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聚合物树脂组合物和使用其的聚合物膜、树脂层合体

文献发布时间:2023-06-19 12:05:39


聚合物树脂组合物和使用其的聚合物膜、树脂层合体

技术领域

本申请要求于2019年12月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0163108号和于2019年12月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0163984号的权益,其各自通过引用整体并入本文。

本公开内容涉及通过控制粘度的快速增加而在成膜期间具有改善的可加工性的聚合物树脂组合物,以及使用其的聚合物树脂复合材料、聚合物膜和树脂层合体。

本公开内容还涉及在长期储存期间具有改善的储存稳定性的聚合物树脂组合物,以及使用其的聚合物膜和树脂层合体。

背景技术

芳族聚酰亚胺树脂是主要具有无定形结构的聚合物,并且由于其刚性链结构而表现出优异的耐热性、耐化学性、电特性和尺寸稳定性。因此,这些聚酰亚胺树脂被广泛用作电气/电子用材料。

然而,聚酰亚胺树脂在使用方面具有许多限制,因为聚酰亚胺树脂由于存在于酰亚胺链中的π电子的电荷转移配合物(charge transfer complex,CTC)的形成而可能在颜色上呈深棕色,并且难以确保透明度。在聚酰亚胺膜包含该聚酰亚胺树脂的情况下,聚酰亚胺膜的缺点在于表面容易被刮擦并且耐刮擦性非常弱。

为了解决聚酰亚胺树脂的以上限制,已积极地进行了关于其中引入有酰胺基的聚酰胺树脂的研究。酰胺结构引起分子间或分子内氢键,从而通过诸如氢键的相互作用而实现耐刮擦性的改善。

然而,由于用于合成聚酰胺树脂的对苯二酰氯或间苯二酰氯的溶解度、反应性(位阻)和反应速率的差异,衍生自对苯二酰氯的酰胺重复单元和衍生自间苯二酰氯的酰胺重复单元不形成嵌段,并且几乎无法理想地或交替地聚合。

因此,存在以下限制:当形成衍生自对酰氯单体的酰胺重复单元的嵌段并且聚酰胺树脂的结晶度增加时,透明度由于雾度而变差。

此外,由于用于合成聚酰胺树脂的单体以溶解在溶剂中的状态进行聚合反应,因此由于由水分或与溶剂的杂化引起的劣化而难以将最终合成的聚酰胺树脂的分子量确保至足够水平。

发明内容

技术问题

本公开内容的一个目的是提供通过控制粘度的快速增加而在成膜期间具有改善的可加工性的聚合物树脂组合物。

本公开内容的另一个目的是提供在长期储存期间具有改善的储存稳定性的聚合物树脂组合物。

本公开内容的又一个目的是提供使用所述聚合物树脂组合物的聚合物树脂复合材料、聚合物膜和树脂层合体。

技术方案

为了实现以上目的,本公开内容的一个方面提供了聚合物树脂组合物,所述聚合物树脂组合物包含:聚酰胺树脂,在所述聚酰胺树脂中通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小;以及选自金属盐化合物和封端剂化合物中的至少一者。

本公开内容的另一个方面提供了包含所述聚合物树脂组合物的固化产物的聚合物膜。

本公开内容的又一个方面提供了树脂层合体,所述树脂层合体包括:基底,所述基底包括所述聚合物膜;和形成在基底的至少一侧上的硬涂层。

在下文中,将更详细地描述根据本公开内容的具体实施方案的聚合物树脂组合物以及使用其的聚合物膜和树脂层合体。

除非另外明确说明,否则本文所使用的术语可以如下限定。

在整个说明书中,当一个部分“包括”一个构成要素时,除非另外具体描述,否则这并不意指排除另外的构成要素,而是意指还可以包括另外的构成要素。

在本说明书中,以下描述取代基的实例,但不限于此。

如本文所用,术语“经取代的”意指键合其他官能团代替化合物中的氢原子,并且待取代的位置没有限制,只要该位置是氢原子被取代的位置(即,取代基可以取代的位置)即可,并且当两个或更多个进行取代时,两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。

如本文所用,术语“经取代或未经取代的”意指未经取代或经选自以下的一个或更多个取代基取代:氘;卤素基团;氰基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;酰胺基;伯氨基;羧基;磺酸基;磺酰胺基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;烷基磺酰基;芳基磺酰基;甲硅烷基;硼基;烷基;卤代烷基;环烷基;烯基;芳基;芳烷基;芳烯基;烷基芳基;烷氧基甲硅烷基烷基;芳基膦基;或包含N、O和S原子中的至少一者的杂环基,或者未经取代或经以上所例示的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代。例如,“两个或更多个取代基相连接的取代基”可以为联苯基。即,联苯基也可以为芳基,并且可以被解释为两个苯基相连接的取代基。优选地,可以使用卤代烷基作为取代基,并且卤代烷基的实例包括三氟甲基。

如本文所用,符号

在本说明书中,烷基为衍生自烷烃的一价官能团,并且可以为直链或支链。直链烷基的碳原子数没有特别限制,但优选为1至20。此外,支链烷基的碳原子数为3至20。烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基、2,6-二甲基庚烷-4-基等,但不限于此。烷基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,烯基可以为直链或支链,并且其碳数没有特别限制,但优选为2至40。根据一个实施方案,烯基的碳数为2至20。根据另一个实施方案,烯基的碳数为2至10。根据又一个实施方案,烯基的碳数为2至6。其具体实例包括乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等,但不限于此。烯基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,环烷基为衍生自环烷烃的一价官能团,并且可以为单环或多环的,并且没有特别限制,但其碳原子数优选为3至20。根据另一个实施方案,环烷基的碳原子数为3至10。其具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基、双环[2,2,1]庚基等,但不限于此。环烷基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,芳基为衍生自芳烃的一价官能团,并且没有特别限制,但优选具有6至20个碳原子,并且可以为单环芳基或多环芳基。单环芳基可以包括苯基、联苯基、三联苯基等,但不限于此。多环芳基可以包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、

在本说明书中,亚烷基为衍生自烷烃的二价官能团,并且可以应用如上所限定的烷基的描述,不同之处在于亚烷基为二价官能团。亚烷基可以为直链或支链,其实例包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丁基、亚仲丁基、亚叔丁基、亚戊基、亚己基等。亚烷基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,亚烯基为衍生自烯烃的二价官能团,并且可以应用如上所限定的烯基的描述,不同之处在于亚烯基为二价官能团。亚烯基可以为直链或支链,其实例包括1-亚丙烯基、亚异丙烯基、1-亚丁烯基、2-亚丁烯基等。亚烷基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,亚环烷基为衍生自环烷烃的二价官能团,并且可以应用如上所限定的环烷基的描述,不同之处在于亚环烷基为二价官能团。亚环烷基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,亚芳基为衍生自芳烃的二价官能团,并且可以应用如上所限定的芳基的描述,不同之处在于亚芳基为二价官能团。例如,亚芳基可以为亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、萘基、芴基、芘基、菲基、苝基、并四苯基、蒽基等。亚芳基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,杂芳基可以包含一个或更多个除碳以外的原子(即,一个或更多个杂原子),并且具体地,杂原子可以包括选自O、N、Se和S等中的一个或更多个原子。其碳原子数没有特别限制,但优选为4至20,并且杂芳基可以为单环或多环的。杂芳基的实例包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、

在本说明书中,亚杂芳基具有2至20个、或2至10个、或6至20个碳原子。对于包含O、N或S作为杂原子的亚芳基,可以应用如上所限定的杂芳基的描述,不同之处在于亚杂芳基为二价官能团。亚杂芳基可以为经取代或未经取代的,当其为经取代的时,取代基的实例如上所述。

在本说明书中,卤素的实例包括氟、氯、溴或碘。

根据本公开内容的一个实施方案,可以提供聚合物树脂组合物,其包含:聚酰胺树脂,在所述聚酰胺树脂中通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小;以及选自金属盐化合物和封端剂化合物中的至少一者。

本发明人通过实验发现,通过与聚酰胺树脂一起添加金属盐化合物,可以控制包含聚酰胺树脂的组合物的粘度的快速增加,此外在使用包含聚酰胺树脂的组合物的成膜过程中,可加工性得到改善,从而确保成膜过程的效率,并完成本发明。

此外,本发明人通过实验发现,通过与聚酰胺树脂一起添加封端剂化合物,即使包含聚酰胺树脂的组合物被长时间储存,其物理特性也几乎没有变化,从而实现优异的储存稳定性,并完成本发明。

特别地,其中单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的聚酰胺树脂不仅具有结晶聚合物所具备的优异机械特性,而且形成晶体结构的单个晶体的生长减慢从而具有相对小的尺寸,由此其具有显著低水平的雾度值、黄度等,并且此外还可以具有高的柔性和弯曲耐久性。

与此不同,当通过小角X射线散射装置对聚酰胺树脂测量的单个晶体的平均颗粒尺寸过度增加至大于8.0nm时,聚酰胺树脂中具有结晶性的部分所占的比率或其尺寸过度增长,由此强烈地实现晶体特性,聚合物本身的柔性或弯曲耐久性降低,雾度值快速增加并因此透明度可能降低。

聚酰胺树脂的单个晶体的平均颗粒尺寸物理特性被认为是由以下事实引起的:第一聚酰胺链段和第二聚酰胺链段形成交替的聚合物骨架,并且第二聚酰胺链段位于第一聚酰胺链段之间,并抑制第一聚酰胺链段的长度增长。

当以这种方式抑制第一聚酰胺链段的长度增长时,可以在降低第一聚酰胺链段的晶体特性的同时显著降低聚酰胺树脂膜的雾度值,因此实现优异的透明度。

另一方面,“聚酰胺树脂的主链形成其中第一聚酰胺链段和第二聚酰胺链段沿主链交替的聚合物主链”被认为是由在聚酰胺树脂的制备方法中形成熔体捏合复合物所引起的。

在下文中,将更详细地描述本公开内容。

1.聚合物树脂组合物

聚合物树脂组合物可以包含聚酰胺树脂。聚酰胺树脂可以包含含有聚酰胺重复单元的酰胺(共聚)聚合物。(共聚)聚合物意指包括聚合物和共聚物二者,聚合物意指由单一重复单元组成的均聚物,共聚物意指包含两种或更多种类型的重复单元的复合聚合物。

聚酰胺树脂可以满足如通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小。聚酰胺树脂可以包含多个单个晶体。聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸可以通过用于计算数均颗粒的方法来确定,该方法包括确定聚酰胺树脂中包含的全部晶体的颗粒尺寸然后将这些颗粒尺寸之和除以单个晶体的数目。

单个晶体的平均颗粒尺寸可以通过在小角X射线散射装置中照射能量为10KeV至20KeV、或10KeV至14KeV、或16KeV至20KeV的X射线并将获得的散射图案拟合成实心球模型来经由分析设备测量。

关于要照射的X射线,例如,可以使用同时照射能量为10KeV至14KeV的X射线和能量为16KeV至20KeV的X射线的方法。

作为由小角X射线散射装置获得的数据的散射图案可以是通过使用小角X射线散射装置在20℃至30℃的温度下照射能量为10KeV至20KeV的X射线而测量的结果。作为小角X射线散射装置中的检测器,可以使用成像板、位置敏感检测器(Position-sensitivedetector,PSPC)等。

随后,可以通过单独安装在小角X射线散射装置内部或外部的分析设备进行单个晶体的平均颗粒尺寸分析。小角X射线散射装置的一个实例可以为PLS 9A光束线,分析设备的一个实例可以为作为计算机程序的NIST SANS包。

具体地,单个晶体的平均颗粒尺寸可以通过计算机程序(NIST SANS包)对晶体的直径分布曲线进行计算来确定,晶体的直径分布曲线通过以下来获得:将样品中包含的单个晶体的形状拟合成实心球模型,将获得的波数q(单位:

