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聚(芳醚酮二氮雜萘酮)的高溫聚合物摻合物的制作方法與工藝

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聚(芳醚酮二氮雜萘酮)的高溫聚合物摻合物的制作方法與工藝
聚(芳醚酮二氮雜萘酮)的高溫聚合物摻合物本申請(qǐng)是2010年10月29日提交的發(fā)明名稱為“聚(芳醚酮二氮雜萘酮)的高溫聚合物摻合物”的第201080049256.1號(hào)中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明整體上涉及具有提高的高溫性質(zhì)的高溫組合物。更具體地,本發(fā)明涉及具有提高的高溫承載能力和提高的高溫熔融可加工性的高溫組合物,以及由此模制的物件。本發(fā)明還公開了制備所述組合物的方法。

背景技術(shù):
非常期望耐熱性和耐化學(xué)性高的晶體聚(芳醚酮)(PAEK)用于要求高的汽車、航空、電子和油田領(lǐng)域的模制物件的制造。聚(芳醚酮)由于其整體優(yōu)異的性質(zhì),例如在高溫下的良好機(jī)械性質(zhì)、對(duì)有機(jī)溶劑以及強(qiáng)酸和堿的卓越耐化學(xué)性、低磨損率、耐磨和耐火性以及電絕緣性而成為重要的工程樹脂。然而,這些晶體PAEK樹脂的相對(duì)低的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)限制了其在有荷載和高溫下的應(yīng)用。這個(gè)不足已經(jīng)通過(guò)加入強(qiáng)化填料(例如纖維玻璃、碳纖維和陶瓷或礦物填料)得到改善,但仍未解決。遺憾的是,雖然強(qiáng)化提高了硬度和強(qiáng)度,但化合物仍然顯示類似的長(zhǎng)期荷載性能。也就是說(shuō),抗蠕變性和在應(yīng)力下的張弛性仍然如同該材料未被強(qiáng)化的情況。加入強(qiáng)化纖維還增加了重量、降低了流動(dòng)并誘導(dǎo)了成型部件內(nèi)的各向異性。部件中的這種各向異性可導(dǎo)致,例如彎曲或其它不期望的尺寸改變,例如膜內(nèi)的卷曲。在一些情況下,纖維添加劑可干擾成型部件的表面光滑度,導(dǎo)致不均勻的表面性質(zhì)。這對(duì)于薄部件和膜而言,尤為如此。向PAEK樹脂添加增強(qiáng)填料還使得難以擠壓膜和纖維。這是Tg為工程聚合物應(yīng)用的主要因素的主要原因。因此,通過(guò)使用摻合物提高Tg的能力是非常有價(jià)值的選擇。此外,斷裂伸長(zhǎng)顯著降低并且可加工性質(zhì)也受到不利影響。斷裂伸長(zhǎng)或延展性是要求密封和抗沖擊性的許多工業(yè)應(yīng)用中的重要要求。因此,需要諸如在高溫下的承載能力的多個(gè)性質(zhì)都被提高,同時(shí)還保持了良好的延展性和熔融可加工性的晶體PAEK配方,從而實(shí)現(xiàn)其在成型物件、管、片、膜和纖維內(nèi)的經(jīng)改良的應(yīng)用。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓縮成型的PEEK/PBI摻合物((50wt%PEEK和50wt%PBI)的光學(xué)顯微照片;圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施例4的儲(chǔ)能模量和正切角—溫度曲線;圖3描述了PEEK和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施例7的儲(chǔ)能模量和正切角—溫度曲線;圖4描述了PEK和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施例8的儲(chǔ)能模量和正切角—溫度曲線;圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施例9的DSC曲線;圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施例11的DSC曲線;圖7描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施例13的儲(chǔ)能模量—溫度和正切角—溫度曲線;圖8描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施例15儲(chǔ)能模量—溫度和正切角—溫度曲線。發(fā)明概述本發(fā)明第一方面提供了包含第一聚合物摻合物和第二聚合物摻合物的組合物,其中所述第一聚合物摻合物包含選自由聚(芳醚酮二氮雜萘酮)及其組合組成的組中的聚合物;所述第二聚合物摻合物包含選自由聚(芳醚酮)、熱塑性聚酰亞胺、聚(芳醚砜)、聚苯并咪唑、聚(苯硫醚)及其組合組成的組中的聚合物。本發(fā)明第二方面提供了組合物,其包含約1重量份-約99重量份的第一聚合物組分和約1重量份-約99重量份的第二聚合物組分,其中所述第一聚合物組分選自由聚(芳醚酮二氮雜萘酮)及其混合物組成的組;所述第二聚合物組分選自由聚(芳醚酮)、熱塑性聚酰亞胺、聚(芳醚砜)、聚苯并咪唑、聚(苯硫醚)及其混合物組成的組。本發(fā)明第三方面提供了包含聚合物摻合物的高溫?zé)崴苄越M合物,其中所述聚合物摻合物衍生自至少一種聚(芳醚酮二氮雜萘酮)和選自由聚(芳醚酮)、聚苯并咪唑、熱塑性聚酰亞胺、聚(芳醚砜)、聚(苯硫醚)及其組合組成的組中的聚合物的混合。本發(fā)明第四方面提供了由所述高溫組合物制成的物件。發(fā)明詳述摻合聚合物是獲得具有期望的一系列物理性質(zhì)(例如提高的耐熱性、高溫下的承載能力和提高的熔融可加工性)的塑料材料的方法。芳族聚苯并咪唑的特征在于高度熱穩(wěn)定性。它們可被成型以形成顯示對(duì)熱、水解介質(zhì)和氧化性介質(zhì)引起的降解的抗性的應(yīng)用廣泛的纖維、膜和其它物件。然而,許多聚苯并咪唑在期望的低溫和壓力下不易于熔融加工。特別地,成型部件需要兩個(gè)階段的方法,所述方法涉及PBI粉的冷壓縮,然后在425-500℃和1-3Kpsi壓力下加熱數(shù)小時(shí)。聚合物摻合物可包含可混聚合物、不可混聚合物或者可混聚合物與不可混聚合物(或部分可混聚合物)的組合。包含具有兩個(gè)或更多個(gè)相的不可混聚合物的摻合物可以是相容的或不相容的??苫旎虿糠挚苫斓膿胶衔镌诰?芳醚酮)、聚醚酰亞胺、聚(芳醚砜)和聚(苯硫醚)的情況下具有提高的在高溫下承載能力,在聚苯并咪唑的情況下具有提高的熔融可加工性。提高的承載能力的特征在于在聚合物摻合物的儲(chǔ)能模量-溫度曲線中儲(chǔ)能模量下降的開始溫度的增加,并且提高的熔融可加工性由擠出的簡(jiǎn)易性來(lái)證明。如通過(guò)在聚合物加工操作中,尤其是注射成型過(guò)程中的分層或皮-芯分層結(jié)構(gòu)的形成所證明的,不可混聚合物的不相容摻合物可能具有相分離的問(wèn)題。在提及此類材料時(shí)所使用的術(shù)語(yǔ)“分層”描述了視覺上觀察到的表層分離,產(chǎn)生成片剝落或洋蔥皮的效果。不相容性還可導(dǎo)致差的機(jī)械性質(zhì)和邊緣的表面外觀(條紋、珍珠般光澤等)。圖1為顯示聚(醚醚酮)(PEEK)(50wt%)和PBI(50wt%)的摻合物的相分離的光學(xué)顯微照片,其中在顯微照片中以黑色或灰色表示的獨(dú)特PBI相保持為變形的顆粒。該摻合物被粉末混合,然后用雙螺桿擠壓機(jī)在450℃擠出,隨后壓縮成型。在這個(gè)相容但不可混的摻合物中,PBI在高于其玻璃轉(zhuǎn)化溫度的溫度下增強(qiáng)了PEEK基質(zhì)??