聚合物组合物、制备方法、及由其形成的制品的制作方法_2

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- 0H(2)
[0029] 其中,A1和A2中的每个均是单环二价芳族基团,并且Y1是单键或者具有使A1与A2 分离的一个或者多个原子的桥连基团。在一个实施方式中,一个原子使A1与A2分离。具体 地,R1可以衍生自式(3)的二羟基芳族化合物。
[0030]
[0031 ] 其中,1^与Rb各自独立地是卤素、Ci12烷氧基、或者Ci12烷基;并且p和q各自独 立地是〇到4的整数。应当理解的是,当p是0时,Ra是卤素,并且同样,当q是0时,Rb是 氢。此外,在式(3)中,Xa是连接两个羟基取代的芳族基团的桥连基团,其中,每个C6亚芳基 基团的桥连基团和羟基取代基在C6亚芳基基团上彼此位于邻位、间位、或者对位(具体地, 对位)。在实施方式中,桥连基团乂 3是单键、-〇-、-s-、-s(o)-、_s(o) 2-、-c(o)-、或者G18 有机基团。Ci1S有机桥连基团可以是环状或非环状、芳族或非芳族,并且Ci1S有机桥连基团 可进一步包括杂原子诸如卤素、氧、氮、硫、硅、或者磷。Ci18有机基团可被设置成使得与其 连接的(:6亚芳基基团中的每个均连接至共同的烷叉基碳或者C11S有机桥连基团的不同碳。 在实施方式中,P和q各自是1,并且RIPRb各自是ci3烷基基团,具体地,甲基,在各个亚 芳基基团上位于羟基基团的间位。
[0032] 在实施方式中,Xa是取代或未取代的C3 18环烷叉基、式-C (IT) (Rd)-的Q25烷叉 基(其中,RIPRd各自独立地是氢、Ci12烷基、Ci12环烷基、C712芳烷基、Ci12杂烷基、或者环 状C712杂芳烷基)、或者式-C( = R6)-(其中,R6是二价的C112烃基团)中的基团。这种类 型的基团包括亚甲基、环己基亚甲基、亚乙基、新戊叉基、与异丙叉基、以及2-[2. 2. 1]-双 环庚叉基、环己叉基、环戊叉基、环十二烷叉基、以及金刚烷叉基。
[0033] 在另一实施方式中,乂3是01 18亚烷基基团、C3 18亚环烷基基团、桐合C6 18亚环烷基 基团、或者式-Bi-G-B2-中的基团,其中,B1和B2是相同或者不同的C16亚烷基基团,并 且G是C312环烧叉基基团或者C616亚芳基基团。例如,乂3可以是式(4)的取代的C318环烧 叉基,
[0034]
[0035] 其中,If、Rp、Rq、以及自独立地是氢、卤素、氧、或者q12经基团;Q是直键、碳、 或者二价氧、硫、或者_N(Z)-,其中,Z是氢、卤素、羟基、Q12烷基、Ci12烷氧基、或者C: 12 酰基;r为0到2,t是1或2,q是0或1,并且k为0到3,条件是矿、Rp、Rq、以及f中的至 少两个合在一起是稠合的脂环族环、芳族环、或者杂芳族环。应当理解的是,其中,稠环是芳 族的,式(4)中所示的环具有稠合环的不饱和碳碳键。当k是1并且i是0时,式(4)中所 示的环包含4个碳原子,当k是2时,式(4)中所示的环包含5个碳原子,并且当k是3时, 环包含6个碳原子。在实施方式中,两个相邻的基团(例如,RiPRt-起)形成芳族基团, 并且在另一实施方式中,Rq和R起形成一个芳族基团,并且R^和RP-起形成第二芳族基 团。当Rq和Rt-起形成芳族基团时,Rp可以是双键氧原子,S卩,酮。
[0036] 在制备包含式(4a)的苯并吡咯酮碳酸酯单元的聚碳酸酯时可以使用双酚(3),
[0037]
[0038] 其中,Ra、Rb、p、以及q如式⑶中所示,R3各自独立地是Ci6烷基基团,j为0到 4,并且&是Ci6烷基、苯基、或者被至多五个Ci6烷基基团取代的苯基。具体地,苯并吡咯 酮碳酸酯单元如式(4b)中所示,
[0039]
[0040] 其中,R5是氢或C16烷基。在实施方式中,R5是氢。其中R5是氢的碳酸酯单元(4a) 可以衍生自2-苯基-3, 3' -双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(也被称为N-苯基酚酞双酚或 "PPPBP")(也被称为3, 3-双(4-羟苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮)。
[0041] 这种类型的其他双酚碳酸酯重复单元是式(4c)和式(4d)的靛红碳酸酯单元:
[0042]
[0043] 其中,Ra和Rb各自独立的是C: 12烷基,p和q各自独立的为0到4,并且R1是C: 12 烷基,可选地被1至5个Qi。烷基取代的苯基,或者可选地被1至5个Cii。烷基基团取代 的苯甲基。在实施方式中,Ra和Rb各自是甲基,p和q各自独立的为0或1,并且R1是C14 烷基或苯基。
[0044] 衍生自双酚(4)(其中,Xa是取代或者未取代的C31S环烷叉基)的双酚碳酸酯单 元的实例包括式(4e)的环己叉基桥连的烷基取代的双酚,
[0045]
