[发明专利]衍生自N,N’-双-(羟基烷基)-3,3’,4,4’-双苯基砜四羧基二酰亚胺的共聚酯酰亚胺及由其制造的膜

说明书

技术领域

本发明涉及新型聚酯及由其制造的膜、以及它们的合成方法。具体地，本发明涉及芳香族羧酸的新型共聚物，特别地聚(萘二羧酸亚烷基酯)的共聚物和聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的共聚物，它们表现出改善的耐热性和热机械稳定性。

背景技术

在确定聚酯的热机械性质中玻璃化转变温度(T_g)、晶体熔点(T_m)和结晶度是关键参数。先前的研究已成功地提高了热塑性聚合物，主要是均聚物的T_g，但这通常伴随着T_m的相应升高。T_m的这种升高可以是不利的，因为热塑性聚合物还应保持熔融可加工(例如，在挤出机中)，并且应优选地在经济的条件下保持这样(例如，低于约320℃，优选地低于约300℃，这使得能够使用常规挤出设备)。在更高的加工温度下，聚合物挤出需要昂贵的专业设备以及大量的能量，并且通常还会产生降解产物。熔融加工温度应很好地低于聚合物的分解温度(例如，至少约20℃以下)。在一些情况下，已将共聚单体引入聚合物以便提高T_g同时保持T_m，但还导致了分解温度和T_m的交汇，这导致在熔融物(melt)中降解产物的产生。

还通过引入更刚性的共聚单体进行了多种尝试以提高聚酯的玻璃化转变温度。然而，这些共聚单体还破坏了晶格中聚合物链的堆积(packing)，从而当T_g升高时，T_m和结晶度两者通常随共聚单体的比例增加而降低，最终导致了无定形材料。为了由聚合物材料制备制品，通常重要的是聚合物显示出结晶性以实现具有可接受的热机械(thermo-mechanincal)性能的制品。聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)是半结晶共聚物，其具有玻璃化转变温度(T_g)为78℃，以及晶体熔点(T_m)为260℃。聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)是半结晶共聚物，其具有相对于PET更高的玻璃化转变温度(T_g＝120℃)，虽然它们的晶体熔点不是较大不同的(T_m＝268℃对于PEN)。PEN的热机械稳定性是显著地大于PET。通过引入更刚性的共聚单体，做出许多用于增强T_g的尝试已经集中在PET上，其显著地比PEN便宜。没有商业上可获得的具有高于PEN的T_g的半结晶聚酯。聚醚醚酮(PEEK)是高T_g(约143-146℃)半结晶热塑性聚合物的少数实例之一，并且已成功地在工程和生物医学应用中使用。然而，PEEK仅仅适合于某些类型的制品；例如，其不适用于双轴取向膜的制造。PEEK还非常昂贵，并且具有高晶体熔点(约350℃)。

发明内容

本发明的目的是提供显示出改善的耐热性和热机械稳定性的聚酯。本发明的进一步的目的是提供具有高的或提高的T_g但没有将T_m提高至在经济条件下聚合物不再是可熔融加工(即，聚合物应该保持在低于约320℃下可熔融加工，优选地低于约300℃)的点的热塑性聚合物。本发明的其它目的是提供显示出高T_g以及高T_m的半结晶聚酯。本发明的其它目的是提高聚酯的T_g而不会显著降低其T_m和/或其结晶度，并且优选地不会显著降低其分解温度。

如本文中使用的，术语“没有显著降低T_m”是指T_m降低不大于10％，优选地不大于5％。

如本文所使用的，术语“未显著降低结晶度”是指聚酯保持了商业上有用的结晶度，优选地在约10％至约60％，优选地在约20至约50％的范围内。

本发明的其它目的是提供具有高于相应基础聚酯的T_g的共聚酯，而不会显著降低其T_m和/或其结晶度，并且优选地不会显著降低其分解温度。

本发明的进一步目的是提供适合于部分替换常规聚酯中的单体的共聚单体的用途，其提高了所述聚酯的T_g，但不会显著降低其T_m和/或其结晶度，并且优选地不会显著降低其分解温度。

尽管本发明的目的并不排除T_m的升高，但是T_m的任何升高必须不能太大从而使熔融加工变成不经济的并且使T_m和分解温度交汇(converge)。