專利名稱：聚(芳基酸三亞甲基酯)/聚苯乙烯組合物和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含聚(芳基酸三亞甲基酯)，尤其是聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)， 和聚苯乙烯的共混聚合物，所述共混聚合物可用于制備成型制品如纖維、薄膜和模塑結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明還涉及母料在纖維、薄膜和模塑結(jié)構(gòu)制備中的用途。
背景技術(shù)：
聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)還被稱為聚(對苯二甲酸丙二醇酯)，或較不正式地稱為“3GT”聚合物，它是本領(lǐng)域所熟知的。其性質(zhì)與制備由Chuah描述于“The Encyclopedia of Polymer Science” (網(wǎng)絡(luò)上，D0I10. 1002/0471440264. pst292)中。J. C. Chang等人在US 6，923，925中描述了組合物，所述組合物包含聚(二羧酸三亞甲基酯)，尤其是聚(芳基酸三亞甲基酯)，最特別是聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)(PTT)， 和按重量計0.01-10%的分散于聚(二羧酸三亞甲基酯)內(nèi)的優(yōu)選具有高分子量并且具有小于2微米(μπι)的PS粒度的聚苯乙烯(PS)，所述實例示出，與不含PS的PTT相比，包含基于聚合物的總重量1-2重量％ PS的PTT組合物能夠以顯著更高的紡速熔紡形成纖維。組合物的制備方式為，將兩種聚合物粒料共進(jìn)料至雙螺桿擠出機(jī)中，或以所期望的比例制備兩種聚合物粒料的鹽與胡椒的共混物，然后將所得粒料混合物進(jìn)料至雙螺桿擠出機(jī)中。擠出物以股線形式擠出并且被短切成粒料。然后將這些共混物粒料加入到紡絲機(jī)中以熔紡纖維。美國專利No. 4，475，330公開了由聚酯長絲制得的聚酯復(fù)絲，所述聚酯長絲基本上由下列組成(a)兩種或更多種單體的共聚物，所述單體選自對苯二甲酸乙二酯、對苯二甲酸三亞甲基酯、和對苯二甲酸丁二醇酯，和/或(b)兩種或更多種對苯二甲酸乙二酯、對苯二甲酸三亞甲基酯和對苯二甲酸丁二醇酯聚合物的共混物。該專利描述了聚酯與3至 15%非結(jié)晶聚合物的共混物，所述非結(jié)晶聚合物優(yōu)選苯乙烯聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物。發(fā)展前面引用的Chang等人的方法，從而以高紡速制備聚(二羧酸三亞甲基酯) 紗線，尤其是部分取向的紗線。使用包含聚(二羧酸三亞甲基酯)和(PQ的共混物獲得本發(fā)明的優(yōu)點。將Chang等人的方法進(jìn)行商業(yè)規(guī)模的運(yùn)作，可能會出現(xiàn)一些問題。將商業(yè)規(guī)模的連續(xù)式熔融聚合器由包含PS的PTT產(chǎn)物過渡至不包含PS的PTT產(chǎn)物可能非常昂貴。 采用側(cè)流式擠出機(jī)并且進(jìn)料所需量的PS以獲得1 %的PS組合物，這可能需要特殊設(shè)計的設(shè)備，以加入所需的小比例PS。
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與纖維紡絲當(dāng)前作法相比，本發(fā)明的母料或濃縮物技術(shù)表現(xiàn)出顯著的成本上的節(jié)約。此外，本文組合物在纖維、韌化模塑部件和聚(芳基酸三亞甲基酯)聚合物薄膜的制備中具有功用。發(fā)明概述在一個方面，本發(fā)明提供了包含聚(芳基酸三亞甲基酯)和分散于其中的聚苯乙烯的組合物，聚苯乙烯的濃度基于聚合物的總重量為15重量％至40重量％。在另一方面，本發(fā)明提供了方法，所述方法包括將聚(芳基酸三亞甲基酯)與基于聚合物的總重量15重量％至40重量％的聚苯乙烯混合，熔融所述聚(芳基酸三亞甲基酯) 和聚苯乙烯，并且在高剪切熔融混合器中熔融共混由此熔融的聚(芳基酸三亞甲基酯)和聚苯乙烯，以提供包含聚(芳基酸三亞甲基酯)和分散于其中的聚苯乙烯的熔融組合物。附圖簡述

