(57)【要約】本発明は、本明細書において架橋有機ポリマーについて述べられる構造を有する架橋化合物を提供する。さらに、ポリマー組成物は架橋化合物および有機ポリマーを含み、一部の実施形態では、組成物は、架橋反応速度の制御のための架橋反応添加剤をさらに含む。代替の実施形態では、本発明は、架橋化合物、および有機ポリマーを架橋するために反応性中間体オリゴマーを形成することができる架橋反応添加剤を含む架橋組成物を提供する。さらに、有機ポリマーを架橋する方法、それによって形成された有機ポリマー、および架橋した有機ポリマーから形成された成形品が提供される。加えて、高ガラス転移温度エラストマー材料を形成する方法、ならびに耐はみ出し性および耐クリープ性の材料を形成する方法が提供される。
2022500523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ポリマーを架橋するための架橋化合物を含む架橋組成物であって、前記架橋化合物は、
【化３３】
2022500523.tif 000035
からなる群から選択され、ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和のアルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である、
架橋組成物。
【請求項２】
前記架橋化合物が式（Ｉ）による構造を有し、以下の
【化３４】
2022500523.tif 000036
からなる群から選択される、請求項１に記載の架橋組成物。
【請求項３】
前記架橋化合物が式（ＩＩ）による構造を有し、以下の
【化３５】
2022500523.tif 000037
からなる群から選択される、請求項１に記載の架橋組成物。
【請求項４】
前記架橋化合物が、式（ＩＩＩ）による構造、およびさらに以下
【化３６】
2022500523.tif 000038
による構造を有する、請求項１に記載の架橋組成物。
【請求項５】
Ａが、約１，０００ｇ／ｍｏｌ〜約９，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する、請求項１に記載の架橋組成物。
【請求項６】
ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）およびポリアラミドから選択される少なくとも１種の有機ポリマーをさらに含む、請求項１に記載の架橋組成物。
【請求項７】
前記有機ポリマーが、以下の構造
【化３７】
2022500523.tif 000039
を有するポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）であり、ここで、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は、同一または相異なるアリールラジカルであり、ｍ＝０〜１．０かつｎ＝１−ｍである、請求項６に記載の架橋組成物。
【請求項８】
前記有機ポリマーがポリ（アリーレンエーテル）であり、ｍが１かつｎが０であり、前記ポリマーが、式（ＸＩＶ）
【化３８】
2022500523.tif 000040
の構造を有する繰り返し単位を有する、請求項７に記載の架橋組成物。
【請求項９】
前記架橋組成物が、連続または不連続の、長繊維または短繊維である、炭素繊維、ガラス繊維、織物状ガラス繊維、織物状炭素繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、セラミック繊維、ポリアミド繊維から選択される強化繊維；ならびに、カーボンブラック、シリケート、繊維ガラス、硫酸カルシウム、ホウ素、セラミック、ポリアミド、石綿、フルオログラファイト、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、ホウ砂（ホウ酸ナトリウム）、活性炭、パーライト、テレフタル酸亜鉛、グラファイト、タルク、雲母、炭化ケイ素ウィスカーまたは小板、ナノ充填剤、二硫化モリブデン、フルオロポリマー、カーボンナノチューブおよびフラーレンチューブから選択される１つまたは複数の充填剤から選択される少なくとも１つの添加剤をさらに含む、請求項６に記載の架橋組成物。
【請求項１０】
前記架橋組成物が、約０．５重量％〜約６５重量％の前記少なくとも１種の添加剤を含む、請求項９に記載の架橋組成物。
【請求項１１】
有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤をさらに含む、請求項１に記載の架橋組成物であって、前記架橋反応添加剤が、前記架橋化合物と反応して、オリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーが有機ポリマーを架橋することができる、架橋組成物。
【請求項１２】
前記架橋反応添加剤が、氷酢酸、ギ酸および／または安息香酸から選択される有機酸である、請求項１１に記載の架橋組成物。
【請求項１３】
前記架橋反応添加剤が、式（ＸＩＩ）
【化３９】
2022500523.tif 000041
による構造を有するアセテート化合物であり、式中、ＭはＩ族またはＩＩ族金属であり；Ｒ４はアルキル、アリールまたはアラルキル基であり、前記アルキル基は、前記基の鎖もしくは構造に沿ってまたは前記基の鎖もしくは構造の中に０〜約１０個のエステルまたはエーテル基を有する、炭素原子１〜約３０個の炭化水素基を含み、Ｒ４は、サルフェート、ホスフェート、ヒドロキシル、カルボニル、エステル、ハライド、メルカプトまたはカリウムから選択される０〜約１０個の官能基を含む、請求項１１に記載の架橋組成物。
【請求項１４】
前記アセテート化合物が、酢酸リチウム水和物、酢酸ナトリウムおよび／または酢酸カリウム、ならびにその塩および誘導体から選択される、請求項１３に記載の架橋組成物。
【請求項１５】
前記架橋化合物対前記架橋反応添加剤の重量百分率比が約１０：１〜約１０，０００：１である、請求項１１に記載の架橋組成物。
【請求項１６】
少なくとも１種の有機ポリマーをさらに含む、請求項１１に記載の架橋組成物であって、前記架橋反応添加剤が、前記架橋化合物と反応して、オリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーが前記有機ポリマーを架橋することができる、架橋組成物。
【請求項１７】
前記有機ポリマー対前記架橋化合物および前記架橋反応添加剤の合計重量の重量百分率比が約１：１〜約１００：１である、請求項１６に記載の架橋組成物。
【請求項１８】
前記有機ポリマーが、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）およびポリアラミドから選択される、請求項１６に記載の架橋組成物。
【請求項１９】
前記有機ポリマーが、以下の構造
【化４０】
2022500523.tif 000042
を有するポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）であり、ここで、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は同一または相異なるアリールラジカルであり、ｍ＝０〜１．０かつｎ＝１−ｍである、請求項１８に記載の架橋組成物。
【請求項２０】
前記有機ポリマーがポリ（アリーレンエーテル）であり、ｍが１かつｎが０であり、前記ポリマーが、式（ＸＩＶ）
【化４１】
2022500523.tif 000043
の構造を有する繰り返し単位を有する、請求項１９に記載の架橋組成物。
【請求項２１】
前記架橋組成物が、連続または不連続の、長繊維または短繊維である、炭素繊維、ガラス繊維、織物状ガラス繊維、織物状炭素繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、セラミック繊維、ポリアミド繊維から選択される強化繊維；ならびにカーボンブラック、シリケート、繊維ガラス、硫酸カルシウム、ホウ素、セラミック、ポリアミド、石綿、フルオログラファイト、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、ホウ砂（ホウ酸ナトリウム）、活性炭、パーライト、テレフタル酸亜鉛、グラファイト、タルク、雲母、炭化ケイ素ウィスカーまたは小板、ナノ充填剤、二硫化モリブデン、フルオロポリマー、カーボンナノチューブおよびフラーレンチューブから選択される１つまたは複数の充填剤から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む、請求項１６に記載の架橋組成物。
【請求項２２】
前記架橋組成物が、約０．５重量％〜約６５重量％の前記少なくとも１種の添加剤を含む、請求項２１に記載の架橋組成物。
【請求項２３】
前記架橋組成物が、安定剤、難燃剤、顔料、可塑剤、界面活性剤および分散剤の１つまたは複数をさらに含む、請求項１６に記載の架橋組成物。
【請求項２４】
請求項１６に記載の架橋組成物から形成された成形品。
【請求項２５】
前記成形品が、押出、射出成形、ブロー成形、インフレーションフィルム成形、圧縮成形または射出／圧縮成形を使用して成形される、請求項２４に記載の成形品。
【請求項２６】
請求項１６に記載の組成物から形成された製作品であって、前記製作品が、耐酸性コーティング、化学注型フィルム、押出フィルム、溶媒注型フィルム、インフレーションフィルム、カプセル化製品、断熱材、包装材、複合セル、コネクター、ならびにＯリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケットの形状のシーリング組立体、ベアリング、バルブシート、アダプター、ワイパーリング、山形裏張りリングおよび管材から選択される、製作品。
【請求項２７】
有機ポリマーを架橋するのに使用するための架橋化合物の架橋反応速度を制御する方法であって、
（ａ）少なくとも１種の架橋化合物、ならびに有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を含む架橋組成物を用意するステップであって、前記架橋化合物が以下の構造
【化４２】
2022500523.tif 000044
【化４３】
2022500523.tif 000045
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］の１つまたは複数を有する、ステップ；および
（ｂ）前記架橋化合物のオリゴマー化が起こるように前記架橋組成物を加熱するステップを含む、方法。
【請求項２８】
前記架橋組成物が１つまたは複数の追加の架橋化合物をさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ステップ（ｂ）が熱成形の前に前記架橋組成物を加熱するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記架橋反応添加剤が、氷酢酸、ギ酸および／もしくは安息香酸から選択される有機酸、ならびに／または酢酸リチウム水和物、酢酸ナトリウムおよび／もしくは酢酸カリウムおよびその塩および誘導体から選択されるアセテート化合物である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
ステップ（ａ）において溶媒中で前記架橋化合物と前記架橋反応添加剤を合わせるステップ、ならびに前記架橋化合物と前記架橋反応添加剤を反応させて反応性オリゴマー化架橋化合物を形成するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
（ｃ）前記反応性オリゴマー化架橋化合物を有機ポリマーに添加して架橋性組成物を形成するステップ、および
（ｄ）前記有機ポリマー組成物を架橋して、架橋した有機ポリマーを形成するステップ
をさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記有機ポリマーが、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）および／またはポリアラミドから選択される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記有機ポリマーが、以下の構造
【化４４】
2022500523.tif 000046
を有するポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）であり、ここで、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は同一または相異なるアリールラジカルであり、ｍ＝０〜１．０、ｎ＝１−ｍである、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
架橋した有機ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物であって、前記有機ポリマー組成物は、
脱ハロゲン化有機ポリマー、および
以下からなる群から選択される構造
【化４５】
2022500523.tif 000047
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］を有する少なくとも１種の架橋化合物を含み；
前記脱ハロゲン化有機ポリマーは、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーをアルカリ金属化合物と反応させて前記少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する前記有機ポリマーと、前記少なくとも１個のハロゲン含有反応性基中のハロゲン原子との間の結合を切断して中間体を形成するステップを含むプロセスにより形成される、有機ポリマー組成物。
【請求項３６】
前記脱ハロゲン化有機ポリマーが脱臭素化有機ポリマーである、請求項３５に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項３７】
有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤をさらに含む、請求項３５に記載の有機ポリマー組成物であって、前記架橋反応添加剤が、前記架橋化合物と反応して、オリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーが前記脱ハロゲン化有機ポリマーを架橋することができる、有機ポリマー組成物。
【請求項３８】
前記脱ハロゲン化有機ポリマーが、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）およびポリアラミドから選択されるポリマーである、請求項３５に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項３９】
前記脱ハロゲン化有機ポリマーが、以下の構造
【化４６】
2022500523.tif 000048
［ここで、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は同一または相異なるアリールラジカルであり、ｍ＝０〜１．０、かつｎ＝１−ｍである］を有する、その骨格中にポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）である、請求項３８に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項４０】
前記脱ハロゲン化有機ポリマーが、前記中間体を酢酸と反応させて前記脱ハロゲン化有機ポリマーを形成することにより形成される、請求項３５に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項４１】
前記アルカリ金属化合物が、Ｒ５−Ｍ’［式中、Ｍ’はアルカリ金属であり、Ｒ５は、Ｈ、または分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であって、前記基の鎖もしくは構造に沿ってもしくは前記基の鎖もしくは構造の中に０〜約１０個のエステルもしくはエーテル基を有する炭素原子１〜約３０個のアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であり、Ｒ５は置換されていてもいなくてもよい］からなる群から選択される、請求項４０に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項４２】
前記アルカリ金属化合物がｔ−ブチルリチウムである、請求項４１に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項４３】
前記ハロゲン含有反応性基が臭素含有反応性基である、請求項４０に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項４４】
少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する前記有機ポリマーを、前記アルカリ金属化合物と溶媒中で反応させ、前記少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する前記有機ポリマーを前記溶媒中で反応させる前に乾燥させる、請求項４０に記載の有機ポリマー組成物。
