衍生自N,N’‑双‑(羟基烷基)‑3,3’,4,4’‑双苯基砜四羧基二酰亚胺的共聚酯酰亚胺及由其制造的膜的制作方法与工艺

文档序号:12041378阅读:213来源:国知局
衍生自N,N’-双-(羟基烷基)-3,3’,4,4’-双苯基砜四羧基二酰亚胺的共聚酯酰亚胺及由其制造的膜技术领域本发明涉及新型聚酯及由其制造的膜、以及它们的合成方法。具体地,本发明涉及芳香族羧酸的新型共聚物,特别地聚(萘二羧酸亚烷基酯)的共聚物和聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的共聚物,它们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(Tg)、晶体熔点(Tm)和结晶度是关键参数。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Tg,但这通常伴随着Tm的相应升高。Tm的这种升高可以是不利的,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℃,这使得能够使用常规挤出设备)。在更高的加工温度下,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。熔融加工温度应很好地低于聚合物的分解温度(例如,至少约20℃以下)。在一些情况下,已将共聚单体引入聚合物以便提高Tg同时保持Tm,但还导致了分解温度和Tm的交汇,这导致在熔融物(melt)中降解产物的产生。还通过引入更刚性的共聚单体进行了多种尝试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(packing),从而当Tg升高时,Tm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。为了由聚合物材料制备制品,通常重要的是聚合物显示出结晶性以实现具有可接受的热机械(thermo-mechanincal)性能的制品。聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)是半结晶共聚物,其具有玻璃化转变温度(Tg)为78℃,以及晶体熔点(Tm)为260℃。聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)是半结晶共聚物,其具有相对于PET更高的玻璃化转变温度(Tg=120℃),虽然它们的晶体熔点不是较大不同的(Tm=268℃对于PEN)。PEN的热机械稳定性是显著地大于PET。通过引入更刚性的共聚单体,做出许多用于增强Tg的尝试已经集中在PET上,其显著地比PEN便宜。没有商业上可获得的具有高于PEN的Tg的半结晶聚酯。聚醚醚酮(PEEK)是高Tg(约143-146℃)半结晶热塑性聚合物的少数实例之一,并且已成功地在工程和生物医学应用中使用。然而,PEEK仅仅适合于某些类型的制品;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(约350℃)。

技术实现要素:
本发明的目的是提供显示出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高的或提高的Tg但没有将Tm提高至在经济条件下聚合物不再是可熔融加工(即,聚合物应该保持在低于约320℃下可熔融加工,优选地低于约300℃)的点的热塑性聚合物。本发明的其它目的是提供显示出高Tg以及高Tm的半结晶聚酯。本发明的其它目的是提高聚酯的Tg而不会显著降低其Tm和/或其结晶度,并且优选地不会显著降低其分解温度。如本文中使用的,术语“没有显著降低Tm”是指Tm降低不大于10%,优选地不大于5%。如本文所使用的,术语“未显著降低结晶度”是指聚酯保持了商业上有用的结晶度,优选地在约10%至约60%,优选地在约20至约50%的范围内。本发明的其它目的是提供具有高于相应基础聚酯的Tg的共聚酯,而不会显著降低其Tm和/或其结晶度,并且优选地不会显著降低其分解温度。本发明的进一步目的是提供适合于部分替换常规聚酯中的单体的共聚单体的用途,其提高了所述聚酯的Tg,但不会显著降低其Tm和/或其结晶度,并且优选地不会显著降低其分解温度。尽管本发明的目的并不排除Tm的升高,但是Tm的任何升高必须不能太大从而使熔融加工变成不经济的并且使Tm和分解温度交汇(converge)。