Brevet FR2100747A1 — publié le 19720324

La présente invention concerne des compositions polymères thermoplastiques et, en particulier, des polysulfones aromatiques et leurs mélanges, se caractérisant par une aptitude au traitement ou ouvrabilité améliorée. 5 Les polysulfones aromatiques ainsi que leurs procédés de préparation sont décrits dans les brevets britanniques N° 1 016 245, 1 060 246, 1 078 234, 1 109 842, 1 122 192, 1 133 561, 1 153 035, 1 153 528 et 1 177 183 et dans le brevet de la République Fédérale d'Allemagne N° 2 038 168. Ce sont, en général, 10 des matières thermoplastiques se caractérisant par un point de ramollissement élevé et par une résistance considérable à la dégradation chimique, même aux températures élevées. Cependant, en raison de leurs points de ramollissement élevés et, en général, de .leurs viscosités à l'état fondu 'assez élevées, à des 15 températures encore supérieures, un matériel spécialement adapté est souvent nécessaire pour leur transformation en objets façonnés par moulage ou extrusion à partir de la masse fondue., Des recherches ont montré que certaines polysulfones aromatiques ainsi que leurs mélanges avec d'autres matières ther-20 moplastiques peuvent être mélangées avec la diphényl-sulfone à titre d'adjuvant de travail ou de traitement, de façon à former des compositions se caractérisant par une combinaison souhaitable de propriétés physiques. Les mélanges de polysulfones aromatiques avec la diphényl-sulfone sont, habituellement, des ma-25 tières tenaces présentant de meilleures propriétés d'écoulement à l'état fondu que les polysulfones elles-mêmes. L'invention est matérialisée dans une composition thermoplastique comprenant (a) 90 à 99,99% en poids d'au moins une polysulfone aromatique constituée essentiellement par des uni-30 tés récurrentes de formules I, XI ou III, seules ou en combinaison les unes avec les autres et (ou) avec un nombre pouvant atteindre 80% d'unités de formule XV (voir formules page suivante) et (b) 10 à 0,01% en poids de diphényl-sulfone. 35 On obtient les compositions suivant l'invention, de préfé rence, en mélangeant la diphényl-sulfone avec le polymère fondu, par exemple par extrusion ou bien dans un mélangeur à pale en sigma ou encore dans un broyeur à deux cylindres. On peut mélanger la polysulfone aromatique avec d'autres 40 substances polymères thermoplastiques, par exemple, avec des 71 21051 2 2100747 10 vrw;nw 2 polyesters, des polyoléfines, des polyamides et le chlorure de polyvxnyle. On peut encore mélanger la composition avec des particules d'autres matières polymères dotées de propriétés spé— 15 ciales, par exemple de matières élastomères et de polytétra- fluoréthylène. Elles peuvent contenir des charges de renforcement, par exemple du verre, de l'amiante et des fibres de carbone, et d'autres matières qui confèrent diverses caractéristiques désirées comme des lubrifiants solides (par exemple du 20 graphite ou du bisulfure de molybdène), des agents abrasifs (par exemple du carborundum), des matières fournissant un effet de friction, des m.atières magnétiques (par exemple pour des bandes d'enregistrement), des photosensibilisateurs et toutes autres matières pour lesquelles les compositions suivant l'in-25 vention constituent des véhicules convenables. Les compositions peuvent contenir des colorants ainsi que des pigments. On peut transformer les compositions selon toutes formes souhaitées, telles que des fibres, des films ou pellicules et des moulages ou produits extrudés de toute forme désirée. 30 L'incorporation de 0,01 à 10% en poids de diphényl-sulfone diminue la viscosité de la masse en fusion de la polysulfone aromatique et de ses mélanges, ce qui a pour résultat une distribution plus uniforme des propriétés physiques dans un article travaillé à l'état fondu. L'inclusion de quantités supérieu-35 res à 10% en poids peut donner lieu à une aggravation inacceptable des propriétés physiques recherchées de la composition, à savoir le point de ramollissement et la résistance au choc. Une proportion préférée de diphényl-sulfone permettant de réduire la viscosité de la masse fondue tout en conservant des proprié-40 tés physiques acceptables est comprise entre 0,01% et 5% en 71 21051 3 21007*47 poids. L'invention est illustrée