苫炀酆衔飺胶衔锾峁┢谕念~外最終用途性質(zhì)以及使產(chǎn)物性質(zhì)處于可混組合物范圍內(nèi)的各組分的中間的優(yōu)勢(shì)??苫鞊胶衔锊幌癫豢苫鞊胶衔锬菢泳哂蟹謱拥膯?wèn)題,并且除了由相容性摻合物提供的增強(qiáng)之外,通常還具有均勻的物理性質(zhì)。雖然通常期望兩種或更多種聚合物的可混摻合物,但過(guò)去卻一直難以獲得。期望相同或相似類型的兩種或更多種聚合物的摻合物可能具有更好的可混性的可能性。然而,同一類型的聚合物通常不可混并且形成多相的組合物。例如,得自SolvayAdvancedPolymersLLC的2000是兩種聚砜(聚苯砜(PPSU)和聚砜(PSU))的不可混摻合物。此外,文獻(xiàn)中存在許多同一類型的聚合物的不可混摻合物的此類實(shí)例。在聚合物摻合物的可混性或相容性領(lǐng)域,現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)發(fā)現(xiàn),即便已經(jīng)付出了大量勞動(dòng),仍無(wú)法獲得可預(yù)測(cè)性。如P.J.Flory(PrinciplesofPolymerChemistry,CornellUniversityPress,1953,Chapter13,p.555)所述:“對(duì)于熱塑性聚合物的混合,不相容性是原則,而可混性或者甚至部分可混合性是例外,這是公知的。由于大多數(shù)熱塑性聚合物與其它熱塑性聚合物不可混,兩種或更多種熱塑性聚合物的均質(zhì)混合物或部分可混混合物確實(shí)通常不能以任何程度的確定性來(lái)預(yù)測(cè)”。因此,可混聚合物摻合物并不常見,并且從聚合物化學(xué)的角度而言事實(shí)上是例外情況。還沒有明確建立用于確定兩種聚合物是否可混的標(biāo)準(zhǔn)。用于確定聚合物-聚合物摻合物的可混性或此類摻合物中的部分相混合的一個(gè)通用方法是通過(guò)確定與未摻合的組分相比摻合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。部分相容聚合物摻合物通常將顯示介于組分的Tg之間的單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg。在有限可混性的情況下,可導(dǎo)致介于組分的轉(zhuǎn)化溫度之間的兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)化溫度Tg1和Tg2,其通常描述兩個(gè)相,一個(gè)相富含第一組分,且第二相富含第二組分。本發(fā)明涉及包含以下的混合物的可混或部分可混聚合物摻合物:a)包含至少一種聚(芳醚酮二氮雜萘酮)的第一聚合物組分;和b)選自包含聚(芳醚酮)、聚苯并咪唑、聚醚酰亞胺、聚(芳醚砜)、聚(苯硫醚)及其混合物的組中的一種或多種的至少一種第二聚合物組分。在本文的教導(dǎo)中,聚合物摻合物中的第二聚合物組分為選自包括聚(芳醚酮)、聚(芳酮)、聚(醚酮)和聚(醚醚酮)的組PAEK的聚合物。可使用的PAEK聚合物中的每一種都將通過(guò)與本發(fā)明的第一聚合物組分摻合而具有改良的性質(zhì)。本文使用的術(shù)語(yǔ)聚(芳醚酮)(PAEK)意在包括含有單體單元的均聚物、共聚物、三元共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物等,所述單體單元包含一個(gè)或多個(gè)芳基、一個(gè)或多個(gè)醚基和一個(gè)或多個(gè)酮基。也可以使用一種或多種PAEK樹脂的摻合物。不同類型的PAEK樹脂包括,例如聚(醚酮)(PEK)、聚(醚醚酮)(PEEK)、聚(醚酮醚酮酮)(PEKEKK)、聚(醚酮酮)(PEKK)和聚(醚醚酮酮)(PEEKK)。PEEK樹脂可為商購(gòu)自VictrexLtd.的PEEK,商購(gòu)自Solvay的和商購(gòu)自Evonik的PEKK樹脂可為商購(gòu)自CytecEngineeredMaterials的PEK樹脂可為商購(gòu)自VictrexLtd的PEEK-HTTM,PEKEKK樹脂可為商購(gòu)自VictrexLtd的PEEK-STTM。高度結(jié)晶并且熔點(diǎn)高于300℃的數(shù)種PAEK聚合物可用在本文公開的摻合物中。這些結(jié)晶PAEK的實(shí)例示于以下結(jié)構(gòu)I、II、III、IV和V中。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,有一些明確建立的且實(shí)質(zhì)性的專利和其它文獻(xiàn)涉及PAEK的形成和性質(zhì)。例如,一些早期研究,例如美國(guó)專利第3,065,205號(hào)涉及芳族二酰鹵與未取代的芳族化合物(例如二苯基醚)的芳族親電取代反應(yīng)(例如Friedel-Crafts催化)。之后在美國(guó)專利第4,175,175號(hào)中公開了可通過(guò)例如活化的芳族二鹵化物與芳族二醇或其鹽的芳族親核取代反應(yīng)而形成多種聚合物。PAEK可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ苽?。一種此類方法包括加熱至少一種雙酚(通常以其雙酚鹽進(jìn)行反應(yīng))和至少一種二鹵代苯類化合物的基本等摩爾混合物,或者在其它情況下,可以使至少一種鹵代苯酚化合物反應(yīng)以形成聚合物。在其它情況下,可以使用這些化合物的混合物。例如,對(duì)苯二酚可以與二鹵代芳酮(如4,4'-二氯二苯甲酮或4,4'-二氟二苯甲酮)反應(yīng),以形成聚(芳醚酮)。在其它情況下,二羥基芳酮(如4,4'-二羥基二苯甲酮)可以與活化的芳基二鹵化物(如4,4'-二氯二苯甲酮)反應(yīng),以形成PAEK聚合物。在其它情況下,二羥基芳基醚(如4,4'-二羥基二苯醚)可以與活化的二鹵代芳酮(如4,4'-二氯二苯甲酮)反應(yīng)。在其它變體中,沒有醚鍵的二羥基化合物(如4,4'-二羥基聯(lián)苯或?qū)Ρ蕉?可以與可具有醚鍵和酮鍵兩者的二鹵代化合物(如4,4'-雙-(二氯苯甲酰)二苯醚)反應(yīng)。在其它情況下,可以將二芳基醚羧酸或羧酸鹵化物聚合,以形成聚(芳醚酮)。此類化合物的實(shí)例為4-苯氧基苯基羧酸、4-苯氧基苯基羰基氯、4-(4-苯氧基苯氧基)苯甲酸或其混合物。在其它情況下,二羧酸或二羧酸鹵化物可以與二芳基醚縮合。例如,間-或?qū)?苯二甲酰氯(或其混合物)可以與二苯醚反應(yīng),以形成PAEK聚合物。當(dāng)在25℃下于濃硫酸中測(cè)定時(shí),PAEK可以具有至少約0.4至約5.0dL/g的特性粘度,在本發(fā)明的上下文中,除非上下文中明確另外指明,否則本文以及所附權(quán)利要求書中使用的單數(shù)形式“a”、“an”和“the”包括復(fù)數(shù)個(gè)指示物。在本發(fā)明的上下文中,聚合物摻合物中的第二聚合物組分還可以為選自芳族聚苯并咪唑(PBI)的另一種聚合物。芳族PBI可為商購(gòu)自PBIPerformanceProductsInc的PBI聚合物,并且具有通式VI:芳族聚苯并咪唑的制備方法描述在多個(gè)美國(guó)專利中,例如3,901,855、4,002,679、3,433,772、3,441,640和4,020,142中。在本發(fā)明的上下文中,聚合物摻合物中的第二聚合物組分可以為選自芳族聚醚酰亞胺(PEI)和共聚物的另一種聚合物。芳族聚醚酰亞胺可為商購(gòu)自SABICInnovativePlastics的1000和XH6050,并且具有通式VII:芳族聚醚酰亞胺的制備方法描述在多個(gè)美國(guó)專利中,例如3,838,097和3,875,116中。