[发明专利]由长支化链间规乙烯基芳香聚合物制成的纤维

说明书

本发明涉及间规乙烯基芳香聚合物纤维及其应用。

间规乙烯基芳香聚合物如间规聚苯乙烯(SPS)是有用的聚合物，这些聚合物有高熔点和高结晶速度以及优异的耐热、耐化学腐蚀性能。但是，在一些应用如浇铸一拉幅机膜和纤维中，加工温度下的熔体强度不足以得到所希望的性质。

有优异耐热、耐化学腐蚀性的间规共聚物业已开发出来。Funaki等人的美国专利US-A-5 202 402利用双官能单体与苯乙烯形成间规共聚物，但是，该聚合物在高温时完全交联形成热固体而不能进行熔融加工。

以前，如Jezic的美国专利5,145,631和5,021,288所述，由线型间规乙烯基芳香聚合物制成纤维。但是，由于熔体强度的局限，这些纤维受其直径和强度的限制。

因此，由在高温下保持良好熔体强度和熔融可加工性的间规乙烯基芳香聚合物得到直径较小、强度增加和可加工性改进的纤维是十分有用的。

本发明针对由含长支化链间规乙烯基芳香(LCB-SVA)聚合物的组合物制成的纤维及其制品。

与由线性间规乙烯基芳香聚合物制成的纤维相比，长支化链间规乙烯基芳香聚合物可在高温进行熔融加工，同时保持良好的熔体强度，而且，由它制成的纤维有更小的直径和增加的强度。另外，由于纤维强度的增加，在加工时单根纤维断裂的情况较少，这增加了加工生产率和产量。

在一个实施方案中，本发明涉及由含长支化链间规乙烯基芳香(LCB-SVA)聚合物的组合物制成的纤维。

此处所用的术语“间规”指的是有规立构结构的聚合物，由13C核磁共振光谱测定，有规立构结构为间规度高于90％、优选高于99％的间规外消旋三元组。

间规乙烯基芳香聚合物是乙烯基芳香单体(即化学结构同时含不饱和部分和芳香基部分的单体)的均聚物和共聚物。优选的乙烯基芳香单体的分子式为：

       H₂C＝CR-Ar；

其中，R为氢或含1至4个碳原子的烷基，Ar是含6至10个碳原子的芳香基。这样的乙烯基芳香单体的实例是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对叔丁基苯乙烯和乙烯基萘；溴代苯乙烯、尤其是对乙烯基甲苯和环上溴化或二溴化苯乙烯。溴化苯乙烯在制备耐燃性间规乙烯基芳香聚合物中特别有用。换句话说，耐燃LCB-SVA可由溴化LCB-SVA制成。代表性的间规共聚物包括苯乙烯-对甲基苯乙烯、苯乙烯-对叔丁基苯乙烯和苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物。间规乙烯基芳香聚合物和用于其制备的单体已在专利US-A-4680353、US-A-4959435、US-A-4950724和US-A-4774301中有所报道。间规聚苯乙烯是目前优选的间规乙烯基芳香聚合物。

长支化链可在少量多官能团单体的存在下、在足以产生间规乙烯基芳香聚合物的条件下通过乙烯基芳香单体聚合得到。多官能团单体为任何含一个以上烯键的化合物，烯键可在聚合条件下与乙烯基芳香单体反应。典型地，多官能团单体含有2-4个烯键，可由分子式(I)表示：

其中R为乙烯基或含2至20个碳原子并包括乙烯端基的基团，其中含2至20个碳原子的基团可以是烷基、链烯基、环烷基或芳香基，其中环烷基含至少5个碳原子、芳香基含至少6个碳原子，n是1至3的整数，R基团在分子式(I)中处于乙烯基间或对位上，并且当n大于1时，R可以相同或不同。R优选为乙烯基团。

优选的多官能团单体含有两个乙烯端基基团(其中n＝1)。典型地，这样的单体包括双官能乙烯基芳香单体如二乙烯基苯或二苯乙烯基乙烷。

多官能团单体的量将依赖于待制备的聚合物的重均分子量(Mw)，但以乙烯基芳香单体的量为基准，典型地从10、优选从50、更优选从75、最优选从100ppm至1000、优选至800、更优选至500、最优选至650ppm。

多官能团单体可以任何允许多官能团单体与乙烯基芳香单体反应产生LCB-SVA聚合物的方法引入聚合过程。例如，可在聚合前先将多官能团单体溶解于乙烯基芳香单体或在聚合前或聚合过程中单独地引入聚合反应器。另外，可将多官能团单体溶解于聚合所使用的惰性溶剂如甲苯或乙苯中。

只要聚合过程中额外存在多官能团单体，则生产间规乙烯基芳香聚合物的任何聚合方法均可用于生产本发明中的LCB-SVA聚合物。生产间规乙烯基芳香聚合物的典型聚合方法已为本领域熟知，并在US-A-4680353、US-A-5066741、US-A-5206197和US-A-5294685中有所报道。