Стирольный сополимер и способ его получения

Стирольный сополимер и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к стирольному сополимеру, который обладает превосходными теплостойкостью, атмосферостойкостью, стабильностью расплава, формуемостью, прочностью и жесткостью, и к способу его получения.

Уровень техники

В случае стирольной смолы можно использовать различные типы формования, такие как литьевое формование, формование с получением ориентированного листа, формование с получением пленки, формование с получением листа пеноматериала, формование с получением панели из пеноматериала и формование с раздувом, и стирольная смола обладает превосходными характеристиками материала, такими как прозрачность, жесткость и стабильность геометрических размеров. Кроме того, много стирольных смол можно получать в больших количествах при низких затратах при использовании блок-полимеризации по способу свободно-радикальной полимеризации; растворной полимеризации при высокой концентрации мономеров; суспензионной полимеризации или эмульсионной полимеризации. В соответствии с этим стирольные смолы использовали в очень широком диапазоне сфер применения. В их числе смолой, которую используют наиболее универсально, является гомополимер стирола, такой как полистирол или GPPS (полистирол общего назначения).

Полистирол используют во множестве сфер применения вследствие наличия у него множества превосходных эксплуатационных характеристик и его дешевизне. Однако существуют и сферы применения, которым не удовлетворяют даже такие эксплуатационные характеристики данной смолы, например сфера применения, в которой смолу использовать нельзя вследствие ее неудовлетворительной теплостойкости. Говоря конкретно, теплостойкость у GPPS соответствует приблизительно 100°С (что представляет собой его температуру стеклования), и, таким образом, в любой из сфер его применения, в которых смолу вводят в контакт с нагретой водой - водяным паром для проведения стерилизации кипячением, из сфер его применения, в которых смолу необходимо нагревать при использовании электронной печи для упаковывания продуктов питания, из сфер его применения, в которых формованная деталь из смолы, установленная в транспортном средстве, имеет тенденцию подвергаться воздействию высокотемпературной атмосферы летом и тому подобном получающийся в результате формованный продукт нельзя было использовать, не беспокоясь о риске возникновения деформации.

Одним из способов улучшения теплостойкости полистирола является способ сополимеризации стирола и мономера, имеющего полярную функциональную группу, в результате чего можно получить, например, сополимер (СМАК) стирола и метакриловой кислоты, сополимер (СМА) стирола и малеинового ангидрида, сополимер стирола и малеимидного ангидрида и тому подобное. Теплостойкость каждого из данных сополимеров можно свободно изменять в результате регулирования количества мономера, имеющего полярную функциональную группу, включенного в сополимер. Однако, если сополимер, имеющий полярную функциональную группу, подвергнуть воздействию высокой температуры, то это может вызвать прохождение реакции сшивания полимерной цепи вследствие протекания побочной реакции для полярной группы с последующим образованием гелеподобного материала и ухудшение способности подвергаться переработке в расплаве вследствие увеличения вязкости. Таким образом, такие сополимеры не были достаточно приемлемыми для пользователей в свете соображений, связанных с качеством и производительностью.

В дополнение к этому, тот факт, что для сополимера, имеющего полярную функциональную группу, проявляется тенденция, приводящая к прохождению реакции сшивания во время выдерживания расплава при высокой температуре, означает то, что во время переработки в расплаве высокомолекулярный продукт легко подвергается денатурации. Это значит, что смолу будет трудно отправлять на рецикл или использовать повторно. Например, если получают продукт литьевого формования, то это может привести к образованию прилива на формованном продукте и/или литника, а если формованный продукт получают из листа, подвергнутого растяжению и полученного при помощи двухчервячного аппарата, или листа пеноматериала, то тогда в дополнение к формованному продукту может образоваться обрезь (или каркас). В общем случае их частично смешивают с исходными гранулами после дробления или резки для того, чтобы использовать повторно, или в противном случае для повторного использования частично смешивают со смолой общего назначения, такой как полистирол.

Однако, если текучесть смолы изменится вследствие сшивания высокомолекулярного продукта во время переработки в расплаве, то тогда будет трудно повторно использовать смолу, и использование смолы в качестве материала, отправляемого на рецикл к исходным гранулам, может быть ограничено. Кроме того, сополимер, имеющий полярную функциональную группу, в общем случае является несовместимым с полистиролом, и даже при плавлении и перемешивании с полистиролом не только ухудшаются механические свойства, но также и утрачивается прозрачность. Вследствие наличия таких проблем сополимер, имеющий полярную функциональную группу, не использовали в качестве материала, отправляемого на рецикл к полистиролу общего назначения.

