[发明专利]改性聚酰胺、其制备方法及由所述聚酰胺获得的制品

说明书

技术领域

本发明涉及由含有磺酸基团的化合物改性的聚酰胺、制备所述聚酰胺的方法及由所述聚酰胺制得的制品。

更具体地，本发明特别地涉及由单官能团芳族磺酸化合物获得的改性聚酰胺。

背景技术

热塑性聚合物是可通过特别是模塑、注塑、吹塑注射、挤出/吹塑、纺丝或膜生产而转化为多种制品的原材料，所述制品例如是吹塑、挤出或模塑组件(例如汽车或电子设备的组件)、纱线、纤维或膜等。

对于热塑性聚合物的转化而言，在所有这些工序中，存在至少两个主要的制约因素。

第一个制约因素是，所使用的热塑性聚合物应当具有如下特征：在熔融状态下，其粘度或流变特性应当与上述的成形过程相匹配。这些热塑性聚合物在熔融状态下必须具有足够的流动性，以便能够在某些成形设备(例如，特别是注射压机(injection press))中容易地并且快速地输送和处理。现有技术中，已知在熔融状态下，可以通过降低热塑性聚合物的摩尔质量而实现其粘度的降低，这具有促进所述热塑性聚合物与各种试剂的共混和/或其应用的效应。

所述热塑性聚合物组合物所存在的另一个制约因素是，在熔融、成形和冷却硬化后，其必须显示出的机械性能。这些机械性能尤其是热力学性能。现有技术中，已知热塑性聚合物分子量的降低会伴随着热力学性能和机械性能的降低。

在热塑性聚合物中，聚酰胺是具有重要工业和商业意义的聚合物，尤其是脂族聚酰胺。这些脂族聚酰胺在熔融状态下可以容易地合成与转化。然而，在保留通过上述常规的转化技术使用的便利性的同时，仍然存在持续的努力来改善其机械性能，尤其是热力学性能。

已经使用多种因素来调节这些聚酰胺的性能，例如组成、结构、添加剂的使用等。本领域技术人员试图获得不同性能的平衡，在保留令人满意的应用性能(例如机械性能、尺寸稳定性、低的吸水性、对于气体或汽油的屏障效应等)的同时，还具有良好的加工性能(流动性)。

令人惊奇的是，申请人开发出一种由单官能团磺酸化合物改性的聚酰胺，其显示出多种性能的平衡。尤其是，观察到：可以通过添加单官能团的磺酸化合物而降低聚酰胺的分子量，进而增加其熔融粘度而没有降低或甚至相反改善其热力学性能和机械性能。

发明内容

因此，本发明的第一个主题是一种由含有磺酸基团(sulfonate group)并且化学键合到聚合物链的化合物改性的聚酰胺，所述聚酰胺包含至少一种如下面式(I)所示的含有磺酸基团的单元：

-L-Z-A-Y-SO₃X(I)

其中：

-XO₃S表示SO₃H或SO₃M，M为取代SO₃H质子以形成非活性的成盐的基团的基团，

--L-Z-为由两个反应性官能团F₁和F₂缩合衍生的基团，其中

-F₁为基团-L-的前体，F₂为基团-Z-的前体，

-A为共价键或能够含有杂原子并含有1-20个碳原子的脂族烃基团，

-Y为直链或环状的，含有至少2个碳原子并且能够含有杂原子的芳族或脂族烃基团，

相对于聚合物链的组成单元的总摩尔数，所述单元占至少等于3摩尔％的比例，优选至少等于5摩尔％。

根据第二个主题，本发明涉及一种制备上述改性聚酰胺的方法，通过在熔融状态下，将含有磺酸基团的单官能团化合物引入反应介质。

最后，根据第三个主题，本发明涉及一种包含所述改性聚酰胺的组合物，以及通过成形上述改性聚酰胺所获得的制品。

首先，本发明涉及一种由含有磺酸基团并且化学键合到聚合物链的化合物改性的聚酰胺。

“化学键合”是指通过共价键结合。

本发明的改性聚酰胺包含至少一种如下面式(I)所示的含有磺酸基团的单元：

-L-Z-A-Y-SO₃X(I)

其中：

-XO₃S表示SO₃H或SO₃M，M为取代SO₃H质子以形成非活性的成盐的基团的基团，

--L-Z-为由两个反应性官能团F₁和F₂缩合衍生的基团，其中

-F₁为基团-L-的前体，F₂为基团-Z-的前体，