[发明专利]聚亚芳基醚砜(PAES)聚合物

说明书

本申请要求于2014年5月8日提交申请号61/820855的美国临时申请以及 2013年7月26日提交的申请号13178120.5欧洲申请的优先权，出于所有目的将 这些申请中每一个的全部内容通过引用结合在此。

发明领域

本发明涉及包含衍生自4,4”-联三苯基-对-二醇结合的部分的聚亚芳基醚 砜(PAES)聚合物、用于制造所述聚亚芳基醚砜(PAES)聚合物的方法。

发明背景

在要求更高的、腐蚀性的、苛刻化学的、高压和高温(HP/HT)环境中 如值得注意地在油和天然气井内应用中，尤其在深海油井中)，聚合物材料 的选择具有极重要性，因为它意味着所述聚合物材料需要具有一些关键的特 性以便抵抗与所述环境有关的极端条件。

应当提及的是，在这些极端条件下这些聚合物材料以延长的方式曝露于 高压(例如，高于30,000psi的压力)、高温(例如高达260℃的温度)、以 及苛刻的化学品包括酸、碱、过热水/蒸汽、以及当然多种多样的脂肪族和芳 香族的有机物。例如，增强油回收技术涉及将流体(值得注意地如水、蒸汽、 硫化氢(H₂S)或超临界二氧化碳(sCO₂)注入至井中。特别地，具有与正 庚烷类似的溶剂化效应的sCO₂可在例如密封中引起材料的膨胀，因此影响 它们的性能。相对于高温HP/HT应用中，过低玻璃化转变温度(Tg)的聚 合物材料在这些HP/HT应用中将变弱的并且容易高蠕变。这种蠕变可引起由 所述聚合物材料制成的密封材料在高于它们的Tg20℃或以上的温度下的延 长曝露之后不再有效地密封。

由此，在选择用于HP/HT应用的适当的聚合物材料时需要考虑以下特 性：如在高压和至少250℃的高温下维持机械刚性和完整性(例如屈服/拉伸 强度、硬度和冲击韧性)、特别是当在所述高压和高温下暴露于CO2、H2S、 胺以及其他化学品时良好的耐化学性、因气体以及因液体吸收的膨胀和收 缩，在高压石油/天然气系统中的耐减压性、气体和液体扩散以及长期热稳定 性。

因此所述聚合物材料至少需要具有高的玻璃化转变温度。

因为所述芳香族砜醚聚合物是大的非晶态材料并且因此它们的耐化学性 非常受限，芳香族砜醚聚合物在结合高热和化学品曝露的应用中的使用已经 受到限制。半结晶芳香族砜醚聚合物是极其稀有的。

Staniland在PolymerPreprints，美国化学学会(AmericanChemicalSociety)，聚合物化学部(DivisionofPolymerChemistry)，1992，33(1)，第404-405页的表1中值得注意地报道了一些具有高于200℃的高玻璃化转变温度(Tg)并且具有低于400℃的熔融温度的结晶的聚醚砜聚合物(例如，结构1-4和7)。该作者特别地提及其中描述的衍生自4,4’二氯二苯砜(DCDPS)和二羟基三联亚苯(dihydroxyterphenylene)的结构4(即，应理解是Ph或苯基)的聚醚砜聚合物，该聚醚砜聚合物具有251℃的Tg和359℃的Tm。所述结构4的聚醚砜聚合物已经由相同的作者在BulletindesSocietesChimiquesBelges，1989，98(9-10)，第667-676页中更早披露。这篇文章的图6值得注意地示出结构4的聚醚砜聚合物的DSC(差示扫描量热法)扫描图。当对从聚合反应器分离之后获得的粉末上测量结晶度，所述聚醚砜聚合物具有41％的结晶度，。然而，当所述成型薄膜在325℃下退火，所述成型薄膜可以恢复38％的结晶度水平。