[0046] 其中,Ra和Rb各自独立的是C: 12烷基,以是C: 12烷基,p和q各自独立的为0到 4,并且t为0到10。在【具体实施方式】中,Ra和Rb中每个的至少一个位于环己叉基桥连基团 的间位。在实施方式中,Ra和Rb各自独立的是Ci4烷基,R8是Ci4烷基,p和q各自为0或 1,并且t为0到5。在另一【具体实施方式】中,Ra、Rb、以及Rg各自是甲基,r和s各自为0或 1,并且t是0或3,具体地,是0。
[0047] 衍生自双酚(3)(其中,Xb是取代或未取代的C3 18环烷叉基)的其他双酚碳酸酯 单元的实例包括金刚烷基单元(4f)和单元(4g),
[0048]
[0049] 其中,Ra和Rb各自独立的是C112烷基,并且p和q各自独立的是1到4。在具体 实施方式中,Ra和Rb中的至少一个位于环烷叉基桥连基团的间位。在实施方式中,RIPRb 各自独立的是Q3烷基,并且p和q各自是0或1。在另一【具体实施方式】中,Ra、Rb各自是甲 基,P和q各自是〇或1。包含单元(4a)至(4g)的碳酸酯用于制备具有高玻璃化转变温度 (Tg)和高热变形温度的聚碳酸酯。
[0050] 式HO-f-OH的其他可使用的芳族二羟基化合物包括式(6)的化合物,
[0051]
[0052] 其中,每个Rh独立的是卤素原子,qi。经基诸如qi。烷基基团、卤素取代的q:。烷 基基团、C6i。芳基基团、或者卤素取代的C6i。芳基基团,并且n为0到4。卤素通常是漠。
[0053] 具体的芳族二羟基化合物的一些示例性实例包括下列:4, 4'-二羟基联苯、 1,6_二羟基萘、2, 6-二羟基萘、双(4-羟苯基)甲烷、双(4-羟苯基)二苯基甲烷、双(4-羟 苯基)_1_萘基甲烷、1,2_双(4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1_苯基乙烷、2-(4-羟 苯基)-2-(3-羟苯基)丙烷、双(4-羟苯基)苯基甲烷、2, 2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙 烷、1,1-双(羟苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)异丁烯、 1,1-双(4 -轻苯基)环十一烧、反-2, 3-双(4-轻苯基)丁稀、2, 2-双(4-轻苯基)金 刚烷、a,a'-双(4-羟苯基)甲苯、双(4-羟苯基)乙腈、2, 2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙 烷、2, 2-双(3-乙基-4-羟苯基)丙烷、2, 2-双(3-正丙基-4-羟苯基)丙烷、2, 2-双(3-异 丙基-4-轻苯基)丙烷、2, 2-双(3-仲丁基_4_轻苯基)丙烷、2, 2-双(3-叔丁基_4_轻 苯基)丙烷、2, 2-双(3-环己基-4-羟苯基)丙烷、2, 2-双(3-烯丙基-4-羟苯基)丙烷、 2, 2_双(3-甲氧基_4_轻苯基)丙烷、2, 2_双(4_轻苯基)六氣丙烷、1,1-二漠_2, 2_双 (4-轻苯基)乙稀、1,I- 一漠-2, 2-双(4-轻苯基)乙稀、1,I- 一氣-2, 2-双(5-苯氧 基-4-羟苯基)乙烯、4, 4'-二羟基二苯甲酮、3, 3-双(4-羟苯基)-2_ 丁酮、1,6_双(4-羟 苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟苯基)醚、双(4-羟苯基)醚、双(4-羟苯基)硫醚、 双(4-羟苯基)硫醚、双(4-羟苯基)砜、9, 9-双(4-羟苯基)芴、2, 7-二羟基芘、6, 6'-二 羟基-3, 3, 3',3'-四甲基螺(双)茚满("螺二茚满双酚")、3, 3-双(4-羟苯基)苯邻二 甲酰亚胺、2, 6-二羟基二苯并对二噁英、2, 6-二羟基噻蒽、2, 7-二羟基酚黄素、2, 7-二羟 基-9, 10-二甲基吩嗪、3, 6-二羟基二苯并呋喃、3, 6-二羟基二苯并噻吩、以及2, 7-二羟基 咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物(诸如,5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙 基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、 2, 4, 5, 6-四氟间苯二酚、2, 4, 5, 6-四溴间苯二酚等)、邻苯二酚、对苯二酚、取代的对苯二 酚(诸如,2-甲基对苯二酚、2-乙基对苯二酚、2-丙基对苯二酚、2- 丁基对苯二酚、2-叔丁 基对苯二酚、2-苯基对苯二酚、2-枯基对苯二酚、2, 3, 5, 6-四甲基对苯二酚、2, 3, 5, 6-四叔 丁基对苯二酚、2, 3, 5, 6-四氟对苯二酚、2, 3, 5, 6-四溴对苯二酚等)、或者包括上述二羟基 化合物中的至少一种的组合。
