聚合物材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及聚合物材料。优选实施例设及包含彼此直接接触的第一和第二部分的 部件，其中第一和第二部分包括具有不同性能的聚合物材料。例如，第一部分可W包覆模制 (overmoulded)在第二部分上。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于制作简便和快速及能够将子部件结合至模块系统中，航空航天工业 已经更多地采用热塑性复合物。目前研究的一种技术是用标准注塑聚合物在复合物部件上 进行包覆模制。运能够使用包含热塑性聚合物的、与另外的热塑性聚合物包覆模制的相对 简单的平面型层压板限定更复杂的Ξ维形状。
【发明内容】
[0003] 聚酸酸酬(P邸K)是一种高性能、半结晶型热塑性塑料。但是，难W将包含PE邸的第 二部分包覆模制至包含PE邸的第一部分上，并在第一和第二部分之间获得强的键。本发明 的优选实施例的一个目的是解决运个问题。
[0004] 还知道使用环氧树脂将第一部分和第二部分粘附在一起来制备包括含有PE邸的 第一部分和含有PE邸的第二部分的部件。但是，运种方法具有如下缺点：
[0005] (i)任何粘合系统都需要不希望的长的固化时间；
[0006] (ii)待粘合的部分的表面需要准备工作，例如去污垢;且可W使用表面处理，例如 酸蚀刻、激光处理和机械粗糖化；
[0007] (i i i)粘合剂通常设及化学反应，凭此化学反应它们进行"凝固"。因此，粘合的质 量将取决于W后将要控制的如溫度和湿度。
[000引（iv)粘合剂通常是无定型聚合物，其可能导致部件在耐化学性和长期机械性能方 面的问题。
[0009] 本发明的优选实施例的目的在于解决上述问题。
[0010] 本发明的优选实施例的目的在于提供用于制备包括第一和第二部分的部件的方 法和材料，其中第一部分和第二部分通过高强度物理化学相互作用（与单纯的机械相互作 用相对)固定在一起，其中所述部件具有优异的耐化学性和长期的机械性能。
[0011] 根据本发明的第一方面，提供一种包括第一部分和第二部分的部件，其中所述第 二部分与所述第一部分接触，其中：
[0012] (i)所述第一部分包括第一聚合物，该第一聚合物为半结晶的，并包括亚苯基部 分、幾基部分和酸基部分；
[0013] (ii)所述第二部分包括第二聚合物，该第二聚合物为半结晶的，并包括亚苯基部 分、幾基部分和酸基部分；
[0014] (iii)所述第二聚合物的烙融溫度(化)小于所述第一聚合物的烙融溫度巧m)。
[0015] 本领域技术人员可通过例如，广角X射线衍射法(也称为广角X射线扫描或WAXS)或 差示扫描量热法(DSC)容易地评估一种聚合物是否是半结晶的。
[0016] 更具体地，可通过如Blundel 1和Osborn中描述的（聚合物当，953，1983)广角X射线 衍射法，或者通过POLYMER Vol.37，Number 20，1996，page 4573中描述的方法中的DSC测定 聚合物的结晶度水平和程度。
[0017] DSC可用于检查聚合物的结晶度。从DSC曲线中，沿着与转化基线绘制的线与沿着 在转化过程中得到的最大斜坡绘制的线的交点视为Tg的开始。Τη为冷结晶放热主峰达到最 大处的溫度。Tm为烙融吸热主峰达到最大处的溫度。Tc为由于烙融放热导致的结晶的主峰 达到最大处的溫度。
[0018] 可通过连接从相对直的基线偏移的烙融吸热处的两点可获得烙化热（AH(J/g))。 W时间为函数的吸热下方的积分面积得到转化的哈(mj)，哈除W样品的重量计算得到质量 标准化的烙化热(J/g)。通过使样品的烙化热除W完全结晶聚合物的烙化热确定结晶水平 (%)。
[0019] 所述第一聚合物的结晶度水平可W为至少15%，合适地至少20%，优选至少25%， 更优选至少30%。在特别优选的实施例中，结晶度水平可W大于30%，更优选大于35%，特 别地大于40%。结晶度水平可W小于60%。
[0020] 所述第二聚合物的结晶度水平可W为至少15%，合适地至少20%，优选至少25%。 结晶度水平可W小于60%、50%或40%。
[0021] 上述方法提供块状样品的结晶度水平。替换地，FTIR可用于评估结晶度，且可用于 评估表面处和/或穿过样品的厚度或表面的结晶度水平。参考名称为乂rystallinity in Poly(Aryl-Ether-Ketone)Plaques Studied by Multiple Internal Reflection Spectroscopy"的文献(Polymer Bull, 11,433(1984))。第一聚合物和第二聚合物表面的结 晶度可W是如上所述的相同水平。
[0022] 在一个优选实施例中，DSC可用于测量块状样品的结晶度。FTIR可用于测量表面处 的结晶度。
[0023] 优选地，所述第一聚合物包括键合至幾基部分的亚苯基部分;和键合至酸基部分 的亚苯基部分;且优选地，幾基部分没有键合至酸基部分。优选地，所述第一聚合物包括键 合至选自幾基部分和酸基部分的两种部分的亚苯基部分。
