[发明专利]聚合物材料

说明书

本发明涉及聚合物材料。优选实施例涉及热塑性复合材料，包括用于例如复合材料行业的聚合物材料。

工业中可用的热塑性聚合物材料范围广泛，可单独使用或作为复合材料的一部分使用。但是，工业中对在现有材料基础上改进了至少一方面性质的材料长期存在需求。

聚亚苯基硫化物（PPS）是一种已知的聚合物材料，其熔化温度（Tm）相对较低，为290°C；但是，其玻璃化温度（Tg）为85°C-100°C，对某些应用而言过低。另一方面，聚醚醚酮（PEEK）的Tg为适中的143°C，但其Tm为343°C，远超过需求温度。

本发明的目的之一在于提供一种聚合物材料，其具有相对较低的Tm（与PPS相似）但具有与PEEK相近的较高Tg。

本发明基于对重复单元的发现，所述重复单元可以与其他特定重复单元结合形成具有优越性质的共聚物，尤其是对其玻璃化温度（Tg）和熔化温度（Tm）而言。

本发明的优选实施例的目的之一在于解决上述问题。

本发明的优选实施例的目的之一在于提供优越的聚合物材料，用于例如复合材料中。

本发明的第一方面中，提供一种聚合物材料，其具有以下化学式的重复单元：

-X-Ph-(X-Ph-)_nX-Ph-CO-Ph-                                            I

以及以下化学式的重复单元

-X-Y-W-Ph-Z-                                                                   II

其中，Ph代表苯基部分；每个X独立代表氧原子或硫原子；n代表整数1或2；Y选自苯基部分、–Ph-Ph-部分和萘基部分；W是羰基基团、氧原子或硫原子；Z选自：

-X-Ph-SO₂-Ph-

-X-Ph-SO₂-Y-SO₂-Ph- 以及

-CO-Ph-;

所述聚合物材料的Tm低于298°C。

每个重复单元中的苯基部分与其所连接的原子之间可以独立地以1,4-连接键或1,3-连接键连接。当一个苯基部分包括1,3-连接键时，该部分将处于该聚合物的非晶相中。晶体相会包括具有1,4-连接键的苯基部分。在众多情况下，所述聚合物材料优选为晶体相，且相应地，所述聚合物材料优选为包括具有1,4-连接键的苯基部分。

在一个优选实施例中，所述化学式I重复单元中的每个Ph部分与其所连接的部分之间以1,4-连接键连接。

在一个优选实施例中，所述化学式II重复单元中的每个Ph部分与其所连接的部分之间以1,4-连接键连接。

在重复单元I中，每个X优选为代表氧原子。

优选地，n代表1。

优选地，在重复单元I中，每个苯基部分与其所连接的原子之间以1,4-连接键连接。

优选地，在重复单元II中，每个X代表一个氧原子。

优选地，Y选自苯基部分和-Ph-Ph部分，其中所述-Ph-Ph-中的每个Ph部分包括1,4-键。更优选地，Y为所含每个苯基部分都具有1,4-键的-Ph-Ph-部分。

优选地，W代表氧原子。

优选地，Z为-CO-Ph-，其中Ph宜为具有1,4-键。

在一个优选实施例中，所述化学式I重复单元具有如下结构：

                                                 

且所述化学式II重复单元具有如下结构：

 

聚合物中的结晶度水平和范围可以用广角X射线衍射（也称为广角X射线散射，或WAXS）来测定，例如，如Blundell和 Osborn (Polymer 24, 953, 1983)所述。可选地，结晶度可以用差式扫描量热法（DSC）按照如下过程来测定，如下过程也描述于POLYMER Vol. 37, Number 20, 1996, page 4573中。

DSC可以用于检测8mg±3mg聚合物材料样品，采用TA仪器（TA Instruments DSC）Q100以及40ml/min的氮气流量。该扫描过程可以是：