圖1為向噴絲頭熔融進(jìn)料的一個實施方案的示意圖。圖2為纖維紡絲工藝的一個實施方案的示意圖。發(fā)明詳述適于實施本發(fā)明的聚(芳基酸三亞甲基酯)聚合物包括但不限于聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)、聚(間苯二甲酸三亞甲基酯)，聚(萘二甲酸三亞甲基酯)、以及它們的混合物和共聚物。在一個實施方案中，所述聚(芳基酸三亞甲基酯)為聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)(PTT)。在一個方面，本發(fā)明提供了包含聚(芳基酸三亞甲基酯)和聚苯乙烯的組合物，其中所述聚苯乙烯分散于所述組合物中，并且其中發(fā)現(xiàn)所述聚苯乙烯的濃度基于聚合物的總重量為15重量％至40重量％。術(shù)語“PS”是聚苯乙烯的縮寫。在下文中，術(shù)語“PTT”為聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)的縮寫，并且將用于替代更泛指的聚(芳基酸三亞甲基酯)。然而，本文所述技術(shù)能夠易于適用于其它聚(芳基酸三亞甲基酯)聚合物，并且本發(fā)明應(yīng)被視為包括聚(芳基酸三亞甲基酯)聚合物。術(shù)語“PTT” 旨在包括包含至少70摩爾％對苯二甲酸三亞甲基酯重復(fù)單元的均聚物和共聚物。除非另外指明，以基于聚合物的總重量的成分的重量百分比來描述聚合物組合物。因此，PS在所述組合物中的百分比被表示為聚合物的總重量的百分比，所述聚合物包括例如PTT，以及可摻入到本發(fā)明組合物中的任何其它附加聚合物。除非另外特別說明，當(dāng)提供數(shù)值范圍時，應(yīng)理解它涵蓋范圍的端點。應(yīng)理解，數(shù)值具有由有效數(shù)字位數(shù)提供的精度。例如，數(shù)字40應(yīng)被理解為涵蓋35. 0至44. 9的范圍，而數(shù)字40. 0應(yīng)被理解為涵蓋39. 50至40. 49的范圍。就本發(fā)明的目的而言，術(shù)語“共聚物”應(yīng)被理解為包括三元共聚物、四元共聚物等以及二聚物。在一個方面，本發(fā)明提供了包含PTT和按重量計15%至40%的分散于其中的PS 的組合物。在本發(fā)明的組合物中，PTT為連續(xù)相或“基質(zhì)”，而PS為分散于所述PTT基質(zhì)中的不連續(xù)相。根據(jù)本發(fā)明，所涉及的組合物包括熔融組合物和固體組合物、以及介于其間的任何過渡態(tài)。如“介于其間”所描述的，在一個實施方案中，PTT是熔融的，并且PS以熔融液滴形式分散于PTT基質(zhì)中。在可供選擇的實施方案中，PTT為固體，而PS以固體顆粒形式分散于PTT基質(zhì)中。
在一個實施方案中，所述組合物包含按所述組合物中聚合物的總重量計50至85 重量％的PTT，和15至40重量％的PS，并且可包含至多30重量％的其它聚酯。其它聚酯包括但不限于聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚(對苯二甲酸丁二醇酯)、和聚(萘二甲酸乙二醇酯)。在另一個實施方案中，所述組合物包含50至80%的PTT，20至30%的PS，和至多30%的其它聚酯。適宜的PTT聚合物由1，3_丙二醇與對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞サ目s聚反應(yīng)形成。適于與其進(jìn)行共聚反應(yīng)的一種或多種共聚單體選自具有4-12個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二羧酸或酯(例如丁二酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸、和1，4_環(huán)己二酸、以及它們相應(yīng)的酯)；除對苯二甲酸或酯以外的具有8-12個碳原子的芳族二羧酸或酯(例如間苯二甲酸和2，6_萘二甲酸)；具有2-8個碳原子的直鏈、環(huán)狀和支鏈脂族二醇(除1，3_丙二醇外，例如乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，2- 二甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、和1，4_環(huán)己二醇)；以及具有4-10個碳原子的脂族和芳族醚二醇，例如氫醌雙(2-羥乙基)醚，或分子量低于約460的聚(亞乙基醚)二醇，包括二亞乙基醚二醇。