在本發(fā)明的背景下,聚合物摻合物中的第二聚合物組分可以為選自聚(芳醚砜)(如聚(苯砜)(PPSU))和共聚物的另一種聚合物。聚(芳醚砜)可為商購(gòu)自SolvayAdvancedPolymersLLC的5000并且具有通式VIII:用于制備聚(芳醚砜)的方法描述在多個(gè)美國(guó)專利中,例如4,108,837和6,228,970中。在本發(fā)明的上下文中,聚合物摻合物中的第二聚合物組分可以為選自聚(芳硫醚)和共聚物的另一種聚合物。聚(苯硫醚)可為商購(gòu)自Ticona的PPS并且具有通式IX:用于制備聚(芳硫醚)的方法描述在多個(gè)美國(guó)專利中,例如4,464,507和5,071,949中。在本發(fā)明的上下文中,第一聚合物組分為聚(芳醚酮二氮雜萘酮)(PAEKP)樹脂及其混合物。本文使用的PAEKP描述于下文,并且包含具有通式(X)的結(jié)構(gòu)單元:其中0≤y≤1.00并且x+y=1,且Cp為式(XI)的二氮雜萘酮基團(tuán),Q為式(XII)的雙酚基團(tuán)其中式(XIII)中的a等于0或1,Z為式(XIV)的二苯甲酮基團(tuán)其中式(XIV)中的b等于0或1,或式(XV)的聯(lián)苯二酮基團(tuán)這些PAEKP的實(shí)例顯示于以下結(jié)構(gòu)XVI、XVII、XVIII、XIX和XX中:如在340-400℃由美國(guó)材料測(cè)試協(xié)會(huì)(ASTM)DI238所測(cè)得的,聚(芳醚酮二氮雜萘酮)(PAEKP)可具有每10分鐘0.1至200g(g/10min)的熔融指數(shù)。在一個(gè)權(quán)利要求中,PAEKP聚合物在30℃時(shí)于98%的硫酸中具有0.3至2.0dL/g的特性粘度。在另一個(gè)權(quán)利要求中,PAEKP在30℃時(shí)于98%的硫酸中具有0.5至1.0dL/g的特性粘度。在本發(fā)明的上下文中,本文使用的術(shù)語(yǔ)“聚合物摻合物”表示兩種或更多種不同聚合物的宏觀均勻混合物。術(shù)語(yǔ)“可混摻合物”描述了具有單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)的聚合物摻合物。術(shù)語(yǔ)“部分可混的摻合物”描述了具有多于一個(gè)玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)的聚合物摻合物,并且當(dāng)通過(guò)電子顯微鏡觀察時(shí)其顯示多相樹脂形態(tài),但并不顯示分層。本文使用的“可混”是指顯示介于組分的Tg之間的單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度的摻合物。本文使用的“部分可混”是指介于組分的玻璃轉(zhuǎn)化溫度之間的兩個(gè)獨(dú)立的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其描述富含組分1的相和富含組分2的相。本文使用的術(shù)語(yǔ)“提高的承載能力”表示與具有較低Tg的第一或第二聚合物的承載能力相比,聚合物摻合組合物的承載能力提高。本文使用的術(shù)語(yǔ)“提高的熔融可加工性”表示與具有較高Tg的第一或第二聚合物相比,包含第一聚合物和第二聚合物的聚合物摻合組合物的熔融可加工性提高。PAEK-PAEKP摻合物完全可混,其具有單一的Tg。PBI-PAEKP摻合物完全可混,其具有單一的Tg,或者可顯示部分可混,其具有兩個(gè)Tg,但呈現(xiàn)宏觀的均勻物理性質(zhì)。PEI-PAEKP摻合物完全可混,其具有單一的Tg。PPSU-PAEKP摻合物完全可混,其具有單一的Tg,或者可顯示部分可混,其具有兩個(gè)Tg,但呈現(xiàn)宏觀的均勻物理性質(zhì)。PPS-PAEKP摻合物部分可混,其具有兩個(gè)Tg,但呈現(xiàn)宏觀的均勻物理性質(zhì)。聚合物摻合物中第一聚合物組分與第二聚合物組分的比例可以為導(dǎo)致聚合物摻合物與任一單獨(dú)組分相比具有改良的性質(zhì)的任意比例。根據(jù)最終的使用用途和待改善的期望性質(zhì),該比例(以重量份表示)可以為1:99至99:1。比例范圍還可以為20:80至80:20或者30:70至70:30。根據(jù)應(yīng)用,該比例還可以為40:60至60:40。這些范圍包含介于其上限和下限之間的所有數(shù)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解,根據(jù)所選擇的結(jié)果,改變第一聚合物組分與第二聚合物組分的比例可落在所述范圍內(nèi)的任何實(shí)際數(shù)值比例??赏ㄟ^(guò)改變組分的比例而調(diào)整的最終聚合物摻合物的性質(zhì)包括玻璃轉(zhuǎn)化溫度、熱變形溫度、承載能力和熔融可加工性。例如,在一個(gè)實(shí)施方式中,PAEKP聚合物可以以有效提高(通過(guò)增加)PAEK-PAEKP摻合物相對(duì)于單個(gè)PAEK組分自身的承載能力的任何量存在。在一些情況下,PAEK聚合物可以以整個(gè)混合物的5至95wt%存在,而PAEKP從95至5wt%而變化。在另一個(gè)實(shí)施方式中,PAEKP聚合物可以以有效提高PBI-PAEKP摻合物相對(duì)于單個(gè)PBI組分自身的熔融可加工性的任何量存在。在一些情況下,PBI聚合物可以以整個(gè)混合物的1至80wt%存在,而PAEKP從99至20wt%而變化。本文描述的組合物可進(jìn)一步含有填料、增強(qiáng)劑、添加劑及其組合。示例性的填料和增強(qiáng)劑包括玻璃纖維、碾碎的玻璃、玻璃珠、薄片、碳纖維和納米管、芳綸纖維、金屬纖維、金屬粉和導(dǎo)電碳等。也可以添加礦物,如滑石、硅灰石、云母、高嶺土或蒙脫石粘土、硅石、石英、重晶石和上述兩種或更多種的組合。本發(fā)明的填充的聚合物摻合物可通過(guò)混合熔融態(tài)的一定量的以下物質(zhì)而制得:a)包含聚(芳醚酮二氮雜萘酮)(PAEKP)的第一聚合物組分;和b)選自包括聚(芳醚酮)、聚苯并咪唑、聚醚酰亞胺、聚(芳醚砜)、聚(苯硫醚)及其混合物和由其成型的物件的組一種或多種的第二聚合物組分;和c)至少一種填料。這三種組分可通過(guò)產(chǎn)生本文教導(dǎo)的填充的組合物的任何方法而混合。本發(fā)明的組合物還可以與多種添加劑組合,所述添加劑包括但不限于著色劑,如二氧化鈦、硫化鋅和炭黑;穩(wěn)定劑,如受阻酚、亞磷酸鹽/酯、亞膦酸鹽/酯、硫代酸酯及其混合物;以及脫模劑,潤(rùn)滑劑,金屬去活化劑,增塑劑,成核劑如滑石粉,耐磨添加劑如氟聚合物和金屬硫化物,煙霧抑制和防滴劑如基于氟聚合物的那些。在一些情況下可能需要使用膦酸鹽/酯或亞磷酸鹽/酯化合物或其混合物以改善顏色和穩(wěn)定性。在另一些情況下,可以采用芳基膦酸鹽/酯、亞磷酸鹽/酯化合物或其混合物或者與受阻酚抗氧化劑的組合。也可以向組合物中加入有效量的紫外線穩(wěn)定劑。添加劑和/或填料的有效量變化范圍很大,但基于整個(gè)組合物的重量和所使用的添加劑和/或填料的類型,其通常以不高于約0.01-40重量%或更高的量存在。本發(fā)明的組合物可以被制成任何期望的形狀,例如成型物、膜、涂層或纖維。優(yōu)選的方法包括,例如注射成型、吹塑成型、壓縮成型、型材擠壓、片材或膜擠出、燒結(jié)、氣體輔助成型、結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型和熱成型。有利地,聚合物摻合物可用于那些需要良好的電絕緣性、對(duì)多種化學(xué)物質(zhì)具有良好抗性、在高溫下保持機(jī)械性質(zhì)、良好的阻燃性且放出的毒煙少、以及在燃燒時(shí)的低煙濃度的組合的應(yīng)用。