晶体可以为颗粒尺寸为0.1nm至15nm的单个晶体的组,并且这样的组中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸可以为0.8nm或更小。更具体地,该组中包含的单个晶体中的95%或99%可以具有0.8nm或更小的颗粒尺寸。即,由于单个晶体中的大多数的颗粒尺寸为0.8nm或更小、或者7nm或更小、或者0.1nm至8.0nm、或者0.1nm至7nm、或者1nm至8nm、或者1nm至7nm、或者3nm至8nm、或者3nm至7nm、或者5nm至6.8nm,因此单个晶体的平均颗粒尺寸也可以满足上述范围。

更具体地,通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸可以为8.0nm或更小、或者7nm或更小、或者0.1nm至8.0nm、或者0.1nm至7nm、或者1nm至8nm、或者1nm至7nm、或者3nm至8nm、或者3nm至7nm、或者5nm至6.8nm。

具体地,当使用小角X射线散射装置用X射线照射聚酰胺树脂样品时,通过检测器得到小角X射线散射图案。当通过分析设备对其进行分析时,可以确定聚酰胺树脂样品中包含的单个晶体的平均半径(Rc)值。由此,最终可以通过计算上述单个晶体的平均半径(Rc)的两倍值来确定单个晶体的平均颗粒尺寸。

更具体地,参照下图1中描述的一个实施方案的聚酰胺树脂的晶体结构,聚酰胺树脂由存在于单个晶体之间的无定形聚合物链3以及多个单个晶体1构成,并且可以关于单个晶体限定颗粒尺寸2。

另一方面,单个晶体1可以通过使聚酰胺树脂链聚集成束来形成。特别地,单个晶体的长度可以通过聚酰胺树脂中包含的结晶聚合物嵌段之间的重叠来增长。难以具体确定重叠的单个晶体的形状,但是可以看出,其大致具有通过三维生长的球晶结构、通过二维生长的片晶结构、或者三维与二维之间的中间结构。

优选地,聚酰胺树脂的通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的维度可以为3.0或更大、或者3.0至4.0。聚酰胺树脂的单个晶体的维度可以通过在小角X射线散射装置中照射能量为10KeV至20KeV、或10KeV至14KeV、或16KeV至20KeV的X射线并将获得的球形散射图案拟合成实心球模型来经由分析设备测量。小角X射线散射装置及就此分析的内容包括以上对单个晶体的平均颗粒尺寸描述的内容。

同时,聚酰胺树脂还可以包含存在于平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的无定形聚合物链。更具体地,参照下图1中描述的一个实施方案的聚酰胺树脂的晶体结构,聚酰胺树脂可以由存在于单个晶体之间的无定形聚合物链3以及多个单个晶体1构成。

由于无定形聚合物链,单个晶体的平均颗粒尺寸的增长被抑制,并且聚酰胺树脂可以满足如通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小。

在这种情况下,平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的距离可以为0.1nm至100nm、或1nm至100nm、或30nm至100nm。平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的距离也可以通过小角X射线散射装置来测量。

在聚酰胺树脂中,通过小角X射线散射装置测量的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体的具体组分的实例没有特别限制,并且可以没有限制地应用用于制备结晶聚酰胺树脂的各种芳族酰胺重复单元。

通过小角X射线散射装置测量的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体的组分的实例可以包括衍生自1,4-芳族二酰基化合物和芳族二胺化合物的产物的第一芳族酰胺重复单元。由第一芳族酰胺重复单元构成的聚合物链可以聚集成束以形成平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体。

1,4-芳族二酰基化合物的具体实例包括对苯二酰氯或对苯二酸。此外,芳族二胺单体的实例可以包括选自以下的至少一者:2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯胺、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-(9-亚芴基)双苯胺、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、2,2',5,5'-四氯联苯胺、2,7-二氨基芴、4,4-二氨基八氟联苯、间苯二胺、对苯二胺、4,4'-氧基双苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、间苯二甲胺、对苯二甲胺和4,4'-二氨基苯甲酰苯胺。

优选地,1,4-芳族二酰基化合物可以包括对苯二酰氯或对苯二酸,芳族二胺化合物可以包括2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺。

更具体地,平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体可以包含第一聚酰胺链段,所述第一聚酰胺链段包含由以下化学式1表示的重复单元或由其构成的嵌段。

[化学式1]

在化学式1中,Ar

在化学式1中,Ar

更具体地,在化学式1中,Ar

第一聚酰胺链段可以包含由化学式1表示的重复单元、或由由化学式1表示的重复单元构成的嵌段。

由化学式1表示的重复单元的具体实例包括由以下化学式1-1表示的重复单元。

[化学式1-1]

由化学式1表示的重复单元为衍生自1,4-芳族二酰基化合物和芳族二胺化合物的产物的酰胺重复单元,具体地,为通过对苯二酰氯或对苯二酸与芳族二胺单体的酰胺化反应形成的酰胺重复单元。由于线性分子结构,在聚合物中链堆积和取向可以保持恒定,并且可以改善聚酰胺膜的表面硬度和机械特性。

1,4-芳族二酰基化合物的具体实例包括对苯二酰氯或对苯二酸。此外,芳族二胺单体的实例可以包括选自以下的至少一者:2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯胺、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-(9-亚芴基)双苯胺、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、2,2',5,5'-四氯联苯胺、2,7-二氨基芴、4,4-二氨基八氟联苯、间苯二胺、对苯二胺、4,4'-氧基双苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、间苯二甲胺、对苯二甲胺和4,4'-二氨基苯甲酰苯胺。

优选地,1,4-芳族二酰基化合物可以包括对苯二酰氯或对苯二酸,芳族二胺化合物可以包括2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺。

第一聚酰胺链段的数均分子量可以为100g/mol至5000g/mol、或100g/mol至3000g/mol、或100g/mol至2500g/mol、或100g/mol至2450g/mol。当第一聚酰胺链段的数均分子量增加至超过5000g/mol时,第一聚酰胺链段的链变得过长并因此聚酰胺树脂的结晶度可能增加,由此其可能具有高的雾度值并因此可能难以确保透明度。第一聚酰胺链段的数均分子量的测量方法的实例没有限制,但例如,其可以通过小角X射线散射(small-angleX-ray scattering,SAXS)分析来确定。

第一聚酰胺链段可以由以下化学式8表示。

[化学式8]

在化学式8中,Ar

基于聚酰胺树脂中包含的全部重复单元,由化学式1表示的重复单元的比率可以为40mol%至95mol%、50mol%至95mol%、或60mol%至95mol%、或70mol%至95mol%、或50mol%至90mol%、或50mol%至85mol%、或60mol%至85mol%、或70mol%至85mol%、或80mol%至85mol%、或82mol%至85mol%。

以这种方式,其中以上述含量包含由化学式1表示的重复单元的聚酰胺树脂可以确保足够水平的分子量,从而确保优异的机械特性。

此外,在聚酰胺树脂中,存在于平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的无定形聚合物链的具体组分的实例没有特别限制,并且可以没有限制地应用用于制备无定形聚酰胺树脂的各种芳族酰胺重复单元。

存在于通过小角X射线散射装置测量的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的无定形聚合物链组分的实例可以包括衍生自1,2-芳族二酰基化合物和芳族二胺化合物的产物的第二芳族酰胺重复单元、或衍生自1,3-芳族二酰基化合物和芳族二胺化合物的产物的第三芳族酰胺重复单元、或其混合物。由第二芳族酰胺重复单元或第三芳族酰胺重复单元构成的聚合物链可以实现无定形特性。

1,2-芳族二酰基化合物的具体实例包括邻苯二甲酰氯或邻苯二甲酸。此外,1,3-芳族二酰基化合物的具体实例包括间苯二酰氯或间苯二酸。芳族二胺单体的实例包括选自以下的至少一者:2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯胺、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-(9-亚芴基)双苯胺、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、2,2',5,5'-四氯联苯胺、2,7-二氨基芴、4,4-二氨基八氟联苯、间苯二胺、对苯二胺、4,4'-氧基双苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、间苯二甲胺、对苯二甲胺和4,4'-二氨基苯甲酰苯胺。

优选地,1,2-芳族二酰基化合物可以包括邻苯二甲酰氯或邻苯二甲酸,1,3-芳族二酰基化合物可以包括间苯二酰氯或间苯二酸,芳族二胺化合物可以包括2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺。

更具体地,存在于包含含有由化学式1表示的重复单元或由其构成的嵌段的第一聚酰胺链段的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的无定形聚合物链可以包含第二聚酰胺链段,所述第二聚酰胺链段包含由以下化学式2表示的重复单元或由其构成的嵌段。

[化学式2]

在化学式2中,Ar

在化学式2中,Ar

更具体地,在化学式2中,Ar

第二聚酰胺链段可以包含由化学式2表示的重复单元、或由由化学式2表示的重复单元构成的嵌段。

更具体地,由化学式2表示的重复单元可以包括选自由以下化学式2-1表示的重复单元或由化学式2-2表示的重复单元中的一种类型的重复单元。

[化学式2-1]

[化学式2-2]

在化学式2-1至2-2中,Ar

由化学式2-1表示的重复单元为通过间苯二酰氯或间苯二酸与芳族二胺单体的酰胺化反应形成的重复单元,由化学式2-2表示的重复单元为通过邻苯二甲酰氯或邻苯二甲酸与芳族二胺单体的酰胺化反应形成的重复单元。

由化学式2-1表示的重复单元的具体实例包括由以下化学式2-4表示的重复单元。

[化学式2-4]

由化学式2-2表示的重复单元的具体实例包括由以下化学式2-5表示的重复单元。

[化学式2-5]

另一方面,第二聚酰胺链段可以由以下化学式9表示。

[化学式9]

在化学式9中,Ar

由化学式2表示的重复单元为通过间苯二酰氯、间苯二酸或邻苯二甲酰氯、邻苯二甲酸与芳族二胺单体的酰胺化反应形成的重复单元。由于弯曲的分子结构,其具有妨碍聚合物内的链堆积和取向的特性,并且可以增加聚酰胺树脂中的无定形区域,并因此改善聚酰胺膜的光学特性和耐折度。此外,由于由化学式2表示的重复单元与由化学式1表示的重复单元一起包含在聚酰胺树脂中,因此可以增加聚酰胺树脂的分子量。

基于聚酰胺树脂中包含的全部重复单元,由化学式2表示的重复单元的比率可以为5mol%至60mol%、或5mol%至50mol%、或5mol%至40mol%、或5mol%至30mol%、或10mol%至50mol%、或15mol%至50mol%、或15mol%至40mol%、或15mol%至30mol%、或15mol%至20mol%、或15mol%至18mol%。

如上所述,其中以上述含量包含由化学式2表示的重复单元的聚酰胺树脂可以抑制仅由由化学式1表示的特定重复单元组成的链的长度增长,并因此降低树脂的结晶度,由此可以具有低的雾度值并因此确保优异的透明度。

更具体地,基于聚酰胺树脂中包含的全部重复单元,由化学式1表示的重复单元的含量可以为60mol%至95mol%、或70mol%至95mol%、或50mol%至90mol%、或50mol%至85mol%、或60mol%至85mol%、或70mol%至85mol%、或80mol%至85mol%、或82mol%至85mol%,由化学式2表示的重复单元的含量可以为5mol%至40mol%、或5mol%至30mol%、或10mol%至50mol%、或15mol%至50mol%、或15mol%至40mol%、或15mol%至30mol%、或15mol%至20mol%、或15mol%至18mol%。