本发明的以上提及的目的具有,作为它们的潜在的目标,提供了由具有高于对应的基础聚酯的Tg的共聚酯制成的共聚酯制品,没有显著地将Tm升高至在经济条件下聚合物不再是可熔融加工的点,特别地没有显著地降低制品的结晶度(为了实现可接受的热机械性质),以及优选地也没有显著地降低分解温度。如本文所使用的,术语“共聚酯”是指包含酯键并且源自三种或更多种类型的共聚单体的聚合物。如本文所使用的,术语“相应基础聚酯”是指包含酯键并且源自两种类型包含形成酯的官能团的共聚单体的聚合物,并且其用作源自包含相应基础聚酯的共聚单体的共聚单体的共聚酯的对比物。包含形成酯的官能团的共聚单体优选地具有两个形成酯的官能团。如在本文中使用的,术语“半结晶”意在表示根据本文中所描述的测试测量的至少约5%的结晶度,优选地至少约10%,优选地至少约15%,以及优选地至少约20%。因此,本发明提供包含衍生自脂肪族二醇、芳香族二羧酸(优选地选自对苯二甲酸和萘二羧酸)、以及式(I)的单体的重复单元的共聚酯:其中:n=2、3或4,以及优选地其中,n=2;Z是S(=O)2;并且共聚单体(I)构成了一定比例的共聚酯的二醇部分。本文中将式(I)的单体称为N,N'-双-(羟烷基)-3,3’,4,4’二苯基砜四羧酸二酰亚胺(DPSDI)。其中n=2,单体具有式(II):出乎意料地,目前本发明人已经发现将特定的共聚单体(I)结合至聚酯中不仅实质上提高了Tg而且这样做没有显著地损害由其制成的制品的结晶度。实现这些而没有显著地升高Tm。本文中所描述的共聚酯是热塑性塑料。如本文中描述的共聚酯以及由其制成的制品表现出半结晶的性能。本文中所描述的共聚酯在高分子量下可以容易地获得。可以将本文中所描述的共聚酯在低于320℃(优选地低于300℃)下熔融加工成硬的(tough)高强度的制品。本文中还将共聚酯称为共(聚酯-酰亚胺)。共聚单体(I)构成了一定比例的共聚酯的二醇部分(glycolfraction)。在一个优选的实施方式中,共聚单体(I)以不超过共聚酯的二醇部分的约50mol%的量存在,优选地不超过约40mol%,优选地不超过约30mol%,优选地不超过约20mol%,在一个实施方式中,不超过约15mol%,并且在进一步的实施方式中,不超过约10mol%。优选地共聚单体的存在量是至少约1mol%,更加优选地至少约3mol%,更加优选地至少约4mol%的共聚酯的二醇部分。当芳香族酸是对苯二甲酸时,共聚单体(I)优选地以不超过约15mol%,优选地不超过约14mol%,优选地不超过约13mol%,优选地不超过约12mol%,并且优选地不超过约11mol%的量存在。在实施方式中,其中芳香族酸是萘二羧酸,共聚单体(I)可以以不超过约15mol%,不超过约14mol%,不超过约13mol%,不超过约12mol%,并且在进一步的实施方式中不超过约11mol%的量存在。本发明人已观察到即使在较低的共聚单体(I)的摩尔分数下,仍观察到了小的但是有价值的Tg升高。例如,包含仅5mol%共聚单体(I)(其中n=2)的共聚酯表现出Tg显著的升高,同时保持良好的结晶度。芳香族二羧酸优选地是选自对苯二甲酸和萘二羧酸。其他可以在本发明中使用的芳香族二羧酸包括间苯二甲酸和邻苯二甲酸。萘二羧酸可以是选自2,5-、2,6-或2,7-萘二羧酸,并且优选地是2,6-萘二羧酸。脂肪族二醇优选地是选自C2、C3或C4脂肪族二醇,更加优选地选自乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇,更加优选地选自乙二醇和1,4-丁二醇,并且最优选地是乙二醇。脂肪族二醇中碳原子的数目可以与共聚单体(I)中的数目(n)相同或不同,但是它最优选地是相同的以便保持结晶度,具体地以便随着共聚单体的量增加而保持结晶度。因此,脂肪族二醇优选地具有式HO(CH2)mOH,其中m=n。在一个实施方式中,所述脂肪族二醇是1,4-丁二醇并且n=4。在优选的实施方式中,所述脂肪族二醇是乙二醇并且n=2。其中酸组分选自2,6-萘二羧酸的共聚酯可以通过以下式(III)进行描述:其中:n和Z是如式(I)所定义的;基团X是所述脂肪族二醇的碳链;并且p和q分别是含有脂肪族二醇的重复酯单元和含有单体(I)的重复酯单元的摩尔分数,如在上文中定义的(即q优选地不超过50,并且p=100-q)。其中酸组分选自对苯二甲酸的共聚酯可以通过以下式(IV)进行描述:其中,n、Z、X、p和q是如上文描述的。共聚酯可以包含多于一种类型的上述脂肪族二醇,和/或多于一种类型的式(I)的单体(即具有不同n值的多种类型的单体)。然而,优选地,共聚酯包含单一类型的上述脂肪族二醇。优选地,共聚酯包含单一类型的式(I)的单体。优选地,共聚酯包含单一类型的上述脂肪族二醇,和单一类型的式(I)的单体。