[发明专利]聚合物的用途

说明书

技术领域

本发明涉及拥有比相当的或更大的重均分子量的线型聚合物类似物低的熔体或溶液粘度的支化加成共聚物的用途，包含所述共聚物的组合物，用于它们的制备的方法，以及新的支化加成共聚物本身在例如但是不限于溶液或熔体配制物(formulation)中的用途。

更具体地，本发明涉及支化加成共聚物作为用于相当的或更大的重均分子量的线型聚合物类似物的替代的用途，以使得熔体或溶液的粘度低于相当的或更大的重均分子量的线型聚合物类似物的粘度值，包含所述共聚物的组合物，用于它们的制备的方法，以及新的支化加成共聚物本身在例如但是不限于溶液或熔体配制物中的用途。

此外，本发明涉及支化加成共聚物作为用于相当的或更大的重均分子量的线型聚合物类似物的替代的用途，以与线性聚合材料当单独使用时所获得的值比较时降低聚合物溶液或熔体配制物的弹性行为。

发明背景

聚合物流变学

粘度被定义为流体对在外部应力下变形的耐受性。溶液的粘度取决于纯液体的内部结构或溶解或分散在液相中的材料的性质。溶解在溶剂中或备选地以熔融形式的聚合物材料典型地表现出高粘度值。在很多情况下，这对于聚合物材料位于其中的体系是有益的，并且实际上将聚合物设计为刚好以这样的方式发挥作用并引起粘度上的增加是平常的，如聚合物增稠剂在宽范围的应用中的用途。

然而，在数个应用中，这种高溶液或熔体粘度是不适宜的，因为它使得配制物难以控制或最终难以加工或以最终的形式使用。在这样的情况下，有必要的是或者将配制物用更多的溶剂稀释，或者将其在更高的温度下使用以给出所需粘度的配制物。这种情况的实例是涂料领域，在该领域中最终涂料配制物的粘度对有效地涂覆和涂料在基板上的覆盖是至关紧要的。在这种应用中，通常需要大量的溶剂以给出可加工溶液。不幸地，在所讨论的溶剂是挥发性有机化合物(VOC)的情况下，其使用会导致触犯环境法规。

在熔体加工中，高分子量聚合物的高粘度可以导致加工困难，结果是需要高温。高温在加工中的使用从而导致高能量需求。然而，在许多应用中，需要聚合物拥有高分子量以便给出适宜的最终性质，结果使聚合物产生极高的溶液或熔体粘度，如上所述这会是有问题的。

聚合物溶液或熔体在外部应力下还展现出弹性行为和变形。换言之，溶液或熔体中的聚合物展现链缠结，其本身表现为聚合物溶液或熔体的弹性行为。在高分子量线型体系中这种作用尤其值得注意，这里增加的链缠结水平通常导致产生高弹性溶液或熔体。在许多应用中这是不利的，因为它会使得熔体或溶液难以控制并且难以加工。配制物中的这种弹性或“纤维性(stringiness)”也会限制可以结合的聚合物的量。在很多领域配制物的弹性行为会影响应用的模式，当将配制物喷雾、注射、喷射或辊涂时尤其是这样。

现在令人惊讶地发现支化加成共聚结构在一定程度上不展现如相当分子量的线型材料的这种现象。因此根据本发明还描述了支化加成共聚物作为线型类似物的替代的用途，以与线型聚合物材料当单独使用时的弹性特征比较降低熔体或溶液的弹性行为。

术语‘相当的类似的线型聚合物’意指相同的或相似的化学组合物或分子量的聚合物。例如含有70重量％的苯乙烯组分的支化共聚物和含有70％苯乙烯组分的相当分子量的线型聚合物。

在本文中使用术语‘熔体’和‘溶液’分别描述与其中将聚合物通过热熔化或软化或溶解在合适的溶剂中的配制物相关的聚合物。

虽然不希望由任何特别的理论所限定，但是据认为聚合物粘度主要归因于体系中聚合物链的缠结。当分子量或链长度达到临界点分子量M_c时，存在粘度上的急剧增加。此外，在聚合物拥有分子间或分子内缔合部位，如H键给体或受体单元的情况下，M_c可以相当小，导致产生极其粘稠的溶液或熔体，如在许多天然或官能化多糖或合成水溶性大分子的情况中。

在更多应用中通常使用线型聚合物，归因于它们的高溶解性和制备的容易性。然而，归因于这些共聚物的构造，共聚物通常给出高粘度溶液或熔体。此外这种线型聚合物可以是及其缓慢或难以溶解或熔融以获得各向同性液体。