此類物件的實(shí)例包括,但不限于封條、墊圈、CMP環(huán)、醫(yī)療設(shè)備、盤、板、電連接器、電氣設(shè)備的外殼、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件、軸承、照明插座和反射器、電動(dòng)馬達(dá)部件、配電設(shè)備和通訊設(shè)備等。摻合物還可以用作纖維。此外,摻合物還可以用作涂層,例如粉涂層。摻合物還可以被擠壓成通過(guò)加工而可用于形成的物件的棒和板。提供以下實(shí)施例用以為本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明提供額外的指導(dǎo)。所提供的實(shí)施例僅是本發(fā)明的示例。因此,這些實(shí)施例并不以任何方式限制本發(fā)明。本文引用的所有專利和/或?qū)@暾?qǐng)都通過(guò)引用整體并入本文,如同在本文中進(jìn)行完整描述一般。PAEKP實(shí)施例本發(fā)明的摻合的聚合物中使用的PAEKP物質(zhì)為無(wú)定型聚合物或半結(jié)晶聚合物。半結(jié)晶PAEKP聚合物本身為新的。按照描述將4,4'-雙酚作為共單體單元引入至含二氮雜萘酮單體的聚(芳醚酮二氮雜萘酮)中,意外地產(chǎn)生了Tg>180℃的熔融可加工半結(jié)晶聚合物,其不溶于有機(jī)溶劑,例如氯仿。即便引入30mol%這么低的4,4'-雙酚,所得聚(芳醚酮二氮雜萘酮)仍然為半結(jié)晶的,其Tg為230℃,熔融溫度為316℃,并且熔融吸熱為5.0J/g??紤]到引入的相對(duì)低量的4,4'-雙酚共單體,這種結(jié)果完全出乎意料。有利地,該聚合物不溶于氯仿,并且壓縮成型的膜具有對(duì)有機(jī)溶劑的良好抗性??梢酝ㄟ^(guò)4,4'-二氟二苯甲酮與4,4'-雙酚和4-(4-羥基苯基)二氮雜萘-1(2H)-酮(二氮雜萘酮)的聚合制備具有高玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)(>180℃)的半結(jié)晶聚(芳醚酮二氮雜萘酮)。這些聚合物可經(jīng)由熔融過(guò)程(例如擠壓和注射成型)而加工。本發(fā)明包括,但不限于以下:·含有4,4'-雙酚和二氮雜萘酮共單體單元的聚(芳醚酮二氮雜萘酮)?!ず屑s30/70至約90/10之間的B/P比的半結(jié)晶聚(芳醚酮二氮雜萘酮)?!g為約185℃至約240℃的半結(jié)晶聚(芳醚酮二氮雜萘酮)?!と廴跍囟?Tm)為約310℃至約380℃的半結(jié)晶聚(芳醚酮二氮雜萘酮)?!ず锌山?jīng)由諸如擠壓或注射成型的常規(guī)技術(shù)而加工的二氮雜萘酮共單體單元的半結(jié)晶聚(芳醚酮二氮雜萘酮)。可通過(guò)不同水平的4,4'-雙酚單體而調(diào)整半結(jié)晶聚(醚酮二氮雜萘酮)的Tg和熔融溫度,并且由此獲得高Tg的半結(jié)晶共聚物。下文給出實(shí)施例。利用TAInstrumentsQ-10或Q-100DSC儀器以20℃/min的加熱速率通過(guò)差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定各聚合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)、熔融溫度(Tm)和熔融吸熱焓(ΔHm)。對(duì)0.5g聚合物在98%硫酸中的100cm3溶液測(cè)定30℃下的各聚合物的特性粘度。通過(guò)用4,4'-雙酚取代具有二氮雜萘酮單元的聚(芳醚酮二氮雜萘酮)中的二氮雜萘酮部分而引入雙酚單元產(chǎn)生了具有良好延展性的高分子量半結(jié)晶聚合物,其保持了高熔融溫度,并且可在約360℃或更低的反應(yīng)溫度下進(jìn)一步制備。由于現(xiàn)有技術(shù)一直以來(lái)的限制以及4,4'-雙酚的分子大小和朝向,本文描述的聚合物的在商業(yè)上期望的性質(zhì)并不能預(yù)期或期望。本發(fā)明的聚合物具有約310℃以上且380℃以下的高熔融溫度、約185℃至240℃的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,以聚合物的熔融吸熱的焓而測(cè)定的約5J/g至約26J/g的中等至良好的結(jié)晶性,并且可以被合成為具有以至少0.7或更高的特性粘度而測(cè)定的高分子量。還可以通過(guò)4,4'-二氟二苯甲酮與4,4'-雙酚和4-(4-羥基苯基)二氮雜萘-1(2H)-酮(二氮雜萘酮)的聚合制備具有高玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)(>230℃)的無(wú)定形聚(芳醚酮二氮雜萘酮)。這些聚合物可經(jīng)由諸如擠壓或注射成型的熔融過(guò)程而加工。本發(fā)明包括但不限于以下:·含有4,4'-雙酚和二氮雜萘酮共單體單元的無(wú)定形聚(芳醚酮二氮雜萘酮)?!ず屑s0/100至約29/71之間的B/P比的無(wú)定形聚(芳醚酮二氮雜萘酮)?!g為約230℃至約257℃的無(wú)定形聚(芳醚酮二氮雜萘酮)。本發(fā)明的新穎的聚(芳醚酮二氮雜萘酮)可表征為含有以下結(jié)構(gòu)XXI和XXII表示的芳醚酮重復(fù)單元:和用于制備本發(fā)明的聚(芳醚酮二氮雜萘酮)的起始單體包含,例如以下單元:和和或或其中X為氟或氯。在本發(fā)明的多個(gè)權(quán)利要求中,用以制備本發(fā)明的共聚物的雙酚的量使得共單體雙酚(B)與二氮雜萘酮(P)的摩爾比(B/P)為約0/100至90/10。在一些權(quán)利要求中,該摩爾比為約30/70至約90/10。在一些權(quán)利要求中,該摩爾比為約35/65至約80/20。在一些權(quán)利要求中,該摩爾比為約40/60至約70/30,使得所得共聚物的Tg大于約180℃,Tm大于約310℃且小于約380℃,且ΔHm至少為約5.0J/g或更高。在本發(fā)明的一些權(quán)利要求中,可熔融加工的聚合物包含不大于約2.0dL/g的特性粘度(IV)。在一些權(quán)利要求中,IV不大于約1.5。在一些權(quán)利要求中,IV不大于約1.2。為了便于加工,IV包含至少約0.2至約1.1dL/g的范圍。在加工過(guò)程中,下限可提高至至少0.7。本發(fā)明的一些熔融可加工半結(jié)晶聚合物的實(shí)例的特征在于一個(gè)或多個(gè)以下性質(zhì):(1)為半結(jié)晶態(tài),ΔHm為至少約5.0J/g,并且在一些權(quán)利要求中為約15J/g或更高,(2)當(dāng)壓縮成型成膜時(shí)是可延展的,(3)對(duì)多種有機(jī)溶劑具有抗性,并且在25℃于氯仿中浸漬24小時(shí)后“基本不受影響”,而沒有獲得大于約10%的重量,和(4)Tg等于或大于約180℃,且Tm等于或小于380℃。由于其獨(dú)特的性質(zhì),本發(fā)明的聚合物尤其可用于需要對(duì)高溫和有機(jī)溶劑均有抗性的應(yīng)用。本發(fā)明的PAEKP聚合物可被制成任何期望的形狀,例如成型物、膜、涂層或纖維。特別地,聚合物可用于那些需要良好電絕緣性、對(duì)多種化學(xué)物質(zhì)具有良好抗性、在高溫下保持機(jī)械性質(zhì)、良好的阻燃性且放出的毒煙少、以及在燃燒時(shí)的低煙濃度的組合的應(yīng)用。本發(fā)明的PAEKP聚合物還可包括和/或引入礦物填料(例如云母、玻璃、石英、粘土)和多種纖維(例如玻璃纖維、碳纖維、聚芳基酰胺纖維、陶瓷纖維)。