即,聚酰胺树脂可以增加由化学式1表示的重复单元的摩尔含量,并因此使根据由于由化学式1表示的重复单元的线性分子结构而实现的聚合物内的链堆积和取向来改善聚酰胺膜的表面硬度和机械特性的效果最大化。此外,虽然由化学式2表示的重复单元具有相对低的摩尔含量,但其可以抑制仅由由化学式1表示的特定重复单元组成的链的长度增长,并因此降低树脂的结晶度,由此可以具有低的雾度值并因此确保优异的透明度。

另一方面,第一聚酰胺链段和第二聚酰胺链段可以形成含有由以下化学式3表示的交替重复单元的主链。即,通过小角X射线散射装置测量的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体中包含的第一聚酰胺链段可以与存在于单个晶体之间的无定形聚合物链中包含的第二聚酰胺链段形成由以下化学式3表示的交替重复单元。

因此,一个实施方案的聚酰胺树脂具有如图1所示的晶体结构的其中多个单个晶体和无定形聚合物链重复的结构,并且可以抑制仅单个晶体的连续尺寸增长。从而,单个晶体允许通过小角X射线散射装置测量的平均颗粒尺寸减小至8.0nm或更小。

[化学式3]

在化学式3中,A为第一聚酰胺链段,B为第二聚酰胺链段。

具体地,在聚酰胺树脂的主链中,衍生自对苯二酰氯或对苯二酸的第一聚酰胺链段和衍生自间苯二酰氯、间苯二酸或邻苯二甲酰氯、邻苯二甲酸的第二聚酰胺链段可以交替地形成如化学式3所示的聚合物链。即,第二聚酰胺链段位于第一聚酰胺链段之间并且可以用于抑制第一聚酰胺链段的长度增长。

第二聚酰胺链段包含在存在于平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的无定形聚合物链中,第一聚酰胺链段包含在平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体中。因此,在聚酰胺树脂中,无定形聚合物链可以位于平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间,并且可以用于抑制单个晶体的尺寸增长。这也可以通过图1所示的晶体结构来确定。

当以这种方式抑制单个晶体的尺寸增长时,可以在降低单个晶体的晶体特性的同时显著降低聚酰胺树脂的雾度值,从而实现优异的透明度。

另一方面,“聚酰胺树脂的主链形成如化学式3所示的其中衍生自对苯二酰氯或对苯二酸的第一聚酰胺链段和衍生自间苯二酰氯、间苯二酸或邻苯二甲酰氯、邻苯二甲酸的第二聚酰胺链段沿主链交替的聚合物链”被认为是由于下文描述的在本公开内容的聚酰胺树脂的制备方法中形成熔体捏合复合物。

当通过列举具体实例进行说明时,由化学式3表示的交替重复单元可以为由以下化学式4表示的重复单元。

[化学式4]

在化学式4中,Ar

在化学式4中,重复单元数为a1或a2的结晶聚合物嵌段(衍生自对苯二酰氯或对苯二酸)可以形成通过小角X射线散射装置测量的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体。此外,在化学式4中,重复单元数为b1或b2的无定形聚合物嵌段(衍生自间苯二酰氯、间苯二酸或邻苯二甲酰氯、邻苯二甲酸)可以形成存在于通过小角X射线散射装置测量的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小的单个晶体之间的无定形聚合物链。

即,聚酰胺树脂可以包含:含有由化学式1表示的重复单元或由其构成的嵌段的第一聚酰胺链段;和含有由化学式2表示的重复单元或由其构成的嵌段的第二聚酰胺链段,其中第一聚酰胺链段和第二聚酰胺链段可以形成含有由化学式3表示的交替重复单元的主链。

本发明人通过实验发现,当在一个实施方案的聚酰胺树脂中的单个晶体的平均颗粒尺寸减小至8.0nm或更小时,可以使聚酰胺树脂中的由衍生自对苯二酰氯或对苯二酸的重复单元组成的聚合物嵌段(在下文中,称为第一聚酰胺链段)的长度增长最小化,并且降低聚酰胺树脂的结晶度,由此实现透明的聚酰胺树脂。基于这样的发现完成了本公开内容。

具体地,聚酰胺树脂的主链可以形成其中衍生自对苯二酰氯或对苯二酸的结晶聚合物嵌段(在下文中,称为第一聚酰胺链段)和衍生自间苯二酰氯、间苯二酸或邻苯二甲酰氯、邻苯二甲酸的无定形聚合物嵌段(在下文中,称为第二聚酰胺链段)沿主链交替的聚合物链。即,第二聚酰胺链段位于第一聚酰胺链段之间,并且可以用于抑制第一聚酰胺链段的长度增长。

在这种情况下,第一聚酰胺链段包含在聚酰胺树脂的单个晶体中以表现出晶体特性,第二聚酰胺链段包含在单个晶体之间的无定形聚合物链中以表现出无定形特性。

因此,当第一聚酰胺链段的长度增长被抑制时,通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸被测量为相对小的。由于聚酰胺树脂可以在降低第一聚酰胺链段的晶体特性的同时显著降低雾度值,因此可以实现优异的透明度。

相反,当通过第二聚酰胺链段抑制第一聚酰胺链段的长度增长的效果降低并且第一聚酰胺链段的长度增长过度进行时,通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸被测量为相对大的,聚酰胺树脂可能在增加第一聚酰胺链段的晶体特性并快速增加雾度值的同时具有差的透明度。

然而,聚酰胺树脂可以具有足够水平的重均分子量,由此还可以实现足够水平的机械特性。

同时,如通过小角X射线散射装置测量的,聚酰胺树脂的结晶度可以为20%或更小、或者1%至20%。聚酰胺树脂的结晶度可以通过在小角X射线散射装置中照射能量为10KeV至20KeV、或10KeV至14KeV、或16KeV至20KeV的X射线并将获得的散射图案拟合成实心球模型来经由分析设备测量。小角X射线散射装置及其分析内容包括以上对单个晶体的平均颗粒尺寸中描述的内容。

聚酰胺树脂的重均分子量可以为330000g/mol或更大、420000g/mol或更大、或者500000g/mol或更大、或者330000g/mol至1000000g/mol、或者420000g/mol至1000000g/mol、或者500000g/mol至1000000g/mol、或者420000g/mol至800000g/mol、或者420000g/mol至600000g/mol、或者450000g/mol至550000g/mol。

认为聚酰胺树脂的重均分子量被测量为高的原因是由于在下文描述的本公开内容的另一个实施方案的聚酰胺树脂的制备方法中形成熔体捏合复合物。当重均分子量减小至小于330000g/mol时,聚酰胺树脂具有机械特性例如柔性和铅笔硬度降低的问题。

聚酰胺树脂膜的多分散指数(分子量分布)可以为3.0或更小、或者1.5或更大且3.0或更小、或者1.6或更大且3.0或更小、或者1.8或更大且3.0或更小、或者1.88或更大且2.95或更小。通过这样窄范围的多分散指数,聚酰胺树脂可以改善机械特性例如弯曲特性或硬度特性。当聚酰胺树脂的多分散指数变得太宽至超过3.0时,存在难以将上述机械特性改善至足够水平的限制。

聚酰胺树脂的根据ASTM D1003测量的雾度可以为3.0%或更小、或者1.5%或更小、1.00%或更小、或者0.85%或更小、或者0.10%至3.0%、或者0.10%至1.5%、或者0.10%至1.00%、或者0.50%至1.00%、或者0.56%至0.97%。当聚酰胺树脂的根据ASTMD1003测量的雾度增加至超过3.0%时,不透明度增加,并因此难以确保足够水平的透明度。

优选地,聚酰胺树脂满足330000g/mol或更大、420000g/mol或更大、或者500000g/mol或更大、或者330000g/mol至1000000g/mol、或者420000g/mol至1000000g/mol、或者500000g/mol至1000000g/mol、或者420000g/mol至800000g/mol、或者420000g/mol至600000g/mol、或者450000g/mol至550000g/mol的重均分子量,并且同时,其根据ASTMD1003测量的雾度可以为3.0%或更小、或者1.5%或更小、1.00%或更小、或者0.85%或更小、或者0.10%至3.0%、或者0.10%至1.5%、或者0.10%至1.00%、或者0.50%至1.00%、或者0.56%至0.97%。

作为用于制备一个实施方案的聚酰胺树脂的方法的实例,可以使用包括以下步骤的用于制备聚酰胺树脂的方法:对由以下化学式10表示的化合物和由以下化学式11表示的化合物进行熔体捏合并使熔体捏合产物凝固以形成复合物的步骤;以及使所述复合物与芳族二胺单体反应的步骤。

[化学式10]

[化学式11]

在化学式10至11中,X为卤素或羟基。

本发明人通过实验发现,当如在用于制备聚酰胺树脂的方法中将由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物在等于或高于熔点的温度下混合时,可以通过由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物的熔融来制备均匀混合的单体复合物,并且当使该复合物与芳族二胺单体反应时,衍生自由化学式10表示的化合物的酰胺重复单元或由其构成的嵌段、以及衍生自由化学式11表示的化合物的酰胺重复单元或由其构成的嵌段可以进行交替聚合,并完成了本发明。

即,可以通过聚酰胺树脂的制备方法获得一个实施方案的聚酰胺树脂。

具体地,由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物各自由于化学结构差异而在溶解度和反应性方面表现出不同。因此,即使当它们同时添加时,也存在以下限制:主要形成衍生自由化学式10表示的化合物的酰胺重复单元并且形成长嵌段,从而增加聚酰胺树脂的结晶性并使得难以确保透明度。

因此,在聚酰胺树脂的制备方法中,由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物不是简单地物理混合,而是经由在高于各自熔点的温度下通过熔体捏合形成复合物,使得各单体相对均匀地与芳族二胺单体反应。

同时,在合成现有的聚酰胺树脂时,由于将由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物溶解在溶剂中然后以溶液状态与芳族二胺单体反应,因此存在这样的限制:由于因水分或在溶剂中的混合而引起的劣化,最终合成的聚酰胺树脂的分子量降低。此外,由于由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物的溶解度的差异,存在这样的限制:主要形成衍生自由化学式10表示的化合物的酰胺重复单元并且形成长嵌段,从而增加聚酰胺树脂的结晶性并使得难以确保透明度。

因此,通过实验发现,在聚酰胺树脂的制备方法中,由于对由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物进行熔体捏合并将获得的复合物通过在低于各自熔点的温度(-10℃至30℃、或0℃至30℃、或10℃至30℃)下进行冷却而以固体粉末的形式与溶解在有机溶剂中的芳族二胺单体反应,因此最终合成的聚酰胺树脂的分子量得到改善,使得确保了优异的机械特性。

具体地,用于制备聚酰胺树脂的方法可以包括对由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物进行熔体捏合,并使熔体捏合产物凝固以形成复合物。

在由化学式10表示的化合物中,X为卤素或羟基。优选地,在化学式10中,X为氯。由化学式10表示的化合物的具体实例可以包括对苯二酰氯或对苯二酸。

由化学式10表示的化合物可以通过芳族二胺单体的酰胺化反应形成由化学式1表示的重复单元。由于线性分子结构,在聚合物中链堆积和取向可以保持恒定,并且可以改善聚酰胺膜的表面硬度和机械特性。

在由化学式11表示的化合物中,X为卤素或羟基。优选地,在化学式11中,X为氯。由化学式11表示的化合物的具体实例包括邻苯二甲酰氯、邻苯二甲酸、间苯二酰氯、或间苯二酸。

由化学式11表示的化合物可以通过芳族二胺单体的酰胺化反应形成由化学式2表示的重复单元。由于弯曲的分子结构,其具有妨碍聚合物内的链堆积和取向的特性,并且可以增加聚酰胺树脂中的无定形区域,并因此改善聚酰胺膜的光学特性和耐折度。此外,由于衍生自由化学式8表示的化合物的由化学式2表示的重复单元与由化学式1表示的重复单元一起包含在聚酰胺树脂中,因此可以增加聚酰胺树脂的分子量。

