[发明专利]共聚酯酰亚胺和由其制备的膜

说明书

本申请为申请日为2014年6月17日，申请号为201480035146.8，发明名称为“衍生自N,N'-双(羟烷基)-二苯甲酮-3,3',4,4'-四羧酸二酰亚胺的共聚酯酰亚胺和由其制备的膜”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及新聚酯和由其制备的膜、以及用于它们的合成的方法。具体地，本发明涉及新芳香族羧酸共聚物，尤其是聚(萘二甲酸二醇酯)的共聚物和聚(对苯二甲酸二醇酯)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

玻璃化转变温度(T_g)、晶体熔点(T_m)和结晶度是确定聚酯的热机械性能的关键参数。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的条件下保持这样(例如，低于约320℃，优选地低于约300℃，这允许常规挤出设备的使用)。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，并且通常还会产生降解产物。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增高T_g同时保持T_m，但也导致了分解温度和T_m的趋同(靠近，会聚，convergence)，这导致熔融物中降解产物的产生。

还做出了多种尝试，通过引入更具刚性的共聚单体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，从而当T_g增高时，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。为了从聚合物材料制作制品，通常重要的是聚合物表现结晶性以得到具有可接受的热机械性能的制品。

聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)是半晶体共聚物，具有78℃的玻璃化转变温度(T_g)和260℃的晶体熔点(T_m)。聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)是半晶体共聚物，相比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(Tg＝120℃)。PEN的热机械稳定性显著大于PET。做出的多种通过引入更具刚性的共聚单体以提高T_g的尝试已经集中在比PEN显著更便宜的PET上。不存在商业可获得的、具有高于PEN的T_g的半晶体聚酯。聚醚醚酮(PEEK)是少数的高T_g(大约143-146℃)半晶体热塑性聚合物实例之一，且已经成功地用于工程和生物医学应用。然而，PEEK仅适合于特定类型的制品；例如，其不适合于制造双轴取向的膜。PEEK还非常昂贵，并且具有高晶体熔点(约350℃)。

发明内容

本发明的根本目的是提供，从具有高于相应的基础聚酯的T_g的共聚酯制成的共聚酯制品(尤其是膜)，而不显著增加T_m至聚合物在经济条件下不再熔融可加工的点，尤其是不显著降低膜或制品的结晶度(以得到可接受的热机械性能)，且优选地还不显著降低分解温度。

因此，本发明的一个目的是提供表现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较高或增高的T_g的热塑性聚合物，而不增高T_m至聚合物在经济条件下不再熔融可加工的点(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)。本发明的进一步的目的是提供表现高T_g以及高T_m的半晶体聚酯。本发明的进一步的目的是增高聚酯的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。

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％，优选地不超过5％。

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

本发明的进一步的目的是提供具有高于相应基础聚酯的T_g的共聚酯，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。