【請求項４５】
請求項３５に記載の有機ポリマー組成物を使用して形成された成形品。
【請求項４６】
前記成形品が、押出、射出成形、ブロー成形、インフレーションフィルム成形、圧縮成形、または射出／圧縮成形を使用して形成された、請求項４５に記載の成形品。
【請求項４７】
請求項３５に記載の組成物から形成された製作品であって、前記製作品が、耐酸性コーティング；化学注型フィルム；押出フィルム；溶媒注型フィルム；インフレーションフィルム；カプセル化製品；断熱材；包装材；複合セル；コネクター；Ｏリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケットを含むシーリング組立体；ベアリング；バルブシート；アダプター；ワイパーリング；山形裏張りリング；および管材から選択される、製作品。
【請求項４８】
架橋反応中の少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーの架橋反応速度を制御する方法であって、
（ａ）少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する前記有機ポリマーをアルカリ金属化合物と反応させて、前記少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する前記有機ポリマーと、前記少なくとも１個のハロゲン含有反応性基中のハロゲン原子との間の結合を切断し、カルボカチオンを有する中間体を形成するステップ；
（ｂ）前記カルボカチオンを有する前記中間体を酢酸と反応させて脱ハロゲン化有機ポリマーを形成するステップ；および、
（ｃ）以下
【化４７】
2022500523.tif 000049
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］の群から選択される架橋化合物を含む架橋反応を使用して前記脱ハロゲン化有機ポリマーを架橋するステップを含む、方法。
【請求項４９】
前記少なくとも１個のハロゲン含有反応性基が、−Ｒ６−（Ｘ）ｐによって表され、ここで、Ｒ６は、炭素、または分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であって、前記基の鎖もしくは構造に沿ってもしくは前記基の鎖もしくは構造の中に０〜約１０個のエステルもしくはエーテル基を有する炭素原子１〜約３０個のアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であり、Ｒ６は置換されていてもいなくてもよく；Ｘはハロゲン原子であり、ｐは１または２である整数である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記アルカリ金属化合物が、Ｒ５−Ｍ’［ここで、Ｍ’はアルカリ金属であり、Ｒ５は、Ｈ、または分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であって、前記基の鎖もしくは構造に沿ってもしくは前記基の鎖もしくは構造の中に０〜約１０個のエステルもしくはエーテル基を有する炭素原子１〜約３０個のアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であり、Ｒ５は置換されていてもいなくてもよい］からなる群から選択される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する前記有機ポリマーを前記アルカリ金属化合物と溶媒中で反応させ、前記溶媒は、ヘプタン、テトラヒドロフランおよびジフェニルエーテルから選択される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する前記有機ポリマーを、前記アルカリ金属化合物と前記溶媒中で反応させる前に乾燥させる、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
ステップ（ａ）が約−２０℃より低い温度で起こる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
ステップ（ａ）が、約−７０℃より低い温度で、約２時間起こる、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
ステップ（ｃ）が有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を用意するステップをさらに含み、前記架橋反応添加剤が、前記架橋化合物と反応して、オリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーが前記脱ハロゲン化有機ポリマーを架橋することができる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５６】
前記架橋化合物のオリゴマー化が起きて前記反応性中間体オリゴマーを形成するように、別の組成物中で前記架橋化合物および前記架橋反応添加剤を加熱するステップを、ステップ（ｃ）の前に、さらに含む、請求項５５に記載の方法
【請求項５７】
エラストマー材料を調製する方法であって、
（ａ）室温で非エラストマーである芳香族ポリマーを用意するステップ；
（ｂ）架橋化合物を使用して前記芳香族ポリマーを架橋して実質上硬化した架橋した芳香族ポリマーを形成するステップであって、前記架橋化合物は以下
【化４８】
2022500523.tif 000050
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］からなる群から選択される構造を有する、ステップ；および
（ｃ）前記架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度に前記架橋した芳香族ポリマーを加熱するステップを含む、方法。
【請求項５８】
ステップ（ｂ）において、前記芳香族ポリマーが少なくとも８０％硬化される、請求項５７に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項５９】
前記芳香族ポリマーが少なくとも約９０％硬化される、請求項５８に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項６０】
前記芳香族ポリマーが、以下の構造
【化４９】
2022500523.tif 000051
を有するポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）であり、ここで、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は同一または相異なるアリールラジカルであり、ｍ＝０〜１．０かつｎ＝１−ｍである、請求項５７に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項６１】
ステップ（ｂ）が、前記架橋化合物、ならびに有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を用いて前記有機ポリマーを架橋するステップをさらに含み、前記架橋反応添加剤が、前記架橋化合物と反応して、オリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーが前記有機ポリマーを架橋することができる、請求項５７に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項６２】
前記方法が、前記架橋した有機ポリマーを含む組成物を形成するステップと、前記組成物を加熱して成形品を形成するステップをさらに含み、ステップ（ｃ）は、使用時に、前記架橋した有機ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度に前記成形品を置くステップをさらに含む、請求項５７に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項６３】
請求項５７の方法によって形成されたエラストマー物品。
【請求項６４】
Ｏリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケット、シール積層物の少なくとも１つのコンポーネント、パッカー素子、ダイヤフラム、シール、ベアリング、バルブシート、アダプター、ワイパーリング、山形シール裏張りリング、および管材からなる群から選択される、請求項６３に記載のエラストマー物品。
【請求項６５】
エラストマー用途において室温でエラストマーでない有機ポリマーを使用する方法であって、
架橋化合物を使用して前記有機ポリマーを架橋して、架橋した有機ポリマーを形成し、前記芳香族ポリマーを実質上硬化させるステップであって、前記架橋化合物が以下
【化５０】
2022500523.tif 000052
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］からなる群から選択される構造を有する、ステップと、
使用時に、前記架橋したポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度で前記架橋したポリマーを加熱し、その結果、それがエラストマーになるステップと
を含む、方法。
【請求項６６】
前記架橋した有機ポリマーを含む組成物を形成するステップと、前記組成物を成形品に成形するステップと、前記成形品を使用時に置くステップと、前記架橋したポリマーのガラス転移温度にまたはそれより高い温度で前記架橋したポリマーを加熱するために前記成形品を使用時に加熱するステップとをさらに含む、請求項６５に記載のエラストー組成物において有機ポリマーを使用する方法。
【請求項６７】
エラストマー材料を調製する方法であって、
（ａ）室温で非エラストマーである芳香族ポリマーを用意するステップ；
（ｂ）架橋化合物を使用して前記芳香族ポリマーを架橋して、架橋した芳香族ポリマーを形成するステップであって、前記架橋化合物は以下：
【化５１】
2022500523.tif 000053
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］からなる群から選択される構造を有する、ステップ；
（ｃ）前記架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度に前記架橋した芳香族ポリマーを加熱するステップ
を含む、方法。
【請求項６８】
ステップ（ｂ）において、前記芳香族ポリマーが少なくとも約８０％硬化される、請求項６７に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項６９】
前記芳香族ポリマーが少なくとも約９０％硬化される、請求項６８に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項７０】
前記芳香族ポリマーが、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）、ポリアリレート、液晶ポリマー（ＬＣＰ）およびポリアラミドからなる群から選択される、請求項６７に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項７１】
前記芳香族ポリマーが、以下の式（ＸＩＩＩ）：
【化５２】
2022500523.tif 000054
による構造の単位を繰り返し有するポリマーを含むポリ（アリーレンエーテル）ポリマーであり、式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は同一または相異なるアリールラジカルであり、ｍは０〜１、ｎは１−ｍである、請求項７０に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項７２】
ステップ（ｂ）が前記架橋化合物、および有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を用いて前記有機ポリマーを架橋するステップをさらに含み、前記架橋反応添加剤は、前記架橋化合物と反応して、オリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーが前記有機ポリマーを架橋することができる、請求項７１に記載のエラストマー材料を調製する方法。
【請求項７３】
高温のシーリング素子またはシールコネクターでの使用のためのコンポーネントのはみ出し耐性およびクリープ耐性を改善する方法であって、
芳香族ポリマーおよび架橋化合物を含む組成物を用意するステップであって、前記架橋化合物は、以下
【化５３】
2022500523.tif 000055
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］からなる群から選択される構造を有する、ステップと；
前記組成物を熱成形プロセスに供して前記コンポーネントを形成し前記芳香族ポリマーを架橋するステップと
を含む、方法。
【請求項７４】
前記組成物が充填されない、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記芳香族ポリマーが、ポリアリーレンポリマー、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ならびにそのブレンド、コポリマーおよび誘導体からなる群から選択される、請求項７３に記載の方法。
【請求項７６】
請求項７３に記載の方法によって形成されたシーリングコンポーネント。
【請求項７７】
前記組成物が充填されない、請求項７６に記載のシーリングコンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
【０００２】
本米国特許非仮出願は、２０１９年９月１２日に出願された、「Ｃｒｏｓｓ−Ｌｉｎｋｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｃｒｏｓｓ−Ｌｉｎｋｅｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」と題する米国特許仮出願第６２／７３０，０００号の利益を米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて主張し、さらに、２０１９年９月１１日に出願された、「Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋａｂｌｅ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」と題する米国特許仮出願第６２／７２９，９９９号の利益を米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて主張し、これらの開示全体は参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
発明の背景
発明の分野
本発明は、架橋した高ガラス転移ポリマー系を形成するための、架橋組成物および混合物に関する。さらに、本発明は、そのようなポリマーを製造する方法、および例えば坑内ツール用途で使用するための、シールおよび他の耐摩耗性のコンポーネントを形成するために使用することができる高ガラス転移温度有機ポリマーを形成するそのような組成物中で架橋化合物の架橋反応速度を制御する方法に関する。本発明はさらに、従来のおよび／または高純度エラストマーがポリマー劣化により性能を失うエラストマーとしての高温最終用途での、または高温シーリング用途のコンポーネントのはみ出し耐性およびクリープ耐性を改善する方法としての、そのような架橋した有機ポリマー材料の使用に関する。
【背景技術】
【０００４】
関連技術の説明
高ガラス転移温度ポリマーは、本明細書において「高Ｔｇ」ポリマーとも称せられ、幾つかの高温用途に有用である。そのような高Ｔｇ有機ポリマーを修飾することによって、一般に未修飾有機ポリマーと比べて極端な温度環境で必要な製作部品および製作品として使用するための高温性能、強度および耐薬品性が改善される。
【０００５】
架橋は、高温ポリマー状材料を修飾する１つの方法と広く認められてきた。いくつかの発明は、それ自体で架橋すること、架橋化合物をポリマーにグラフトすること、またはブレンドなどによる架橋化合物をポリマーに組み込むことによりポリマー内の架橋を使用することによって、有機ポリマーの高温性能の改善を目指してきた。
【０００６】
本出願の出願人に帰属し、参照によって関連部分で本明細書に組み込まれる米国特許第５，８７４，５１６号は、熱安定性であり、低誘電率、低吸湿性および低湿気発生であるポリ（アリーレンエーテル）ポリマーを明らかにしている。ポリマーはさらに、それ自体架橋し得る構造を有するか、または架橋剤を使用して架橋することができる。
【０００７】