同时,在对由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物进行熔体捏合并使熔体捏合产物凝固以形成复合物的步骤中,熔体捏合意指将由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物在等于或高于熔点的温度下混合。

以这种方式,由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物不是简单地物理混合,而是经由在高于各自熔点的温度下通过熔体捏合形成复合物,可以使各单体相对均匀地与芳族二胺单体反应。

可以克服这样的限制:由于由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物的溶解度的差异而主要形成衍生自由化学式10表示的化合物的酰胺重复单元并且形成长嵌段,从而增加聚酰胺树脂的结晶性并使得难以确保透明度,此外,如在一个实施方案中,第一聚酰胺链段和第二聚酰胺链段可以形成含有由化学式3表示的交替重复单元的交替主链。

此时,相对于100重量份的由化学式10表示的化合物,由化学式11表示的化合物可以以5重量份至60重量份、或5重量份至50重量份、或5重量份至25重量份、或10重量份至30重量份、或15重量份至25重量份的量混合。从而,可以实现提高透射率和透明度的技术效果。当相对于100重量份的由化学式10表示的化合物,将由化学式11表示的化合物以小于5重量份的过小量混合时,可能出现诸如变得不透明和雾度增加的技术问题。当相对于100重量份的由化学式10表示的化合物,将由化学式11表示的化合物以大于60重量份的过高量混合时,可能出现诸如物理特性(硬度、拉伸强度等)降低的技术问题。

此外,在通过使熔体捏合产物凝固来形成复合物时,凝固意指使呈熔融状态的熔体捏合产物冷却至等于或低于熔点的温度并凝固的物理变化。从而,形成的复合物可以呈固态。更优选地,复合物可以是通过另外的研磨过程等获得的固体粉末。

同时,对由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物进行熔体捏合并使熔体捏合产物凝固以形成复合物的步骤可以包括:将由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物在50℃或更高的温度下混合的步骤;以及使混合步骤的所得物冷却的步骤。

对苯二酰氯的熔点为81.3℃至83℃,间苯二酰氯的熔点为43℃至44℃,邻苯二甲酰氯的熔点可以为6℃至12℃。从而,当将这些在50℃或更高、或者90℃或更高、或者50℃至120℃、或者90℃至120℃、或者95℃至110℃、或者100℃至110℃的温度下混合时,变为高于由化学式7表示的化合物和由化学式8表示的化合物二者的熔点的温度条件,并因此可以进行熔体捏合。

在使混合步骤的所得物冷却的步骤中,将熔体捏合步骤的所得物在5℃或更低、或者-10℃至5℃、或者-5℃至5℃下静置,并因此变为低于由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物二者的熔点的温度条件,使得通过冷却可以获得更均匀的固体粉末。

同时,在使混合步骤的所得物冷却的步骤之后,所述方法还可以包括对冷却步骤的所得物进行研磨的步骤。通过研磨步骤,可以将固体复合物制备成粉末形式,并且研磨步骤之后获得的粉末的平均颗粒尺寸可以为1mm至10mm。

用于研磨成这样的颗粒尺寸的研磨机具体地包括针磨机、锤磨机、螺杆磨机、辊磨机、盘式磨机、点动式磨机或筛、颚式破碎机等,但不限于上述实例。

以这种方式,由于由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物的熔体混合物通过在低于熔点的温度下冷却而以固体形式(具体地固体粉末)与芳族二胺单体反应,因此使由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物的由于水分或它们在溶剂中的混合而引起的劣化最小化,最终合成的聚酰胺树脂的分子量增加,从而可以确保聚酰胺树脂的优异的机械特性。

此外,在对由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物进行熔体捏合并使熔体捏合产物凝固以形成复合物的步骤之后,用于制备聚酰胺树脂的方法可以包括使复合物与芳族二胺单体反应的步骤。

使复合物与芳族二胺单体反应的步骤中的反应可以在惰性气体气氛下在-25℃至+25℃的温度条件或-25℃至0℃的温度条件下进行。

芳族二胺单体的具体实例可以包括选自以下的至少一者:2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯胺、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-(9-亚芴基)双苯胺、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、2,2',5,5'-四氯联苯胺、2,7-二氨基芴、4,4-二氨基八氟联苯、间苯二胺、对苯二胺、4,4'-氧基双苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、间苯二甲胺、对苯二甲胺和4,4'-二氨基苯甲酰苯胺。

更优选地,作为芳族二胺单体,可以使用2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺(TFDB)、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯胺、间苯二甲胺、或对苯二甲胺。

更具体地,使复合物与芳族二胺单体反应的步骤可以包括:将芳族二胺单体溶解在有机溶剂中以制备二胺溶液的步骤;以及将复合物粉末添加至二胺溶液的步骤。

在将芳族二胺单体溶解在有机溶剂中以制备二胺溶液的步骤中,二胺溶液中包含的芳族二胺单体可以以溶解在有机溶剂中的状态存在。溶剂的实例没有特别限制,但例如,可以没有限制地使用常见的通用有机溶剂,例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、二甲基亚砜、丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N-辛基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、氯仿、γ-丁内酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇等。

在将复合物粉末添加至二胺溶液的步骤中,复合物粉末会与二胺溶液中溶解的芳族二胺单体反应。因此,使由化学式10表示的化合物和由化学式11表示的化合物的由于水分或它们在溶剂中的混合而引起的劣化最小化,并且最终合成的聚酰胺树脂的分子量增加,因此可以确保聚酰胺树脂的优异的机械特性。

在使混合步骤的所得物冷却的步骤之后,复合物粉末可以通过对冷却步骤的所得物进行研磨的步骤来制备呈粉末形式的固体复合物。研磨步骤之后获得的粉末的平均颗粒尺寸可以为1mm至10mm。

复合物与芳族二胺单体之间的摩尔比没有太大限制,例如,反应可以以50:100至150:100或95:100至110:100的摩尔比进行。

同时,聚合物树脂组合物还可以包含选自金属盐化合物和封端剂化合物中的至少一者。即,聚合物树脂组合物可以包含一种金属盐化合物、一种封端剂化合物、或金属盐化合物和封端剂的混合物中的一者。

金属盐化合物可以以分散状态存在于聚合物树脂组合物中包含的聚酰胺树脂基体上。

金属盐化合物可以包括碱金属盐或碱土金属盐。碱金属盐或碱土金属盐意指含有碱金属或碱土金属及其对应的阴离子的盐。

作为碱金属,可以使用选自锂、钠、钾、铷和铯中的任一者或其混合物,作为碱土金属,可以使用选自铍、镁、钙、锶和钡中的任一者或其混合物。

碱金属盐或碱土金属盐可以包括选自以下的任一者或更多者:碱金属或碱土金属的有机羧酸盐、碱金属或碱土金属的烷氧基盐、碱金属或碱土金属的草酸盐、碱金属或碱土金属的苯氧基盐、碱金属或碱土金属的有机磺酸盐、碱金属或碱土金属的有机膦酸盐、碱金属或碱土金属的磺酸盐、碱金属或碱土金属的磷酸盐、碱金属或碱土金属的碳酸盐、碱金属或碱土金属的卤素盐、以及碱金属或碱土金属的硝酸盐。

当碱金属盐和碱土金属盐为选自有机羧酸盐、烷氧基盐、苯氧基盐、有机磺酸盐和有机膦酸盐中的至少一者时,它们各自可以包含选自脂族烃链、芳族烃环或芳族杂环基中的任一个或更多个官能团。

在这种情况下,脂族烃链为具有1至30个碳原子的烷基,芳族烃环为具有6至40个碳原子的芳基,芳族杂环基为具有2至40个碳原子的杂芳基,并且碱金属或碱土金属的羧酸盐、烷氧基盐、有机磺酸盐、有机磷酸盐等可以包含选自以下的任一个或更多个官能团:作为脂族烃链的具有1至30个碳原子的烷基、作为芳族烃环的具有6至40个碳原子的芳基、或作为芳族杂环基的具有2至40个碳原子的杂芳基。

金属盐化合物的具体实例可以包括选自氯化锂(LiCl)、氯化钙(CaCl

碱金属盐或碱土金属盐各自可以包括呈水合物形式的盐。在这种情况下,碱金属盐或碱土金属盐各自仅由呈水合物形式的盐组成,或者可以由无水金属盐和水合物形式的混合物构成,其中水合物形式占30重量%或更多、50重量%或更多、或者70重量%或更多。

同时,一个实施方案的聚合物树脂组合物的相对粘度为100KcP或更小、或者70KcP或更小、或者10KcP或更大且100KcP或更小、或者10KcP或更大且70KcP或更小、或者50KcP或更大且100KcP或更小、或者50KcP或更大且70KcP或更小、或者10KcP或更大且30KcP或更小、或者10KcP或更大且20KcP或更小。相对粘度测量可以根据ASTM D2196中规定的测试方法来进行。

具体地,包含金属盐化合物的聚合物树脂组合物的相对粘度可以为100KcP或更小、或者70KcP或更小、或者10KcP或更大且100KcP或更小、或者10KcP或更大且70KcP或更小、或者50KcP或更大且100KcP或更小、或者50KcP或更大且70KcP或更小、或者10KcP或更大且30KcP或更小、或者10KcP或更大且20KcP或更小。更具体地,相对粘度可以是对满足室温(20℃或更高且30℃或更低)的温度条件的聚合物树脂组合物测量的值。为了保持以上温度条件,例如,可以使用25±0.2℃的恒定回流系统。

聚合物树脂组合物还可以包含有机溶剂。作为有机溶剂的具体实例,例如,可以没有限制地使用常见的通用有机溶剂,例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N-辛基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、氯仿、γ-丁内酯(GBL)、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、甲基异丁基酮、甲基乙基酮(MEK)、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、二苯胺(DPA)等。

还包含有机溶剂的聚合物树脂组合物中的聚酰胺树脂的含量可以为1重量%或更大且30重量%或更小、或者1重量%或更大且20重量%或更小、或者1重量%或更大且10重量%或更小、或者4重量%或更大且9重量%或更小。当其中还包含有机溶剂的聚合物树脂组合物中的聚酰胺树脂的含量为1重量%或更大且30重量%或更小的聚合物树脂组合物的相对粘度过度增加至超过100KcP时,随着凝胶化进行,成膜过程的效率显著降低,并且可能难以确保所获得的膜的光学透明度。

即,在一个实施方案的聚合物树脂组合物中,其中聚酰胺树脂的固体含量为1重量%或更大且30重量%或更小的聚合物树脂组合物的相对粘度可以为100KcP或更小、或者70KcP或更小、或者10KcP或更大且100KcP或更小、或者10KcP或更大且70KcP或更小、或者50KcP或更大且100KcP或更小、或者50KcP或更大且70KcP或更小、或者10KcP或更大且30KcP或更小、或者10KcP或更大且20KcP或更小。

此外,相对粘度可以为对满足聚酰胺树脂的固体含量为1重量%或更大且30重量%或更小、或者1重量%或更大且20重量%或更小、或者1重量%或更大且10重量%或更小、或者4重量%或更大且9重量%或更小的聚合物树脂组合物测量的值。例如,聚合物树脂组合物的固体含量可以通过添加有机溶剂、水性溶剂(水)、或其混合物来调节。

即,在聚合物树脂组合物中,其中聚酰胺树脂的固体含量为1重量%或更大且30重量%或更小、或者1重量%或更大且20重量%或更小、或者1重量%或更大且10重量%或更小、或者4重量%或更大且9重量%或更小的聚合物树脂组合物的相对粘度可以为100KcP或更小、或者70KcP或更小、或者10KcP或更大且100KcP或更小、或者10KcP或更大且70KcP或更小、或者50KcP或更大且100KcP或更小、或者50KcP或更大且70KcP或更小、或者10KcP或更大且30KcP或更小、或者10KcP或更大且20KcP或更小。

