。通過將熔體溫度(Tm)確保在如此高的范圍內,當本發 明的聚芳撐硫醚用作工程塑料時,可發揮優秀的性能,例如高強度和增強的耐熱性。
[0028] 作為根據本發明的實施方案最終制備的聚芳撐硫醚,其熔體粘度在100至 100, 000 泊(poise)、優選 150 至 5, 000 泊、更優選 200 至 20, 000 泊、更優選 300 至 15, 000 泊的范圍內。通過確保如此提高的熔體粘度,聚芳撐硫醚在用作工程塑料時,可發揮優秀的 性能,例如高強度和增強的耐熱性。
[0029] 本發明實施方案的聚芳撐硫醚的制備方法中所用的二碘代芳香族化合物,包括, 但不限于,至少一種選自二鵬苯(diiodobenzene ;DIB)、二鵬蔡(diiodonaphthalene)、 二鵬聯苯(diiodobiphenyl)、二鵬聯苯酷(diiodobisphenol)或二鵬二苯甲酬 (diiodobenzophenone)的化合物。所述二碘代芳香族化合物也可為含有烷基(alkyl group)或砜基團(sulfone group)的這些二碘代芳香族化合物中的任意一種;或者包含氧 或氮原子的芳基化合物。所述二碘代芳香族化合物可根據碘取代基的位置形成明顯不同種 類的異構體(isomer)。最優選的二碘代化合物異構體是含有對稱位于分子兩端且彼此相距 最遠的碘取代基的化合物,例如pDIB、2, 6-二碘萘或P,p' -二碘聯苯。
[0030] 本文所用的硫化合物的形式沒有特別限制,但優選固體硫。通常,硫以由八個硫原 子組成的環形式作為環八硫(cy Cl〇〇Ctasulfur,S8)而存在。然而,所述硫化合物可為任意 種類的市售的固體硫。
[0031] 所述二碘代芳香族化合物可以以相對于硫化合物而言至少0. 9mol的量加入。所 述硫化合物的含量相對于由二碘代芳香族化合物和硫化合物通過聚合制備而來的聚芳撐 硫醚的重量而言,優選地為15至30wt. %。上述范圍內的硫化合物的含量最后生成具有增 強的耐熱性和耐化學性以及就物理強度而言具有優良性質的聚芳撐硫醚。
[0032] 反應物還可包含阻聚劑以調節所述聚芳撐硫醚的分子量。阻聚劑用于防止聚合過 程中由于聚芳撐硫醚分子量的過量增加導致的對反應器的過載,并使最終的聚合物產品利 于加工。
[0033] 本文所用阻聚劑可包括至少一種選自單碘代芳基化合物(monoiodoaryl compound)、苯并噻挫(benzothiazole)、苯并噻挫亞橫酰胺(benzothiazolesulfenamide)、 秋蘭姆(thiuram)、二硫代氨基甲酸鹽(dithiocarbamate)和二苯硫醚的化合物。更優選 地,阻聚劑可包括,但不限于,至少一種選自以下的物質:碘二苯(iodobiphenyl)、碘二苯酷 (iodophenol)、鵬苯胺(iodoaniline)、鵬二苯甲酬(iodobenzophenone)、 2_ 疏基苯并噻挫 (2-mercaptobenzothiazole)、2, 2'-二硫代二苯并噻挫(2, 2'_dithiobisbenzothiazole)、 N-環己基苯并噻挫-2-亞橫酰胺(N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide)、 2-嗎啉基硫代苯并噻挫(2norpholinothiobenzothiazole)、N, N-二環己基-2-苯并 噻挫亞橫酰胺(N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide)、一硫化四甲基秋 蘭姆(teramethylthiuram monosulfide)、二硫化四甲基秋蘭姆(tetramethylthiuram disulfide)、二甲基二硫代氨基甲酸鋅(Zinc dimethyldithiocarbamate)、二乙基二 硫代氨基甲酸鋅(Zine diethyldithiocarbamate)和二苯二硫的化合物(diphenyl disulfide)〇
[0034] 此時,所述阻聚劑的所加量無特別限制,相對于聚芳撐硫醚的重量而言為0. 01至 10.0 wt. %,優選0. 1至5. Owt. %。所加量小于0.0 lwt. %時實際效果微乎其微,而所加量 多于10.0 wt. %時聚合的聚芳撐硫醚的粘度具有降低的趨勢,并且會由于過量使用原材料 而降低利潤。