聚合物還可以包含諸如著色劑、顏料、熱穩(wěn)定劑和紫外線穩(wěn)定劑的添加劑。PAEKP聚合物可以與一種或多種其它聚合物熔融摻合,所述其它聚合物包括但不限于聚苯并咪唑、聚芳基酰胺、聚砜、聚酮、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜酰亞胺,聚苯硫醚,氟聚合物、聚酯和聚碳酸酯。本發(fā)明的半結(jié)晶PAEKP聚合的技術(shù)方法顯著不同于包括Hay的美國(guó)專利第5,254,663號(hào)在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的聚合是在非極性溶劑中進(jìn)行的,并且所得聚合物為半結(jié)晶態(tài)。此外,使用4,4'-雙酚作為共單體并沒有報(bào)告在現(xiàn)有技術(shù)中。此外,本發(fā)明公開了通常在約280℃至約320℃之間的顯著較高的溫度下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。相比之下,目前現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道的含有二氮雜萘酮部分的聚合物在225℃或更低的溫度下加工。聚合方法和過(guò)程的這些區(qū)別是新穎的。B.制備本發(fā)明的PAEKP聚合物可通過(guò)將單體和堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸鹽的混合物加熱而在溶液中制得。堿金屬碳酸鹽通常為碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸鈉、碳酸鉀和碳酸銫的混合物。如果采用水合鹽,其中聚合溫度小于約250℃,則堿金屬碳酸鹽可以是無(wú)水的。在達(dá)到聚合溫度前,可以通過(guò)例如減壓加熱或用諸如甲苯或鄰-二氯苯的有機(jī)溶劑經(jīng)共沸蒸餾脫水而除去水。當(dāng)PAEKP聚合溫度高于250℃,例如為270℃時(shí),沒有必要首先使碳酸鹽脫水,原因是任何水都在其可以對(duì)聚合反應(yīng)產(chǎn)生不良影響前而被迅速驅(qū)除。所使用的堿金屬碳酸鹽的總量可以使得每個(gè)酚OH或二氮雜萘酮NH基團(tuán)具有至少1個(gè)堿金屬原子??梢圆捎眠^(guò)量的堿金屬碳酸鹽,并且每個(gè)酚OH或二氮雜萘酮NH基團(tuán)具有1至1.2個(gè)堿金屬原子。在本發(fā)明的多個(gè)權(quán)利要求中,PAEKP聚合在諸如二苯砜和二苯甲酮的惰性溶劑中進(jìn)行。在一些權(quán)利要求中,聚合在約200℃至約400℃的溫度下進(jìn)行。在一些權(quán)利要求中,聚合溫度大于約260℃。反應(yīng)通常在大氣壓下進(jìn)行;然而反應(yīng)也可以在較高或較低的壓力下進(jìn)行。為了制備一些PAEKP聚合物,可能需要在一個(gè)溫度,例如約180℃至約250℃之間的溫度下開始聚合,然后隨著聚合繼續(xù)進(jìn)行而提高溫度。在制備在溶劑中僅具有低溶解性的聚合物時(shí),這尤為有利。因此,期望逐漸提高溫度用以在聚合物分子量增高的同時(shí)將其維持在溶液中。在一些權(quán)利要求中,該過(guò)程包括約180℃至約360℃的高溫。在其它權(quán)利要求中,該過(guò)程包括約220℃至約340℃的高溫。在一些權(quán)利要求中,為了使降解反應(yīng)最小,最高聚合溫度可低于360℃。以下實(shí)施例用以例示本發(fā)明的PAEKP聚合物,其目的并非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。C.實(shí)施例由4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體制備半結(jié)晶和無(wú)定型聚(芳醚酮二氮雜萘酮)實(shí)施例1:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比B/P=30/70的半結(jié)晶共聚物向裝配有氮?dú)馊肟?、熱電偶、機(jī)械攪拌器、Dean-Stark阱和冷凝器的250ml三頸圓底燒瓶中加入21.82g(100.0mmol)經(jīng)干燥的4,4'-二氟二苯甲酮、16.76g(70.0mmol)經(jīng)干燥的二氮雜萘酮單體、5.59g(30.0mmol)經(jīng)干燥的4,4'-雙酚和14.65g(106.0mmol)無(wú)水碳酸鉀。然后加入二苯砜(132.5g)和氯苯(30.0ml)。將反應(yīng)介質(zhì)加熱至170℃,并蒸餾氯苯1小時(shí)以去除水。然后,將反應(yīng)混合物加熱至200℃并維持2小時(shí)。將反應(yīng)混合物進(jìn)一步加熱至300℃并維持4小時(shí)。終止反應(yīng),并在玻璃盤內(nèi)的玻璃表面上將混合物澆鑄成板,并冷卻至室溫。然后將冷卻的固體經(jīng)錘式粉碎成小于約60目的細(xì)顆粒。將細(xì)顆粒放置在具有500ml丙酮的燒瓶?jī)?nèi),回流加熱1小時(shí),然后過(guò)濾。重復(fù)該過(guò)程5次以除去二苯砜。然后將所得粉狀物質(zhì)放置在含500ml去離子水的燒瓶?jī)?nèi),回流加熱1小時(shí),然后過(guò)濾。重復(fù)該過(guò)程5次以除去無(wú)機(jī)鹽。然后將所得固體聚合物在120℃下真空干燥過(guò)夜。白色聚合物的特性粘度(IV)為約0.78dL/g(聚合物的0.5g/dL的98%硫酸的溶液,30℃),玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約230℃,熔融溫度為約316℃,并且熔融吸熱為約5.0J/g。聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯烷酮(CHP)。粉末化的聚合物在375℃下壓縮成型5分鐘以產(chǎn)生堅(jiān)固的不透明膜。25℃下在氯仿中浸漬24小時(shí)的膜樣本顯示重量提高1.8%。膜保持抗性,并且沒有對(duì)氯仿攻擊的可觀察結(jié)果。實(shí)施例2:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=40/60的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為40/60的共聚物。所得聚合物的特性粘度(IV)為約0.74dL/g,玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約225℃,熔融溫度為約336℃,并且熔融吸熱為約8.0J/g。聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯烷酮(CHP)。實(shí)施例3:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=60/40的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為60/40的共聚物。所得聚合物的特性粘度(IV)為約0.79dL/g,玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約204℃,熔融溫度為約357℃,并且熔融吸熱為約16.0J/g。聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯烷酮(CHP)。