例如,在聚合物树脂组合物中,其中聚酰胺树脂的固体含量为1重量%或更大且20重量%或更小的聚合物树脂组合物的相对粘度可以为100KcP或更小。

同时,封端剂化合物可以以分散状态存在于聚合物树脂组合物中包含的聚酰胺树脂基体上。

基于100重量份的聚酰胺树脂,封端剂化合物可以以0.1重量份或更大且20重量份或更小的量添加。

封端剂化合物可以包括选自单胺化合物、单酰基卤化物化合物和单酸酐化合物中的至少一者。即,封端剂化合物可以包括一种单胺化合物;一种单酰基卤化物化合物;一种单酸酐化合物;一种单胺化合物和一种单酰基卤化物化合物的混合物;一种单酰基卤化物化合物和一种单酸酐化合物的混合物;一种单胺化合物和一种单酸酐化合物的混合物;或一种单胺化合物、一种单酰基卤化物化合物和一种单酸酐化合物的混合物。

根据聚合物树脂组合物中包含的聚酰胺树脂的末端官能团的类型,聚合物树脂组合物中包含的封端剂化合物中的一些可以与聚酰胺树脂的末端官能团反应,或者余者可以以分散状态存在于聚酰胺树脂基体上而不与官能团反应。

例如,当聚合物树脂组合物中包含的聚酰胺树脂的末端官能团为氨基时,单胺化合物以分散状态存在而不与氨基反应,单酰基卤化物化合物和单酸酐化合物可以与氨基反应。

此外,当聚合物树脂组合物中包含的聚酰胺树脂的末端官能团为酰氯基时,单酰基卤化物化合物或单酸酐化合物以分散状态存在而不与酰氯基反应,单胺化合物可以与酰氯基反应。

具体地,单胺化合物可以包括由以下化学式5表示的化合物。

[化学式5]

R

在化学式5中,R

具体地,在化学式5中,R

由化学式5表示的化合物的具体实例可以包括由以下化学式5-1表示的化合物组中的任一者。

[化学式5-1]

同时,单酰基卤化物化合物可以包括由以下化学式6表示的化合物。

[化学式6]

在化学式6中,R

具体地,在化学式6中,R

由化学式6表示的化合物的具体实例可以包括由以下化学式6-1表示的化合物组中的任一者。

[化学式6-1]

同时,单酸酐化合物可以包括由以下化学式7表示的化合物。

[化学式7]

在化学式7中,为以下中的一者:具有1至20个碳原子的亚烷基、具有2至20个碳原子的亚烯基、具有3至20个碳原子的亚环烷基、具有3至20个碳原子的亚环烯基、或具有6至30个碳原子的亚芳基。

具有1至20个碳原子的亚烷基、具有2至20个碳原子的亚烯基、具有3至20个碳原子的亚环烷基、具有3至20个碳原子的亚环烯基或具有6至30个碳原子的亚芳基各自可以为经取代或未经取代的,并且取代基的实例如上所述。

具体地,在化学式7中,R

由化学式7表示的化合物的具体实例可以包括由以下化学式7-1表示的化合物组中的任一者。

[化学式7-1]

聚合物树脂组合物的根据以下数学式1的粘度变化率可以为5%或更小、或者0.10%或更大且5%或更小、或者0.10%或更大且3%或更小、或者0.10%或更大且2%或更小。具体地,包含封端剂化合物的聚合物树脂组合物的根据以下数学式1的粘度变化率可以为5%或更小、或者0.10%或更大且5%或更小、或者0.10%或更大且3%或更小、或者0.10%或更大且2%或更小。

[数学式1]

粘度变化率(%)=(聚合物树脂组合物在室温下储存24小时之后的粘度-聚合物树脂组合物在室温下储存24小时之前的粘度)的绝对值/聚合物树脂组合物在室温下储存24小时之前的粘度×100。

即,聚合物树脂组合物还可以包含有机溶剂。作为有机溶剂的具体实例,例如,可以没有限制地使用常见的通用有机溶剂,例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N-辛基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、氯仿、γ-丁内酯(GBL)、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、甲基异丁基酮、甲基乙基酮(MEK)、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、或二苯胺(DPA)。

还包含有机溶剂的聚合物树脂组合物中的聚酰胺树脂的含量可以为1重量%或更大且30重量%或更小、或者1重量%或更大且20重量%或更小、或者1重量%或更大且15重量%或更小、或者5重量%或更大且15重量%或更小。

更具体地,粘度是对固体含量为5重量%或更大且15重量%或更小的聚合物树脂组合物测量的相对粘度。在相对粘度测量方法的更具体的实例中,使用二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂将聚合物树脂组合物的固体含量调节至8重量%,然后根据ASTM D 2196:非牛顿材料的测试方法通过Brookfield DV-2T旋转粘度计测量相对粘度,其中作为Brookfield有机硅标准油参照材料,使用粘度范围为5000cps至200000cps的许多标准溶液,并且可以用转轴LV-4(64),0.3RPM至100RPM进行测量。

当聚合物树脂组合物的根据数学式1的粘度变化率过度增加至超过5%时,存在以下限制:储存稳定性由于在使用所述聚合物树脂组合物合成聚合物树脂的过程中的长期储存期间的粘度变化而降低。

聚合物树脂组合物还可以包含有机溶剂、水和其他添加剂,并且有机溶剂的实例如上所述。

2.聚合物膜

根据本公开内容的另一个实施方案,可以提供包含一个实施方案的聚合物树脂组合物的固化产物的聚合物膜。

关于聚合物树脂组合物的细节可以包括以上在一个实施方案中描述的所有细节。

更具体地,聚合物膜可以包含一个实施方案的聚合物树脂组合物的固化产物。固化产物意指通过一个实施方案的聚合物树脂组合物的固化步骤所获得的材料。从而,聚酰胺树脂可以形成聚合物膜的基体。

当使用一个实施方案的聚合物树脂组合物制备聚合物膜时,可以实现优异的光学特性和机械特性,并且同时可以提供柔性,使得其可以用作用于各种模制品的材料。例如,聚合物膜可以应用于显示基底、显示器保护膜、触摸面板、可折叠装置的窗盖等。

聚合物膜的厚度没有特别限制,但例如,厚度可以在0.01μm至1000μm的范围内自由调节。当聚合物膜的厚度增加或减小特定值时,在聚合物膜中测量的物理特性也可以改变一定的值。

同时,聚合物膜可以为包含聚合物树脂组合物的固化产物的聚合物膜,所述聚合物树脂组合物包含:聚酰胺树脂,在所述聚酰胺树脂中通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小;和金属盐化合物。

基于1g或更少、或者0.1g或更多且1g或更少、或者0.4g或更多且0.6g或更少的聚合物膜,聚合物膜的使用电感耦合等离子体光谱仪测量的金属盐化合物的含量为2000ppm或更小、或者500ppm或更小、或者300ppm或更小、或者250ppm或更小、或者0.01ppm或更大、或者0.1ppm或更大。

更具体地,基于1g或更少、或者0.1g或更多且1g或更少、或者0.4g或更多且0.6g或更少的聚合物膜,聚合物膜的使用电感耦合等离子体光谱仪测量的氯(Cl)含量为2000ppm或更小、或者500ppm或更小、或者300ppm或更小、或者250ppm或更小、或者0.01ppm或更大、或者0.1ppm或更大。

具体地,可以使用电感耦合等离子体光谱仪(ICP-OES:Optima8300DV,PerkinElmer)对包含1g或更少、或者0.1g或更多且1g或更少、或者0.4g或更多且0.6g或更少的聚合物膜的样品溶液测量金属盐化合物的含量或氯(Cl)含量。

电感耦合等离子体光谱仪的测量条件的实例没有特别限制,但作为一个实例,测量可以在以下条件下进行:主柱:IonPac As18分析(4×250mm),保护柱:IonPac Ag18保护(4×50mm),洗脱液类型:KOH(30.5mM),洗脱液流量:1mL/分钟,检测器:抑制型电导检测器,抑制器电流:76Ma,注入体积:20μl,等度/梯度条件:等度条件。

即,聚合物膜可以为其中已从一个实施方案的聚合物树脂组合物中除去金属盐化合物的材料。

作为以这种方式从一个实施方案的聚合物树脂组合物中除去金属盐化合物的方法的实例,可以提及在一个实施方案的聚合物树脂组合物中使用水或醇水溶液的洗涤步骤。

具体地,例如,可以这样制备聚合物膜:向一个实施方案的包含金属盐化合物的聚合物树脂组合物中添加水或醇水溶液,并使混合物经历洗涤步骤以溶解和除去内部的金属盐化合物,从而制备具有低金属盐化合物含量的溶液,然后将该溶液涂覆到任意支撑体上以形成厚度为40μm或更大且60μm或更小的膜,使溶剂从膜中蒸发并干燥,从而制备具有低金属盐化合物含量的膜。

如有必要,使溶剂从膜中蒸发并干燥,然后使膜进一步经历使用水或醇水溶液的洗涤步骤以溶解和除去膜内部的金属盐化合物,从而制备具有更低金属盐化合物含量的膜。

在另一个实例中,将一个实施方案的包含金属盐化合物的聚合物树脂组合物涂覆到任意支撑体上以形成厚度为5μm或更大且40μm或更小的膜,使溶剂从膜中蒸发并干燥,然后经历使用水或醇水溶液的洗涤步骤以溶解和除去膜内部的金属盐化合物,从而制备具有低金属盐化合物含量的膜。

醇水溶液的具体实例没有限制,但例如,可以提及其中醇和水以1:1至1:5或1:2至1:4的比例混合的醇水溶液,作为醇的实例,可以以各种类型使用甲醇、乙醇等。

将一个实施方案中获得的聚合物树脂组合物涂覆到任意支撑体上以形成膜的步骤可以通过常规的膜生产方法例如干法或湿法来进行。如有必要,可以使一个实施方案中获得的聚合物树脂组合物经历固体内容物沉淀步骤和干燥步骤以生产聚合物树脂粉末,然后可以将聚合物树脂粉末再溶解在溶剂中,然后进行涂覆。

同时,聚合物膜可以为包含聚合物树脂组合物的固化产物的聚合物膜,所述聚合物树脂组合物包含:聚酰胺树脂,在所述聚酰胺树脂中通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小;和封端剂化合物。

更具体地,聚合物膜可以包含聚合物树脂复合材料或其固化产物,所述聚合物树脂复合材料包含:聚酰胺树脂,在所述聚酰胺树脂中通过小角X射线散射装置测量的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.0nm或更小;和键合至聚酰胺树脂中包含的主链的至少一端的基于酰胺或基于酰亚胺的封端官能团。固化产物意指通过另一个实施方案的聚合物树脂复合材料的固化步骤所获得的材料。

关于聚酰胺树脂的细节可以包括以上在一个实施方案中描述的所有细节。

在聚合物树脂复合材料中,基于酰胺或基于酰亚胺的封端官能团可以键合至聚酰胺树脂中包含的主链的至少一端。即,聚合物树脂复合材料可以为其中聚酰胺树脂的一端或两端与基于酰胺或基于酰亚胺的封端官能团经由化学共价键彼此键合的结合材料。

基于酰胺的封端官能团为衍生自一个实施方案的聚酰胺树脂和封端剂化合物的反应产物的官能团,其为在分子中具有酰胺结构的一价官能团。其具体实例可以包括选自由以下化学式12表示的官能团、由以下化学式13表示的官能团和由以下化学式14表示的官能团中的一个或更多个官能团。

[化学式12]