par l'exemple suivant, donné à titre non limitatif. EXEMPLE On mélange une polysulfone aromatique constituée essentiellement par des unités récurrentes de formule _ préparée d'une façon analogue à celle décrite dans l'Exemple 3 du brevet britannique N° 1 153 035 ayant une viscosité réduite égale à 0,43 (mesurée à 25° C sur une solution dans le diméthyl-formamide renfermant 1 g de polymère dans 100 cm3 de solution) avec de la diphényl-sulfone. On prépare la composition en mélangeant la polysulfone (190 g) avec la diphényl-sulfone (10 g) dans une extrudeuse à 320° C. On hache l'extrudat, on l'extrude à nouveau et on le hache, après quoi on moule les morceaux par compression à 330* C. On compare des échantillons de la composition avec des échantillons analogues préparés à partir de la polysulfone seule et, comme le montre le tableau suivant, la viscosité de la masse en fusion est réduite de 40%, tandis que le point de ramollissement "Full Vicat" ainsi que la résistance au choc ne sont réduits que de 16% et 19% respectivement. On effectue l'essai de résistance au choc à 20° C sur.une éprouvette de 51 mm de longueur, 6,3 mm de largeur et 3 mm d'épaisseur présentant une encoche de 45°, de 2,8 mm de profondeur (rayon à l'extrémité 0,25 mm) au milieu de l'un des bords. L*éprouvette est soutenue entre deux supports espacés de 38 mm et est frappée centralement sur le bord opposé à l'encoche au moyen d'un pendule tombant de 305 mm avec une énergie plus que suffisante pour provoquer la rupture de 1*éprouvette. On calcule l'énergie nécessaire pour provoquer la rupture de 1'éprouvette à partir de l'énergie résiduelle du pendule et on la divise par la section droite de 1'éprouvette au niveau de l'encoche. La valeur obtenue (exprimée en kJ/m^) représente l'énergie nécessaire pour provoquer la rupture de la matière. (Tableau page suivante) 71 21051 4 2100747. Polysulfone avec Polysulfone 5% p/p de diphényl- seule sulfone Point de ramollissement "Full Vicat" (° C) Point de ramollissement 1/10 Vicat (° C) Résistance au choc 2 encoche de l/4mm (kJ/m ) Module apparent (dyne/cm^) Viscosité de la masse en fusion 183 172 219 210 5,25 3,0 x 10 à 1000 sec-^" à 380° C (kilopoises) 1,7 10 6,50 2,7 x 1010 2,8 A titre de comparaison, on a préparé une composition comme ci-dessus, sauf que l'on a utilisé la 4,4*-dichlorodiphényl-sulfone (10 g) au lieu de la diphényl-sulfone. Les résultats des essais physiques indiquent que l'incorporation de l'additif donne lieu à une réduction de 18% seulement de la viscosité de la masse en fusion, tandis que la résistance au choc est réduite de 47% respectivement. Polysulfone avec Polysulfone 5% p/p de dichloro-diphényl-sulfone Point de ramollissement "Full Vicat" (° C) Point de ramollissement 1/10 Vicat (° C) Résistance au choc encoche de l/4mm (kJ/m^) Module apparent (dyne/cm^) Viscosité de la masse en fusion 189 180 3,40 219 210 3,0 x 10 à 1000 sec~x à 380" C (kilopoises) 2,3 10 -1 6,50 2,7 x 10 2,8 10 On peut préparer une composition similaire à partir de polysulfones aromatiques constituées essentiellement par des unités récurrentes de formules (voir formules page suivante) Des modifications peuvent être apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques sans s'écarter de l'invention. 71 21051 2100747 i) ii) so„- 71 21051 6 2100747 10 15 REVENDICATIONS 1.- Composition thermoplastique, caractérisée en ce qu'elle renferme (a) 90 à 99,99% en poids d'au moins une polysulfone aromatique constituée essentiellement par des unités récurrentes de formules I, II ou III, seules ou en combinaison les unes avec les autres et (ou) avec un nombre pouvant atteindre 80% d'unités de formule IV III IV et, (b) 10 à 0,01% en poids de diphényl-sulfone. 20 2.- Composition thermoplastique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la polysulfone aromatique est constituée essentiellement par des unités récurrentes répondant à la formule 25 3.- Composition thermoplastique suivant la revendication 1 30 ou 2, caractérisée en ce que la diphényl-sulfone est présente selon une concentration comprise entre 0,01 et 5% en poids. 4.- Composition thermoplastique suivant l'une" quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle se présente sous forme d'un moulage, d'un film ou d'une pellicule, 35 ou de fibre.