当共聚酯包含多于一种类型的所述脂肪族二醇时,随后优选地共聚酯包含单一类型的所述脂肪族二醇的主要(major)脂肪族二醇部分,以及的一种或多种不同类型的所述脂肪族二醇的次要(minor)脂肪族二醇部分,其中,所述一种或多种不同类型的所述脂肪族二醇构成了总二醇部分的不多于10mol%,优选地不多于5mol%,优选地不多于1mol%。相似的,当共聚酯包含多于一种类型的式(I)的所述单体(I)时,随后优选地所述共聚酯包含单一类型的式(I)的所述单体的主要部分,以及一种或多种不同类型的式(I)的所述单体的次要部分,其中,一种或多种不同类型的式(I)的单体的所述次要部分构成了总单体(I)部分的不多于10mol%,优选地不多于5mol%,优选地不多于1mol%。共聚酯可以包含少量其它二醇,并且在优选的实施方式中这样的其它二醇构成了总二醇部分的不多于10mol%,优选地不多于5mol%,优选地不多于1mol%,但是为了使性能最大化,优选所述二醇部分由如上所述的共聚单体(I)和所述脂肪族二醇构成。本文中所描述的共聚酯可以包含多于一种类型的羧酸。在此实施方式中,所述共聚酯包含第一芳香族二羧酸,其优选地是对苯二甲酸或萘二羧酸,如在上文中描述的,以及一种或多种额外的羧酸。所述额外的羧酸是以少量存在(总酸部分的优选地不多于10mol%,优选地不多于5mol%,优选地不多于1mol%),并且与所述第一芳香族羧酸是不同的。所述额外的羧酸优选地选自二羧酸,优选地选自芳香族二羧酸,例如包括对苯二甲酸(其中第一芳香族二羧酸是萘二羧酸)、萘二羧酸(其中第一芳香族二羧酸是对苯二甲酸)、间苯二甲酸、1,4-萘二羧酸和4,4’-二苯基二羧酸。在此实施方式中,第一芳香族二羧酸可以是萘二羧酸的一种异构体,并且额外的二羧酸可以选自萘二羧酸的其他异构体。然而,优选地,酸部分由如在上文描述的单一的芳香族二羧酸构成。因此,本文中所描述的共聚酯优选地仅包含在上文中定义的脂肪族二醇、芳香族二羧酸(优选地对苯二甲酸或萘二羧酸)和式(I)的单体。可以根据通常在最高达约310℃的温度下通过缩合或酯交换制备聚酯材料的常规技术合成本文中所描述的共聚酯。缩聚可以包括固相聚合(SSP)阶段(stage)。可以在流化床中(例如,用氮气流化)或者在使用旋转真空干燥器的真空流化床中进行固相聚合。例如,在EP-A-0419400中公开了适合的固相聚合技术,其公开内容作为参考并入本文。因此,SSP通常是在低于聚合物的晶体熔点(Tm)但高于玻璃化转变温度(Tg)的10-50℃温度下进行。使用干燥氮气的惰性气氛或真空来防止降解。在一个实施方式中,使用锗基(germanium-based)催化剂制备共聚酯,所述催化剂提供具有降低水平的聚污染物诸如催化剂残基、不希望的无机沉淀物和聚合物制备的其他副产物的合材料。因此,根据本发明的进一步方面,提供了用于制备如本文中定义的共聚酯的方法,其中,所述方法包括以下步骤:(i)使所述脂肪族二醇与所述芳香族二羧酸反应以形成所述芳香族二羧酸的双(羟烷基)酯;以及(ii)在存在催化剂的情况下在提高的温度和压力的条件下使所述芳香族二羧酸的所述双(羟烷基)-酯与所述单体(I)反应。在一个实施方式中,脂肪族二醇与萘二羧酸反应以形成双(羟烷基)-萘二羧酸酯,其随后在存在催化剂的情况下在提高的温度和压力的条件下以所需的摩尔比与单体(I)反应,如在以下方案(1)中举例说明的。在进一步的实施方式中,脂肪族二醇与对苯二甲酸反应以形成双(羟烷基)-对苯二甲酸酯,其随后在存在催化剂的情况下在提高的温度和压力的条件下以所需的摩尔比与单体(I)反应,如在以下方案(2)中举例说明的。根据本发明在上文所描述的方法有利地允许高选择性和高产率地制备共聚酯。所述方法还有利地提供了稳定的和相对快速的反应,便于可靠的和可重复的聚合并且允许以安全的和经济的方式按比例放大,以及还改善产物的均质性(uniformity)。根据本发明的进一步方面,提供了包含衍生自脂肪族二醇、芳香族二羧酸、和式(I)的单体的重复单元的共聚酯,其中,共聚单体(I)构成一定比例的共聚酯的二醇部分,并且其中,通过根据本发明在上文所描述的方法可获得所述共聚酯。本文中所描述的共聚酯特别地适合用于涉及暴露于高温的应用以及需要高的热机械性能的应用。在其中已经使用PEEK的应用中所述共聚酯可以用于制造物品,包括机械构件(诸如轴承(bearings)、活塞部件、泵和压缩机平板阀(platevalves));电缆绝缘层(cableinsulation);用于超高真空应用的组件;先进的生物材料(包括医学移植物(medicalimplant));以及在航空航天、机动车、电子、和化学加工业中的其他应用。