在化学式12中,

R

更具体地,由化学式12表示的官能团为衍生自一个实施方案的单胺化合物和聚酰胺树脂的反应产物的官能团,并且关于化学式12中的R

[化学式13]

在化学式13中,R

更具体地,由化学式13表示的官能团为衍生自根据一个实施方案的单酰基卤化物化合物和聚酰胺树脂的反应产物的官能团,并且关于化学式13中的R

[化学式14]

在化学式14中,R

更具体地,由化学式14表示的官能团为衍生自一个实施方案的单酸酐化合物和聚酰胺树脂的反应产物的官能团,并且关于化学式14中的R

此外,基于酰亚胺的封端官能团为衍生自一个实施方案的聚酰胺树脂和封端剂化合物的反应产物的官能团,其为在分子中具有酰亚胺结构的一价官能团,并且具体地可以包括由以下化学式15表示的官能团。

[化学式15]

在化学式15中,R

基于酰胺或基于酰亚胺的封端官能团可以键合至聚酰胺树脂中包含的主链的一端或两端。例如,当由化学式1表示的重复单元位于聚酰胺树脂中包含的主链的端部时,化学式1的重复单元和化学式12的基于酰胺的封端官能团可以键合以形成由以下化学式16表示的末端结构。

[化学式16]

此外,化学式1的重复单元和化学式13的基于酰胺的封端官能团可以键合以形成由以下化学式17表示的末端结构。

[化学式17]

此外,化学式1的重复单元和化学式14的基于酰胺的封端官能团可以键合以形成由以下化学式18表示的末端结构。

[化学式18]

此外,化学式1的重复单元和化学式15的基于酰亚胺的封端官能团可以键合以形成由以下化学式19表示的末端结构。

[化学式19]

即,聚合物树脂复合材料可以包含一个实施方案的聚合物树脂组合物中包含的聚酰胺树脂和封端剂化合物的反应产物。关于聚酰胺树脂和封端剂化合物的细节可以包括以上在一个实施方案中描述的所有细节。

具体地,根据聚酰胺树脂的末端官能团的类型,聚合物树脂组合物中包含的封端剂化合物可以反应以形成键。根据用于合成的酰氯与胺之间的摩尔比,聚酰胺树脂可以包含氨基或酰氯基作为末端官能团。例如,聚酰胺树脂的两端可以都为氨基,两端可以都为酰氯基,或者一端可以为氨基并且另一端可以为酰氯基。

当聚酰胺树脂的末端官能团为氨基时,单酰基卤化物化合物可以反应以形成酰胺键,或者单酸酐化合物可以反应以形成酰胺键。

此外,当聚酰胺树脂的末端官能团为酰氯基时,单胺化合物可以反应以形成酰胺键。

由于聚合物膜使用一个实施方案的聚合物树脂组合物中包含的聚酰胺树脂来生产,因此聚合物膜可以在为无色且透明的同时表现出优异的机械特性。

具体地,聚合物膜的根据ASTM D1003对厚度为20μm或更大且60μm或更小的试样测量的雾度值为3.0%或更小、或者1.5%或更小、1.00%或更小、或者0.85%或更小、或者0.10%至3.0%、或者0.10%至1.5%、或者0.10%至1.00%、或者0.50%至1.00%、或者0.56%至0.97%、或者0.70%至1.0%、或者0.74%至0.93%。当聚合物膜的根据ASTMD1003测量的雾度增加至超过3.0%时,不透明度增加,并因此难以确保足够水平的透明度。

此外,聚合物膜的根据ASTM E313对厚度为20μm或更大且60μm或更小的试样测量的黄度指数(YI)为4.0或更小、或者3.0或更小、或者0.5至4.0、或者0.5至3.0、或者3.17至3.44。当聚合物膜的根据ASTM E313测量的黄度指数(YI)增加至超过4.0时,不透明度增加,并因此难以确保足够水平的透明度。

此外,聚合物膜的厚度为20μm或更大且60μm或更小的试样对550nm波长的可见光的透射率(T,@550nm)可以为86%或更大、或者86%至90%。对388nm波长的紫外光的透射率(T,@388nm)可以为50.00%或更大、或者60.00%或更大、或者70%或更大、或者70%或更大且90%或更小、或者50.00%或更大且90.00%或更小。

此外,聚合物膜的对厚度为20μm或更大且60μm或更小的试样测量的耐折度(在135°的角度、175rpm的速率、0.8mm的曲率半径和250g的负荷下的往复弯曲循环数)可以为4000次循环或更多、或者7000次循环或更多、或者9000次循环或更多。

此外,聚合物膜的根据ASTM D3363对厚度为20μm或更大且60μm或更小的试样测量的铅笔硬度值可以为1H或更大、或者2H或更大、或者1H至4H、或者2H至4H。

3.树脂层合体

根据本公开内容的另一个方面,可以提供树脂层合体,其包括:基底,所述基底包括另一个实施方案的聚合物膜;和形成在基底的至少一侧上的硬涂层。

基底可以包含一个实施方案的聚酰胺树脂,并且其也可以包括另一个实施方案的聚合物膜。关于聚酰胺树脂的细节可以包括以上在一个实施方案中描述的所有细节,关于聚合物膜的细节可以包括在另一个实施方案中描述的所有细节。

可以在基底的至少一侧上形成硬涂层。可以在基底的一侧或两侧上形成硬涂层。当仅在基底的一侧上形成硬涂层时,可以在基底的相反侧上形成包含选自基于聚酰亚胺的聚合物、基于聚碳酸酯的聚合物、基于聚酯的聚合物、基于聚(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物、基于聚烯烃的聚合物和基于聚环烯烃的聚合物中的一种或更多种聚合物的聚合物膜。

硬涂层的厚度可以为0.1μm至100μm。

可以没有特别限制地使用硬涂层,只要其为硬涂层领域中已知的材料即可。例如,硬涂层可以包含可光固化树脂的粘结剂树脂;和分散在粘结剂树脂中的无机颗粒或有机颗粒。

硬涂层中包含的可光固化树脂为在用光(例如紫外线)照射时可以引起聚合反应的可光固化化合物的聚合物,并且可以为本领域中常规使用的可光固化树脂。然而,优选地,可光固化化合物可以为多官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物。此时,就确保硬涂层的物理特性而言,有利的是基于(甲基)丙烯酸酯的官能团的数目为2至10、2至8、或2至7。或者,可光固化化合物可以为选自以下的至少一者:季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、和三羟甲基丙烷聚乙氧基三(甲基)丙烯酸酯。

无机颗粒可以为例如二氧化硅;金属原子,例如铝、钛或锌,或者其氧化物或氮化物。二氧化硅细颗粒、铝氧化物颗粒、钛氧化物颗粒、锌氧化物颗粒等可以彼此独立地使用。

无机颗粒的平均半径可以为100nm或更小、或者5nm至100nm。有机颗粒的类型没有限制,例如,可以使用平均颗粒尺寸为10nm至100μm的聚合物颗粒。

树脂层合体可以用作显示装置的基底或覆盖窗等。树脂层合体具有高的柔性和弯曲耐久性以及高透射率和低雾度特性,因此其可以用作柔性显示装置的基底或覆盖窗。即,可以实现包括所述树脂层合体的显示装置或包括所述树脂层合体的柔性显示装置。

有益效果

根据本公开内容,可以提供通过控制粘度的快速增加而在成膜期间具有改善的可加工性的聚合物树脂组合物,以及使用其的聚合物膜和树脂层合体。

此外,根据本公开内容,可以提供易于控制分子量并且在长期储存期间具有改善的储存稳定性的聚合物树脂组合物,以及使用其的聚合物树脂复合材料、聚合物膜和树脂层合体。

附图说明

图1示出了实施例1的(1)中获得的聚酰胺树脂的晶体结构的示意图。

图2示出了实施例1的(1)中获得的聚酰胺树脂的

图3示出了实施例2的(1)中获得的聚酰胺树脂的

具体实施方式

在下文中,将通过实施例更详细地描述本公开内容的实施方案。然而,这些实施例仅出于说明性目的而给出,并且不旨在限制本公开内容的范围。

<制备例:酰氯复合物的制备>

在配备有搅拌器、氮气注入器、滴液漏斗和温度控制器的1000mL 4颈圆底烧瓶(反应器)中,装入549.4g(2.704mol)对苯二酰氯(TPC;熔点:83℃)和120.6g(0.594mol)间苯二酰氯(IPC;熔点:44℃),并在100℃下进行熔体捏合3小时,然后在0℃下冷却12小时以制备酰氯(具体地,对苯二酰氯和间苯二酰氯)复合物。

随后,用颚式破碎机对酰氯复合物进行研磨以制备平均颗粒尺寸为5mm的粉末。

以与制备例1中相同的方式制备酰氯复合物粉末,不同之处在于添加569.5g(2.803mol)对苯二酰氯(TPC;熔点:83℃)和100.5g(0.495mol)间苯二酰氯(IPC;熔点:44℃)。

<实施例A:聚合物树脂组合物和聚合物膜的制备>

(1)聚合物树脂组合物

在配备有搅拌器、氮气注入器、滴液漏斗和温度控制器的500mL 4颈圆底烧瓶(反应器)中,在使氮气缓慢流动的同时装入234g N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和8.0938g作为粘度调节剂的氯化锂(LiCl)。然后,将反应器的温度调节至0℃,然后向其中添加14.1526g(0.0442mol)2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺(TFDB)以使其溶解。

在添加8.972g(0.0442mol)制备例1中获得的酰氯复合物粉末的同时搅拌混合物,并在0℃下进行酰胺形成反应12小时以制备其中聚酰胺树脂的固体含量为9重量%(重量/体积)的聚合物树脂组合物。

(2)聚合物膜

向聚合物树脂组合物中添加N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),并稀释使得固体含量变为5%或更小。将其用1L其中水与甲醇以3:1的体积比混合的甲醇水溶液进行沉淀。将沉淀的固体内容物过滤,然后在100℃下在真空状态下干燥6小时或更长以制备呈固体形式的聚酰胺树脂。

通过下图2所示的

将在实施例1的(2)中获得的聚酰胺树脂溶解在N,N-二甲基乙酰胺中以制备其中聚酰胺树脂的固体含量为8%(重量/体积)的聚合物溶液。

将聚合物溶液涂覆到聚酰亚胺基底膜(UPILEX-75s,UBE)上,并使用膜施加器将厚度均匀地调节至50μm。

其后,将涂覆的膜在80℃的Mathis烘箱中干燥15分钟,然后在使氮气流动的同时在250℃下固化30分钟,然后将经固化的膜从基底膜上剥离以获得聚合物膜。

(1)聚合物树脂组合物

以与实施例1的(1)中相同的方式制备聚合物树脂组合物,不同之处在于使用制备例2中获得的酰氯复合物粉末代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末。

(2)聚合物膜

以与实施例1的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂和聚合物膜,不同之处在于使用实施例2的(1)中获得的聚合物树脂组合物代替实施例1的(1)中获得的聚合物树脂组合物。

通过下图3所示的

(1)聚合物树脂组合物

以与实施例1的(1)中相同的方式制备聚合物树脂组合物。

(2)聚合物膜

将聚合物树脂组合物涂覆到聚酰亚胺基底膜(UPILEX-75s,UBE)上,并使用膜施加器将厚度均匀地调节至50μm。

其后,将涂覆的膜在80℃的Mathis烘箱中干燥15分钟,然后放入去离子水中以除去LiCl。在使氮气流动的同时将获得的膜在250℃下固化30分钟,然后将其从基底膜上剥离以获得聚合物膜。

(1)聚合物树脂组合物

在配备有搅拌器、氮气注入器、滴液漏斗和温度控制器的500mL 4颈圆底烧瓶(反应器)中,在使氮气缓慢流动的同时装入262g N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和23.5800g作为粘度调节剂的氯化钙(CaCl