所述共聚單體在PTT共聚物中通常以在約0. 5至約15摩爾％范圍內(nèi)的含量存在，并且可以高達(dá)30摩爾％的含量存在。所述PTT可包含微量的其它共聚單體，通常選擇此類共聚單體，以使它們不對性質(zhì)具有顯著不利的影響。此類其它共聚單體包括5-間苯二甲酸磺酸鈉，其含量在例如約 0. 2至5摩爾％的范圍內(nèi)。為控制粘度，可摻入非常少量的三官能共聚單體例如偏苯三酸。 所述PTT可與至多30摩爾％的其它聚合物共混。實例是由其它二醇，如上述那些，制得的聚酯。在一個實施方案中，所述PTT包含至少85摩爾％的對苯二甲酸三亞甲基酯重復(fù)單元。在另一個實施方案中，所述PTT包含至少90摩爾％的對苯二甲酸三亞甲基酯重復(fù)單元。 在另一個實施方案中，所述PTT包含至少98摩爾％的對苯二甲酸三亞甲基酯重復(fù)單元。在另一個實施方案中，所述PTT包含100摩爾％的對苯二甲酸三亞甲基酯重復(fù)單元。在一個實施方案中，適宜的PTT的特征在于特性粘度(IV)在0. 70至2. 0dl/g的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，適宜的PTT的特征在于IV在0.80至1.5dl/g的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，適宜的PTT的特征在于IV在0. 90至1. 2dl/g的范圍內(nèi)。在一個實施方案中，適宜的PTT的特征在于數(shù)均分子量(Mn)在10，000至40，OOODa 的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，適宜的PTT的特征在于Mn在20，000至25，OOODa的范圍內(nèi)。在一個實施方案中，聚苯乙烯選自聚苯乙烯均聚物、α-甲基聚苯乙烯、和苯乙烯-丁二烯共聚物、以及它們的共混物。在一個實施方案中，所述聚苯乙烯為聚苯乙烯均聚物。在另一個實施方案中，所述聚苯乙烯均聚物的特征在于Mn在5，000至300，OOODa的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，聚苯乙烯均聚物的Mn在50，000至200，OOODa的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，聚苯乙烯均聚物的Mn在75，000至200，OOODa的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，聚苯乙烯均聚物的1在120，000至150，OOODa的范圍內(nèi)?？捎玫木郾揭蚁┛梢允侨?gòu)的、無規(guī)立構(gòu)的、或間同立構(gòu)的。優(yōu)選高分子量的無規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯?？捎糜诒景l(fā)明的聚苯乙烯可從許多供應(yīng)商商購獲得，包括DowChemical Co. (Midland, Mich.)、BASF (Mount Olive, N. J.)和 Sigma-Aldrich (Saint Louis, Mo.)。