[0024] 优选地，所述第一聚合物具有化学式I的部分，和/或化学式II的部分
[0025]
[00%] 其中m、r、s和W独立地代表0或正整数，E和E'独立地代表氧原子或直接连接键，G代 表氧原子、直接连接键或-O-Ph-0-部分，其中Ph代表苯基，Ar选自（i) **，（ i)至（i V)中的一 种，其通过一个或多个苯基部分键合至相邻的部分：
[0027]
[0028] 除非在说明书中另外指出，否则苯基部分具有连接至它连接的部分的1，4键。
[0029 ] 在(i)中，中间苯基可W是1，4-或1，3-取代的。优选是1，4-取代的。
[0030] 所述第一聚合物可W包括多种类型的化学式I的重复单元;和多种不同类型的化 学式II的重复单元。但是，优选地，仅包括一种类型的化学式I和/或II的重复单元。
[0031] 所述部分I和II为合适的重复单元。在第一聚合物中，单元I和II彼此合适地连接 在一起，即，在单元I和II之间没有键合其他原子或基团。
[0032] 单元I和II中的苯基部分优选未被取代。所述苯基部分优选没有交联。
[0033] 其中W大于0,在化学式II的重复单元中，相应的亚苯基部分可独立地具有连接至 其他部分的1，4-或1，3-键。优选地，所述亚苯基部分具有1，4-键。
[0034] 优选地，所述第一聚合物主要由部分I和II构成。
[0035] 所述第一聚合物可W是具有通式IV的重复单元的均聚物
[0036]
[0037] 或IV的至少两种不同单元的无规共聚物或嵌段共聚物，其中A和B独立地代表0或 1^、6'、6、4'、111^、3和￥如本文中任何说明中所描述的。
[0038] 重复单元IV中的苯基部分优选不被取代。所述苯基部分优选没有交联。
[0039] 合适地在IV中，A和B中的至少一个代表1。
[0040] 优选地，m为0-3，更优选为0-2，特别为0-1。优选地，r为0-3，更优选0-2，特别为Ο? ι 。 优选地， t 为0-3 ， 更优选 0-2 ， 特别为0-1 。 优选地， S 为0或 1 。 优选地， V为0或 1 。 优选地， W 为0 或1。优选地，Z为0或1。
[0041] 优选地，所述第一聚合物为具有同时IV的重复单元的均聚物。
[0042] 优选地，Ar选自W下部分(xi)**和(vii)至(X):
[0043]
[0044] 在(Vii)中，中间苯基是1，4-或1，3-取代。优选为1，4-取代。
[0045] 合适的部分Ar为部分和（iv)，其中部分和（iv)是优选 的。其他优选的部分Ar为部分(vii)、（viii)、（ix)和(X)，其中部分(vii)、（viii)和(X)是特 别优选的。
[0046] 所述第一聚合物合适地包括至少60mole%、优选至少70mole%、更优选至少 SOmole%、特别为至少90mole%的不含有-S-或-S化-部分的重复单元。所述第一聚合物合 适地包括至少60mole%、优选至少70mole%、更优选至少SOmole%、特别为至少90mole%的 主要由苯基部分、酸基部分和酬基部分构成的重复单元。
[0047] 第一聚合物的特别优选的类别为主要由与酬和酸基结合的苯基部分构成的聚合 物(或共聚物）。也就是说，在优选的类别中，除苯基外，第一聚合物不包含含有-s-、-s化或 芳香基团的重复单元。所述类型的优选的第一聚合物包括：
[004引（a)主要由化学式IV的单元构成的聚合物，其中Ar代表部分（iv)，E和E'代表氧原 子，m代表0，W代表1，G代表直接键，S代表0，W及A和B代表1 (即聚酸酸酬）；
[0049] (b)主要由化学式IV的单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，E'代表直接键，Ar代 表结构（i)的部分，m代表0，A代表1，B代表0 (即聚酸酬）；
[0050] (C)主要由化学式IV的单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，Ar代表部分(i)，m代 表0，E '代表直接键，A代表1，B代表0 (即聚酸酬酬）；
[0051] (d)主要由化学式IV的单元构成的聚合物，其中Ar代表部分（i)，E和E'代表氧原 子，G代表直接键，m代表0，W代表1，r代表0，S代表1，W及A和B代表1 (即聚酸酬酸酬酬）；
[0052] (e)主要由化学式IV的单元构成的聚合物，其中Ar代表部分（iv)，E和E'代表氧原 子，G代表直接键，m代表0，W代表0，S、r、A和B代表1 (即聚酸酸酬酬）；
[0053] (f)包括化学式IV的单元的聚合物，其中Ar代表部分（iv)，E和E'代表氧原子，m代 表1，w代表1，A代表1，B代表1，r和S代表0，G代表直接键(即聚酸-二苯-酸-苯-酬-苯-)。 [0化4]所述第一聚合物的烙融吸热(化)主峰可W为至少3〇(rc。
[0055