В последние годы, когда были приняты и введены в действие различные законы об отправлении на рецикл, большое значение придается эффективному использованию смолы. В коммерческой картине будущего может потребоваться, чтобы смолу можно было бы отправлять на рецикл, подвергать вторичной переработке и повторно использовать. В качестве материала смолы, разрабатываемого в будущем, будет необходима смола, которую будут эффективно использовать повторно, по существу не вызывая образования мономера или уменьшения молекулярной массы вследствие разрыва высокомолекулярных цепей, даже если материал смолы будут подвергать переработке в расплаве несколько раз. Поэтому желательна разработка такого материала смолы, который будет обладать более высокой стабильностью расплава в сопоставлении с обычно используемым стирольным сополимером.

Еще одна проблема, связанная с обычно используемой стирольной смолой, обладающей теплостойкостью, заключается в том, что диапазон рабочих условий во время формования является узким.

Улучшение теплостойкости у сополимера синонимично улучшению температуры, при которой цепь полимера начинает переходить в текучее состояние. Поэтому для того, чтобы добиться достижения той же самой текучести, что и текучесть полистирола во время переработки при формовании, температуру переработки необходимо увеличить в соответствии с увеличением теплостойкости. Однако температуру начала гелеобразования для стирольного сополимера, имеющего полярную функциональную группу, нельзя увеличить в соответствии с увеличением теплостойкости. Поэтому существует проблема, заключающаяся в том, что диапазон для температуры переработки при формовании сужается, вследствие чего производительность и качество в данном случае ухудшаются.

Также существует способ улучшения теплостойкости стирольной смолы в результате использования мономера, не имеющего полярной функциональной группы. Например, известно, что сополимер стирола и α-метилстирола характеризуется температурой стеклования, увеличенной в соответствии с уровнем содержания α-метилстирола (см., например, непатентный документ № 1). Однако α-метилстирол характеризуется предельной температурой, равной всего лишь приблизительно 60°С. Поэтому предприняли попытку проведения сополимеризации стирола и α-метилстирола при использовании радикальной растворной полимеризации, которая представляет собой типичный пример промышленного способа получения. В результате обнаружили наличие нескольких проблем, например, заключающихся 1) в том, что трудно получить высокомолекулярный продукт; 2) в том, что имеется ограничение на уровень содержания α-метилстирола в сополимере, в результате чего получения желательной теплостойкости добиться нельзя; 3) в том, что вследствие неудовлетворительной термостойкости некоторые условия переработки при формовании приводят к термической деструкции сополимера, в результате чего проявляется тенденция, приводящая к образованию мономерного компонента и/или уменьшению молекулярной массы; 4) в том, что гранулы смолы имеют тенденцию к пожелтению, и, таким образом, в некоторых сферах применения требуется добавление красителя; и так далее. Поэтому никаких сополимеров стирола и α-метилстирола никогда в промышленных масштабах не использовали.

С другой стороны, поскольку α-метилстирол может быть подвергнут полимеризации по механизму живой анионной полимеризации с использованием бутиллитиевого инициатора, сополимер стирола и α-метилстирола может быть получен в результате проведения живой анионной полимеризации (см., например, патентный документ № 1).

Однако в том, что касается сополимера, полученного на основе известного способа получения по механизму живой анионной полимеризации, были обнаружены следующие далее проблемы. Поэтому в данном случае нельзя было выявить достаточной пригодности в качестве образуемого смолой продукта, и, таким образом, никакие такие сополимеры никогда не использовались в промышленных масштабах.

То есть вышеупомянутые проблемы представляют собой нижеследующее:

1) Полученный продукт будет пожелтевшим. Степень пожелтения коррелирует с уровнем содержания Li. Поэтому существовала область, на которой баланс между целевой молекулярной массой и характеристиками пожелтения нарушается, так что было трудно использовать полимер, в частности, в сферах применения, в которых пожелтение не является предпочтительным, таких как сфера применения при изготовлении упаковок для продуктов питания и сфера применения при изготовлении оптического продукта.