本文中所描述的共聚酯优于PEEK的一个优点是它们表现出接近PEEK的Tg值,但是具有显著地较低的Tm。本发明的共聚酯可以以膜形式或以纤维形式或以模制组合物形式使用。本文中所描述的共聚酯,特别地PET类共聚酯还可以用于制造瓶子,特别地可灭菌的和可再次利用的瓶子。出乎意料地,本发明人已经发现将特定的共聚单体(I)结合至芳香族聚酯中(优选地对苯二甲酸酯或萘二羧酸聚酯)不仅显著地提高了Tg而且这样做没有显著地损害由其制成的制品(尤其是膜)的结晶度。实现这些而没有显著地升高Tm。由本文所描述的共聚酯制成的制品(尤其是膜)表现出半结晶的性能。本发明的共聚酯尤其是适合于膜制备。双轴取向膜作为用于磁记录介质的基底膜(basefilm)是尤其有用的,具体地需要显示出减少的磁道偏移(trackdeviation)以允许狭窄但稳定的磁道间距(trackpitch)并且允许记录更高密度或容量的信息的磁记录介质,例如,适合作为服务器备份/数据储存的磁记录介质,如LTO(线性磁带开放(LinearTapeOpen))形式。本发明的共聚酯还适用用于膜的制造(优选地双轴取向膜)以用于电子的和光电装置(尤其是,其中需要柔性的膜),其中在制造成品期间热机械地稳定的底板(backplane)是关键的,例如在制造电致发光(EL)显示装置(尤其是有机发光显示(OLED)装置)、电泳显示器(电子纸(e-paper))、光电(PV)电池和半导体装置(通常,如有机场效应晶体管、薄膜晶体管和集成电路),尤其是柔性的这种设备中。根据本发明的进一步方面,提供了包含含有衍生自在上文中定义的脂肪族二醇、芳香族二羧酸、和式(I)的单体的重复单元的共聚酯的膜。所述膜优选地是取向膜,优选地双轴取向膜。所述共聚酯优选地是膜的主要组分,并且占膜的总重量的按重量计至少50%、优选地至少65%、优选地至少80%、优选地至少90%、以及优选地至少95%。所述共聚酯是适合于在膜中使用的唯一聚酯。本发明的半结晶膜表现出根据本文所描述的密度法测量的至少约5%的结晶度,优选地至少约10%,优选地至少约15%,优选地至少约20%,以及优选地至少约25%。因此,本发明提供了膜,其中,芳香族二羧酸(或如本文中定义的第一二羧酸)是萘二羧酸以及膜的结晶度至少是约5%(优选地10%、优选地15%、优选地20%、优选地25%)(由膜密度计算并且基于0%的结晶聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的密度为1.325g/cm3以及100%的结晶PEN的密度为1.407g/cm3);并且进一步地提供了膜,其中,芳香族二羧酸(或如本文中定义的第一二羧酸)是对苯二甲酸以及膜的结晶度至少是约5%(优选地10%、优选地15%、优选地20%、优选地25%),(由膜密度计算并且基于0%的结晶聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的密度为1.335g/cm3以及100%的结晶PET的密度为1.455g/cm3)。通过本领域众所周知传统的挤出技术可以形成膜。一般来说,所述方法包括在适当的温度范围内的温度下,例如从约280℃至约300℃的范围内,将熔融聚合物的层挤出,将挤出物淬火并且使淬火后的挤出物取向的步骤。取向可以通过本领域中已知的生产取向膜的任何方法进行,例如,管状膜(tubular)或平面膜(flatfilm)方法。双轴取向通过在膜平面中在两个互相垂直的方向上拉伸来进行以实现机械和物理性能的令人满意的组合。在管状方法中,同时双轴取向可以通过挤出热塑性聚酯管进行,所述热塑性聚酯管随后淬灭、再加热并且然后通过内部气压膨胀以引起横向取向,并且以将引起纵向取向的速率抽出(withdrawn)。在优选的平面膜方法中,通过槽模(slotdie)将形成膜的聚酯挤出,并在冷铸筒(castingdrum)上快速淬灭(quench)以确保聚酯淬灭成无定形状态。然后,取向通过在高于所述聚酯的玻璃化转变温度的温度下在至少一个方向上拉伸所述淬灭的挤出物来进行。可以通过以下步骤进行连续的定向:首先在一个方向上,通常是纵向(即,通过薄膜拉伸机的向前的方向)上拉伸平的淬火后的挤出物,然后在横向上拉伸。挤出物的向前拉伸方便地在一组转辊(rotatingroll)上或在两对轧辊(niproll)间进行,然后横向拉伸则在拉幅装置(stenterapparatus)中进行。通常进行拉伸使得取向膜的尺寸在拉伸方向或每一拉伸方向上是它其原始初始尺寸的2至5倍,更优选2.5至4.5倍。通常,拉伸在高于聚酯的Tg的温度,优选地比Tg高约15℃的温度下进行。