本出願の出願人に帰属し、参照によって関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第６，０６０，１７０号は、ポリマー骨格にグラフトした芳香族基を有するポリ（アリーレンエーテル）ポリマー組成物の使用を記載し、グラフトは、約２００℃〜約４５０℃の温度範囲でポリマーの架橋を可能にする。この特許は、架橋基をグラフトするための好適な溶媒中にポリマーを溶かすことを開示している。そのような必要プロセスステップは、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む、ある種のタイプのポリマーで、またはある種のポリマー状構造で時にはグラフト化が困難に、または非実用的になり得る。
【０００８】
本出願の出願人に帰属し、参照によって関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第８，５０２，４０１号は、第２のポリマーにグラフトして架橋したポリマー状網目を提供するパー（フェニルエチニル）アレーンポリマーを示している。
【０００９】
所望の機械的性質および高温ポリマーを獲得するために、架橋が高ガラス転移ポリマーに沿って形成する制御の試みも過去になされた。参照によって関連部分で本明細書において組み込まれる出願人の米国特許第５，６５８，９９４号は、例えばポリマーそれ自体で架橋することによって、約３５０℃を超える温度への曝露によって、または代替として架橋剤の使用によって架橋され得る、低誘電体中間層におけるポリ（アリーレンエーテル）の使用を示す。この特許において、また米国特許第５，８７４，５１６号に挙げられたように、架橋は、フェニルエチニル、ベンゾシクロブテン、エチニルおよびニトリルなどの公知の終端封鎖剤を使用して、ポリマー骨格の終端で起こる。架橋度は限定されることがあり、より低いガラス転移温度、低い耐薬品性、およびより低い引張強度という結果を伴う。
【００１０】
本出願の出願人の米国特許第９，００６，３５３号はまた、関連部分で参照によって本明細書に組み込まれ、坑内ツール用途などの極端な条件で使用されるより高いガラス転移温度を有する架橋した有機ポリマーを達成するために、未架橋ポリマーとブレンドされる架橋化合物を開示している。
【００１１】
そのような架橋剤は有効であり得るが、架橋の速度および程度の制御に困難がある場合がある。架橋したポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む架橋したポリアリーレンエーテルポリマーなどの、骨格中に芳香族基を有する架橋した有機ポリマーは、本明細書に記載のような架橋を制御するために試剤を使用して製造された場合でさえ、高温（約２７０℃を超えるＴｇを有する）でよく機能する無定形ポリマーである。架橋は、ベースポリマーの高温性に対して高い耐薬品性を付加する。上に特定され、本明細書中に記載の特許および出願公開特許に記述されているような技法を使用し、出願人の技法を使用して、架橋を行うことができる。成形の際には、制御された架橋したポリマーが、約２５０℃（または材料のＴｇより多少下）でうまく行われる。しかし、成形温度が上昇すると、反応は、完全な硬化が１分未満で達成され得るように加速することがある。しかし、チューブ、ロッドまたは電気コネクターなどの射出成形品のサイクル時間は、一般に３〜５分またはそれより長い。１分未満の完全な硬化は、成形部品の形成の際に射出成形または押出などの従来の成形技法の有用性を妨げることがある。
【００１２】
遅延または抑制する先行技術の試み、ならびに化合物およびその反応を使用する穏健な架橋反応は公知である。Vanderbilt  Rubber  Handbook,  13th  ed.,  1990,  p.281を参照。
【００１３】
さらに、参照によって関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第９，１０９，０８０号において、出願人は、従来の成形技法を使用して、そのような反応を制御し抑制し、より容易にそのようなポリマーを加工する能力を改善する架橋化合物および架橋反応添加剤を含む架橋組成物を以前に開示した。しかしながら、幾つかの架橋化合物は、他のものより製造することがより困難および／または高価であり、極端な反応条件および苛酷な化学試薬の使用を必要とする。その中の架橋化合物は、ケトン単位として９−フルオレノンに基づき、製造できる架橋化合物の種類は比較的限定的であり、架橋化合物は高い融点を有し、またこれらの架橋化合物の使用は、同様の高温加工ポリマーに限定され得る。
【００１４】
したがって、出願人が以前に特定した架橋化合物と少なくとも同じくらい有効である、それほど苛酷でない化学薬品、穏やかな反応条件を使用し、より少ない費用を用いてより容易に製造することができる、種々様々な架橋化合物の使用が望ましい。架橋化合物は、さらに架橋ポリマーをより広範囲の温度で可能にし得る。そのような新しい架橋化合物は、フッ素含有エラストマーなどのエラストマーの代わりとしてエラストマー用途において使用することができ、またはエラストマー使用に関して高温最終用途に使用することができる。
【００１５】
フッ素含有エラストマー、特にテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）および他のフッ素化モノマー単位を含むパーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）は、公知であり、優れた耐薬品性、耐溶剤性および耐熱性を示す材料が必要とされる最終用途において用いられる。それらは、苛酷な環境における使用が意図されるシーリングおよび他の製品に広く使用される。さらに、ＦＦＫＭは、耐薬品性に加えて高い純度が必要とされる最終用途において用いられる。技術が進歩するにつれて、そのような高耐性の化合物についてさえ必要とされる特性は引き続いてより厳しくなっていく。航空、坑内石油採掘、航空宇宙、半導体製造、化学品製造および製薬の分野において、シーリング性および他のエラストマー性は、また３００℃またはそれより上の高温環境にさらされる、絶えず増加する苛酷な化学的環境の下で機能する能力を要求し続ける。そのような材料が高温環境に耐える能力はますます重要になっている。
【００１６】
ＦＦＫＭは優れた耐薬品性およびプラズマ耐性を提供するが、その未充填状態においては、典型的には機械的性質がより弱い。このように、満足な圧縮永久歪耐性および機械的性質を達成するためには、一般に当技術分野で充填剤または他の強化系を含むことが知られている。高温最終用途で役立つようにし、変形に耐えることができ、絶えず増加する厳しい条件に耐えることができる成形部品を形成するために、そのような材料をブレンド、修飾または充填する方法を見いだすことが当技術分野における目標である。ＦＦＫＭ材料は、典型的には少なくとも１種のパーフルオロ硬化部位モノマーを含むパーフルオロモノマーから調製される。モノマーは重合して、硬化薬または硬化剤との反応で架橋が意図される、硬化部位を有する硬化性パーフルオロポリマーを形成する。硬化（架橋）すると、ベースポリマー材料は本質的にエラストマーになり、エラストマー特性を示す。
【００１７】
耐薬品性および／またはプラズマ耐性を下げないようにしつつ、機械的性質を高めるために半導体および他の工業において使用される典型的な充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、ＴＦＥ系フッ素樹脂、硫酸バリウム、および他のポリマーおよびプラスチックが含まれる。１つまたは複数のＦＦＫＭ硬化性ポリマーのブレンドは、時には、機械的およびシール特性を犠牲にせずに様々な最終用途に対する、より高い耐熱性、耐薬品性および耐プラズマ性の要件の難問へ対応するそのような材料を改善する試みにおける、様々である性質を達成するように行われる。
【００１８】
そのような組成物中のフルオロポリマーの充填剤の使用はまた時には、特に高温（例えば、＞３００℃）での最終用途において比較的高い圧縮永久歪の不利な原因となることがある。成形性および結合性もまた、そのようなフルオロポリマー充填剤の使用により限定されることがある。
【００１９】
熱特性を改善したベースＦＦＫＭ化合物を提供するために、様々なポリマーもまた独特の硬化系を用いて開発されている。この１つの例は米国特許第６，８５５，７７４号である。形成された架橋は、耐熱性の増加に寄与すると記載されている。米国特許第６，８７８，７７８号は、優れた耐薬品性および機械的強度ならびに高温での耐熱性を有する、結果として得られた最終材料に寄与すると記載される硬化薬をさらに教示している。
【００２０】
ブレンドされたＦＦＫＭも独特の性質を達成するために開発されている。米国特許第６，８５５，７７４号および同第６，８７８，７７８号から形成されたものなどのＦＦＫＭ、ならびに他のＦＦＫＭも同様にブレンドされている。米国特許第８，３６７，７７６号は、そのようなポリマーならびに１つまたは複数の追加のＦＦＫＭを含む組成物を記載しており、組成物中のＦＦＫＭ化合物のうちの２つは、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）モノマー含有率の観点で約５〜約２５モルパーセント異なる。そのようなブレンドは、フッ素樹脂充填剤の使用なしでよく機能することができる組成物を形成する能力を提供し、そのような充填した材料の代替となり、幾つかの事例では改善されると記載されている。そのようなブレンドは、苛酷な化学薬品の存在下の亀裂耐性、および良好な耐熱性および耐プラズマ性を提供する。
【００２１】
米国特許第９，０１８，３０９号は、２種またはそれより多くのＦＦＫＭのブレンドを記載し、その１つは、高ＴＦＥ含有率の硬化性パーフルオロポリマー（米国特許第８，３６７，７７６号でのように）であり、そのまた１つは第２の硬化性パーフルオロポリマーのマトリックス中に組み込まれたフッ素樹脂である。組み合わせた材料は改善された高温性を提供する。そのような材料は、高温エラストマー、および耐薬品性および／またはプラズマ耐性が必要とされる要求の強い環境の最先端技術である。
【００２２】
技術は、高温およびますます苛酷な環境でＦＦＫＭの機械的および圧縮永久歪性能を改善するために、化学的純度および不活性の水準によるこれらの材料の有利な薬品耐性および／またはプラズマ耐性を保持しつつ努力し続ける一方で、末端使用者がそのような材料のために操作条件を推進し続けるにつれて当技術分野でますます注目されることになる性能の問題が残存する。温度が上昇するにつれて、ＦＦＫＭは熱により分解し、有用な範囲が限定される。添加剤および様々なブレンドおよび／または硬化薬の改質は、範囲を押し上げようと試みているが、限界がなお存在する。
【００２３】
他のポリマーは高温使用で周知されているが、機械的性質とエラストマー性の組合せが求められるすべての苛酷な環境において常に用いられるわけではない。ポリアリーレンなどの芳香族ポリマーは、熱安定性の骨格を有することが公知であるが、しかし、最近まで一般には、エラストマーの最終用途には適していなかった。室温で非エラストマーである熱安定性ポリマーの架橋を使用し、次いでガラス転移点より上の使用温度でそれを使用する試みが、当技術分野でなされている。
【００２４】
国際公開第２０１１／０７１６１９号は、坑内使用で劣化を回避するために、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）骨格をＣ−Ｎ結合によって連結したＮ−Ｒｘ−Ｎ架橋基を有するＰＥＥＫを組み込んだ高温シーリング素子の使用を開示している。
【００２５】
同様に、J.L.  Hendrick  et  al.,  "Elastomeric  Behavior  of  Cross-linked  Poly(aryl  ether  ketone)s  at  Elevated  Temperatures,"  Polymer,  Vol.  33,  No.  23,  pp.  5094-5097  (1992)。ＰＥＥＫは、オリゴマー終端基を介して無水マレイン酸によって架橋されてそのＴｇより上でエラストマー性を示すＰＥＥＫを形成する。しかし、また最近まで、そのような系はＦＦＫＭの代替として、および機械的性質とエラストマー性の正しいバランスを必要とする高温最終用途で、有用なものとするのに所望される高温性および／または加水分解安定性をまだ達成していなかった。
【００２６】
米国特許出願公開第２０１３／００１２６３５号は、形状記憶材料および用品として有用な熱可塑性材料を開示し、熱可塑性材料はそのＴｇより上に形状記憶ポリマーを加熱することから形成され、ポリマーを成形し、次いで、Ｔｇ未満に冷却することにより用品へその形態を定着させる。使用において、そのように成形された用品は、そのＴｇより上に加熱され、第１の成形された形状を回復する。使用が示唆されるポリマーは、酸素の存在または欠如のもとで硬化されてもよい２００℃を超えて熱的安定性を有するものである。硫黄、シリカ、キノン、パーオキシ化合物、金属過酸化物、金属酸化物およびこれらの架橋剤の組合せなどの架橋剤を、形状記憶ポリマーと共に架橋のために使用することができる。
【００２７】
架橋を有するそのような高温エラストマー最終生成物を試みる先行技術システムの幾つかは、ポリマーの、またはポリマー中に特定の官能基を含む複雑な化学合成を使用している。この手法は、ポリマーが合成段階で固定されるので架橋密度をカスタマイズする能力を限定する。可撓性がより大きければ、種々の用途のために最終材料をカスタマイズする能力が可能になる。
【００２８】
ＦＦＫＭは非常に強いエラストマーとは知られていない。しかしながら、これは耐性があり、充填剤系は熱的安定性によるその欠点を改善する試みのために使用され、熱的安定性を改善することができ、より良好な機械的性質が達成された場合、高温および要求の強い環境において絶えず増加するニーズを満たす材料は、当技術分野で利用可能である。利用可能な材料の限界により今のところは可能でない、さらなる製品を設計することはできる。
【００２９】
本出願の出願人の米国特許第９，１０９，０７５号は、また関連部分で参照によって本明細書において組み込まれ、高温最終用途のための架橋した有機ポリマーを開示している。高温最終用途のための架橋した有機ポリマーは提供されるが、そのような架橋した有機ポリマーにおいて使用される架橋化合物は製造することが困難および／または高価であり得る。高温最終用途のためのポリマーの製造で使用される、それほど高価でなく容易に製造される種々様々な架橋化合物を提供することは望ましい。
【００３０】
シーリングコンポーネントおよび他の耐摩耗性材料は非常に厳しく要求の強い環境において使用することができる。それらの摩耗性および機械的性質は、適用可能性および使用寿命にとって非常に重要である。例えば、シーリングコンポーネントは、典型的にはグランドに位置するエラストマー材料から形成される。一用途において、環状シールは、グランド内に適合し、表面間のギャップを密封するために設置されてもよい。例えば、シールは、空洞内に適合する軸のまわりで設置されてよく、空洞は、シールをグランドが受け入れるように構成することができる。多くの事例において、シールは単独で設置されるのでなく、シール組立体の一部である。そのような組立体は裏張りリングおよび他のコンポーネントを含んでもよい。シールおよびシール組立体は、通常主要なシーリング素子を支持するように構築され、一般にエラストマー材料で形成されて、グランドへの、およびシール面間の空間またはギャップへのその材料のはみ出しを防止する。
【００３１】
使用温度が高い場合、純粋なエラストマーシールは、漏洩を防止するために十分なシーリング力を提供することができず、および／またはシール面間のギャップへ、例えば、軸およびシールへはみ出すことがある。そのような条件下では、より高い剪断強度を有する熱可塑性材料が、はみ出しに抵抗するのを支援するためにシール面間のギャップから軟質エラストマー成分を分離するのに使用されてもよい。より硬質材料とより軟質材料の組合せも時には使用され、その結果、より軟質材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、または他のフルオロポリマー材料など）は、より剛直な熱可塑性の抗はみ出し成分によってギャップへのはみ出しが防止される。そのような材料は一方向と二方向のシーリング組立体において使用される。
【００３２】
抗はみ出し成分として使用される材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）および類似のポリケトンを含む。Ｖｉｃｔｒｅｘ（登録商標）ポリアリーレンなどの市販ポリアリールケトンを含むそのような材料の連続使用温度は、約２４０℃〜約２６０℃の範囲である。
【００３３】
高温での使用において、ポリケトンは、そのガラス転移温度より大幅に高くなる。例えば、ＰＥＥＫは半晶質であり、１４３℃のＴｇを有する。Ｖｉｃｔｒｅｘ（登録商標）ＰＥＫおよびＰＥＫＥＫＫなどの他のポリケトンは、それぞれ１５２℃および１６２℃のガラス転移温度を有する。
【００３４】
半晶質の材料は、そのガラス転移温度より上で使用されるので、それらは、使用中機械的性質の低下を示す傾向があり、性能が対応して低下する。図２および図３に関して、この効果は、ＰＥＥＫリングがそのガラス転移温度より下および上でそれぞれ負荷を受けると見ることができ、はみ出し耐性の有意差を見ることができる。図３は、同じ負荷期間で５０％低い圧力で６０％のはみ出しの増加を示す。
【００３５】