2) Полимер демонстрирует неудовлетворительную термостойкость во время плавления, и, таким образом, полимер разлагается во время выдерживания его в расплаве с образованием стирола и α-метилстирола. Количество продуктов разложения при тех же самых условиях превышает количество продуктов разложения из полистирола, полученного в соответствии со способом свободно-радикальной полимеризации, который обычно широко используют. Данный факт означает то, что тогда, когда температура переработки при формовании для сополимера стирола и α-метилстирола увеличивается в той степени, в которой теплостойкость сополимера дополнительно увеличивается в сопоставлении с теплостойкостью полистирола, в сополимере во время формования стирол и α-метилстирол образуются в большем количестве в сопоставлении с количеством продуктов разложения из полистирола, полученного в соответствии со способом свободно-радикальной полимеризации. Поэтому легко предсказывается, что будут возникать проблемы, заключающиеся в том, что для определенных условий формования проявляется тенденция, приводящая к образованию серебристого вздутия, обусловленного летучими компонентами, образованными вследствие разложения, такими как стирол, α-метилстирол и тому подобное; в том, что молекулярная масса сополимера имеет тенденцию к уменьшению, которому свойственно вызывать ухудшение механических свойств; в частности, в том, что трудно повторно использовать получающийся в результате формованный продукт в качестве материала, отправляемого на рецикл; и так далее. Факт того, что переработку при формовании можно использовать только в чрезвычайно ограниченном диапазоне, естественно означает то, что ограниченными являются и сферы практического применения сополимера. Поэтому можно полагать, что такие полимеры не будут являться широко приемлемыми в промышленности.

В качестве еще одного недостатка полистирола можно упомянуть недостаток, заключающийся в том, что полистирол является не подходящим для использования там, где полистирол может оказаться не защищенным от солнца, что обусловливается его неудовлетворительной атмосферостойкостью. Неудовлетворительная атмосферостойкость преимущественно обуславливается структурой высокомолекулярного продукта. Поэтому, прежде всего, желательной является разработка стирольного сополимера, характеризующегося улучшенной атмосферостойкостью самого высокомолекулярного продукта вне зависимости от добавки, такой как стабилизатор атмосферостойкости или поглотитель ультрафиолетовых лучей.

Непатентный документ № 1: Journal of Applied Polymer Science, Vol. 41, p. 383 (1990).

Патентный документ № 1: Japanese Patent KOKOKU Publication (JPB) № 6-10219.

Описание изобретения

Проблема, решаемая изобретением

Целью настоящего изобретения является предложение стирольного сополимера, который обладает улучшенными теплостойкостью и атмосферостойкостью, которые являются слабыми местами полистирола, и который, кроме того, обладает превосходными характеристиками стабильности расплава, формуемости, прочности, жесткости и способности к отправлению на рецикл при одновременном сохранении превосходных свойств обычно используемого полистирола, таких как характеристики прозрачности, стабильности геометрических размеров и способности к переработке при формовании.

Способы решения проблемы

Для того, чтобы устранить описанные выше проблемы, изобретателям настоящего изобретения потребовалось предпринять определенные усилия. В результате они обнаружили, что только сополимер, полученный в соответствии со специфическим способом полимеризации, включающий изопропенилароматический мономер и винилароматический мономер, где сополимерный компонент характеризуется специфическими параметрами эксплуатационных свойств, удовлетворяющими предварительно определенные диапазоны, может позволить устранить описанные выше проблемы. На основе такой информации было сделано настоящее изобретение.

То есть настоящее изобретение включает следующие далее варианты:

1. Стирольный сополимер, полученный в соответствии со способом живой полимеризации, содержащий

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал,

где уровень содержания (А) упомянутого изопропенилароматического элементарного звена в упомянутом стирольном сополимере находится в диапазоне от 5 до 95% (мас.), зависимость (Mw/Mn) между среднемассовой молекулярной массой (Mw) упомянутого стирольного сополимера и его среднечисленной молекулярной массой (Mn) находится в диапазоне от 1,6 до 4,0 и где соотношение между уровнем содержания (% (мас.)) (А) упомянутого изопропенилароматического элементарного звена в упомянутом стирольном сополимере и температурой стеклования (°С) (Tg) упомянутого стирольного сополимера удовлетворяет формуле (а):

0,12А+102≤Tg≤0,62A+102 (в случае 5≤А≤20),

-5,25×10^-5А³+1,09×10^-2А²+1,72×10^-1А+97≤Tg≤-5,25×10^-5А³+1,09 ×10^-2А²+1,72×10^-1А+107 (в случае 20<А≤60) и

1,04А+73≤Tg≤0,79A+98 (в случае 60<А≤95).

