[发明专利]衍生自芳香族二羧酸和脂肪族二醇的共聚酯酰亚胺及由其制成的膜

说明书

技术领域

本发明涉及新型聚酯和由其制成的膜、以及用于它们的合成的方法。具体地，本发明涉及芳香族羧酸的新型共聚物，具体是聚(萘二甲酸亚烷基酯)的共聚物和聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的共聚物，其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增高了热塑性聚合物，主要是均聚物的T_g，但这一般伴随着T_m的相应增高。T_m的这种增高可以是不利的，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条件(例如，低于约320℃，优选地低于约300℃，其允许使用常规的挤出设备)下保持这样。在较高的加工温度下，聚合物挤出需要昂贵的专业设备以及大量的能量，并且一般还会产生降解产物。熔融加工温度应远低于聚合物的分解温度(例如，至少低约20℃)。在一些情况下，已将共聚单体引入聚合物以在保持T_m的同时增高T_g，但还导致了分解温度和T_m趋同，其导致熔融物中产生降解产物。

还做出了多种尝试，通过引入更具刚性的共聚单体来增强聚酯的玻璃化转变温度。然而，这些共聚单体还破坏晶格中聚合物链的堆积，从而当T_g增高时，T_m和结晶度两者一般随共聚单体的比例增加而降低，最终导致无定形材料。为了由聚合物材料制造制品，往往关键是聚合物表现出结晶性以实现具有可接受的热机械性质的制品。

聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)是半结晶共聚物，具有78℃的玻璃化转变温度(Tg)和260℃的晶体熔点(T_m)。聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)是半结晶共聚物，相对于PET，虽然它们的晶体熔点差别不大(对于PEN，T_m＝268℃)，但具有更高的玻璃化转变温度(T_g＝120℃)。PEN的热机械稳定性显著高于PET的热机械稳定性。做出的许多通过引入更具刚性的共聚单体以增强T_g的尝试集中在比PEN显著便宜的PET上。不存在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(大约143-146℃)半结晶热塑性聚合物的几个实例中的一种，并已被成功用于工程和生物应用。然而，PEEK仅适用于某些类型的制品；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(大约350℃)。

发明内容

本发明的一个目的是提供表现出改善的耐热性和热机械稳定性的聚酯。本发明的进一步目的是提供具有高或增高的T_g，而没有增高T_m至聚合物不再在经济条件下熔融可加工的点(即所述聚合物应在低于约320℃，优选地低于约300℃下保持熔融可加工)的热塑性聚合物。本发明的进一步目的是提供表现出高T_g以及高T_m的半结晶聚酯。本发明的进一步目的是增高聚酯的T_g，而不显著降低它的T_m和/或它的结晶度，并且优选地是不显著降低它的分解温度。

如本文所使用的，术语“不显著降低T_m”是指T_m降低不超过10％，优选不超过5％。

如本文所使用的，术语“不显著降低结晶度”是指聚酯保留商业有用的结晶度，优选在约10％至约60％的范围内，优选约20％至约50％。

本发明的进一步目的是提供具有高于对应的基础聚酯的T_g，而不显著降低其T_m和/或其结晶度，并且优选地不显著降低其分解温度的共聚酯。

本发明的进一步目的是提供适用于部分取代常规聚酯中单体的共聚单体的用途，其增高所述聚酯的T_g，而不显著降低其T_m和/或其结晶度，并且优选地不显著降低其分解温度。

虽然本发明的目的不排除T_m的增高，但是任何T_m的增高必须不能太大而使熔融加工变得不经济并且使T_m和分解温度趋同。