實(shí)施例4:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=65/35的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為65/35的共聚物。所得聚合物的特性粘度(IV)為約1.48dL/g,玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約205℃,熔融溫度為約347℃,并且熔融吸熱為約14.0J/g。聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯酮(CHP)。實(shí)施例5:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=70/30的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為70/30的共聚物。所得聚合物的特性粘度(IV)為約0.75dL/g,玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約200℃,熔融溫度為約368℃,并且熔融吸熱為約25.0J/g。聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯烷酮(CHP)。實(shí)施例6:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=75/25的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為75/25的共聚物。所得聚合物的特性粘度(IV)為約0.73dL/g,玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約190℃,熔融溫度為約376℃,并且熔融吸熱為約26.0J/g。聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯烷酮(CHP)。實(shí)施例7:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=80/20的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為80/20的共聚物。所得的聚合物的特性粘度(IV)為約0.95dL/g,玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約185℃,熔融溫度為約367℃,并且熔融吸熱為約24.0J/g。聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯烷酮(CHP)。實(shí)施例8:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=20/80的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為20/80的共聚物。所得聚合物的特性粘度(IV)為約1.02dL/g(聚合物的0.5g/dL的98%硫酸的溶液,25℃),且玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約240℃。室溫下,聚合物可溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯烷酮(CHP)。實(shí)施例9:4,4'-雙酚和二氮雜萘酮的摩爾比B/P=25/75的半結(jié)晶共聚物根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法,制備4,4'-雙酚和二氮雜萘酮單體的摩爾比為25/75的共聚物。所得聚合物的特性粘度(IV)為約0.78dL/g(聚合物的0.5g/dL的98%硫酸的溶液,30℃),且玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約232℃。室溫下,聚合物不溶于氯仿、二甲基亞砜(DMF)和N-環(huán)己基吡咯酮(CHP)。本文使用的各部分的標(biāo)題僅用于組織目的,而不應(yīng)被理解為以任何方式限制所描述的主題。雖然與多個(gè)權(quán)利要求結(jié)合對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述,但本發(fā)明并不限于這些權(quán)利要求。相反,本發(fā)明包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所能預(yù)期的各種改變、修飾和等同物。摻合物實(shí)例如本文所述,通過(guò)在單螺桿擠壓機(jī)或雙螺桿擠壓機(jī)中混合PAEK(PEEK、PEKK和PEK)與PAEKP的混合物,PBI與PAEKP的混合物,PEI與PAEKP的混合物,PPSU與PAEKP的混合物,以及PPS和PAEKP的混合物而制備摻合物。組成以總組合物的wt%表示。將單螺桿擠壓機(jī)的最大料筒溫度設(shè)定為350-400℃,雙螺桿擠壓機(jī)的最大料筒溫度設(shè)定為360-400℃。利用溫和的螺旋混合器于真空下使摻合物在單螺桿擠壓機(jī)上以10-30rpm并在雙螺桿擠壓機(jī)上以250rpm運(yùn)行。冷卻擠出物,制粒并在150-200℃干燥。利用差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定摻合物的熱學(xué)性質(zhì)。根據(jù)ASTM方法D3418,利用TAInstrumentsQ-10DSC儀器以10℃/min的加熱和冷卻速率運(yùn)行DSC。將樣本以10℃/min加熱至400℃,在400℃保持5分鐘,并以10℃/min冷卻至80℃用以記錄玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)、熔融峰值溫度(Tm)和峰值結(jié)晶溫度(Tcc)。也可以利用混合律-Fox方程估測(cè)可混聚合物摻合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2其中Tg是可混聚合物摻合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,w1是摻合物中第一聚合物的重量分?jǐn)?shù),Tg1是摻合物中第一聚合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,w2是摻合物中第二聚合物的重量分?jǐn)?shù),Tg2是摻合物中第二聚合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。還利用30-60秒的循環(huán)時(shí)間以360-400℃的設(shè)定溫度和150-230℃的模具溫度對(duì)所選擇的樣本進(jìn)行注射成型。利用動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)測(cè)量模量-溫度性質(zhì)。利用TAInstrumentQ800DMA儀器的DMA分析以3℃/min的加熱速率和1赫茲的振蕩頻率在3.2mm棒上以單懸臂模式進(jìn)行。將樣本以3℃/min從50℃加熱至300℃,以記錄模量(Ε')-溫度和正切角-溫度曲線。正切角源自儲(chǔ)能模量(Ε')和損失模量(E”)E”/E’,并且正切角的峰值溫度與摻合物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度有關(guān)。材料PEKK為Cytec以HT銷售的聚(醚酮酮)。PEEK為Evonik以4000G銷售的聚(醚醚酮)。