2. Стирольный сополимер, соответствующий описанному выше варианту 1, где уровень содержания (% (мас.)) (А) упомянутого изопропенилароматического элементарного звена в упомянутом стирольном сополимере и оптическая плотность (В) для упомянутого стирольного сополимера в случае света, характеризующегося длиной волны 305 нм, удовлетворяют формуле (b):

В≤0,0002А²-0,0017А+0,52.

3. Стирольный сополимер, соответствующий описанному выше варианту 1, где зависимость между уровнем содержания (% (мас.)) (А) упомянутого изопропенилароматического элементарного звена в упомянутом стирольном сополимере и среднемассовой молекулярной массой (Mw) упомянутого стирольного сополимера удовлетворяет формуле (с):

-1,92×10^-2А²+2,95×10^-1А+98,2Mw×10^-3exp(6,37-2,77×10^-2A).

4. Стирольный блок-сополимер, полученный из

стирольного сополимера, содержащего

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал; и

стирольного полимера, содержащего винилароматическое элементарное звено, описываемое приведенной выше формулой (2),

где соотношение (Mw/Mn) между среднемассовой молекулярной массой (Mw) упомянутого стирольного блок-сополимера и его среднечисленной молекулярной массой (Mn) находится в диапазоне от 1,6 до 4,0.

5. Композиция стирольных сополимеров, содержащая смесь, по меньшей мере, двух стирольных сополимеров, выбираемых из стирольных сополимеров, содержащих

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал,

где каждый из упомянутых, по меньшей мере, двух стирольных сополимеров характеризуется соотношением компонентов в составе для сополимеризации и/или среднемассовой молекулярной массой, которые отличаются от соответствующих характеристик у других компонентов в композиции.

6. Композиция стирольных сополимеров, содержащая смесь, по меньшей мере, двух стирольных сополимеров, выбираемых из стирольных сополимеров, которые получают в соответствии со способом непрерывной живой полимеризации, содержащих

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал,

при этом упомянутые стирольные сополимеры синтезируют в результате подачи

[изопропенилароматического мономера, описываемого формулой (3):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более] и

[винилароматического мономера, описываемого формулой (4):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал] в полимеризационный реактор в то время, как соотношение компонентов в составе между [упомянутым изопропенилароматическим мономером, описываемым формулой (3)] и [упомянутым винилароматическим мономером, описываемым формулой (4)] в растворе материала исходного сырья, содержащем упомянутый изопропенилароматический мономер и упомянутый винилароматический мономер, непрерывно или периодически изменяют, и каждый из упомянутых, по меньшей мере, двух стирольных сополимеров, характеризующихся соотношением компонентов в составе между [упомянутым изопропенилароматическим мономером, описываемым формулой (3)] и [упомянутым винилароматическим мономером, описываемым формулой (4)], отличается по данной характеристике от других компонентов композиции.

7. Стирольный сополимер, получаемый в соответствии со способом непрерывной живой полимеризации, содержащий

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал,

где совокупное количество:

изопропенилароматического мономера, описываемого формулой (3):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более,

винилароматического мономера, описываемого формулой (4):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал, и

растворителя для полимеризации

составляет 2500 ч./млн. (мас.) или менее.

8. Стирольный сополимер, соответствующий описанному выше варианту 7, где температура стеклования (Tg) упомянутого стирольного сополимера находится в диапазоне от 105°С до 140°С, среднемассовая молекулярная масса (Mw) находится в диапазоне от 50000 до 300000, а соотношение (Mw/Mn) между среднемассовой молекулярной массой (Mw) и среднечисленной молекулярной массой (Mn) находится в диапазоне от 1,6 до 2,5.

9. Способ получения, в соответствии со способом непрерывной живой полимеризации, стирольного сополимера, содержащего

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал,

при этом упомянутый способ включает стадии:

непрерывного введения жидкого материала исходного сырья, содержащего мономеры и растворитель, в реактор емкостного типа, оборудованный перемешивающим устройством, отходящим от нижней или верхней части упомянутого реактора; и

получения упомянутого стирольного сополимера при одновременном непрерывном выпуске раствора полимера из верхней или нижней части упомянутого реактора, которая располагается на противоположной стороне от впускного отверстия для упомянутого раствора материала исходного сырья.

10. Способ получения, в соответствии со способом непрерывной живой полимеризации, стирольного сополимера, содержащего

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал,

где основным компонентом растворителя для полимеризации является, по меньшей мере, одно алифатическое углеводородное соединение.