[0054] 式(3)中的双酚化合物的具体实例包括:1,1-双(4-羟苯基)甲烷、1,1-双(4-羟 苯基)乙烷、2, 2-双(4-羟苯基)丙烷(以下称为"双酚A酚或"酚(以下)、2, 2-双(4-羟 苯基)丁烷、2, 2-双(4-羟苯基)辛烷、1,1-双(4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基) 正丁烷、2, 2-双(4-羟基-2-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基叔丁苯基)丙烷、3, 3-双 (4-羟苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3, 3-双(4-羟苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)、以及1,1-双 (4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。还可使用包括上述二羟基化合物中的至少一种 的组合。在一种【具体实施方式】中,聚碳酸酯是衍生自双酚A的线性均聚物,在式(2)中,A1 和A2中的每个均是对亚苯基,并且Y1是异丙叉基。
[0055] 聚碳酸酯可具有在25°C在氯仿中测定的0. 3公升/克至1. 5公升/克(dl/g),具 体地,〇. 45dl/g至1. 0dl/g的固有粘度。聚碳酸酯可具有使用交联苯乙稀-二乙烯基苯柱 通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的并且根据聚碳酸酯参考校准的10, 000道尔顿至200, 000 道尔顿,具体地,20, 000道尔顿至100, 000道尔顿的重均分子量。制备lmg/ml的浓度的GPC 试样,并且以每分钟1. 5ml的流动速率洗提该GPC试样。
[0056] 在实施方式中,聚碳酸酯具有用于制造薄制品的流动特性。熔体体积流动速率 (通常简写为"MFR")测量在规定温度和载荷下热塑性树脂通过注口的挤出速率。可以使 用不同流动特性的聚碳酸酯的组合来实现整体期望的流动特性。可以将具有相对较高的重 均分子量的高分子量芳族聚碳酸酯与具有相对较低分子量的芳族聚碳酸酯组合,其分子量 差为 1,000g/mol至 50, 000g/mol,具体地,2, 000g/mol至 25, 000g/mol。例如,可以将具有 27, 000至10, 000的重均分子量的高分子量芳族聚碳酸酯与具有小于27, 000的重均分子量 (例如,15, 000至25, 000)的相对较低分子量的芳族聚碳酸酯组合。
[0057] "聚碳酸酯"包括均聚碳酸酯(其中,式(1)的聚合物中的每个R1均相同)、包括碳 酸酯中的不同R1部分的共聚物("共聚碳酸酯")、包括碳酸酯单元和诸如酯单元等其他类 型的聚合物单元的共聚物、以及包括均聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯中的至少一种的组合。
[0058] 通过方法诸如界面聚合和熔融聚合可以制备聚碳酸酯。尽管用于界面聚合的反应 条件可以改变,然而,该方法通常涉及使二羟基苯酚反应物溶解或者分散于含水苛性钠或 苛性钾中,将产生的混合物添加到不溶于水的溶剂介质中,并且在诸如三乙胺和/或相移 催化剂等催化剂存在的情况下,在可控pH条件(例如,8至12)下使反应物与碳酸酯前体接 触。最为常见使用的不溶于水的溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯等。
[0059] 碳酸酯前体包括碳酰卤化物诸如碳酰溴或碳酰氯、或者卤代甲酸酯诸如二元酚的 双卤代甲酸酯(例如,双酚A、对苯二酚的双氯甲酸酯等)、或者二醇的双卤代甲酸酯(例 如,乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的双卤代甲酸酯)。还可使用包括上述类型的碳酸酯前体 中的至少一种的组合。在实施方式中,形成碳酸酯键的界面聚合反应使用光气作为碳酸酯 前体并且被称之为光气化反应。
[0060] 可以使用的相移催化剂是式(R3)4Q+X的催化剂,其中,每个R3为相同或者不同 并且是Cii。烷基基团;Q是氮原子或者磷原子;并且X是卤素原子或者Cis烷氧基基团或 C61S芳氧基基团。相转移催化剂包括例如[ch3(ch2)3]4nx、[ch3(ch2)3]4px、[ch3(ch2)5]4nx、 [ch3 (ch2) 6]4nx、[ch3 (ch2) 4]4nx、ch3 [ch3 (ch2) 3]3nx、以及ch3 [ch3 (ch2) 2]3nx,其中,X是Cl、 Br、Cis烷氧基基团或C6 1S芳氧基基团。基于光气化混合物中的双酚的重量,相移催化剂的 有效量可以为〇.lwt. %至1
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