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在本發(fā)明的另一方面，將PTT和PS熔融共混，然后以股線形式擠出，隨后將其切成粒料。還可進(jìn)行其它形式的熔融共混和隨后的粉碎，如形成薄片、碎片、或粉末。在一個實施方案中，接著將粒料再熔融，用附加PTT稀釋，并且擠出成長絲。在另一個實施方案中，將粒料再熔融并且擠出成薄膜，而不論是否稀釋。所述共混聚合物包含聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)和聚苯乙烯。在一些實施方案中，所述共混物中將僅存在兩種材料，并且它們總量為100重量％。然而，在許多情況下，所述共混物將具有其它成分，如商業(yè)用途中常包含于聚酯聚合物中的那些。此類添加劑包括但不限于其它聚合物、增塑劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、染料等。因此，聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)和聚苯乙烯的總量將不為100重量％。在一個實施方案中，所述組合物為固體形式，其中所述聚苯乙烯為顆粒形式，所述顆粒具有小于500納米的平均尺寸，所述聚苯乙烯是濃度為20至30%的聚苯乙烯均聚物； 并且所述聚(芳基酸三亞甲基酯)為包含至少98摩爾％對苯二甲酸三亞甲基酯單體單元的聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)。在另一方面，本發(fā)明提供了方法，所述方法包括將聚(芳基酸三亞甲基酯)與基于聚合物的總重量15重量％至40重量％的聚苯乙烯混合，熔融所述聚(芳基酸三亞甲基酯) 和聚苯乙烯，并且在高剪切熔融混合器中熔融共混所述熔融的聚(芳基酸三亞甲基酯)和聚苯乙烯，以提供包含聚(芳基酸三亞甲基酯)和分散于其中的聚苯乙烯的熔融組合物。聚苯乙烯的濃度基于聚合物的總重量為15%至40重量％。在本文方法的一個實施方案中，聚(芳基酸三亞甲基酯)為PTT。在本文方法的一個實施方案中，PS的濃度為按重量計20%至30%。在本文方法的一個實施方案中，PTT的特征在于IV在0. 90至1. 2dl/g的范圍內(nèi)。在本文方法的一個實施方案中，PS為PS均聚物。在本文方法的另一個實施方案中，PS均聚物的特征在于數(shù)均分子量為75，000至 200，OOODa。在本文方法的一個實施方案中，所述聚苯乙烯是濃度為20至30%的聚苯乙烯均聚物，并且其特征在于75，000至200，000的數(shù)均分子量；所述聚(芳基酸三亞甲基酯)為聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)，其包含98摩爾％對苯二甲酸三亞甲基酯單體單元，并且其特性粘度在0. 90至1. 2dl/g的范圍內(nèi)。PTT和PS可由任何已知的技術(shù)熔融共混，包括但不限于實施方案(a)包括由單獨的進(jìn)料同時熔融并且混合，例如在共進(jìn)料雙螺桿擠出機(jī)中；實施方案(b)包括在熔融共混前，在單獨裝置中預(yù)先混合未熔融的聚合物，例如在進(jìn)料至雙螺桿擠出機(jī)之前，滾筒共混聚合物粒料或薄片；或?qū)嵤┓桨?c)包括單獨熔融每一種聚合物，然后混合所述熔融物，例如從連續(xù)式熔融聚合器中將熔融形式的PTT進(jìn)料至雙螺桿擠出機(jī)中，并且從衛(wèi)星式單或雙螺桿擠出機(jī)將熔融形式的PS進(jìn)料至所述雙螺桿擠出機(jī)中。所述組合物的方面包括但不限于PTT基質(zhì)中形成的PS顆粒尺寸、和分散于PTT基質(zhì)中的PS顆粒的體積均勻性。從良好纖維紡絲性能角度上看，大于500nm的平均粒度是不適宜的。此外，沿單一端方式和端對端方式的均勻纖維紡絲顯然均取決于PS顆粒體積分布的均勻性。預(yù)計在其實際熔融加工中，PS顆粒熔融形成熔融的液滴，分散于熔融的PTT基質(zhì)中。
熔融混合器內(nèi)的溫度應(yīng)高于PTT和PS的熔點，但是低于任何成分的最低分解溫度。具體的溫度將取決于所用聚合物的具體屬性。在典型的實踐中，熔融溫度在200°C至 270°C的范圍內(nèi)。PS的細(xì)小粒度和PS在PTT中分散體的體積均勻性取決于高剪切熔融共混的應(yīng)用。 這對本文組合物中使用的高濃度PS而言尤其如此。施加于熔融物的剪切力的量取決于混合元件的轉(zhuǎn)速、熔融物的粘度、以及熔融物在混合區(qū)域的停留時間。如果剪切力過低，則存在PS不破碎而無法開始的趨勢，或存在PS快速附聚成尺寸大于500nm的液滴的趨勢。熔融共混方法可間歇和連續(xù)進(jìn)行。高剪切混合器是適宜的，如聚合物混煉領(lǐng)域內(nèi)常用的那些。適宜的可商購獲得的高剪切間歇式混合器的實例包括但不限于班伯里密煉機(jī)和希拉本德混合器。