また、そのようなはみ出し問題は電気コネクターの領域で問題である。そのようなコネクターは、坑内石油探索ツールのセンサーから電子機器まで電気的信号を中継するために使用される。それらはまた隔壁シールとして機能し、ツールが突発故障を被る場合、石油探索ツールの電子機器の破壊に対する最後の防衛線である。そのようなシールは、高い温度で長期間高い圧力に耐えることができなければならない。不幸にも、多くの坑内油田製品が、様々な市販ポリケトンのＴｇでまたはそれより上で使用され、その結果、厳しいはみ出しが起こり得る。しばしば、そのようなはみ出しはシールとしてその部品の故障をもたらし、シールを通して湿気が漏れるか、または、その部品がもはや機械的に適切に機能しないでそのように変形するかどちらかである。この挙動の一例は、電気コネクターのはみ出しを示す図４において見ることができる。
【００３６】
ＰＥＥＫの性質を高める試みは行われてきた。先に論じたように、架橋は、高温ポリマー状材料を修飾する１つの方法と広く認められてきた。いくつかの発明は、それ自体で架橋すること、架橋化合物をポリマーにグラフトすること、またはブレンドなどによる架橋化合物をポリマーに組み込むことによりポリマー内の架橋を使用することによって、有機ポリマーの高温性能の改善を目指してきた。
【００３７】
米国特許第５，１７３，５４２号は、架橋ポリイミド、ポリアリーレンケトン、ポリアリールエーテルスルホン、ポリキノリン、ポリキノキサリン、および非芳香族フルオロポリマー用のビストリアゼン化合物の使用を開示している。結果として得られる架橋したポリマーは多層集積回路の中間層絶縁体として有用である。特許が論じる当技術分野で遭遇する難事は、性質を高めるために芳香族ポリマーの架橋プロセスを制御することを含む。それは、有用な中間層材料を形成することができるように、耐薬品性を高めて亀裂を低減するビストリアゼン架橋構造および方法を提案している。
【００３８】
高温性を高めるためのポリマーを架橋する他の試みは、ポリマーの熱的安定性に関して困難に遭遇した。他の問題は、架橋の速度および程度の制御の観点で生じる。
【００３９】
米国特許第５，８７４，５１６号は、本出願の出願人に帰属し、参照によって関連部分で本明細書において組み込まれ、熱に安定であるポリアリーレンエーテルポリマーが低誘電率、低吸湿性および低湿気放出性を有することを示す。ポリマーはさらに、それ自体で架橋することができ、架橋剤を使用して架橋することができる構造を有する。
【００４０】
さらなる特許、米国特許第５，６５８，９９４号は、例えば約３５０℃より高い温度への曝露によるそれ自体の架橋または架橋剤の使用によって架橋することができるポリアリーレンエーテルポリマーについて論じる。特許はまた、フェニルエチニル、ベンゾシクロブテン、エチニルおよびニトリルなどの公知の終端封鎖剤を使用するポリマーの終端封鎖を記載している。限定された架橋は、鎖の終端に存在するので、関連する性質、すなわちガラス転移温度、耐薬品性および機械的性質は、すべての高温用途に対して十分に高められない。
【００４１】
ポリアリーレンエーテルポリマーの性質の改善においてさらなる開発が、米国特許第８，５０２，４０１号に記載され、ポリアリーレンエーテル、ポリイミド、ポリ尿素、ポリウレタンおよびポリスルホン用の添加剤としてパー（フェニルエチニル）アレーンの使用を記載している。特許は、性質を改善するための２種のポリマー間の半相互貫入ポリマー網目構造の形成について論じている。
【００４２】
出願人の米国特許第９，００６，３５３号は、構造：
【化１】
2022500523.tif 000003
［ここで、Ｒは、ＯＨ、ＮＨ２、ハライド、エステル、アミン、エーテルまたはアミドであり、ｘは２〜６であり、Ａは、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアレーン部分である］の架橋化合物を有する組成物を記載している。ポリアリーレンケトンなどの芳香族ポリマーと反応させた場合、それは熱に安定な、架橋したポリマーを形成する。この技術は、架橋が困難であるポリマーの架橋を与え、それらは、そのように修飾されたポリマー次第で（すなわち、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトンおよび他のポリアリーレンケトン、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、アラミド、およびポリベンゾイミダゾール）、２６０℃より高く、さらに４００℃またはそれより高い温度まで熱に安定である。
【００４３】
ポリイミドおよびポリアミドイミドコポリマーは約２６０℃またはそれより高いガラス転移温度を有するが、それらは、化学攻撃により容易に損なわれるので強い酸、塩基または水性環境中では有用でなくなりがちである。その結果、それらの作業温度はより魅力的であるが、その耐薬品性は、液状媒体が水系であるか、そうでなければ材料に対して有害であるシーリング用途の有用性を限定する。例えば、出願人によるポリイミドの試験は、曲げ弾性率を試験するためにＡＳＴＭ−Ｄ７９０を使用して、蒸気中２００℃で３日間エージングした後に性質の約８０％の消失を示した。
【００４４】
ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）およびポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）などの全芳香族ポリスルホンは、そのような最終用途に使用されてもよいが、それらの非晶質の性質によって、強酸および塩基の存在下で応力亀裂に対して弱いという問題を生じる。経時的にそのガラス転移温度の近くの温度で無定形ポリマーが流動する可能性により、連続使用温度は、典型的にはガラス転移温度より約３０℃〜４０℃下で設定される。このようにポリスルホン（ＰＳＵ）の連続使用のためには、温度は、ガラス転移温度が約２２０℃である場合、１８０℃に設定されることが推奨される。
【００４５】
苛酷な薬品、水および／または蒸気に曝露する、要求のより強い最終使用で遭遇する他の問題としては、ポリマーが、未膨潤ポリマー中の標準状態から、分子鎖の運動を高め、ガラス転移温度の降下を作り出し得る薬品を吸収する場合に引き起こされる可塑剤効果と関連する問題を含む。
【００４６】
さらなる問題はクリープに関連する。ポリマーがそのガラス転移温度の上で働く場合、クリープは、苛酷な条件下で変形し得るシールコンポーネントとしての制約要因である。このように、機械的性質を改善し、クリープを予防し、はみ出しに抵抗するためには、使用中にほとんどの高温ポリマーが裏張りリングまたは成形コンポーネントとしての使用のために充填される。充填剤の使用の不利な面は、典型的には非常に延性を落とすということである。例えば、未充填ＰＥＥＫは、約４０％の引張伸びを有するが、３０％炭素充填ＰＥＥＫはわずか１．７％の破断時の引張伸びを有する。このように、材料は強化充填剤からより脆くなり、脆さから長期の負荷の下で部分的な亀裂が生じる場合がある。充填剤の使用は、また成形部品の型対横断方向において熱膨張係数の差異の原因となる。これはまたかなりの成形内応力を引き起こす場合がある。一部が著しい負荷の下にない場合でさえ、最終結果はクリープ破断による経時的な亀裂である。
米国特許第９，１２７，１３８号および米国特許出願公開第２０１５／０５４４６８８号は、出願人に帰属し、参照によって関連部分で本明細書において組み込まれ、有機芳香族ポリマーおよび架橋化合物から形成されたシーリングコンポーネント関し、はみ出し耐性およびクリープ耐性があるシーリングコンポーネントを提供する。しかし、その中の架橋化合物は、製造することが困難で、高価であり得る。架橋化合物をより少ない費用で製造することができるように、穏やかな反応条件下でより容易に製造される架橋化合物を使用し苛酷な試薬をあまり使用せずに耐はみ出し性および耐クリープ性のシーリングコンポーネントを形成することが望ましい。
このように、出願人は、以前に架橋した芳香族ポリマーを使用する新しい方法を開発したが、少なくとも出願人の先行特許中のものと同様に働くが、使用は容易でよりコスト的に効果的な代替法を提示する代替架橋化合物に対する必要性が当技術分野で存在する。そのような代替の架橋化合物は、シーリングコンポーネント、シールコネクターおよび類似の部品としてなお効果的に働かなければならない。なお良好な機械的性能を維持し、シールされる２表面間のギャップに、またはピンに沿ってシールまたはコネクター材料のはみ出しに抵抗し、脆くならず、著しくその延性を失わずに使用される場合にクリープに抵抗しつつ、架橋化合物は、油田および他の苛酷な条件および工業的用途と関連した、高い使用温度での操作ために役立たなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】米国特許第５，８７４，５１６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０６０，１７０号明細書
【特許文献３】米国特許第８，５０２，４０１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６５８，９９４号明細書
【特許文献５】米国特許第９，００６，３５３号明細書
【特許文献６】米国特許第９，１０９，０８０号明細書
【特許文献７】米国特許第６，８５５，７７４号明細書
【特許文献８】米国特許第６，８７８，７７８号明細書
【特許文献９】米国特許第８，３６７，７７６号明細書
【特許文献１０】米国特許第９，０１８，３０９号明細書
【特許文献１１】国際公開第２０１１／０７１６１９号
【特許文献１２】米国特許出願公開第２０１３／００１２６３５号明細書
【特許文献１３】米国特許第９，１０９，０７５号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，１７３，５４２号明細書
【特許文献１５】米国特許第９，１２７，１３８号明細書
【特許文献１６】米国特許出願公開第２０１５／０５４４６８８号明細書
【非特許文献】
【００４８】
【非特許文献１】Vanderbilt  Rubber  Handbook,  13th  ed.,  1990,  p.281
【非特許文献２】J.L.  Hendrick  et  al.,  "Elastomeric  Behavior  of  Cross-linked  Poly(aryl  ether  ketone)s  at  Elevated  Temperatures,"  Polymer,  Vol.  33,  No.  23,  pp.  5094-5097  (1992)
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００４９】
本発明は、有機ポリマーを架橋するための架橋組成物であって、下記式：
【化２】
2022500523.tif 000004
［式中、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の、飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］の１つまたは複数による構造を有する架橋化合物を含む、架橋組成物を提供する。
【００５０】
幾つかの実施形態では、架橋組成物が、式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）から選択される１つまたは複数の架橋化合物のブレンドを含んでもよい。さらに、他の実施形態では、架橋組成物は、式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）から選択される少なくとも１つの架橋化合物を含み、また米国特許第９，００６，３５３号に開示されたタイプの架橋化合物などの少なくとも１種の追加の架橋化合物を含んでもよい。１つまたは複数の架橋化合物のブレンドが使用されてもよいが、単一架橋化合物が選択されることが好ましい。
【００５１】
上に記述されている組成物中の架橋化合物は、式（Ｉ）による構造を有してもよく、以下の
【化３】
2022500523.tif 000005
からなる群から選択されてもよい。
【００５２】
上に記述されている組成物中の架橋化合物は、式（ＩＩ）による構造を有してもよく、以下の
【化４】
2022500523.tif 000006
【化５】
2022500523.tif 000007
からなる群から選択される。
【００５３】
上に記述されている組成物中の架橋化合物はまた、式（ＩＩＩ）による構造、およびさらに以下
【化６】
2022500523.tif 000008
による構造を有してもよい。
【００５４】
上に記述されている式（Ｉ）または（ＩＩ）による架橋化合物のアレーン、アルキルまたはアリール部分Ａは、好ましくは約１，０００ｇ／ｍｏｌ〜約９，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは約２，０００ｇ／ｍｏｌ〜約７，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。
【００５５】
別の実施形態では、本発明は、有機ポリマー、ならびに上に示される式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）から選択される構造を有する少なくとも１つの架橋化合物を含む、架橋した有機ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物を含む。
【００５６】
有機ポリマーは、好ましくはポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）およびポリアラミドから選択されるポリマーである。
【００５７】
有機ポリマーはまた、本明細書の一実施形態では、式（ＸＩＩＩ）
【化７】
2022500523.tif 000009
［式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は同一または相異なるアリールラジカルであり、ｍ＝０〜１．０、かつｎ＝１−ｍである］による構造を有する骨格に沿ってポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）であるポリマーであってもよい。
【００５８】
さらなる好ましい実施形態では、有機ポリマーは、骨格に芳香族基を有するポリマー、好ましくはポリ（アリーレンエーテル）であり、ｍは１であり、かつｎは０であり、ポリマーは、式（ＸＩＶ）：
【化８】
2022500523.tif 000010
の構造を有するその骨格に沿って繰り返し単位を有する。
【００５９】
有機ポリマー組成物は１つまたは複数の添加剤をさらに含んでもよい。好ましくは、添加剤は、炭素繊維、ガラス繊維、織物状ガラス繊維、織物状炭素繊維、アラミド繊維、ホウ素繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、セラミック繊維、ポリアミド繊維の１つまたは複数から選択される連続または不連続の、長繊維または短繊維である、強化繊維の１つまたは複数、および／またはカーボンブラック、シリケート、繊維ガラス、硫酸カルシウム、ホウ素、セラミック、ポリアミド、石綿、フルオログラファイト、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、ホウ砂（ホウ酸ナトリウム）、活性炭、パーライト、テレフタル酸亜鉛、グラファイト、タルク、雲母、炭化ケイ素ウィスカーまたは小板、ナノ充填剤、二硫化モリブデン、フルオロポリマー充填剤、カーボンナノチューブおよびフラーレンチューブから選択される１つまたは複数の充填剤から選択される。
【００６０】
添加剤は、好ましくは連続または不連続の、長繊維または短繊維である、強化繊維、すなわち炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維および／またはガラス繊維を含む。最も好ましくは、添加剤は、強化繊維であり連続長尺繊維である。好ましい実施形態では、有機ポリマー組成物は、組成物中に約０．５重量％〜約６５重量％の添加剤、より好ましくは組成物中に約５．０重量％〜約４０重量％の添加剤を含む。有機ポリマー組成物は、安定剤、難燃剤、顔料、色素、可塑剤、界面活性剤、および／または、分散剤の１つまたは複数をさらに含んでもよい。
【００６１】
本発明による別の実施形態では、架橋組成物は、上に記載の構造を有する架橋化合物、および架橋反応添加剤を含む。架橋反応添加剤は、有機酸および／またはアセテート化合物から選択され、オリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーは有機ポリマーを架橋することができる。架橋反応添加剤は、氷酢酸、ギ酸および／または安息香酸などの有機酸であってもよい。
【００６２】
架橋反応添加剤は、式（ＸＩＩ）：
【化９】
2022500523.tif 000011