11. Способ получения, в соответствии со способом непрерывной живой анионной полимеризации, стирольного сополимера, содержащего

изопропенилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (1):

где группа заместителя R¹ представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, и

винилароматическое элементарное звено, описываемое формулой (2):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал,

при этом упомянутый способ включает стадию введения протонсодержащего соединения, содержащего диоксид углерода и воду, в полимеризационный раствор таким образом, чтобы оборвать цепь реакции полимеризации, если количество винилароматического мономера, описываемого формулой (4):

где группа заместителя R² представляет собой водород или углеводородный радикал -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более, а группа заместителя R³ представляет собой водород или фенильный радикал, при этом упомянутый винилароматический мономер, присутствующий в стирольном сополимере, который получают во время реакции полимеризации, вырабатывается вплоть до 3% (мас.) или менее.

12. Изделие, полученное по способу литьевого формования, содержащее стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 1 до 8.

13. Изделие, полученное по способу экструзионного формования, содержащее стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 1 до 8.

14. Лист, содержащий стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 1 до 8.

15. Пеноматериал, содержащий стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 1 до 8.

16. Контейнер для продуктов питания, предназначенный для разогревания, содержащий стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 12 до 15.

17. Деталь зданий, содержащая стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 12 до 15.

18. Деталь салона автомобиля, содержащая стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 12 до 15.

19. Оптическая деталь, содержащая стирольный сополимер, соответствующий любому одному из описанных выше вариантов от 12 до 14.

Преимущества изобретения

Стирольный сополимер настоящего изобретения обладает в особенности превосходными теплостойкостью и атмосферостойкостью, которые являются слабыми местами у полистирола, и, кроме того, он также отличается превосходными характеристиками стабильности расплава, прочности, жесткости и способности к отправлению на рецикл при сохранении превосходных свойств обычно используемого полистирола, таких как характеристики прозрачности, стабильности геометрических размеров и способности к переработке при формовании. Кроме того, формованный продукт, содержащий стирольный сополимер настоящего изобретения, может оказаться очень хорошо подходящим для использования в качестве контейнера для продуктов питания, предназначенного для разогревания, детали здания, детали салона автомобиля или оптической детали.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую спектр ¹Н ЯМР стирольного сополимера настоящего изобретения и способ вычислений для определения уровня содержания α-метилстирола, включенного в сополимер (то есть диаграмму ¹Н ЯМР для сополимера стирола и α-метилстирола). В способе вычислений молярное содержание α-метилстирола определяли на основании следующей далее формулы при использовании площади пика (В) для метилена и метина и площади пика (С) для метила, а после этого производили пересчет в массовую долю. (В):(С)=(300-Х):3Х, где Х представляет собой молярное содержание (% (мол.)) α-метилстирола.

Фигура 2 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую зависимость между [уровнем содержания α-метилстирола, включенного в стирольный сополимер настоящего изобретения] и [температурой стеклования (Tg)] (то есть зависимость между [уровнем содержания α-метилстирола в сополимере стирола и α-метилстирола] и [Tg]). (Обратите внимание: Tg полистирола составляла 102 градуса Цельсия, в то время как Tg поли-α-метилстирола составляла 177 градусов Цельсия. Пунктирная линия представляет собой прямую линию, соединяющую две точки.)

Фигура 3 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую зависимость между [константой скорости образования стирола во время выдерживания в расплаве стирольного сополимера настоящего изобретения] и [оптической плотностью получающегося в результате формованного продукта] (то есть зависимость между [оптической плотностью для сополимера] и [скоростью образования мономера]). Прямая линия, изображенная на фигуре 3, отображает формулу: k (ч./млн. (мас.)/сек)=0,8348В-0,316 (R² (коэффициент корреляции)=0,9808).

Фигура 4 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую зависимость между [температурой стирольного сополимера настоящего изобретения во время выдерживания стирольного сополимера в расплаве] и [константой скорости образования стирола в течение данного периода] (то есть температурную зависимость скорости образования стирола во время плавления).

Фигура 5 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую температурную область, где выдерживание стирольного сополимера настоящего изобретения в расплаве в литьевой машине становится причиной образования серебристого вздутия (то есть температурную область, где формование становится причиной образования серебристого вздутия).

Фигура 6 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую зависимость между [совокупным количеством стирола, α-метилстирола и циклогексана, остающихся в стирольном сополимере настоящего изобретения] и [температурой стеклования (Tg) получающихся в результате гранул] (то есть зависимость между [совокупным количеством мономеров и растворителя в полимере] и [Tg]).