如果需要仅在一个方向上取向,可以使用较大的拉伸比(例如,最高达约8倍)。不必在加工和横向方向上同等地拉伸,尽管如果需要平衡的性能时这是优选的。拉伸膜可以,并且优选地,在高于所述聚酯的玻璃化转变温度但低于其熔融温度的温度下在尺寸支撑(dimensionalsupport)下通过热固定(heat-setting)进行尺寸稳定,以引起聚酯所需的结晶。在热固定期间,通过称为“内束(toe-in)”的步骤在横向(TD)上可以进行少量的尺寸松弛(dimensionalrelaxation)。内束可包括2%至4%等级的尺寸收缩,但是由于要求低的线张力(linetension)并且薄膜控制和卷绕成为问题,因此难以实现在处理或机器方向(MD)中上类似的尺寸松弛。根据膜的组成和其要求的最终的热收缩,实际的热固定温度和时间而变化,但是不应选择使得膜的韧性(toughness)如耐撕裂性显著降低。在这些限制条件之内,通常期望约150℃至245℃的热固定(heatset)温度(通常至少是180℃)。热固定后,通常将所述膜快速淬灭以便引起所述聚酯所需的结晶度。在一个实施方式中,还可以通过使用在线松弛阶段(in-linerelaxationstage)将所述膜进一步稳定。可替代地,可以离线进行松弛处理。在这个附加的步骤中,在低于热固定阶段温度的温度下加热薄膜,并且具有降低很多的MD和TD张力。膜经受的张力是低张力,并且通常是小于5kg/m,优选地小于3.5kg/m,更优选地在1kg/m至约2.5kg/m的范围内,并且通常在1.5kg/m至2kg/m的膜宽度范围内。对于控制薄膜速度的松弛过程,薄膜速度的降低(以及因而应变松弛(strainrelaxation))通常是在0至2.5%,优选地在0.5%至2.0%的范围内。在热稳定步骤期间,所述膜的横向尺寸未增加。用于热稳定步骤的温度可根据所要求的最终薄膜的性能的组合而变化,较高温度给出较好的(即较低的)剩余收缩性能。通常期望135℃至250℃,优选地150℃至230℃,更优选地170℃至200℃的温度。加热持续时间将取决于所使用的温度,但是通常在10秒至40秒的范围内,优选地使用20秒至30秒的持续时间。此热稳定过程可通过多种方法进行,包括平面和垂直构型,并且作为单独的方法步骤的“离线法(off-line)”,或作为连续薄膜制造方法的“在线法(in-line)”。因此所加工的膜将显示出比在不存在这种热固定后松弛的情况下所产生的热收缩更小的热收缩。所述膜可以进一步包含在聚酯膜的制造中常用的任何其它添加剂。因此,当适当时,可以结合试剂诸如抗氧化剂、紫外线吸收剂、水解稳定剂、交联剂、染料、填料、颜料、空隙剂(voidingagent)、滑润剂、自由基清除剂(radicalscavenger)、热稳定剂、阻燃剂和抑制剂、抗阻断剂(anti-blockingagent)、表面活性剂、滑动助剂、光泽度改良剂、降解助剂(prodegradent)、粘度改性剂和分散体稳定剂。可以将这些组分以常规方式引入到所述聚合物中。例如,通过与形成膜的聚合物所源自的单体反应物混合,或者可以通过翻转(tumble)或干混(dryblending)或者通过在挤出机中混合(compounding)将所述组分与所述聚合物混合,然后冷却并且通常粉碎(comminution)成颗粒或碎片。还可以使用母炼(masterbatching)技术。所述膜尤其可以包含粒状填料,所述粒状填料可以在制造期间改善处理性和可缠绕性(windability),并且可以用于调节光学性能。所述粒状填料可以是,例如,粒状无机填料(例如金属或非金属氧化物,诸如氧化铝、二氧化钛、云母和二氧化硅(尤其沉淀的或硅藻土二氧化硅和硅胶)、煅烧磁土(calcinedchinaclay)和碱金属盐,诸如钙和钡的碳酸盐和硫酸盐)。所述膜的厚度可以在约1至约500μm的范围内,通常不超过约250μm,并且通常不超过约150μm。具体地,当本发明所述的膜用于磁记录介质中时,多层膜的厚度适合地在约1至约10μm,更加优选地约2至约10μm,更加优选地约2至约7μm,更加优选地约3至约7μm,并且在一个实施方式中,约4至约6μm的范围内。当所述膜在如本文所述的电子和显示装置中用作层时,多层膜的厚度通常在约5至约350μm的范围内,优选地不超过约250μm,并且在一个实施方式中不超过约100μm,并且在其它实施方式中,不超过约50μm,并且通常至少12μm,更加通常地至少约20μm。