［式中、ＭはＩ族またはＩＩ族金属であり；Ｒ４は、アルキル、アリールまたはアラルキル基であり、アルキル基は、炭化水素基の鎖に沿ってまたは炭化水素基の鎖中に、０〜約１０個のエステルまたはエーテル基、好ましくは約０〜約５個のエステルまたはエーテル基を有する、炭素原子１〜約３０個、好ましくは炭素原子約１〜約１５個の炭化水素基であり、Ｒ４は、サルフェート、ホスフェート、ヒドロキシル、カルボニル、エステル、ハライド、メルカプトまたはカリウムの１つまたは複数であってもよい、０〜約１０個、好ましくは約０〜約５個の官能基を有していてもよい］による構造を有するアセテート化合物であってもよい。より好ましくは、アセテート化合物は、酢酸リチウム水和物、酢酸ナトリウムおよび／または酢酸カリウム、ならびにその塩および誘導体であってもよい。
【００６３】
架橋化合物対架橋反応添加剤の重量百分率比は、約１０：１〜約１０，０００：１、より好ましくは約２０：１〜約１０００：１であってもよい。
【００６４】
別の実施形態では、本発明は、上に記載の式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）から選択される構造を有する架橋化合物；有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤；および少なくとも１種の有機ポリマーを含む、架橋した有機ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物を含み、架橋反応添加剤は架橋化合物と反応してオリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーは有機ポリマーを架橋することができる。
【００６５】
さらなる実施形態では、本発明は、有機ポリマー、および上に記載の式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の群から選択される構造を有する架橋化合物と、有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤との反応生成物である反応性架橋オリゴマーを含む、架橋した有機ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物を含む。好ましくは、有機ポリマー対架橋化合物および架橋反応添加剤の合計重量の重量百分率比は、約１：１〜約１００：１である。
【００６６】
有機ポリマーは上に論じた有機ポリマーのいずれからも選択される。さらに、有機ポリマーがポリアリーレンエーテルである場合、それは式（ＸＩＩＩ）の構造による繰り返し単位を有していてもよく、式（ＸＩＶ）の構造を有していてもよい。
【００６７】
架橋組成物は上に論じた少なくとも１種の添加剤をさらに含んでもよく、組成物は、０．５重量％〜約６５重量％の少なくとも１種の添加剤を含む。架橋組成物は、安定剤、難燃剤、顔料、可塑剤、界面活性剤および分散剤の１つまたは複数をさらに含む。
【００６８】
架橋組成物は成形品を形成するために使用することができる。成形品は、押出、射出成形、ブロー成形、インフレーションフィルム成形（ｂｌｏｗｎ  ｆｉｌｍ  ｍｏｌｄｉｎｇ）、圧縮成形、または射出／圧縮成形を使用して成形される。製作品は、耐酸性コーティング、化学注型フィルム、押出フィルム、溶媒注型フィルム、インフレーションフィルム、カプセル化生成物、断熱材、包装材、複合セル、コネクター、および、Ｏリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケットの形状のシーリング組立体、ベアリング、バルブシート、アダプター、ワイパーリング、山形裏張りリング（ｃｈｅｖｒｏｎ  ｂａｃｋ−ｕｐ  ｒｉｎｇ）および管材から選択される。
【００６９】
有機ポリマーを架橋するのに使用するための、本明細書中に記載のタイプの架橋化合物の架橋反応速度を制御するための方法も、本明細書において提供される。方法は、上に示される式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）からなる群から選択される構造を有する架橋化合物、ならびに有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を含む架橋組成物を用意するステップと、架橋化合物のオリゴマー化が起こるように、架橋組成物を加熱するステップとを含む。幾つかの実施形態では、架橋組成物は１つまたは複数の追加の架橋化合物を含む。
【００７０】
一実施形態では、方法は、熱成形の前に架橋組成物を加熱するステップをさらに含む。代替実施形態では、方法は熱成形の間に架橋組成物を加熱するステップをさらに含む。
【００７１】
架橋反応速度を制御する方法で使用される架橋化合物は、上に記述されている様々な構造のいずれを有していてもよい。一実施形態では、架橋反応添加剤は、氷酢酸、ギ酸および／もしくは安息香酸から選択される有機酸、ならびに／または酢酸リチウム水和物、酢酸ナトリウムおよび／もしくは酢酸カリウムおよびその塩および誘導体から選択されるアセテート化合物である。
【００７２】
一実施形態では、架橋反応速度を制御する方法は、溶媒中で架橋化合物と架橋反応添加剤を合わせ、架橋化合物と架橋反応添加剤を反応させて反応性オリゴマー化架橋化合物を形成するステップをさらに含む。代替実施形態では、架橋反応速度を制御する方法は、架橋化合物と、固体形態の架橋反応添加剤を合わせるステップをさらに含む。
【００７３】
架橋反応速度を制御する方法は、反応性オリゴマー化架橋化合物を有機ポリマーに添加して架橋性組成物を形成するステップと、有機ポリマー組成物を架橋して、架橋した有機ポリマーを形成するステップとを含んでもよい。
【００７４】
架橋反応速度を制御する方法において、有機ポリマーは上に論じた有機ポリマーのいずれであってもよい。有機ポリマーは、式（ＸＩＩＩ）の構造によるポリマー繰り返し単位を含むポリアリーレンエーテルであってもよい。
【００７５】
参照によって関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第９，１０９，０８０号において出願人によって認められたように、芳香族基含有有機ポリマーの粘度が増加するにつれて、そのような架橋反応添加剤を速度制御のために使用することにより、達成することができる抑制の程度は必ずしも十分だとは限らず、その結果、幾つかの実施形態では、硬化および架橋速度を低減および／または制御することによって最終効果を改善する追加の修飾が望まれる。米国特許第９，１０９，０８０号は、架橋用の脱臭素化有機ポリマーを特定したが、この特許は、製造することが困難および／または高価であり得る、限定された架橋化合物を提供する。
【００７６】
本発明は、骨格中に芳香族基を有し、かつ／または高ガラス転移温度ポリマーのカテゴリー内である有機ポリマーに特に有用な、架橋のための脱臭素化有機ポリマー、ならびにそのような脱ハロゲン化有機ポリマーを含む組成物、および上で論じた式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の架橋化合物を使用してそれを調製および架橋する方法を提供する。結果として得られる用品は、制御された架橋反応速度を使用して形成され、脱ハロゲン化有機ポリマーの高い加工性によりそのようなポリマーの架橋の間に従来の成形技法の使用を可能にする。先に出願人によって認められたように、これによって、様々な独特で容易に形成しやすい架橋した有機ポリマーの製作品の生成を可能にし、様々な最終用途について耐薬品性、高温、高圧性能および強度を含む、そのような材料の有利な性質を提供する。
【００７７】
脱ハロゲン化有機ポリマー、および上に詳細に記載された式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の群から選択される構造を有する少なくとも１つの架橋化合物を含む、架橋した芳香族ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物が本明細書において含まれる。脱ハロゲン化有機ポリマーは、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーをアルカリ金属化合物と反応させて少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーと、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基中のハロゲン原子との間の結合を切断して中間体を形成するステップを含むプロセスにより形成される。
【００７８】
一実施形態では、脱ハロゲン化有機ポリマーは、脱臭素化有機ポリマーであり、有機ポリマーは、上に論じたポリマーのタイプのいずれであってもよく、式（ＸＩＩＩ）によるポリマー繰り返し単位を有するポリアリーレンエーテルであってもよい。さらに、有機ポリマー組成物は、有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤をさらに含んでもよく、架橋反応添加剤は架橋化合物と反応してオリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーは脱ハロゲン化有機ポリマーを架橋することができる。
【００７９】
脱ハロゲン化有機ポリマーは、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーをアルカリ金属化合物と反応させて少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーと、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基中のハロゲン原子との間の結合を切断してカルボカチオンを有する中間体を形成することによって形成することができ、これは、出願人に帰属し、関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第９，１０９，０８０号に記載されている。カルボカチオンを有する中間体は、酢酸と反応させて脱臭素化有機ポリマーを形成する。一実施形態では、ハロゲン含有反応性基は臭素含有反応性基である。
【００８０】
そのような脱ハロゲン化反応において有用なアルカリ金属化合物は、好ましくは構造Ｒ５−Ｍ’’［式中、Ｍ’’はアルカリ金属であり、Ｒ５は、Ｈ、または分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であって、前記基の鎖もしくは構造に沿ってもしくは前記基の鎖もしくは構造の中に０〜約１０個のエステルもしくはエーテル基を有する炭素原子１〜約３０個のアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であり、Ｒ５は置換されていてもいなくてもよい］を有するものである。
【００８１】
アルカリ金属化合物は、本明細書の好ましい一実施形態では、ｔ−ブチルリチウムであってもよい。臭素含有反応性基などの少なくとも１個のハロゲン含有末端基を有する有機ポリマーを、好ましくは溶媒中でアルカリ金属化合物と反応させ、また、少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する有機ポリマーを、好ましくは溶媒中反応前に乾燥する。反応は、ハロゲン原子の大半が有機ポリマーから除去されるまで、低温で行う。
【００８２】
有機ポリマー組成物は成形品を形成するために使用することができる。成形品は、押出、射出成形、ブロー成形、インフレーションフィルム成形、圧縮成形、または射出／圧縮成形を使用して形成されてもよい。製作品は、耐酸性コーティング；化学注型フィルム；押出フィルム；溶媒注型フィルム；インフレーションフィルム；カプセル化生成物；断熱材；包装材；複合セル；コネクター；Ｏリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケットを含むシーリング組立体；ベアリング；バルブシート；アダプター；ワイパーリング；山形裏張りリング；および管材から選択される。
【００８３】
有機ポリマーの脱ハロゲン化の後、ポリマーは架橋反応へ導入して、そのような反応に対して高めた性能を提供することができる。このように、本発明は、架橋反応の間に少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有し、好ましくはポリマーの骨格鎖中に芳香族基を有する有機ポリマーの架橋反応速度を制御する方法を含む。方法は、（ａ）少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーをアルカリ金属化合物と反応させて少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーと、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基中のハロゲン原子との間の結合を切断して、それによってカルボカチオンを有する中間体を形成するステップ；（ｂ）カルボカチオンを有する中間体を酢酸と反応させて脱ハロゲン化有機ポリマーを形成するステップ；および、（ｃ）架橋反応を使用し本明細書中に記載の式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による架橋化合物を使用して、脱ハロゲン化有機ポリマーと架橋するステップを含む。
【００８４】
少なくとも１個のハロゲン含有反応性基は一般に末端基であり、有機ポリマーは、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）およびポリアラミドなどの上に記述されているもののいずれであってもよく、好ましくはポリマーの骨格鎖中に芳香族基を有するものである。
【００８５】
少なくとも１個のハロゲン含有反応性基は、好ましくは−Ｒ６−（Ｘ）ｐ［式中、Ｒ６は、炭素、または基の鎖もしくは構造に沿ってまたはその中に０〜約１０個のエステルまたはエーテル基、好ましくは０〜約５個のそのような基を有する炭素原子１〜約３０個のアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状または直鎖の有機基であり、Ｒ６は置換されていてもいなくてもよく；Ｘはハロゲン原子であり、ｐは１または２である整数である］によって表わされる。
【００８６】
本明細書の一実施形態では、アルカリ金属化合物は、Ｒ５−Ｍ’［式中、Ｍ’はアルカリ金属であり、Ｒ５は、Ｈ、または分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であって、前記基の鎖もしくは構造に沿ってもしくは前記基の鎖もしくは構造の中に０〜約１０個のエステルもしくはエーテル基、好ましくは０〜約５個のそのような基を有する炭素原子１〜約３０個のアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であり、Ｒ５は置換されていてもいなくてもよい］からなる群から選択される。
【００８７】
少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する有機ポリマーは、好ましくは本明細書中に記載の方法の実施形態に従ってアルカリ金属化合物と溶媒中で反応させる。溶媒は、好ましくは少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーを溶かすことができるものであり、上に記述されているステップ（ａ）中の反応条件下でハロゲン含有反応基中のハロゲンと反応する官能基を含まない。適切な溶媒は、ヘプタン、ヘキサン、テトラヒドロフランおよびジフェニルエーテルを含む。また、少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する有機ポリマーを、好ましくはアルカリ金属化合物と溶媒中で反応する前に乾燥する。
【００８８】
脱ハロゲン化処理の第１の反応ステップは、好ましくは約−２０℃より低い、好ましくは約−７０℃より低い温度で、約２時間で起こる。
【００８９】
上に記述されている有機ポリマーの架橋反応速度を制御する方法のステップ（ｃ）は、脱ハロゲン化有機ポリマーを、以下：
【化１０】
2022500523.tif 000012
【化１１】
2022500523.tif 000013
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル鎖からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル鎖の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］から選択される構造を有する架橋化合物と反応させるステップを含む。
【００９０】
ステップ（ｃ）は、また有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を用意するステップをさらに含み、架橋反応添加剤は架橋化合物と反応してオリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーは脱ハロゲン化有機ポリマーを架橋することができる。
【００９１】
上に記述されているステップ（ｃ）は、また、架橋化合物のオリゴマー化が起きて反応性中間体オリゴマーを形成するように、別の組成物中で上に記載のタイプの架橋化合物および架橋反応添加剤を加熱するステップを含んでもよい。方法はまた、反応性中間体オリゴマーを脱ハロゲン化有機ポリマーに添加して架橋性組成物を形成するステップ、次いで、架橋性組成物を架橋して、架橋した有機ポリマーを形成するステップを含んでもよい。