連續(xù)高剪切混合器的實例包括共軸旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)，和Farrel連續(xù)混合器。反轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)也是適宜的。一般來講，適宜的高剪切混合器是能夠在聚合物熔融物上施加最低為50/s，優(yōu)選100/s剪切速率的那些。在一個實施方案中，將如此制得的PTT/PS共混物擠出成一個或多個直徑約1/8" 至3/16"的股線，然后將其切成粒料。如此制得的粒料可用于注塑或壓塑，以及薄膜熔融澆鑄。如此制得的粒料還可用作濃縮物或母料，所述濃縮物或母料可用于制備熔紡纖維。如此制得的粒料包含上述PTT聚合物和上述PS聚合物，其中所述PS聚合物為尺寸小于或等于500nm的顆粒形式，分散于由PTT聚合物形成的連續(xù)相中。在一個實施方案中，PS顆粒的濃度在15%至40重量％的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，PS顆粒的濃度在 20%至30重量％的范圍內(nèi)。這些粒料應(yīng)被稱為“濃縮物粒料”。在本發(fā)明的另一方面，所述濃縮物粒料與PTT稀釋劑熔融共混，以形成均勻的熔融共混物，所述共混物具有比濃縮物中存在的更低濃度的PS。所述PTT稀釋劑可包含或可不包含PS，但是如果它確實包含PS，則其濃度低于濃縮物顆粒中存在的濃度。所述濃縮物粒料與稀釋劑PTT混合以形成包含0. 5至1. 5重量％ PS的均勻組合物。該組合物應(yīng)被稱為“紡絲共混物”。在可供選擇的實施方案中，濃縮物和稀釋劑均可為碎片、薄片或粉末形式，而非粒料形式。在本文論述中，只要提及粒料，則任何或所有供選擇的替代形式均可取而代之。然而，在聚合物領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚合物組分以粒料形式而不是碎片、薄片或粉末形式被加入時，擠出-加工性能是最佳的。在如上所述的熔融共混PS和PTT的情況下，PTT稀釋劑和濃縮物粒料可以多種方式中的任一種混合。在一個實施方案中，稀釋劑初始為粒料形式。在另一個實施方案中，稀釋劑顆粒與濃縮物首先滾筒共混，并且將如此形成的粒料共混物進(jìn)料至高剪切熔融混合器中，可以間歇或連續(xù)方式。在可供選擇的實施方案中，稀釋劑可為熔融物形式，并且將其中的濃縮物粒料進(jìn)料至高剪切混合器中。在一個實施方案中，稀釋劑以熔融物形式從連續(xù)熔融聚合器進(jìn)料至雙螺桿擠出機(jī)，并且在稀釋劑加入點的下游，將濃縮物粒料進(jìn)料至衛(wèi)星擠出機(jī)，所述擠出機(jī)將濃縮物熔融并且將熔融形式的濃縮物進(jìn)料至稀釋劑熔融物流中。該實施方案圖示于圖1中。PTT在連續(xù)熔融聚合器1中制得，以熔融形式從此處經(jīng)由傳輸管線2遞送至雙螺桿擠出機(jī)3中。同時，經(jīng)由失重喂料機(jī)4或其它粒料進(jìn)料方式將濃縮物粒料進(jìn)料至衛(wèi)星擠出機(jī)5，其中，濃縮物粒料被熔融并且以熔融形式經(jīng)由傳輸管線6，在雙螺桿擠出機(jī)3的混合區(qū)域或從其上游進(jìn)料至雙螺桿擠出機(jī)3。在雙螺桿擠出機(jī)中，形成濃縮物與稀釋劑的PTT/PS熔融共混物。 經(jīng)由傳輸管線7將所得熔融共混物進(jìn)料至包括噴絲頭8的紡紗區(qū)塊，由所述噴絲頭擠出連續(xù)長絲9。在可供選擇的實施方案中，所得PTT/PS熔融共混物以股線形式擠出，其隨后被切成粒料。如此形式的粒料應(yīng)被稱為“PTT/PS共混物粒料”。PTT/PS共混物粒料可隨后被進(jìn)料至擠出機(jī)，以被熔融并且進(jìn)料至噴絲頭以用于纖維的熔體紡絲。如圖1中所示，并且就聚合物纖維熔體紡絲而言一般也是如此，將聚合物熔融物經(jīng)由傳輸管線進(jìn)料至噴絲頭。由擠出機(jī)輸入傳輸管線的熔融物一般非常紊亂。然而，噴絲頭進(jìn)料必須為層流，以在通過噴絲頭內(nèi)多個孔洞時形成等速流。熔融流是在傳輸管線內(nèi)從紊流變成層流的。