根据本发明的进一步方面,提供了包括本文所述的膜(尤其是双轴取向膜)的电子的或光电装置,尤其是电子的或光电装置诸如电致发光(EL)显示装置(尤其是有机发光显示(OLED)装置),电泳显示器(电子纸(e-paper))、光电(PV)电池和半导体装置(通常,如有机场效应晶体管、薄膜晶体管和集成电路),尤其是柔性的这种设备。根据本发明的进一步方面,提供了磁记录介质,其包括作为基底膜(basefilm)的本文所述的膜(具体地,双轴取向膜)并且进一步在它们的一个表面上包括磁层。所述磁记录介质包括,例如线性轨道系统数据存储磁带,如QIC或DLT,以及进一步更高容量类型的SDLT或LTO。基底膜由于温度/湿度变化所造成的尺寸变化较小,因此可以提供适合于导致较少轨道偏移的高密度和大容量的磁记录介质,即使是在轨道间距狭窄以便确保磁带的高容量时。根据本发明的进一步方面,提供了一种纤维或模制组合物或者模制品,其包含含有衍生自在上文中定义的脂肪族二醇、芳香族二羧酸、和式(I)的单体的重复单元的共聚酯。根据本领域的常规方法可以生产纤维、模制组合物或模制品。如在本文中使用的,术语“模制品”包括瓶子。使用以下试验方法来表征本文中公开的新型化合物的性能。(i)玻璃化转变温度(Tg);冷结晶温度(Tcc)、晶体熔点(Tm)和结晶度(Xc)通过差示扫描量热法(DSC)使用TA仪器DSCQ2000测量。除非另有说明,根据以下标准试验方法以及基于在ASTME1356-98中所描述的方法进行测量。在扫描的期间在干燥氮气的气氛下保持样品。使用了50mLmin-1的流动速率和T0铝盘。为了删去先前的热史(第一加热扫描),以20℃min-1从20℃至350℃初始加热均聚物和相关的共聚物的样品(5mg)。在350℃下恒温保持持续2分钟之后,以20℃min-1将样品冷却至20℃(第一冷却扫描)。随后将样品以20℃min-1再加热至350℃(第二加热扫描)。从第二加热扫描获得Tg、Tcc和Tm的值,然而从第一冷却扫描获得Tc。如ASTME1356-98中所述,将Tg值确定为在DSC扫描(热流(W/g)针对温度(℃))上所观察到玻璃化转变的外推起始温度。从DSC扫描将Tc、Tcc和Tm的值确定为它们相应的转变的放热或吸热峰值。在本文中,测量了已在200℃下退火2小时的样品的聚合物的结晶度。根据以下试验方法并且基于在ASTME1356-98中所述的方法在氮气氛下使用TA仪器DSCQ2000在DSC加热循环期间进行样品的退火。使用了50mLmin-1的流动速率和T0铝盘。为了删去先前热史(第一加热扫描)以20℃min-1从20℃至350℃初始加热样品(5mg)。在350℃恒温保持2分钟之后,以20℃min-1将样品冷却至200℃并且在以20℃min-1将样品冷却至20℃(第一冷却扫描)之前在此温度下保持2小时。随后将样品以20℃min-1再加热至350℃(第二加热扫描)。从第二加热扫描获得实验熔融焓值(ΔHm)。根据以下等式计算结晶度(Xc):Xc=ΔHm/ΔHm°其中:ΔHm=由熔融吸热的积分计算出的实验熔融焓;ΔHm°=在100%结晶度下对应的聚(羧酸亚烷基酯)均聚物(即没有式(I)的共聚单体)的理论熔融焓。因此,对于包含衍生自乙二醇、萘-二羧酸和式(I)的共聚单体的重复单元的本发明的共聚酯,ΔHm°是100%结晶的PEN聚合物的理论熔融焓(103J/g),并且对于包含衍生自乙二醇、对苯二甲酸和式(I)的共聚单体的重复单元的本发明的共聚酯,ΔHm°是100%结晶的PET聚合物的理论熔融焓(140J/g),如在文献中(B.Wunderlich,MacromolecularPhysics,AcademicPress,NewYork,(1976))定义的。(ⅱ)在25℃下对于在CHCl3/TFA(2:1)中聚合物的0.1%w/v溶液使用具有毛细管No.53103的Schott--52自动-粘度计确定固有粘度(ηinh)。由以下计算固有粘度:ηinh=ln[(t2/t1)/c]其中:ηinh=固有粘度(dL/g)t1=溶剂的流动时间(s)t2=聚合物溶液的流动时间(s)c=聚合物的浓度(g/dL)优选地,本文所描述的共聚酯的固有粘度至少是0.7dL/g。使用SSP技术可容易地获得这种粘度。(ⅲ)通过密度的测量来测量膜的结晶度。使用校准的硝酸钙/水密度量筒(column)控制在恒定的23℃下利用水套使用以下方法测量膜样品的密度。准备两种已知密度的860mL的硝酸钙溶液,在静液压平衡下同时地泵送至量筒管(graduatedcolumntube)之前在真空中过滤并且脱气2小时。所述两种已知密度的硝酸钙溶液是低浓度和高浓度溶液,其在量筒内形成密度范围以包括用于本发明的半结晶膜预期密度(对应于从约0至约60%的结晶度,如对于0和100%均聚物的密度通过文献所定义的,如以下对于PET和PEN均聚物提及的)。