【００９２】
本明細書中に記載の別の実施形態では、本発明は、エラストマー材料を調製する方法であって、（ａ）室温で非エラストマーである芳香族ポリマーを用意するステップ；（ｂ）式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の群から選択される構造を有する架橋化合物を使用して芳香族ポリマーを架橋して実質上硬化した架橋芳香族ポリマーを形成するステップ；および（ｃ）架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度に架橋した芳香族ポリマーを加熱するステップを含む、方法に関する。
【００９３】
エラストマー材料を調製する方法の一実施形態では、ステップ（ｂ）において、芳香族ポリマーは少なくとも約８０％硬化され、好ましくは少なくとも約９０％硬化され、より好ましくは完全に硬化される。
【００９４】
方法において使用される芳香族ポリマーは、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）、ポリアリレート、液晶ポリマー（ＬＣＰ）およびポリアラミドからなる群から選択されてもよい。一実施形態では、芳香族ポリマーは、上に論じた式（ＸＩＩＩ）の構造を有するポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）である。さらに、幾つかの実施形態では、有機ポリマーは、式（ＸＩＶ）の構造を有するポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）である。
【００９５】
一実施形態では、エラストマー材料を調製する方法のステップ（ｂ）において、有機ポリマーを、架橋化合物、ならびに有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤と架橋するステップをさらに含み、架橋反応添加剤は架橋化合物と反応してオリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーは有機ポリマーを架橋することができる。
【００９６】
エラストマー材料を調製する方法は、架橋した有機ポリマーを含む組成物を形成するステップと、組成物を加熱して成形品を形成するステップとをさらに含んでもよく、ステップ（ｃ）は、使用時に、架橋した有機ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度に成形品を置くステップをさらに含む。
【００９７】
本発明は、架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度で実質上硬化される架橋した芳香族ポリマーを加熱することによって形成されたエラストマー材料をさらに含み、芳香族ポリマーは架橋前に室温ではエラストマーではなく、芳香族ポリマーは、架橋化合物との反応によって、または芳香族ポリマーにグラフト結合した芳香族ポリマーの熱誘発された架橋によって架橋される。
【００９８】
本発明は、架橋前に室温ではエラストマーではなく、実質上硬化された、架橋した芳香族ポリマーを含む組成物を熱成形して成形品を形成し、架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度で成形品を加熱することによって形成されたエラストマー物品を含む。芳香族ポリマーは、架橋化合物との反応によって、または芳香族ポリマーにグラフト結合した芳香族ポリマーの熱誘発された架橋によって架橋される。エラストマー品は、Ｏリング、Ｖカップ、Ｕカップ、ガスケット、シール積層物、パッカー素子、ダイヤフラム、シール、ベアリング、バルブシート、アダプター、ワイパーリング、山形シール裏張りリング、および管材の少なくとも１つのコンポーネントからなる群から選択される。
【００９９】
本発明は、またエラストマー用途において室温でエラストマーでない有機ポリマーを使用する方法であって、式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）から選択される架橋化合物を使用し、有機ポリマーを架橋して、架橋した有機ポリマーを形成し、芳香族ポリマーを実質上硬化させるステップ；と、使用時に、架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度で架橋したポリマーを加熱し、その結果、それがエラストマーになるステップを含む、方法を含む。
【０１００】
方法は、架橋した有機ポリマーを含む組成物を形成するステップと、組成物を成形品に成形するステップと、成形品を使用時に置くステップと、架橋したポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度で架橋したポリマーを加熱するために成形品を使用時に加熱するステップとをさらに含んでもよい。
【０１０１】
本発明は、エラストマー材料を調製する方法を含む実施形態をさらに有する。方法は（ａ）室温で非エラストマーである芳香族ポリマーを用意するステップ；（ｂ）架橋化合物を使用して、芳香族ポリマーを架橋して、架橋した芳香族ポリマーを形成するステップであって、架橋化合物は以下
【化１２】
2022500523.tif 000014
【化１３】
2022500523.tif 000015
［ここで、Ｑは結合であり、Ａは、Ｑ、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するアルキル、アリールまたはアレーン部分であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有し、同一または相異なり、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基からなる群から選択され、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、Ｚは、酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である］の群の１つまたは複数から選択される構造を有する、ステップ、および（ｃ）架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度に架橋した芳香族ポリマーを加熱するステップを含む。
【０１０２】
エラストマー材料を調製する方法において、ステップ（ｂ）では、芳香族ポリマーは、好ましくは少なくとも約８０％硬化され、より好ましくは少なくとも約９０％硬化され、最も好ましくは完全に硬化される。方法の芳香族ポリマーは、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）、ポリアリレート、液晶ポリマー（ＬＣＰ）およびポリアラミドの１つまたは複数であってもよい。
【０１０３】
一実施形態では、芳香族ポリマーは、上に論じた式（ＸＩＩＩ）の構造を有するポリマー繰り返し単位を含むポリ（アリーレンエーテル）である。幾つかの実施形態では、有機ポリマーは式（ＸＩＶ）によるポリアリーレンエーテルである。
【０１０４】
この方法において、ステップ（ｂ）は、架橋化合物、ならびに上に論じた有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を用いて、有機ポリマーを架橋するステップをさらに含んでもよく、架橋反応添加剤は架橋化合物と反応してオリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーは有機ポリマーを架橋することができる。
【０１０５】
本発明による別の実施形態では、本発明は、高温シーリング素子またはシールコネクターで使用されるコンポーネントのはみ出し耐性およびクリープ耐性を改善する方法であって、芳香族ポリマー、ならびに式（Ｉ）、式（ＩＩ）および／または式（ＩＩＩ）による構造の架橋化合物を含む組成物を用意するステップと、組成物を熱成形プロセスに供してコンポーネントを形成し芳香族ポリマーを架橋するステップとを含む、方法に関する。
【０１０６】
芳香族ポリマーは、ポリアリーレンポリマー、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ならびにそのブレンド、コポリマーおよび誘導体の１つまたは複数であってもよい。好ましくは芳香族ポリマーは、ポリアリーレンポリマーおよび／またはポリスルホンポリマー、ならびにそのブレンド、コポリマーおよび誘導体である。
【０１０７】
芳香族ポリマーがポリアリーレンエーテルポリマーである場合、それは、式（ＸＩＶ）による構造の単位の繰り返しを有していてもよい。
【０１０８】
芳香族ポリマーがポリアリーレンタイプのポリマーである場合、それは、好ましくはポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ならびにそのブレンド、コポリマーおよび誘導体の少なくとも１つである。
【０１０９】
耐はみ出し性のシーリング部材の形成のための組成物は、また架橋化合物と反応してオリゴマーの形態の反応性中間体を形成することができる架橋反応添加剤を含んでもよく、その反応性中間体オリゴマーは有機ポリマーを架橋することができる。架橋反応添加剤は、氷酢酸、ギ酸、および／または安息香酸であってもよい有機酸であってもよい。別の実施形態では、架橋反応添加剤は式（ＸＩＩ）による構造を有するアセテート化合物であってもよい。
【０１１０】
耐はみ出し性のシーリング部材を形成するための組成物は、充填されない組成物であり、使用において延性を高めることができ、または、使用者が望めば、充填されて組成物の性質を変更することができる。
【０１１１】
本発明はまた、本明細書中に記載の組成物を架橋するステップを含む方法によって形成される、シーリング組立体のシーリングコンポーネントを含む。本明細書中に記載の組成物を架橋するステップを含む方法によって形成されるシールコネクター本体を有するシーリングコネクターもまた本明細書において含まれる。
【０１１２】
また、上に記載の高温シーリング素子またはシールコネクターで使用されるコンポーネントのはみ出し耐性およびクリープ耐性を改善する方法によって形成されるシーリングコンポーネントおよびシーリングコネクターが本明細書において含まれ、組成物は充填されていてもいなくてもよい。シーリングコンポーネントは、シール裏張り素子、パッカー素子、ラビリンスシールまたは二重リップシーリングコンポーネントである。
【０１１３】
前述の要約、ならびに、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な記載は、添付の図面と組み合わせて読めば、一層よく理解される。本発明を説明する目的で、現在のところ好ましい実施形態が図面において示される。しかしながら、本発明が示された精密な構成および手段に限定されないことは理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】図１は、有機ポリマー組成物の架橋の間の経時的な動的粘度測定のグラフを示す。
【０１１５】
【図２】図２は、３００°Ｆ（１４９℃）で上面に対して静水圧で２１，０００ｐｓｉを印加して２４時間試験した、従来技術のＰＥＥＫ裏張りリングの写真であり、リングの外縁で０．１９ｍｍのはみ出しを測定した。
【０１１６】
【図３】図３は、４５０°Ｆ（２３７℃）で上面に対して静水圧で１１，０００ｐｓｉを印加して２４時間試験した、従来技術のＰＥＥＫ裏張りリングの下面の写真である。高温でのこの負荷によって、図１のそれを超える０．３０ｍｍのはみ出し、６０％のはみ出し増加を起こしたが、印加した圧力はわずか２分の１である。
【０１１７】
【図４】図４は、３００°Ｆ（１４９℃）２４時間の２０，０００ｐｓｉの静水圧印加の前後の、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）から形成された従来技術のＳｅａｌＣｏｎｎｅｃｔ（登録商標）コネクターである。
【０１１８】
【図５】図５は、温度の関数として熱流を示す示差走査熱量測定法グラフであり、発明のブレンドおよび比較の試料のそれぞれについて、２回目の加熱ステップでの加熱である。
【０１１９】
【図６】図６は、発明のブレンドおよび比較の試料について平行プレートレオメーターからの３８０℃でのレオロジー時間掃引である。
【発明を実施するための形態】
【０１２０】
架橋した有機ポリマーを形成するための架橋化合物が本明細書中に記載される。さらに、架橋化合物および１つまたは複数の反応性架橋添加剤を含む架橋組成物が提供される。架橋した有機ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物、そのような組成物およびポリマーを調製する方法、および前述の組成物からおよびそのような方法によって形成され、坑内用途などの極端な条件の最終用途においておよび／または従来のエラストマーの代わりとして有用である製作品もまた、本発明内である。
【０１２１】
高温で熱的安定性を有するポリマー状材料、および高ガラス転移ポリマーを架橋して熱に安定な架橋したポリマー系を形成する方法および組成物が提供される。特に、本開示の組成物は、米国特許第９，００６，３５３号に例示された、出願人の先行架橋剤に比較して加工が簡単な低コスト代替法としての高ガラス転移ポリマーのための新しい追加の架橋剤を提供する。
【０１２２】
本発明の架橋化合物は、グリニャール試薬として公知である、アルキル、ビニルまたはアリールハロゲン化マグネシウムが、アルデヒドまたはケトン中のカルボニル基に付加して１個または複数の炭素−炭素結合を形成するグリニャール反応を使用して合成することができる。この反応は、米国特許第９，００６，３５３号の架橋剤を調製するために使用されるものに対して比較的穏やかな反応条件下で行うことができる。さらに、米国特許第９，００６，３５３号は、有害な化学反応体、ｔｅｒｔ−ブチルリチウムを必要とし得るが、本発明の架橋化合物の合成には要求されない。さらに、穏やかな反応条件および危険が少ない薬品の使用によって、本発明の架橋化合物がより少ない費用で調製できるようになる。
【０１２３】
例証となる例において、本発明の架橋化合物は以下の反応によって形成することができる。
【化１４】
2022500523.tif 000016
【０１２４】
この反応は室温で実行することができ、苛酷なまたは極端に危険な薬品の使用を必要としないで、示すような架橋化合物の形成を可能にする。
【０１２５】
本開示による架橋した高ガラス転移温度ポリマーは、２６０℃より高い、４００℃より高い、または約５００℃まで、または５００℃より高い温度で熱的に安定である。本開示による組成物は、未修飾ポリマーを用いて使用可能である。５００℃までの熱的安定性を有するポリマーは、適用範囲の有用性の観点で製作品に機会をもたらす。５００℃まで熱的安定性を有するポリマー部品を必要とする多数の製品用途がある。本開示のある実施形態は高い架橋密度を含む。高い架橋密度を有することによって、形成されるポリマーのガラス転移温度は本質的に上昇し、溶媒に曝露される場合、膨潤への感受性は低下する。
【０１２６】
先に米国特許第９，００６，３５３号において出願人によって認められたように、ポリマーに架橋部分をグラフトすることによるポリマーの修飾と比較して、未修飾ポリマーに架橋添加剤を添加して架橋を達成することに利点がある。以前には、ポリマーの修飾は、ポリマーに架橋部分の化学グラフトを行うことができるように好適な溶媒へポリマーを溶かすことを必要とした。この限界を乗り越えるために、米国特許第９，００６，３５３号および同９，１０９，０８０号は、架橋化合物、架橋組成物、架橋した有機ポリマーを形成する方法、およびそこから形成される成形品を開示している。しかしながら、これらの特許の架橋化合物は、製造することが高価または困難になり得る、限定された範囲の化合物に関する。その結果、架橋剤として効果的であり、より効率的で容易に製造することができる種々様々な架橋化合物のために継続的な要求が当技術分野で存在する。
【０１２７】
本明細書において、１つまたは複数の架橋化合物が、架橋組成物および有機ポリマー組成物中に存在する。好ましくは、架橋化合物は、以下の構造の少なくとも１つを有し、または、架橋化合物は、以下の構造を有する化合物のブレンドであり、または、架橋化合物は、米国特許第９，００６，３５３号に開示されているものなどの１つまたは複数の追加の架橋剤との、以下の構造を有する１つまたは複数の化合物のブレンドであり、本発明は、以下の構造を有する架橋化合物を提供する：
【化１５】
2022500523.tif 000017