在添加5.34869g(0.02635mol)制备例1中获得的酰氯复合物粉末的同时搅拌混合物,并在0℃下进行酰胺形成反应12小时以制备其中聚酰胺树脂的固体含量为5重量%(重量/体积)的聚合物树脂组合物。

(2)聚合物膜

向聚合物树脂组合物中添加N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),并稀释使得固体含量变为2%或更小。将其用1L其中水与甲醇以3:1的体积比混合的甲醇水溶液进行沉淀。将沉淀的固体内容物过滤,然后在100℃下在真空状态下干燥6小时或更长以制备呈固体形式的聚酰胺树脂。

通过下图2所示的

将实施例4的(2)中获得的聚酰胺树脂溶解在N,N-二甲基乙酰胺中以制备其中聚酰胺树脂的固体含量为8%(重量/体积)的聚合物溶液。

将聚合物溶液涂覆到聚酰亚胺基底膜(UPILEX-75s,UBE)上,并使用膜施加器将厚度均匀地调节至50μm。

其后,将涂覆的膜在80℃的Mathis烘箱中干燥15分钟,并在使氮气流动的同时在250℃下固化30分钟,然后将经固化的膜从基底膜上剥离以获得聚合物膜。

(1)聚合物树脂组合物

以与实施例4的(1)中相同的方式制备聚合物树脂组合物,不同之处在于使用制备例2中获得的酰氯复合物粉末代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末。

(2)聚合物膜

以与实施例4的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂和聚合物膜,不同之处在于使用实施例5的(1)中获得的聚合物树脂组合物代替实施例4的(1)中获得的聚合物树脂组合物。

通过下图3所示的

<实施例B:聚合物树脂组合物和聚合物膜的制备>

(1)聚酰胺树脂溶液

在配备有搅拌器、氮气注入器、滴液漏斗和温度控制器的500mL 4颈圆底烧瓶(反应器)中,在使氮气缓慢流动的同时装入262g N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。然后,将反应器的温度调节至0℃,然后向其中添加13.83564g(0.04321mol)2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺(TFDB)以使其溶解。

在添加9.155g(0.0451mol)制备例1中获得的酰氯复合物粉末的同时搅拌混合物,并在0℃下进行酰胺形成反应12小时。

当聚酰胺树脂的分子量达到一定水平时,添加5phr环己胺(相对于100重量份的聚酰胺树脂的5重量份)作为封端剂以获得包含满足下表5所示的粘度的聚酰胺树脂的聚酰胺树脂溶液。

(2)聚酰胺树脂

向实施例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液中添加N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),并稀释使得固体含量变为5%或更小。将其用1L甲醇进行沉淀,并将沉淀的固体内容物过滤,然后在100℃下在真空状态下干燥6小时或更长以获得呈固体形式的经封端的聚酰胺树脂。

通过下图2所示的

(3)聚合物膜

将实施例6的(2)中获得的呈固体形式的聚酰胺树脂溶解在N,N-二甲基乙酰胺中以制备固体含量为8%(重量/体积)的聚合物溶液。将聚合物溶液涂覆到聚酰亚胺基底膜(UPILEX-75s,UBE)上,并使用膜施加器均匀地调节厚度。

其后,将涂覆的膜在80℃的Mathis烘箱中干燥15分钟,然后在使氮气流动的同时在250℃下固化30分钟,然后将经固化的膜从基底膜上剥离以获得聚合物膜。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例6的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于使用苯胺代替环己胺作为封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例6的(2)中相同的方式制备经封端的聚酰胺树脂,不同之处在于使用实施例7的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例6的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用实施例7的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例6的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

在配备有搅拌器、氮气注入器、滴液漏斗和温度控制器的500mL 4颈圆底烧瓶(反应器)中,在使氮气缓慢流动的同时装入262g N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。然后,将反应器的温度调节至0℃,然后向其中添加14.04989g(0.04387mol)2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺(TFDB)以使其溶解。

在添加8.73272g(0.04301mol)制备例1中获得的酰氯复合物粉末的同时搅拌混合物,并在0℃下进行酰胺形成反应12小时。

当聚酰胺树脂的分子量达到一定水平时,添加5phr的5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(相对于100重量份的聚酰胺树脂的5重量份)作为封端剂以获得包含满足下表1所示的粘度的聚酰胺树脂的聚酰胺树脂溶液。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例6的(2)中相同的方式制备经封端的聚酰胺树脂,不同之处在于使用实施例8的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例6的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用实施例8的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例6的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例8的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于使用马来酸酐代替5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐作为封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例8的(2)中相同的方式制备经封端的聚酰胺树脂,不同之处在于使用实施例9的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例8的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例8的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用实施例9的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例8的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例8的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于使用环己烷碳酰氯代替5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐作为封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例8的(2)中相同的方式制备经封端的聚酰胺树脂,不同之处在于使用实施例10的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例8的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例8的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用实施例10的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例8的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例8的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于使用苯甲酰氯代替5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐作为封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例8的(2)中相同的方式制备经封端的聚酰胺树脂,不同之处在于使用实施例11的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例8的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例8的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用实施例11的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例8的(2)中获得的聚酰胺树脂。

<实施例C:聚合物树脂组合物和聚合物膜的制备>

(1)聚合物树脂组合物

在配备有搅拌器、氮气注入器、滴液漏斗和温度控制器的500mL 4颈圆底烧瓶(反应器)中,在使氮气缓慢流动的同时装入262g N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和8.0938g作为粘度调节剂的氯化锂(LiCl)。然后,将反应器的温度调节至0℃,并向其中添加13.83564g(0.04321mol)2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺(TFDB)以使其溶解。

在添加9.155g(0.0451mol)制备例1中获得的酰氯复合物粉末的同时搅拌混合物,并在0℃下进行酰胺形成反应12小时。

当聚酰胺树脂的分子量达到一定水平时,添加5phr的环己胺(相对于100重量份的聚酰胺树脂的5重量份)作为封端剂以获得其中聚酰胺树脂的固体含量为9重量%(w/V)的聚合物树脂组合物。

(2)聚合物膜

向聚合物树脂组合物中添加N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),并稀释使得固体含量变为5%或更小。将其用1L其中水与甲醇以3:1的体积比混合的甲醇水溶液进行沉淀。将沉淀的固体内容物过滤,然后在100℃下在真空状态下干燥6小时或更长以制备呈固体形式的聚酰胺树脂。

通过下图2所示的

将实施例12的(2)中获得的聚酰胺树脂溶解在N,N-二甲基乙酰胺中以制备其中聚酰胺树脂的固体含量为8%(重量/体积)的聚合物溶液。

将聚合物溶液涂覆到聚酰亚胺基底膜(UPILEX-75s,UBE)上,并使用膜施加器将厚度均匀地调节至50μm。

其后,将涂覆的膜在80℃的Mathis烘箱中干燥15分钟,然后在使氮气流动的同时在250℃下固化30分钟,然后将经固化的膜从基底膜上剥离以获得聚合物膜。

<比较例A:聚合物树脂组合物和聚合物膜的制备>

(1)聚合物树脂组合物

以与实施例1的(1)中相同的方式制备聚合物树脂组合物,不同之处在于代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末,同时添加7.358g(0.0362mol)对苯二酰氯(TPC)和1.615g(0.0080mol)间苯二酰氯(IPC)以进行酰胺形成反应,不向其中添加作为粘度调节剂的氯化锂(LiCl)。

(2)聚合物膜

以与实施例1的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂和聚合物膜,不同之处在于使用比较例1的(1)中获得的聚合物树脂组合物代替实施例1的(1)中获得的聚合物树脂组合物。

(1)聚合物树脂组合物

以与实施例1的(1)中相同的方式制备聚合物树脂组合物,不同之处在于代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末,首先添加7.358g(0.0362mol)对苯二酰氯(TPC),然后以约5分钟的间隔顺序添加1.615g(0.0080mol)间苯二酰氯(IPC)以进行酰胺形成反应,不向其中添加作为粘度调节剂的氯化锂(LiCl)。

(2)聚合物膜

以与实施例1的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂和聚合物膜,不同之处在于使用比较例2的(1)中获得的聚合物树脂组合物代替实施例1的(1)中获得的聚合物树脂组合物。

(1)聚合物树脂组合物

以与实施例1的(1)中相同的方式制备聚合物树脂组合物,不同之处在于代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末,首先添加1.615g(0.0080mol)间苯二酰氯(IPC),然后以约5分钟的间隔顺序添加7.358g(0.0362mol)对苯二酰氯(TPC)以进行酰胺形成反应,不向其中添加作为粘度调节剂的氯化锂(LiCl)。

(2)聚合物膜

以与实施例1的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂和聚合物膜,不同之处在于使用比较例3的(1)中获得的聚合物树脂组合物代替实施例1的(1)中获得的聚合物树脂组合物。

(1)聚合物树脂组合物

以与实施例1的(1)中相同的方式制备聚合物树脂组合物,不同之处在于不添加作为粘度调节剂的氯化锂(LiCl)。

(2)聚合物膜

以与实施例1的(2)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用比较例4的(1)中获得的聚合物树脂组合物代替实施例1的(1)中获得的聚合物树脂组合物。

<比较例B:聚酰胺树脂溶液、聚酰胺树脂和聚合物膜的制备>

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例6的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末,同时添加7.358g(0.0362mol)对苯二酰氯(TPC)和1.615g(0.0080mol)间苯二酰氯(IPC)以进行酰胺形成反应,不向其中添加封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例6的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂,不同之处在于使用比较例5的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例6的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用比较例5的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例6的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例6的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末,首先添加7.358g(0.0362mol)对苯二酰氯(TPC),然后以约5分钟的间隔顺序添加1.615g(0.0080mol)间苯二酰氯(IPC)以进行酰胺形成反应,不向其中添加封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例6的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂,不同之处在于使用比较例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例6的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用比较例6的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例6的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例6的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于代替制备例1中获得的酰氯复合物粉末,首先添加1.615g(0.0080mol)间苯二酰氯(IPC),然后以约5分钟的间隔顺序添加7.358g(0.0362mol)对苯二酰氯(TPC)以进行酰胺形成反应,不向其中添加封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例6的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂,不同之处在于使用比较例7的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例6的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用比较例7的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例6的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例6的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于不添加封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例6的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂,不同之处在于使用比较例8的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例6的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例6的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用比较例8的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例6的(2)中获得的聚酰胺树脂。

(1)聚酰胺树脂溶液

以与实施例8的(1)中相同的方式制备聚酰胺树脂溶液,不同之处在于不添加封端剂。

(2)聚酰胺树脂

以与实施例8的(2)中相同的方式制备聚酰胺树脂,不同之处在于使用比较例9的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液代替实施例8的(1)中获得的聚酰胺树脂溶液。

(3)聚合物膜

以与实施例8的(3)中相同的方式制备聚合物膜,不同之处在于使用比较例9的(2)中获得的聚酰胺树脂代替实施例8的(2)中获得的聚酰胺树脂。

<实验例1>

测量实施例1至5和12以及比较例4中获得的聚合物树脂组合物的相对粘度,并且结果示于下表1中。

具体地,根据ASTM D 2196:非牛顿材料的测试方法通过Brookfield DV-2T旋转粘度计在25±0.2℃的恒定回流系统下测量相对粘度,其中作为Brookfield有机硅标准油,使用粘度范围为0.1KcP至10000KcP的许多标准溶液,用转轴LV-4(64),0.3RPM至100RPM进行测量,以及单位为KcP。

[表1]

参见表1确定,在添加有粘度调节剂的实施例的聚合物树脂组合物中,粘度被测量为低至10.2KcP或更大且64.8KcP或更小,而在没有添加粘度调节剂的比较例4的聚合物树脂组合物中,相对粘度过度增加,超过200KcP,这在成膜期间在可加工性方面是不利的。