因此基于在聚合物(或其中使用多于一种的二羧酸,基于如本文中定义的第一芳香族二羧酸)中的芳香族二羧酸选定每种溶液的浓度,并且使用的溶液如下。PET:低浓度溶液:1.28g/cm3(240.80g硝酸钙;860mL水;1.71M摩尔浓度,对于硝酸钙)。高浓度溶液:1.43g/cm3(369.80g硝酸钙;860mL水;2.62M硝酸钙)。PEN:低浓度溶液:1.32g/cm3(275.20g硝酸钙;860mL水;1.95M硝酸钙)。高浓度溶液:1.41g/cm3(352.60g硝酸钙,860mL水;2.5M硝酸钙)。使用已知密度的八个点(pip)校准密度量筒,在将其放置在量筒中之前在硝酸钙溶液中冲洗。对于每个放置在所述量筒中的点(pip),在达到悬浮液的恒定水平之时记录量筒的体积高度(在4至5小时之后)。对于每个点(pip)进行单独测量以产生体积高度相对于密度的校准曲线。对于每个膜试样(尺寸3x5mm)重复测量方法并且将三个试样用于每个膜样品以产生测量的体积高度的平均值,由其从校准曲线获得测量的密度(ρrecorded)。随后对于每个样品使用式(1)计算结晶度(χc):βc(%)=100(ρrecorded-ρamorphousρcrystalline-ρamorphous)---(1)]]>其中:χc=结晶度(%)ρrecorded=聚合物的记录密度(g/cm3)ρamorphous=无定形均聚物的已知密度(0%结晶度)ρcrystalline=100%结晶的均聚物的已知密度。通过以下实施例进一步示出本发明。应当理解的是实施例仅用于说明目的而不意在限制如上文描述的本发明。在不背离本发明的范围的情况下可以对细节进行改变。具体实施方式实施例用于制备本发明的共聚酯的反应方案在以下方案1和2中示出。方案1.共聚单体1的合成及其与双(2,6-萘二甲酸羟乙酯)共聚以提供共(聚酯-酰亚胺)(2)的家族(其中方案1中的z是整体共聚物的聚合度)。方案2.共聚单体1的合成及其与双(2,6-对苯二甲酸羟乙酯)共聚以提供共(聚酯-酰亚胺)(2)的家族(其中方案1中的z是整体共聚物的聚合度)。实施例1:(式I的单体)的合成向处于DMF(100mL)中的3,3,4,4’二苯基砜四羧基二酐(2.00g、5.58mmol)的搅拌溶液中逐滴地添加乙醇胺(0.70g、11.50mmol)。在1小时的时间段内将溶液加热至130℃并且回流16小时。随后停止回流并且在将其添加至蒸馏水中(其中形成浅黄色沉淀)之前将反应混合物冷却至0℃。将溶液在0℃保持30分钟以进一步沉淀。通过过滤来收集DPSDI产物(1.47g,59%),在100℃下在真空中干燥24小时,并且磨碎成精细的黄色粉末。使用如以下给出的标准分析技术来表征产物。m.p.(DSC)=219℃。MSm/z=467.0502[M+Na],计算值467.0448。1HNMR(400MHz,d6-DMSO)δH(ppm)8.53(4H,m,Ha),8.09(2H,m,Hb),3.64(4H,t,J=5.81Hz,Hc),3.55(4H,t,J=5.78Hz,Hd)。13CNMR(100MHz,d6-DMSO)δC(ppm)166.30(C1),145.01(C2),136.27(C3),133.97(C4),133.21(C5),124.25(C6),122.20(C7),57.71(C8),40.76(C9)。IR(vmaxcm-1)3413(O-H伸长),2945(C-H伸长),1670(C=O伸长),1329(S=O伸长)。实施例2至6:共聚酯的合成通过双-(2-羟基乙基)-对苯二甲酸酯(BHET)或双-(2-羟基乙基)-2,6-萘二甲酸酯(BHEN)与式(I)的共聚单体缩聚(摩尔量为约5至约25mol%的共聚单体),合成两种系列的新型直链的聚(酯-酰亚胺)。使用Sb2O3作为催化剂获得包含不同量的共聚单体的共聚物。常规的聚酯化作用步骤如下,其中,使用的反应物的量提供在表1和2中。将酯共聚单体、二酰亚胺共聚单体(I)和Sb2O3(0.10g,0.34mmol)的搅拌混合物倾倒至PCrig管(PCrigtube)中。使用斯坦利(Stanley)刀片在杆(stem)上将PCrig管轻微地刻痕(score)以确保安全地挤出并且在加热块内部夹紧。在配备有缩聚头(polycondensationhead)、搅拌器引导件(stirrerguide)、空气搅拌器、递送侧臂(deliverysidearm)、在填充冰的杜瓦瓶(Dewarflask)内部的蒸馏物管、热电偶、光学转速计(revolutioncounter)并且连接到气体歧管(gasmanifold)之后,在一个小时内在氮气吹扫下将温度提高至235℃。