式（ＩＩＩ）において、Ｑは結合であり、式（Ｉ）および（ＩＩ）において、Ａは、Ｑ、アルキル、アリールまたはアレーン部分のいずれであってもよい。部分Ａは、アルキル、アリール、アレーン基のいずれであっても、好ましくは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する。加えて、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは約１０，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する。Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、アミン（−ＮＨ２）、ハライド、エーテル、エステル、アミド、アリール、アレーン、または炭素数１〜約１２、好ましくは炭素原子１〜約６個の分枝鎖状もしくは直鎖の飽和もしくは不飽和アルキル基の群から選択される。Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ同一の基であってもよく、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３のうちの２つは同じで、３番目が相異なってよく、またはそれらはそれぞれ互いとは異なってもよい。式（Ｉ）において、ｍは０〜２であり、ｎは０〜２であり、ｍ＋ｎは０より大きいかまたは０に等しく、かつ２より小さいかまたは２に等しく、その結果、幾つかの実施形態では、Ｒ２基もＲ３基も存在しないか、Ｒ２およびＲ３の両方が存在するか、または、２個のＲ２基もしくは２個のＲ３基のいずれかは存在する。式（Ｉ）において、さらに、Ｚは酸素、硫黄、窒素、および炭素原子１〜約６個の分枝鎖状または直鎖の飽和または不飽和アルキル基の群から選択され、ｘは約１．０〜約６．０である。
【０１２８】
架橋部位は、より複雑な架橋化合物構造を形成するための式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）のうちのいずれかにおいてＲ１であってもよく、例えば、以下を含むがこれらに限定されない。
【化１６】
2022500523.tif 000018
【０１２９】
アリール、アルキルまたはアレーン部分Ａは、変えられ得、以下を含むがこれらに限定されない相異なる構造を有することができる。
【化１７】
2022500523.tif 000019
【化１８】
2022500523.tif 000020
【０１３０】
Ａは、好ましくは式（Ｉ）、式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）に示される構造の残部の鏡像である。しかし、幾つかの実施形態では、Ａは、４，４’−ビフェニル、すなわち
【化１９】
2022500523.tif 000021
のジラジカルなどの別の構造であってもよい。
【０１３１】
所望の場合、アレーン、アリールまたはアルキル部分Ａはまた、例えば、これらに限定されない、サルフェート、ホスフェート、ヒドロキシル、カルボニル、エステル、ハライドまたはメルカプトなどの、１つまたは複数の官能基を使用して官能化されてよい。
【０１３２】
架橋したポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物は、上に記載される架橋化合物および少なくとも１種の有機ポリマーを含む。少なくとも１種の有機ポリマーは、これらに限定されないが、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）およびポリアラミドなどの、幾つかのより高いガラス転移温度の有機ポリマーの１つであってもよい。好ましくは、ポリマーは官能化されず、化学的に不活性であり、坑内ツール製作品または最終用途における使用にとって有害な官能基を有しない。しかし、幾つかの実施形態では、特定の性質を達成するために望まれて、または特定の用途のために必要とされて、ポリマーが官能化される。
【０１３３】
より好ましくは、有機ポリマーは、式（ＸＩＩＩ）による構造のポリマー繰り返し単位を含む、ポリ（アリーレンエーテル）である。
【化２０】
2022500523.tif 000022
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３およびＡｒ４は、架橋化合物のアレーン部分として上に列挙された群などの同一または相異なるアリールラジカルであってもよく、ｍ＝０〜１．０、かつｎ＝１−ｍである。
【０１３４】
より好ましくは、有機ポリマーは、上の一般構造による構造を有するポリ（アリーレンエーテル）であり、ｎは０、かつｍは１であり、式（ＸＩＶ）による繰り返し単位を有し、約１０，０００〜約３０，０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有する。
【化２１】
2022500523.tif 000023
【０１３５】
そのような有機ポリマーは、例えば、Ｇｒｅｅｎｅ，Ｔｗｅｅｄ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、Ｋｕｌｐｓｖｉｌｌｅ、ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＵｌｔｕｒａＴＭとして商業的に入手することができる。
【０１３６】
上に記載の架橋化合物を含む架橋組成物は、ポリマーと混合されて均質の混合物を形成する。架橋化合物のポリマーへのブレンドは、様々な方法で行われてもよい。そのような１つの方法は、共通溶媒にポリマーおよび架橋化合物の両方を溶かし、次いで、蒸発によって溶媒を除去するか、または非溶媒を添加してポリマーおよび架橋化合物の共沈を引き起こすことである。幾つかの事例では、共通溶媒は存在しないことがあり、押出機、ボールミルまたは凍結粉砕機でのブレンドなどの代替のブレンド処置が必要とされる事例では都合がよいことがある。混合プロセスは、好ましくは約２５０℃を超えない混合時の温度で、時期尚早の硬化が混合プロセス中で起こらないように遂行される。機械的混合では、結果として得られた混合物は均質な架橋を得るために均一である。
【０１３７】
混合物は、２５０℃より高い温度、例えば約２５０℃〜約５００℃に混合物を曝露することにより硬化させる。
【０１３８】
理論によって束縛されることは望まないが、２５０℃より高い温度では、架橋化合物のヒドロキシル官能基は添加剤の残部から解離してカルボカチオンを生じ、次いで、芳香族ポリマーのＦｒｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓアルキル化を受けて、結合形成をもたらすことができる。プロセスは添加剤中の他のヒドロキシル部分と繰り返されて架橋を形成する。
【０１３９】
以下に示される実施形態では、架橋化合物は、２５０℃またはそれより高い温度に加熱された場合、ヒドロキシル官能基を解離して、以下のようにカルボカチオンを形成する。
【化２２】
2022500523.tif 000024
【０１４０】
次いで、芳香族ポリマーとＦｒｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓアルキル化によってカルボカチオンを反応させてポリマーの架橋を得ることができる。
【０１４１】
本発明の別の実施形態では、架橋組成物は上に記載される架橋化合物および架橋反応添加剤を含む。架橋反応添加剤は、氷酢酸、ギ酸および／または安息香酸などの有機酸であってもよい。
【０１４２】
架橋反応添加剤は、式（ＸＩＩ）
【化２３】
2022500523.tif 000025
［式中、ＭはＩ族またはＩＩ族金属であり；Ｒ４は、アルキル、アリールまたはアラルキル基であり、アルキル基は、炭化水素基の鎖に沿ってまたはその鎖中に、０〜約１０個のエステルまたはエーテル基、好ましくは約０〜約５個のエステルまたはエーテル基を有する、炭素原子１〜約３０個、好ましくは炭素原子約１〜約１５個の炭化水素基であり、Ｒ４は、サルフェート、ホスフェート、ヒドロキシル、カルボニル、エステル、ハライド、メルカプトまたはカリウムの１つまたは複数であってもよい、０〜約１０個、好ましくは約０〜約５個の官能基を有していてもよい］による構造を有するアセテート化合物であってもよい。より好ましくは、アセテート化合物は、酢酸リチウム水和物、酢酸ナトリウムおよび／または酢酸カリウム、ならびにその塩および誘導体であってもよい。
【０１４３】
架橋化合物対架橋反応添加剤の重量百分率比は、約１０：１〜約１０，０００：１、より好ましくは約２０：１〜約１０００：１であってもよい。
【０１４４】
架橋化合物および架橋反応添加剤は、反応させて反応性オリゴマー化架橋中間体を形成することができ、架橋性有機ポリマーと共に熱成形の間にインサイチューで、および／または架橋性有機ポリマーと合わせる前に反応させ、次いで熱成形することのいずれかによって用品を形成する。架橋反応添加剤との架橋化合物のこの中間体オリゴマー反応生成物は、有機ポリマーと合わせた場合、架橋反応の制御を可能にし、より低速度の熱硬化を可能にすることができ、結果として得られる架橋した有機ポリマーの熱成形の間により広範なウィンドウおよびより良好な制御を可能にする。
【０１４５】
別の実施形態では、本発明は、架橋した有機ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物であって、上に記載の式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の１つまたは複数から選択される構造を有する架橋化合物；有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤；および少なくとも１種の有機ポリマーを含む、有機ポリマー組成物を含み、架橋反応添加剤は、架橋化合物と反応して、オリゴマーの形態の反応中間体を形成することができ、その反応性中間体オリゴマーは有機ポリマーを架橋することができる。
【０１４６】
さらなる実施形態では、本発明は、架橋した有機ポリマーの形成において使用するための有機ポリマー組成物であって、有機ポリマー、ならびに上に記載の式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の群から選択される構造を有する架橋化合物の反応生成物である反応性架橋オリゴマー、ならびに有機酸および／またはアセテート化合物から選択される架橋反応添加剤を含む、有機ポリマー組成物を含む。
【０１４７】
また、抑制および／または制御された架橋反応速度を提供することができる架橋した有機ポリマー組成物、ならびにそのような組成物を使用する架橋した有機ポリマーから用品を成形する方法も本明細書中に記載される。本明細書の組成物および方法によって、伝統的な（または非伝統的な）熱成形技法のより容易な使用が硬化の速度と調和しないプロセス形成のウィンドウについて心配することなく、架橋した有機化合物から用品を形成することを可能にし、その結果、部品形成の間に時期尚早の架橋硬化が低減または解消されるようになり、プロセスにとってより簡単な組成物から形成された均質な部品が得られる。
【０１４８】
一般に、それ自体架橋する有機ポリマー中、または未修飾架橋化合物を含む有機ポリマー組成物中の架橋の形成は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の典型的な加工温度である約３８０℃で約２分以内に完了し得る。この反応の程度は動的粘度測定によって追跡することができる。いつ反応が完了してもよいか判断するために２つの方法がしばしば使用される。貯蔵弾性率Ｇ’が損失弾性率Ｇ”と等しくなる点は、交点またはゲル化点と呼ばれ、架橋が相互連結を生じるゲル形成の開始を示す。硬化が継続するにつれて、架橋密度の指標であるＧ’は増加する。硬化が継続するにつれて、ついに、Ｇ’は横這いになり、ほとんどの硬化が完了したことを示す。変曲点Ｇ’は、ガラス化の開始を示し、明白な交点を求めることができない事例（図１を参照）で使用することもできる。Ｇ’、Ｇ”の交差またはガラス化の開始に至るのに必要な時間は、熱硬化性材料のプロセス時間の上限として使用することができる。
【０１４９】
出願人に帰属し、参照によって関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第９，１０９，０８０号において、出願人が以前に記述したように、本発明において１つまたは複数の架橋反応添加剤の利用は、ポリマーに高いガラス転移温度および高い架橋密度を与えるのを支援する。５００℃までの高い熱的安定性および高い架橋密度を有するポリマーは、望ましいものの、さらなる加工の前に非常に高い溶融粘度を示し、したがって、溶融加工することは非常に困難である。架橋したポリマーの硬化は熱成形態の間に開始し得るので、架橋がいつ始まるか制御することが望ましい。架橋の速度が最終用品への組成物の成形の前に制御されない場合、製作品は、熱成形の前またはその間に時期尚早に硬化し始めるかまたは高速で進みすぎ、型への充填が不完全になり、装置損傷、および用品の性質劣化の原因となり得る。このように、架橋反応添加剤は、有機ポリマーにおいて架橋形成の速度の制御を改善するのを支援する。本発明は、以前の架橋化合物より容易に製造される、新しい追加の架橋化合物を提供し、架橋反応添加剤と共に有機ポリマーの架橋のために使用することができ、数分間ほども有機ポリマーの架橋の開始を遅らせ、制御された方式で迅速な加工および結果として得られる有機ポリマー構造を成形することを可能にする。
【０１５０】
架橋反応添加剤は、架橋化合物のオリゴマー化を促進することができる有機酸および／またはアセテート化合物を含む。一実施形態では、氷酢酸、酢酸、ギ酸、乳酸、クエン酸、シュウ酸、尿酸、安息香酸、および類似の化合物を含む１つまたは複数の有機酸を使用する酸触媒によってオリゴマー化することができる。上に列挙された架橋化合物のうちの１つを使用するオリゴマー化反応は、以下のとおりである。
【化２４】
2022500523.tif 000026
【０１５１】
他の実施形態では、無機アセテート化合物（以下の式（ＸＩＩ）の構造を有するものなど）を、有機酸の代わりにまたは有機酸と組み合わせて使用することもできる。
【化２５】
2022500523.tif 000027
式中、ＭはＩ族金属またはＩＩ族金属である。式（ＸＩＩ）のＲ４は、好ましくは、アルキル基、アリール基またはアラルキル基であってもよい。例えば、Ｒ４は、炭素原子１〜約３０個、好ましくは炭素原子１〜約１５個の炭化水素基（直鎖および異性体のメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、エテニル、プロペニル、ブテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニルおよびデセニルなどが含まれる）であってもよい。Ｒ４はまた、炭化水素基の鎖に沿ってまたはその鎖中に０〜約１０個のエステルまたはエーテル基、好ましくは約０〜約５個のそのようなエステルまたはエーテル基を有し得る。適切なＲ４は、アリール基およびアラルキル基（炭素原子０〜約１０個、好ましくは炭素原子約０〜約５個のアリール構造上に必要に応じた低級アルキル基をそれぞれ含み得るフェニル基、ナフチル基および類似の基に基づくものが含まれる）であってもよい。Ｒ４は、所望の場合、構造上にサルフェート、ホスフェート、ヒドロキシル、カルボニル、エステル、ハライド、メルカプトおよび／またはカリウムなどの０〜約１０個、好ましくは０〜約５個の官能基をさらに含むことができる。
【０１５２】
アセテート化合物を用いる架橋化合物のオリゴマー化により、有機酸を添加した場合に得られるものと同一のオリゴマー化架橋組成物を得ることができる。架橋反応添加剤は、酢酸リチウム水和物、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸フランシウム、酢酸ベリリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸ストロンチウム、酢酸バリウムおよび／または酢酸ラジウム、ならびにその塩および誘導体であってもよい。より好ましくは、架橋反応添加剤は、酢酸リチウム水和物、酢酸ナトリウムおよび／または酢酸カリウム、ならびにそのような化合物の塩および誘導体である。
【０１５３】
架橋組成物は、最良の結果を得るため好ましくは約１０：１〜約１０，０００：１、より好ましくは約２０：１〜約１０００：１の架橋化合物対架橋反応添加剤の重量百分率比を有する。架橋組成物の製造において、一実施形態では、成分を有機ポリマーの添加前に合わせて有機ポリマー組成物を製造する。代替として、これらすべてを同時に合わせてもよい。
【０１５４】
架橋組成物中の架橋化合物の量は、架橋組成物の重量に基づいて、好ましくは約７０重量％〜約９８重量％、より好ましくは約８０重量％〜約９８重量％、最も好ましくは約８５重量％〜約９８重量％である。架橋組成物中の架橋反応添加剤の量は、好ましくは約２重量％〜約３０重量％、より好ましくは約２重量％〜約２０重量％、最も好ましくは約２重量％〜約１５重量％である。
【０１５５】
有機ポリマー組成物は、最良の結果を得るために、好ましくは約１：１〜約１００：１、より好ましくは約３：１〜約１０：１の有機ポリマー対架橋化合物および架橋反応添加剤の合計重量の重量百分率比を有する。
【０１５６】
有機ポリマー組成物中の架橋化合物の量は、架橋化合物、架橋反応添加剤および有機ポリマーを含む未充填有機組成物の合計重量に基づいて好ましくは約１重量％〜約５０重量％、より好ましくは約５重量％〜約３０重量％、最も好ましくは約８重量％〜約２４重量％である。
【０１５７】
有機ポリマー組成物中の架橋反応添加剤の量は、架橋化合物、架橋反応添加剤および有機ポリマーを含む未充填有機ポリマー組成物の合計重量に基づいて、好ましくは約０．０１重量％〜約３３重量％、より好ましくは約０．１重量％〜約１０重量％、最も好ましくは約０．２重量％〜約２重量％である。