已發(fā)現(xiàn)，存在PS閾值濃度，高于所述濃度，則產(chǎn)生不可接受程度的PS附聚，造成PS 粒度超過500nm，因此影響所期望達(dá)到的高紡速。閾值濃度的具體值取決于傳輸管線長度、 PS和PTT的粘度、以及熔融物在傳輸管線中的停留時間。不受任何理論考量的限制，本文紡絲組合物的層流理論模型顯示存在PS濃度，低于所述濃度，則不發(fā)生附聚和顆粒生長。希望在該區(qū)域內(nèi)運(yùn)作本文方法。所需濃度的具體值取決于應(yīng)用于層流內(nèi)熔融物的剪切速率和停留時間。例如，發(fā)現(xiàn)傳輸管線內(nèi)存在5/s的剪切速率和6秒的停留時間，所需PS濃度為1. 2%。可使用商業(yè)廣泛應(yīng)用的常規(guī)設(shè)備和方法，實現(xiàn)纖維紡絲。作為實際問題，已發(fā)現(xiàn)， 為紡織具有3丹尼爾/長絲(dpf)或更低的細(xì)旦尼爾長絲，3%的PS濃度致使如此制得的纖維力學(xué)特性下降。還發(fā)現(xiàn)，在5% PS下，細(xì)旦尼爾長絲根本不能熔紡。制得的適于纖維紡絲的PTT/PS共混物的特征在于PS顆粒濃度在0. 5至1. 5重量％的范圍內(nèi)，所述PS顆粒的特征在于平均尺寸小于500nm。在熔體紡絲之前，優(yōu)選將共混聚合物粒料干燥至30ppm的水分含量，以避免熔體紡絲期間水解降解。任何本領(lǐng)域已知的干燥手段均是符合要求的。在一個實施方案中，使用閉環(huán)路熱空氣烘干機(jī)。通常，將PTT/PS 共混物在130°C以及_40°C的露點下干燥6h。使用適用于蓬松絲(BCF)、部分取向絲(Ρ0Υ)、 全延伸絲(SDY)和短纖維的常規(guī)加工機(jī)器，將由此干燥的PTT/PS共混聚合物在250-265°C 下熔紡成纖維。在典型的熔體紡絲過程中，其一個實施方案詳細(xì)描述于下文中，將干燥的共混聚合物粒料進(jìn)料至擠出機(jī)，所述擠出機(jī)將粒料熔融并且將所得熔融物提供給計量泵，所述計量泵將體積控制的聚合物流經(jīng)由傳輸管線遞送至加熱的紡絲組合件。泵提供10-20MPa的壓力以迫使流體通過紡絲組合件，所述紡絲組合件包含過濾介質(zhì)(例如砂床和過濾篩)，以移除任何大于幾個微米的顆粒。由計量泵控制通過噴絲頭的質(zhì)量流率。在組合件底部，聚合物經(jīng)由金屬厚板(噴絲頭)中的多個小孔離開進(jìn)入氣體淬火區(qū)域。雖然孔洞數(shù)目及其量綱可大幅度變化，但是單個噴絲孔通常具有0. 2-0. 4mm范圍內(nèi)的直徑。通過該尺寸孔洞的典型流量趨于在約l-5g/min的范圍內(nèi)。采用多種噴絲孔橫截面形狀，然而圓形橫截面是最常見的。通常，通過其旋擰紡得的長絲的高度控制的旋轉(zhuǎn)輥體系控制線速度。長絲直徑由流量和捲取速率決定；而不由噴絲孔尺寸決定。制得長絲的特性由紡絲廉線動力學(xué)決定，尤其是在噴絲頭出口與纖維固化點之間的區(qū)域，所述區(qū)域被稱為淬火區(qū)域。淬火區(qū)域的具體設(shè)計、通過仍運(yùn)動性的射出纖維的氣流速率對淬過火的纖維特性具有非常大的影響。通常使用橫向(或側(cè)向)淬火和徑向淬火。 淬火或固化后，纖維以捲取速率行進(jìn)，所述速率比從噴絲孔離開的速率通?？?00-200倍。 因此，紡絲廉線自噴絲孔射出后發(fā)生高速加速(和延伸)。冷凍成紡得纖維的取向的量與固化點處纖維內(nèi)的應(yīng)力程度直接相關(guān)。本發(fā)明還描述于但不限制于以下具體的實施方案中。 實施例實施例1-6以表1 中所示的量，將 Sorona Bright PTT 樹脂(1. 02IV,得自 DuPont Company (Wilmington, DE))聚對苯二甲酸三亞甲基酯與聚苯乙烯(168M KG 2，得自BASF) 混合。在使用前將PTT在真空爐中干燥，在120°C下用氮氣吹掃14小時。將兩種聚合物分別失重進(jìn)料至Wemer&Pfleiderer ZSK-30共軸旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)的第四筒體區(qū)域。所用進(jìn)料速率示于表1中，以磅/小時(PPh)為單位。所述擠出機(jī)具有直徑為30mm的筒體，所述筒體由與兩個捏合區(qū)域和三個輸送區(qū)域交替排列的13個筒體區(qū)域構(gòu)成，所述擠出機(jī)具有的L/D比率為32。每個筒體區(qū)域獨立加熱。筒體區(qū)域1-4設(shè)為25°C，筒體區(qū)域5-13設(shè)為 210°C，3/16"股線模頭也設(shè)為210°C。還對筒體區(qū)域8施加真空。螺桿轉(zhuǎn)速如表1中所示。 表1還示出進(jìn)料的組成、輸出速率、和熔融溫度。聚合物一離開模頭就立即在水中淬火，然后使用標(biāo)準(zhǔn)造粒設(shè)備將其造粒成1/8"粒料。表 權(quán)利要求