随后以8.5psi的压力将空气搅拌器起动,将温度保持在235℃持续30分钟。随后氮气吹扫停止,此时系统处在真空下。当温度以1℃min-1的速率提高至280-290℃时,压力逐渐降低至<5mmHg-1。一旦合成的聚合物的粘度升高至足以降低搅拌器转速约20-30rpm,认为共聚完成。以氮气吹扫缓慢地置换真空,使得能够将合成的共聚物挤出并且骤冷至冰-水浴(1:1)中。所形成的共聚物带(copolymerlace)在大气条件下静置干燥。下表3中总结了实施例的表征数据。对照样品是纯的PET或PEN,根据针对实施例2至6所述的步骤(但是不包含共聚单体)进行合成。表1:PET共聚物实施例共聚物BHET(g)共聚单体(I)(g)2PETcoDPSDI-540.003.49(DPSDI)3PETcoDPSDI-1035.006.11(DPSDI)4PETcoDPSDI-1530.007.85(DPSDI)表2:PEN共聚物实施例共聚物BHEN(g)共聚单体(I)(g)5PENcoDPSDI-540.002.91(DPSDI)6PENcoDPSDI-1035.005.09(DPSDI)表3:热和粘度数据使用在上文所描述的退火DSC循环获得表3中的熔融焓和结晶度数据,并且出乎意料地表明在未预期的高摩尔量的共聚单体下能够实现良好的结晶度。通过热拉伸(hot-drawing)至它们的原始尺寸多倍可以将共聚物的样品取向(orient)。例如,在热板(hotplate)上加热样品之后可以拉出(draw)纤维,从而表明热塑性行为和拉伸能力(drawingcapability)。可以由上述共聚物制造双轴取向膜。在275至300℃范围内的温度下将聚合物进料至挤出机中(单螺杆;螺杆转速约80rpm)。生产铸膜(castfilm),将其静电钉住(pin)并且在铸筒(castingdrum)周围以及在向前拉伸至废弃卷绕器(scrapwinder)的顶部上形成螺纹(thread)。一旦固定,在铸筒速度(2、3和5m/min)的范围下收集铸件样品以给出一定范围的厚度。随后使用LongStretcher(通过T.M.LongCo.,萨默维尔(Somerville),新泽西州(NewJersey)供给)拉出铸膜。所述LongStretcher包括在具有可提升的盖的加热烘箱内部安装的液压操作的拉伸头(stretchinghead)。拉伸机构的操作是基于两对拉杆(drawbar)的相对运动(一个被固定并且一个可移动,通常相对于彼此安装(mounted))。将拉杆连接至液压冲头(hydraulicrams),其控制施加的拉伸的量(拉伸比(drawratio))和速度(拉伸速率(drawrate))。在每个拉杆上安装连接至比例绘图仪系统(pantographsystem)的气动样品夹。样品加载系统用于将样品定位在气动夹(pneumaticclips)内。切割至特定尺寸(11.1x11.1cm)的铸件样品对称地定位于连接至臂末端的真空板上。使所述臂运行进入烘箱并且将样品降低以使样品在夹具之间。使用氮气压力将夹具关闭以保持膜并且取出加载臂。通过两个平板加热器将烘箱加热至规定温度。将盖降低并且空气加热器快速地使样品升高到规定温度。在适当的预热时间(通常25-30秒)之后,通过操作员手动地启动拉伸。通常使用从约2cm/秒至约5cm/秒的拉伸速率。在这些实施例中使用在垂直方向上同时地双轴拉伸。在以下表4中给出了合适的处理条件。表4随后使用实验室结晶Rig(LaboratoryCrystallisationRig)将在LongStretcher上生产的膜结晶并且保持在规定温度(通常150至240℃)持续规定时间(通常从2至100秒)。在这种装置中,将样品夹在框架(frame)中,在通过降至冰水中快速地骤冷之前其气动地下降并且保持在加热的平板之间尺寸指定的时间。使用本文中所描述的密度法计算膜样品的结晶度。基于以下文献数据,使用用于PEN密度和结晶度的已知值计算PEN类膜样品的结晶度:0%结晶度PEN的密度=1.325g/cm3100%结晶度PEN的密度=1.407g/cm3基于以下文献数据,使用用于PET密度和结晶度的已知值计算PET类膜样品的结晶度:0%结晶度PET的密度=1.335g/cm3100%结晶度PET的密度=1.455g/cm3。
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