Фигура 7 представляет собой диаграмму ДСК вблизи температуры стеклования для каждого из стирольных сополимеров настоящего изобретения и композиции сополимеров, полученной в результате перемешивания в расплаве стирольных сополимеров, при этом стирольные сополимеры характеризуются температурами стеклования, отличными от температур стеклования других компонентов в композиции (то есть изменение количества тепла вблизи Tg в соответствии с ДСК).

Фигура 8 иллюстрирует результаты испытаний на атмосферостойкость для стирольного сополимера настоящего изобретения и полистирола (то есть результаты испытаний на атмосферостойкость).

Фигура 9 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую зависимость между [теплостойкостью стирольного сополимера настоящего изобретения] и [скоростью пожелтения] (то есть зависимость между [теплостойкостью по Вика сополимера стирола и α-метилстирола] и [скоростью пожелтения]). На фигуре 9 символы "•" указывают на результаты для сополимеров из примеров 1, 7 и 10 сравнительного примера 1 соответственно, а символ "х" указывает на результат из сравнительного примера 3.

Фигура 10 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую расположение впускного отверстия и выпускного отверстия в полимеризационном реакторе, предназначенном для получения стирольного сополимера настоящего изобретения (то есть примеры расположения впускного отверстия и выпускного отверстия в полимеризационном реакторе).

Наилучший способ реализации изобретения

Далее будут подробно описаны стирольный сополимер, соответствующий настоящему изобретению, и способ его получения.

Формулировка "сополимер, содержащий изопропенилароматическое элементарное звено (описываемое приведенной выше формулой (1)) и винилароматическое элементарное звено (описываемое приведенной выше формулой (2))" в настоящем изобретении обозначает сополимер, полученный при использовании непрерывной живой полимеризации, где изопропенилароматический мономер (описываемый приведенной выше формулой (3)) и винилароматический мономер (описываемый приведенной выше формулой (4)) используют в качестве материала исходного сырья. Углеводородный радикал, соединяющийся с ароматическим кольцом в качестве группы заместителя, представляет собой насыщенный углеводородный радикал, описываемый формулой -С_nH_2n+1, где n представляет собой целое число, равное 1 или более. Радикал -С_nH_2n+1 представляет собой насыщенный алкильный радикал, структура которого может относиться к линейному или разветвленному типу и конкретно и четко не предписывается. На верхний предел "n" также конкретных ограничений не накладывается. Однако в общем случае он находится в диапазоне n≤30. Даже если будут использовать мономер, содержащий насыщенный алициклический углеводородный радикал, в качестве замены насыщенному алкильному радикалу, представляется, что в принципе цель настоящего изобретения может быть достигнута. Однако, поскольку способ, использующий такой мономер, не был разработан в промышленных масштабах, подтверждения того, может или нет быть достигнута цель настоящего изобретения, отсутствуют.

Примеры таких соединений будут конкретно перечислены. В качестве изопропенилароматических мономеров можно упомянуть, например, алкилзамещенные изопропенилбензолы, такие как изопропенилбензол (α-метилстирол), изопропенилтолуол, изопропенилэтилбензол, изопропенилпропилбензол, изопропенилбутилбензол, изопропенилпентилбензол, изопропенилгексилбензол, изопропенилоктилбензол. Предпочтительным изопропенилароматическим мономером является изопропенилбензол.

В качестве винилароматических мономеров можно упомянуть, например, алкилзамещенный стирол, такой как стирол, п-метилстирол, м-метилстирол, о-метилстирол, 2,4-диметилстирол, 2,5-диметилстирол, 3,4-диметилстирол, 3,5-диметилстирол, п-этилстирол, м-этилстирол, о-этилстирол; 1,1-дифенилэтилен и тому подобное. Предпочтительным винилароматическим мономером является стирол. Данные изопропенилароматические мономеры и винилароматические мономеры могут быть использованы, будучи представленными одним типом соответственно, или они могут быть использованы в виде смеси, состоящей из двух или более компонентов соответственно. Наиболее предпочтительной комбинацией является комбинация изопропенилбензола и стирола.

Уровень содержания изопропенилароматического элементарного звена в стирольном сополимере находится в диапазоне от 5 до 95% (мас.), предпочтительно в диапазоне от 7 до 90% (мас.), а более предпоч