[0035] 另一方面,本發明實施方案的聚芳撐硫醚的制備方法還可包括在所述聚合步驟之 前使二碘代芳香族化合物與硫化合物熔融混合的步驟。所述聚合步驟為不使用有機溶劑的 熔融聚合反應。為了活化所述熔融聚合反應,在聚合之前預先熔融混合包含二碘代芳香族 化合物的反應物。
[0036] 所述熔融混合只要是在使所述反應物完全熔融混合在一起的任意條件下進行即 可,無特別限制,優選在150至250 °C下進行。
[0037] 在本發明的實施方案中,所述聚合步驟在基于硝基苯的催化劑的存在下進行。當 在聚合反應之前加入熔融混合步驟時,所述基于硝基苯的催化劑在熔融混合步驟中被包含 在反應物中并被混合。同樣,當反應物中包含阻聚劑時,也可在熔融混合步驟中伴隨反應物 將阻聚劑加入。
[0038] 本發明的發明人發現,當在反應催化劑的存在下聚合聚芳撐硫醚時,能夠制備與 僅使用pDIB和硫作為原料的PPS均聚物(homopolyer)相比恪融溫度更高的聚芳撐硫醚。 聚芳撐硫醚的低熔融溫度會引起產品耐熱性差的問題,所以選擇適當的反應催化劑是很重 要的。本文使用的反應催化劑的實例為基于硝基苯的催化劑。優選1,2-二碘-4-硝基苯 或1-碘-4-硝基苯,但不限于此。
[0039] 在聚合中使用這種基于硝基苯的催化劑的情況下,催化劑的含量相對于所述聚芳 撐硫醚產品的重量而言為,如無特別限制,0.01至5wt. %,優選0.05至2wt. %,更優選0. 1 至Iwt. %。催化劑的含量小于O.Olwt%時對聚合的聚芳撐硫醚產生的效果微乎其微,大于 5wt. %時由于使用了過量的原材料而降低了利潤,結果使最終聚合的聚芳撐硫醚的強度等 性質變差。
[0040] 聚芳撐硫醚產品的熱定形步驟在100至260°C的溫度條件下進行。低于100°C下 的熱定形過程對降低自由碘的含量影響很小,而260°C以上高溫度下的熱定形過程是不可 取的,因為聚合物產品會被熔化或熔合。熱定形步驟的溫度條件更優選130至250°C,最優 選150至230°C。熱定形溫度越高,把碘含量降至低于某一水平所需的熱定形時間越短。
[0041] 考慮到熱定形溫度,可將熱定形時間控制在0. 5至100小時、優選1至40小時的 范圍內。
[0042] 所述熱定形過程在自然大氣壓環境下進行,優選地在通入至少一種選自氮氣、空 氣、氦氣、氬氣和水蒸氣的氣體的氣氛中進行。在氣體氣氛中進行熱定形可有利地增加自由 碘的減少速率從而縮短熱定形時間。
[0043] 優選地,所述熱定形過程可在真空條件下進行,在該情況下,自由碘的減少速率加 快,對縮短熱定形時間是有利的。
[0044] 根據另一個實施方案,本發明提供了通過上述方法制備的自由碘含量在20ppm以 下的聚芳撐硫醚。所述聚芳撐硫醚的自由碘含量優選地為IOppm以下。
[0045] 本發明實施方案的聚芳撐硫醚的熔融溫度為265至320°C且熔體粘度為200至 20, 000 泊。
[0046] 本發明還提供了通過塑模聚芳撐硫醚而制備的產品,所述產品可以以塑模產品、 膜、片或纖維的形式提供。
[0047] 可通過注射塑模或擠壓塑模將本發明的聚芳撐硫醚加工成任意種類的塑模產品。 所述塑模產品的實例可包括注射塑模產品、擠壓塑模產品、或吹塑產品。對于注射塑模,塑 模溫度就結晶而言優選為30°C以上,更優選地為60°C以上,最優選地為80°C以上,就測試 物質的變形而言優選為150°C以下、更優選地為140°C以下、最優選地為130°C以下。這些塑 模產品可用作電氣、電子部件,建筑物組件,汽車組件,機械部件,日用物品等。
[0048] 這些膜或片可以以任意種類的膜,例如未取向膜、或單軸或雙軸取向膜或片的形 式來制備。所述纖維可以以任意種類的纖維,例如未取向纖維、取向纖維或超取向纖維的形 式來制備,并且可用作機織纖維、針織纖維、無紡纖維(spoon bond、熔噴纖維(melt blow) 或短纖維(staple))、繩、網等。
[0049] 下文中,本發明將參考實施例和對比例來更加詳細地描述,其不意欲限制本發明 的范圍。
[0050] [制備實施例]聚芳撐硫醚的聚合
[0051] 1、制各實施例1 :聚芳撐硫醚的聚合
[0052] 將包含300.0 Og pDIB和27. OOg硫的混合物加熱至180°C。完全熔融并混合,然后 升溫至220°C并降壓至200托、然后階段性地分別將溫度升至320°C、壓力降至1托以下,聚 合反應8小時。
[0053] 所述聚合物產品的恪體粘度(