<实验例2>

对实施例1至5和12以及比较例1至3中获得的聚酰胺树脂或聚合物膜测量或评估以下特性,并且结果示于下表2中。

(1)黄度指数(Y.I.):根据ASTM E313的测量方法使用COH-400分光光度计(NIPPONDENSHOKU INDUSTRIES)测量聚合物膜的黄度指数。

(2)透射率:使用Shimadzu UV-2600 UV-vis光谱仪测量聚合物膜的总透光率。在测量结果中,示出了对388nm波长的紫外光的透射率(T,@388nm)和对550nm波长的可见光的透射率(T,@550nm)。

(3)雾度:根据ASTM D1003测试方法使用COH-400分光光度计(NIPPON DENSHOKUINDUSTRIES)测量聚合物膜的雾度值。

(4)分子量和多分散指数(polydispersity index,PDI):通过凝胶渗透色谱法(GPC,由Waters制造)测量聚酰胺树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn),并通过将重均分子量除以数均分子量来计算多分散指数(PDI)。具体地,使用连接有两个PolymerLaboratories PLgel MIX-B柱(长度为300mm)的600mm长的柱,通过Waters 2605折射率(Refractive Index,RI)检测器进行测量,其中评估温度为50℃至75℃(约65℃),使用DMF100重量%溶剂,流量为1mL/分钟,并且样品以1mg/mL的浓度制备并以100μL的量供应25分钟。可以利用使用聚苯乙烯标准物形成的校准曲线确定分子量。作为聚苯乙烯标准物产品的分子量,使用7种类型3940/9600/31420/113300/327300/1270000/4230000。

(5)弯曲特性:使用MIT型耐折度测试仪评估聚合物膜的耐折度。具体地,将聚合物膜的试样(1cm*7cm)装载到耐折度测试仪中,并在试样的左侧和右侧以175rpm的速率折至135°的角度,其中曲率半径为0.8mm以及负荷为250g,直到试样弯曲并断裂。测量往复弯曲循环的次数作为耐折度。

(6)铅笔硬度:根据ASTM D3363测试方法使用铅笔硬度测试仪测量聚合物膜的铅笔硬度。具体地,将不同硬度值的铅笔固定至测试仪并在聚合物膜上刮擦,并用肉眼或用显微镜观察聚合物膜上划痕的发生程度。当未观察到刮擦总数的超过70%时,将对应于铅笔的硬度的值评估为聚合物膜的铅笔硬度。

铅笔硬度按B等级、F等级和H等级的顺序增加。在同一等级内,数字越大,硬度越高。在等级内,数字越大,硬度越高。

[表2]

参见表2,使用根据制备例1至2的酰氯复合物粉末制备的实施例的聚酰胺树脂被测量为具有463000g/mol至498000g/mol的高重均分子量。此外,确定由实施例的聚酰胺树脂获得的聚合物膜具有2.32至2.89的低黄度指数和0.56%至0.97%的低雾度值,从而确保优异的透明度。还确定其具有3H至4H等级的高铅笔硬度和在9785次或更多次的往复弯曲循环次数下破裂的耐折度,从而确保优异的机械特性(耐刮擦性和耐折度)。另一方面,在由其中同时或顺序添加TPC粉末和IPC粉末的比较例1、2和3的聚酰胺树脂获得的聚合物膜的情况下,确定黄度指数为4.59至25.10以及雾度值为1.61%至24.21%,这与实施例相比增加,从而确定透明度差。认为这是因为,在比较例1、2和3的情况下,由于TPC粉末与IPC粉末之间的溶解度和反应性的差异,过度形成由TPC形成的嵌段,并且聚酰胺树脂的结晶性提高。

<实验例3>

使用小角X射线散射法(SAXS)通过以下方法测量实施例1至2和比较例1至3中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的特性,并且结果示于下表3中。

使用实施例和比较例中获得的聚合物膜制备尺寸为1cm宽*1cm长的样品。在室温(23℃)下将样品置于相机长度为2.5m、6.5m的小角X射线散射装置(PLS-9AUSAXS光束线)上,并用能量为11.1KeV、19.9KeV的X射线照射以获得散射图案。通过安装在小角X射线散射装置上的分析设备(NIST SANS包)分析散射图案以确定单个晶体的平均颗粒尺寸(2Rc)、维度和结晶度。

具体地,使用由小角X射线散射装置(PLS 9A光束线)获得的数据通过计算机程序(NIST SANS包)进行对单个晶体的平均颗粒尺寸、维度和结晶度的分析。更具体地,可以通过计算机程序(NIST SANS包)对晶体的直径分布曲线进行计算来获得单个晶体的平均颗粒尺寸,晶体的直径分布曲线通过以下获得:将样品中包含的单个晶体的形状拟合成实心球模型,将获得的波数q(单位:

[表3]

如表3所示,可以确定,实施例1至2中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸被测量为小至5nm至6.8nm,而比较例1中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.4nm,比较例2中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸为13.4nm,比较例3中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.1nm,这与实施例相比增加。此外,确定实施例中获得的聚酰胺树脂的结晶度小于20%,显示出低结晶度,而比较例2中获得的聚酰胺树脂的结晶度为24%,这与实施例相比增加。从而确定,在实施例中获得的聚酰胺树脂的情况下,与比较例相比,由通过对苯二酰氯(TPC)与2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺(TFDB)的酰胺反应获得的重复单元组成的结晶嵌段的长度增长受到抑制。

<实验例4>

此外,使用电感耦合等离子体光谱仪(ICP-OES:Optima 8300DV,Perkin Elmer)测量0.5g实施例1至5和12中获得的合成聚合物膜的氯(Cl)含量,并且结果示于下表4中。

具体地,将0.5g聚合物膜与5mL硝酸和1mL过氧化氢混合,使用微波在1300W下溶解120分钟,冷却至室温,通过0.45μm PTFE过滤器过滤,然后用三级超纯水稀释至10mL以制备样品。

其后,使用设定在以下条件下的电感耦合等离子体光谱仪对制备的样品进行定量分析。

主柱:IonPac AS18分析(4×250mm),

保护柱:IonPac AG18保护(4×50mm),

洗脱液类型:KOH(30.5mM),

洗脱液流量:1mL/分钟,

检测器:抑制型电导检测器,

抑制器电流:76mA,

注入体积:20μl

等度/梯度条件:等度条件。

[表4]

如表4所示,确定在实施例中获得的聚合物膜中,基于0.5g的聚合物膜,氯含量被测量为低至55ppm或更大且250ppm或更小,使得添加至聚合物树脂组合物中的粘度调节剂的大部分被除去。

<实验例5>

对实施例6至11和比较例8至9中获得的聚酰胺树脂溶液测量或评估以下特性,并且结果示于下表5中。

(1)储存稳定性:在25±0.2℃的恒定回流系统下,使用二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂将实施例和比较例中获得的聚酰胺树脂溶液的固体含量调节至8重量%,并根据ASTM D2196:非牛顿材料的测试方法通过Brookfield DV-2T旋转粘度计测量相对粘度,其中作为Brookfield有机硅标准油,使用粘度范围为5000cps至100000cps的许多标准溶液,用转轴LV-4(64),0.3RPM至100RPM进行测量,以及单位为cps(mPa.秒)。

将实施例和比较例中获得的聚酰胺树脂溶液在室温下储存24小时,然后根据ASTMD 2196:非牛顿材料的测试方法通过Brookfield DV-2T旋转粘度计测量相对粘度,其中作为Brookfield有机硅标准油,使用粘度范围为5000cps至100000cps的许多标准溶液,用转轴LV-4(64),0.3RPM至100RPM进行测量,以及单位为cps(mPa.秒)。

然后,根据以下数学式计算粘度变化率以评估储存稳定性。

[数学式]

粘度变化率(%)=(聚合物树脂组合物在室温下储存24小时之后的粘度-聚合物树脂组合物在室温下储存24小时之前的粘度)的绝对值/聚合物树脂组合物在室温下储存24小时之前的粘度×100。

[表5]

参见表5,在添加有封端剂的实施例的聚酰胺树脂溶液的情况下,确定它们在约8重量的固体含量下表现出0.46%或更大且1.51%或更小的低粘度变化率,从而确保优异的储存稳定性。另一方面,在没有添加封端剂的比较例8和比较例9的聚酰胺树脂溶液的情况下,确定与实施例相比,在约8重量%的固体含量下粘度变化率从40.50%增加至43.81%,并且储存稳定性由于长期储存期间的粘度变化而降低。

<实验例6>

对实施例6至11和比较例5至7中获得的聚合物膜测量或评估以下特性,并且结果示于下表6中。

(1)厚度:使用厚度测量装置测量聚合物膜的厚度。

(2)雾度:根据ASTM D1003测试方法使用COH-400分光光度计(NIPPON DENSHOKUINDUSTRIES)测量聚合物膜的雾度值。

[表6]

参见表6,在由使用根据制备例1的酰氯复合物粉末制备的实施例6至11的聚酰胺树脂获得的聚合物膜的情况下,确定它们在约50μm的厚度下表现出0.74%或更大且0.93%或更小的低雾度值,从而确保优异的透明度。另一方面,在由其中同时或顺序添加TPC粉末和IPC粉末的比较例5至7的聚酰胺树脂获得的聚合物膜的情况下,确定与实施例相比,在约50μm的厚度下雾度值从1.61%增加至24.21%,因此透明度差。在比较例5至7的情况下,由于TPC粉末与IPC粉末之间的溶解度和反应性的差异,看来过度形成由TPC形成的嵌段,从而增加聚酰胺树脂的结晶性。

<实验例7>

使用小角X射线散射法(SAXS)通过以下方法测量实施例6和比较例5至7中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的特性,并且结果示于下表7中。

使用实施例和比较例中获得的聚合物膜制备尺寸为1cm宽*1cm长的样品。在室温(23℃)下将样品置于相机长度为2.5m、6.5m的小角X射线散射装置(PLS-9A USAXS光束线)上,并用能量为11.1KeV、19.9KeV的X射线照射以获得散射图案。通过安装在小角X射线散射装置上的分析设备(NIST SANS包)分析散射图案以确定单个晶体的平均颗粒尺寸(2Rc)、维度和结晶度。

具体地,使用由小角X射线散射装置(PLS 9A光束线)获得的数据通过计算机程序(NIST SANS包)进行对单个晶体的平均颗粒尺寸、维度和结晶度的分析。更具体地,可以通过计算机程序(NIST SANS包)对晶体的直径分布曲线进行计算来获得单个晶体的平均颗粒尺寸,晶体的直径分布曲线通过以下获得:将样品中包含的单个晶体的形状拟合成实心球模型,将获得的波数q(单位:

[表7]

如表7所示,可以确定,实施例6中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸被测量为小至5.4nm,而比较例5中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.4nm,比较例6中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸为13.4nm,比较例7中获得的聚酰胺树脂中包含的单个晶体的平均颗粒尺寸为8.1nm,这与实施例相比增加。此外,确定实施例6中获得的聚酰胺树脂的结晶度小于20%,显示出低结晶度,而比较例6中获得的聚酰胺树脂的结晶度为24%,这与实施例相比增加。从而确定,在实施例6中获得的聚酰胺树脂的情况下,与比较例相比,由通过对苯二酰氯(TPC)与2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯二胺(TFDB)的酰胺反应获得的重复单元组成的结晶嵌段的长度增长受到抑制。

[附图标记说明]

1:单个晶体

2:单个晶体的平均颗粒尺寸

3:无定形聚合物链

相关技术
  • 聚合物树脂组合物和使用其的聚合物膜、树脂层合体
  • 聚酰胺树脂和使用其的聚合物膜、树脂层合体
技术分类

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