PEK為VictrexLtd以PEEK-HTTMG22銷售的聚(醚酮)。PBI為PBIPerformancePolymers以PBIU60銷售的聚苯并咪唑。PEI為SABICInnovativePlastics以ULT1000和XH6050銷售的聚(醚酰亞胺)。PPSU為SolvayAdvancedPolymersLLC以R5000銷售的聚(芳基砜)。PPS為Ticona以0320銷售的聚(苯硫醚)。如本文所描述,PAEKP-1是由4,4'-二氟二苯甲酮與約等摩爾量的(4-羥基苯基)二氮雜萘-1(2H)-酮(二氮雜萘酮)反應(yīng)而獲得的無(wú)定型聚(芳醚酮二氮雜萘酮)。向裝配有氮?dú)馊肟?、熱電偶、機(jī)械攪拌器、Dean-Stark阱和冷凝器的2L三頸圓底燒瓶中加入二苯砜(574.21g)。然后加入152.7g(0.70mol)經(jīng)干燥的4,4'-二氟二苯甲酮、166.8grams(0.70mol)經(jīng)干燥的二氮雜萘酮單體、和102.55g(0.74mol)無(wú)水碳酸鉀。將反應(yīng)介質(zhì)加熱至170℃,并維持2小時(shí)。然后將反應(yīng)混合物加熱至240℃,并維持2.5小時(shí)。終止反應(yīng),并將混合物沉淀在去離子水中。將冷卻的固體碾磨成小于約60目的細(xì)顆粒。將細(xì)顆粒放置在具有2000ml丙酮的4L燒瓶?jī)?nèi),回流加熱1小時(shí),然后過(guò)濾。重復(fù)該過(guò)程5次以除去二苯砜。然后將所得粉狀物質(zhì)放置在含2000ml去離子水的4L燒瓶?jī)?nèi),回流加熱1小時(shí),然后過(guò)濾。重復(fù)該過(guò)程5次以除去無(wú)機(jī)鹽。然后將所得固體聚合物在120℃下真空干燥過(guò)夜。白色聚合物的特性粘度(IV)為約0.3dL/g(聚合物的0.1g/dL的98%硫酸的溶液,30℃),玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約257℃。如本文所描述的,PAEKP-2是通過(guò)在300L的反應(yīng)器中按照與PAEKP-1類似的操作,使約70mol%的(4-羥基苯基)二氮雜萘-1(2H)-酮(二氮雜萘酮)和約30mol%的4,4'-雙酚的混合物與約等摩爾量的4,4'-二氟二苯甲酮反應(yīng)而制備的半結(jié)晶聚(芳醚酮二氮雜萘酮)。PAEKP-2的玻璃轉(zhuǎn)化溫度為230℃,熔融峰值溫度為320℃,在30℃時(shí)于98%硫酸中的特性粘度為0.8dL/g。以下實(shí)施例顯示了多種PAEKP摻合物的熱學(xué)性質(zhì),包括利用混合律預(yù)期的Tg。還獲得了所選擇的混合物樣本的動(dòng)態(tài)機(jī)械轉(zhuǎn)化。實(shí)施例1:PEKK和PAEKP-1的聚合物摻合物在5/8"直徑的單螺旋擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=24/1使PEKK(60wt%)與PAEKP-1(40wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表1中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有186℃的中點(diǎn)溫度(雖然低于被假定為完全可混的該聚合物摻合物的理論Tg(194℃)),這表明兩種聚合物在給定的比例(60/40)具有良好的可混性。表1性質(zhì)PEKKPAEKP-1實(shí)施例1預(yù)期的TgTg(℃)160257186194Tcc(℃)311-264-Tm(℃)361-346-實(shí)施例2:PEEK和PAEKP-1的聚合物摻合物在單螺旋5/8"直徑擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=24/1使PEKK(60wt%)與PAEKP-1(40wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表2中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有174℃的中點(diǎn)溫度(雖然低于被假定為完全可混的該聚合物摻合物的理論Tg(182℃)),這表明兩種聚合物在給定的比例(60/40)具有良好的可混性。表2性質(zhì)PEEKPAEKP-1實(shí)施例2預(yù)期的TgTg(℃)143257174182Tcc(℃)297-235-Tm(℃)334-329-實(shí)施例3、4、5和6:PEKK和PAEKP-2的聚合物摻合物在5/8"直徑的單螺旋擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=24/1使PEKK(20-80wt%)與PAEKP-2(80-20wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表3中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。對(duì)于所有聚合物摻合物,檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。聚合物摻合物的Tg非常接近于根據(jù)Fox方程假定為完全可混的聚合物摻合物的理論Tg,這表明兩種聚合物在給定的比例(20/80)具有良好的可混性。表3性質(zhì)PEKK/PAEKP-2重量比Tg(℃)預(yù)期的TgTcc(℃)Tm(℃)PEKK100/0160-311361實(shí)施例380/20177172288360實(shí)施例460/40187186268358實(shí)施例540/60204199-353實(shí)施例620/80210214-354PAEKP-20/100230--320圖2顯示了實(shí)施例4的儲(chǔ)能模量-溫度和正切角-溫度曲線。在正切角-溫度曲線中僅在207℃有一個(gè)峰,這表示該摻合物的單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。儲(chǔ)能模量下降的初始溫度為約181℃,這表明該摻合物的承載能力的改善。實(shí)施例7:PEEK和PAEKP-2的聚合物摻合物在直徑26mm的雙螺旋擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=44/1使PEKK(60wt%)與PAEKP-2(40wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表4中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有176℃的中點(diǎn)溫度,這非常接近于根據(jù)Fox方程假定為完全可混的聚合物摻合物的理論Tg(174℃),這表明兩種聚合物在給定的比例(60/40)具有良好的可混性。表4性質(zhì)PEEKPAEKP-2實(shí)施例7預(yù)期的TgTg(℃)143230176174Tcc(℃)297-259-Tm(℃)334320332-圖3顯示了實(shí)施例7的儲(chǔ)能模量-溫度和正切角-溫度曲線。在正切角-溫度曲線中僅有一個(gè)峰,這表示該摻合物的單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。該摻合物的儲(chǔ)能模量下降的初始溫度為約179℃,其比PEEK的(146℃)高30℃,這表明該摻合物的承載能力的顯著改善。