1.組合物，其包含聚(芳基酸三亞甲基酯)和基于聚合物的總重量15重量％至40重量％的分散于其中的聚苯乙烯。
2.權(quán)利要求1的組合物，其為固體形式，其中所述聚苯乙烯為顆粒形式，具有小于500 納米的平均尺寸。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述聚(芳基酸三亞甲基酯)為聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述聚苯乙烯的濃度為按重量計20%至30%。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述聚苯乙烯為均聚物。
6.權(quán)利要求2的組合物，其中所述聚苯乙烯是濃度為20至30%的聚苯乙烯均聚物；并且，所述聚(芳基酸三亞甲基酯)為包含至少98摩爾％對苯二甲酸三亞甲基酯單體單元的聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)。
7.方法，其包括將聚(芳基酸三亞甲基酯)與基于聚合物的總重量15重量％至40重量％的聚苯乙烯混合，熔融所述聚(芳基酸三亞甲基酯)和聚苯乙烯，并且在高剪切熔融混合器中熔融共混所述熔融的聚(芳基酸三亞甲基酯)和聚苯乙烯，以提供包含聚(芳基酸三亞甲基酯)和分散于其中的聚苯乙烯的熔融組合物。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述聚(芳基酸三亞甲基酯)為聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)。
9.權(quán)利要求7的方法，其中所述聚苯乙烯的濃度為按重量計20%至30%。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)的特征在于特性粘度在 0. 90至1.2dl/g的范圍內(nèi)。
11.權(quán)利要求7的方法，其中所述聚苯乙烯為聚苯乙烯均聚物。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述聚苯乙烯均聚物的特征在于數(shù)均分子量在75，000至 200，OOODa的范圍內(nèi)。
13.權(quán)利要求7的方法，其中所述聚苯乙烯是濃度為20至30%的聚苯乙烯均聚物，并且其特征在于75，000至200，OOODa的數(shù)均分子量；所述聚(芳基酸三亞甲基酯)為包含至少98摩爾％對苯二甲酸三亞甲基酯單體單元的聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)，并且其中所述特性粘度在0. 90至1. 2dl/g的范圍內(nèi)。
14.權(quán)利要求7的方法，其中所述方法為連續(xù)方法。
全文摘要
聚(芳基酸三亞甲基酯)，尤其是聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)，和聚苯乙烯的組合物，所述組合物可用于制備成型制品如纖維、薄膜和模塑結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可用作母料(還被稱為濃縮物)組合物，以在經(jīng)濟(jì)型制備纖維紡絲組合物中與PTT稀釋劑混合。
文檔編號C08L25/04GK102482468SQ201080037025
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者B·C·多布里克, W·D·貝特斯 申請人:納幕爾杜邦公司