實(shí)施例8:PEK和PAEKP-2的聚合物摻合物在直徑26mm的雙螺旋擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=44/1使PEK(60wt%)與PAEKP-2(40wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表5中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有193℃的中點(diǎn)溫度,這非常接近于根據(jù)Fox方程假定為完全可混的聚合物摻合物的理論Tg(184℃),這表明兩種聚合物在給定的比例(60/40)具有良好的可混性。表5性質(zhì)PEKPAEKP-2實(shí)施例8預(yù)期的TgTg(℃)158230193184Tcc(℃)330-294-Tm(℃)373320363-圖4顯示了PEK和實(shí)施例8的儲(chǔ)能模量-溫度和正切角-溫度曲線。在正切角-溫度曲線中僅在201℃有一個(gè)峰,這表示該摻合物的單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。該摻合物的儲(chǔ)能模量下降的初始溫度為185℃,其比PEK的(164℃)高,這表明該摻合物的承載能力的顯著改善。實(shí)施例9和10:PBI和PAEKP-2的聚合物摻合物在直徑26mm的雙螺旋擠壓機(jī)中在約440℃的熔融溫度下以L/D=44/1使PAEKP-2(60-90wt%)與PBIU60(10-40wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表6中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。實(shí)施例11:PBI和PAEKP-2的聚合物摻合物將PAEKP-2(20wt%)與PBIU60(80wt%)以粉末形式摻合,然后在400-450℃壓縮成型至餅。通過(guò)DSC分析來(lái)自所述餅的切割樣本,表6顯示了其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。圖5顯示了實(shí)施例9的DSC曲線,且圖6顯示了實(shí)施例11的DSC曲線。兩個(gè)DSC曲線均顯示實(shí)施例9和實(shí)施例11的單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。聚合物摻合物的Tg非常接近于根據(jù)Fox方程假定為完全可混的聚合物摻合物的理論Tg,這表明兩種聚合物在給定的比例(90/10至20/80)具有良好的可混性。表6性質(zhì)PAEKP-2/PBIU60重量比Tg(℃)預(yù)期的TgTm(℃)PAEKP-2100/0230-320實(shí)施例990/10239244-實(shí)施例1060/40300293-實(shí)施例1120/80365375PBIU600/100425--實(shí)施例12:PEI1000和PAEKP-2的聚合物摻合物在5/8"直徑的單螺旋擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=24/1使PEI1000(50wt%)與PAEKP-2(50wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表7中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有222℃的中點(diǎn)溫度,這非常接近于根據(jù)Fox方程假定為完全可混的該聚合物摻合物的理論Tg(223℃),這表明兩種聚合物在給定的比例(50/50)具有良好的可混性。表7實(shí)施例13:XH6050和PAEKP-2的聚合物摻合物在26mm直徑的雙螺旋擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=44/1使XH6050(50wt%)與PAEKP-2(50wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表8中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有235℃的中點(diǎn)溫度,其非常接近于根據(jù)Fox方程假定為完全可混的該聚合物摻合物的理論Tg(238℃),這表明兩種聚合物在給定的比例(50/50)具有良好的可混性。表8圖7顯示了實(shí)施例13的儲(chǔ)能模量-溫度和正切角-溫度曲線。在正切角-溫度曲線中僅在240℃有一個(gè)峰,這表示該摻合物的單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。實(shí)施例14:PPSU和PAEKP-2的聚合物摻合物在26mm直徑的雙螺旋擠壓機(jī)中在380℃下以L/D=44/1使PPSU(5000)(50wt%)和PAEKP-2(50wt%)混合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表9中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。檢測(cè)到單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有224℃的中點(diǎn)溫度,這非常接近于根據(jù)Fox方程假定為完全可混的該聚合物摻合物的理論Tg(225℃),這表明兩種聚合物在給定的比例(60/40)具有良好的可混性。表9實(shí)施例15:PPS和PAEKP-2的聚合物摻合物在26mm直徑的雙螺旋擠壓機(jī)中在360℃下以L/D=44/1使PPS(0320)(25-75wt%)與PAEKP-2(25-75wt%)摻合。將擠出物切碎成小球。通過(guò)DSC分析小球狀的產(chǎn)物,在表10中顯示其熱學(xué)性質(zhì)和未摻合的組分的熱學(xué)性質(zhì)。表10性質(zhì)PPS/PAEKP-2重量比Tg(℃)Tg1(℃)Tg2(℃)預(yù)期的TgTm(℃)PPS100/090---285實(shí)施例1575/25108211126275實(shí)施例1650/50109217155275實(shí)施例1725/75未檢測(cè)216190274PAEKP-20/100230---320對(duì)聚合物摻合物檢測(cè)到兩個(gè)玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其具有約108-109℃和約211-217℃的中點(diǎn)溫度。Tg非常不同于根據(jù)Fox過(guò)程假定為完全可混的聚合物摻合物的理論Tg(126-190℃),這表明兩種聚合物在給定的比例(75/25至25/75)具有不完全的可混性。然而,聚合物摻合物的較低Tg(108-109℃)顯著高于PPS組分的Tg(90℃),且聚合物摻合物的較高Tg(211-217℃)顯著低于PAEKP-2組分的Tg(230℃),這表明存在一定程度的可混性。圖8顯示了實(shí)施例15的儲(chǔ)能模量-溫度和正切角-溫度曲線。在正切角-溫度曲線中存在兩個(gè)峰(115℃和217℃),這表示該部分可混摻合物的兩個(gè)玻璃轉(zhuǎn)化溫度。以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的描述是為了示例和描述的目的。其并非窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制在所公開的準(zhǔn)確形式,并且顯而易見的是,許多修飾和改變都是可能的。
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