【０１５８】
有機ポリマー組成物中の有機ポリマーの量は、架橋化合物、架橋反応添加剤および有機ポリマーを含む未充填有機ポリマー組成物の合計重量に基づいて、好ましくは約５０重量％〜約９９重量％、より好ましくは約７０重量％〜約９５重量％、最も好ましくは約７５重量％〜約９０重量％である。
【０１５９】
有機ポリマー組成物は、ポリマー組成を使用して形成された複合材および他の製作完成品のモジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）、衝撃強さ、寸法安定性、耐熱性および電気的性質を改善するために、さらに充填および／または強化され１つまたは複数の添加剤を含んでもよい。これらの添加剤は、連続または不連続の、長繊維または短繊維である、強化繊維を含むがこれらに限定されず、当技術分野で公知の、または開発すべき任意の適切または有用な添加剤であってもよく、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、織物状ガラス繊維、織物状炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、ＰＴＦＥ繊維、セラミック繊維、ポリアミド繊維など；および／または１つまたは複数の充填剤、例えば、カーボンブラック、シリケート、繊維ガラス、硫酸カルシウム、ホウ素、セラミック、ポリアミド、石綿、フルオログラファイト、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、ホウ砂（ホウ酸ナトリウム）、活性炭、パーライト、テレフタル酸亜鉛、グラファイト、タルク、雲母、炭化ケイ素ウィスカーまたは小板、ナノ充填剤、二硫化モリブデン、フルオロポリマー充填剤、カーボンナノチューブおよびフラーレンチューブである。好ましくは添加剤は、連続または不連続の、長繊維または短繊維である、炭素繊維、ＰＴＦＥ繊維および／またはガラス繊維などの強化繊維を含む。
【０１６０】
有機ポリマー組成物を製造する際に、添加剤は、オリゴマー化架橋組成物（またはその組み合わせた成分）を有機ポリマー組成物を製造するために有機ポリマーと合わせる時間に合わせてまたはほぼ同時に組成物に添加されることが好ましいが、しかし、強化繊維または他の充填剤を用意する方式は、そのような材料を組み込むための様々な技法に従ってよく、本発明の範囲を限定すると考えられるべきではない。添加剤の量は、有機ポリマー組成物の重量に基づいて、好ましくは約０．５重量％〜約６５重量％、より好ましくは約５．０重量％〜約４０重量％である。
【０１６１】
さらに、有機ポリマー組成物は、当技術分野で公知のものまたは開発すべきものなどの、安定剤、難燃剤、顔料、可塑剤、界面活性剤および／または分散剤を含む、製作プロセスを助けるための他の配合剤をさらに含んでもよい。有機ポリマー組成物を製造する際に、１つまたは複数の充填剤は、オリゴマー化架橋組成物（またはその組み合わせた成分）を有機ポリマー組成物を製造するために有機ポリマーと合わせる時間に合わせてまたはほぼ同時に有機ポリマー組成物に添加されることが好ましいが、しかし、上に記述されているように、そのような材料を用意する方式は、様々な技法に従ってよく、本発明の範囲を限定すると考えられるべきではない。使用される場合、有機ポリマー組成物へ合わせることができる配合剤の量は、有機ポリマー組成物の重量に基づいてそのような原料の合計の好ましくは約５重量％〜約６０重量％、より好ましくは約１０重量％〜約４０重量％、最も好ましくは約３０重量％〜約４０重量％である。
【０１６２】
本発明の方法の実施形態では、例えば本明細書中に記載の架橋組成物の製作によって用意した後、架橋組成物は架橋化合物のオリゴマー化を誘発するために加熱される。方法の一実施形態では、オリゴマー化は酸触媒によって生じる。酸触媒は、架橋添加剤として有機酸を使用する場合に使用される。式（Ｉ）、式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）の架橋化合物のＲ１官能基は、化合物の残部から解離してカルボカチオンを与え、次いで、有機ポリマーのＦｒｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓアルキル化を受けて結合形成をもたらすことができる。本発明の方法の別の実施形態では、架橋化合物のオリゴマー化は、ドーピングによって生じ得る。約−１００℃〜約−３００℃の低温で組成物中の固体形態の反応体を物理的に混合することによるドーピング後、得られた組成物を硬化および／または熱成形するために組成物全体を反応させて用品を形成する。
【０１６３】
方法は、反応したオリゴマー化架橋組成物を有機ポリマーに添加して架橋性組成物を形成するステップをさらに含んでもよい。未修飾の架橋化合物を有機ポリマーに直接添加し、架橋反応添加剤とブレンドし、同時にオリゴマー化して有機ポリマーと結合することができる。一旦反応性オリゴマー化架橋化合物が有機ポリマーと反応すると、有機ポリマーの架橋の速度は、硬化プロセスにおいて後で起こる。その結果、型に完全に充填され、種々の熱成形技法時に複合ポリマーからより優れた最終熱成形／押出などがなされた製品が形成される。
【０１６４】
本発明の有機ポリマー組成物の粉末はペレット化し、熱成形プロセスに供することができる。有機ポリマー組成物の熱成形は押出、射出成形、圧縮成形および／または射出／圧縮成形を含む、当技術分野で既に公知のまたは開発すべき様々な手段によって、遂行することができる。本発明の有機ポリマー組成物のペレットを、ホットスプルーを含むコールドランナーシステムを備えたＡｒｂｕｇ（登録商標）３８トン射出成形機にて射出成形することができる。
【０１６５】
製作品を形成するための熱成形は、当技術分野で公知であるか、または開発すべき任意の方法（熱硬化、高エネルギーの印加による硬化、プレス硬化、蒸気硬化、加圧硬化、電子線硬化、または手段の任意の組合せによる硬化などが含まれるが、これらに限定されない）によって行うことができる。所望の場合、当技術分野で公知であるか開発すべきポストキュア処理も適用することができる。本発明の有機ポリマー組成物は、約２５０℃〜約５００℃、より好ましくは約３５０℃〜約４５０℃を超える温度に組成物を曝露することによって硬化する。
【０１６６】
上に記載の組成物および／または方法は、石油化学工業で使用される坑内ツールおよび用途で使用されてもよく、その製作品を調製するために使用されてもよい。特に、製作品は、耐酸コーティング、化学注型フィルム、押出フィルム、溶媒注型フィルム、ブローフィルム、カプセル化製品、絶縁材、包装材、複合セル、コネクターおよびＯリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケットの形状のシーリング組立体、ベアリング、バルブシート、アダプター、ワイパーリング、山形裏張りリングならびに管材からなる群から選択される。
【０１６７】
出願人に帰属し、関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第９，１０９，０８０号において、出願人は、ハロゲン含有終端基から化学的にハロゲンを除去してハロゲン含有副生物を制御することは可能であり、そのようなポリマーが架橋前に脱ハロゲン化されるという意味で精製された有機ポリマーを形成することができることを発見した。次いで、そのような脱ハロゲン化された精製有機ポリマーを容易に架橋および成形することができ、その結果、成形中の架橋反応はよりゆっくりかつより適合性が高く制御され、伝統的な熱成形技法を容易に使用することができる。しかし、米国特許第９，１０９，０８０号はその中に記載の特定の架橋化合物に限定され、良好な性能を有する種々様々な架橋化合物を使用して、なお製造はより容易であることが望ましい。したがって、本発明は、脱ハロゲン化有機ポリマーの架橋においてさらに有用な、本明細書中に記載の架橋化合物を提供する。
【０１６８】
一実施形態では、本発明は、本明細書中に記載の式（Ｉ）、（ＩＩ）および／または（ＩＩＩ）の１つによる架橋化合物および必要に応じて１つまたは複数の反応性架橋添加剤、ならびに架橋した有機ポリマーの形成において使用するための、脱ハロゲン化有機ポリマーおよび架橋化合物を有する有機ポリマー組成物を使用して、架橋脱ハロゲン化有機ポリマーから形成される架橋した用品を提供する。さらに、そのような組成物およびポリマーを調製する方法、および前述の組成物からそのような方法によって形成された製作品は、本発明内にあり、坑内用途においてなどの極端な条件の最終用途において有用である。
【０１６９】
本明細書中に記載の式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による架橋化合物を含む架橋組成物は、反応させて反応性オリゴマー化架橋中間体を形成することができ、熱成形の間に架橋性脱ハロゲン化有機ポリマーと共にインサイチューで、および／または、架橋化合物および架橋反応添加剤を有する別の架橋組成物を反応させてオリゴマー化架橋中間体を形成し、次いで、オリゴマー化架橋中間体を架橋性脱ハロゲン化有機ポリマーと合わせ、合わせた材料を加熱および成形することのいずれかによって用品を形成する。必要に応じた架橋反応添加剤との、架橋化合物の中間オリゴマー反応生成物は抑制薬として働き、一般に有機ポリマー、特に骨格に芳香族基を有するものと組み合わせた場合、架橋反応の制御を可能にするが、しかし、脱ハロゲン化有機ポリマーがベースポリマーとして使用される場合、熱硬化のさらに低速度を可能にすることができ、熱成形の間により広範なウィンドウおよびより良好な制御、および反応速度抑制を可能にする。
【０１７０】
それ自体架橋する有機ポリマー中、または未修飾架橋化合物を含む有機ポリマー組成物中の架橋の形成は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の典型的な加工温度である約３８０℃で約２分以内に完了し得る。
【０１７１】
１つまたは複数の架橋反応添加剤の利用によって、上に記載の式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）の１つまたは複数による架橋化合物と組み合わせた場合、ポリマーに高いガラス転移温度および高い架橋密度の硬化をより安定して与えるのを支援することができる。５００℃までの高い熱的安定性および高い架橋密度を有するポリマーは、望ましいものの、上に挙げたように、さらなる加工の前に非常に高い溶融粘度を示し、したがって、溶融加工することは非常に困難である。架橋の速度が最終用品への組成物の成形の前に制御されない場合、製作品は、熱成形の前またはその間に時期尚早に硬化し始めるかまたは高速で進みすぎ、型への充填が不完全になり、装置損傷、および用品の性質劣化の原因となり得る。したがって、本発明はまた、本明細書中に記載の架橋化合物および／または架橋することができる脱臭素化有機ポリマーなどの脱ハロゲン化有機ポリマーと組み合わせた、本明細書中に記載の架橋反応添加剤を使用して、有機ポリマーにおいて架橋形成の速度を制御または抑制することにより改善することを対象とする。これは、抑制薬（ＢまたはＨＢｒなどのＸまたはＨＸ形成による妨害ではなく）がより効果的に働くことができ、最初のポリマーの脱ハロゲン化処理なしで達成されるものを超えて数分間ほども有機ポリマーの架橋の開始を遅らせ、制御された方式で迅速な加工および結果として得られる有機ポリマー構造を成形することを可能にする反応を提供する。
【０１７２】
架橋した有機ポリマーの形成において使用するための本明細書の有機ポリマー組成物において、組成物は、脱ハロゲン化された少なくとも１種の有機ポリマーを含む。架橋前に脱ハロゲン化処理による好ましい方式で利益を得ることができるポリマーは、幾つかのより高いガラス転移温度の有機ポリマーのうちの１つであってもよい、および／またはポリマーの骨格中に芳香族基を有する少なくとも１種の有機ポリマーを含み、例えば、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）およびポリアラミドを含むがこれらに限定されない。好ましくは、ポリマーは官能化されていないので、化学的に不活性であり、坑内ツール製作品または最終用途における使用にとって有害な官能基を有しない。架橋の前に脱ハロゲン化処理から利益を得るのが可能な場合、そのようなポリマーはまた、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する。一般に、そのような基は、上に論じたように、重合プロセスまたは他の終端封鎖反応などから残存し得る末端基である。
【０１７３】
より好ましくは、本明細書の一実施形態では、有機ポリマーは上に記述したものなどのポリ（アリーレンエーテル）であり、式（ＸＩＩＩ）による構造を有するポリマー鎖の骨格中にポリマー繰り返し単位を含む。より好ましくは、有機ポリマーは、式（ＸＩＶ）による繰り返し単位を有し、約１０，０００〜約３０，０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するポリ（アリーレンエーテル）である。
【０１７４】
上に記述されているように、ポリアリーレンおよびポリアリーレンエーテルなどの、本発明で使用される他の適切な有機ポリマーは、例えば、ジヨードビフェニルモノマーおよび／またはジブロモビフェニルモノマーを用いて製造されてもよい。そのような事例において、本明細書において使用される方法は、ポリマーを脱ヨード化または脱臭素化するために、臭素含有反応性基またはヨウ素含有反応性基を除去するために使用されなければならない。ポリスルホンなどの他の適切なポリマーについては、合成では多数が塩素化モノマーを使用して形成されるが、塩素含有反応性基が残る場合があり、ここでの方法は、塩素含有反応性基の塩素を除去するために使用されなければならない。したがって、ハロゲン含有終端基などの反応性ハロゲン含有基が残る重合プロセスによる形成から、存在するハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーについて、そのような有機ポリマーは、速度制御が伝統的な熱成形プロセスにおいてそのようなポリマーを用いる際に問題である架橋反応における使用で、精製された有機ポリマーを提供するために脱ハロゲン化することができることを当業者は理解されたい。
【０１７５】
有機ポリマーを脱ハロゲン化するために、有機ポリマーは単独でまたは組み合わせて、米国特許第９，１０９，０８０号に記載の方法を施されてもよい。方法は、架橋組成物において架橋反応中に少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーの架橋反応速度を制御するように働く、脱ハロゲン化有機ポリマーを提供する。方法では、上に記述したものなどの、好ましくは臭素、ヨウ素、塩素などの、１個または２個のハロゲン含有末端基を有するハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーが使用される。
【０１７６】
ハロゲン含有反応性基を有するポリマーは、アルカリ金属化合物と反応して、ポリマーにハロゲン原子を連結した結合すなわち、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーと、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基のハロゲン原子との間の結合を切断する。この反応は、カルボカチオンを有する中間体を形成する。
【０１７７】
少なくとも１個のハロゲン含有反応性基は、典型的にはハロゲン原子（Ｘ）であるが、より多くの場合、ハロゲン原子は鎖に、最も典型的には主骨格から離れた最終有機基のそばの末端位置で繋がる。そのような反応性基は−Ｒ６−（Ｘ）ｐ［式中、Ｒ６は、炭素、または基の鎖もしくは構造に沿ってまたはその中に０〜約１０個のエステルまたはエーテル基、好ましくは０〜約５個のエーテルまたはエステル基を有する、炭素原子１〜約３０個、好ましくは炭素原子１〜約２０個の、アルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状または直鎖の有機基であり、Ｒ６は置換されていてもいなくてもよい］と表わされてもよい。適切なアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチルなどを含む。適切なアルケニルは、メテニル、エテニル、プロペニル、ｉｓｏ−プロペニル、ブテニル、イソブテニル、ｔｅｒｔ−ブテニル、ペンテニルなどを含む。アリール基は、ベンジル、フェニル、キシリル、ビフェニル、ジベンジルなどの単環または多環の構造であってもよく、そのような基は、アリールまたはアラルキル基または側鎖を有し、同様にアラルキル構造を形成するように修飾されてもよい。Ｘはハロゲン、臭素、ヨウ素、塩素、フッ素などを表わし、ｐは１または２である整数である。
【０１７８】
ハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーの反応は、好ましくは、アルカリ金属化合物と生じる。アルカリ金属化合物はＲ５−Ｍ’［式中、Ｍ’はアルカリ金属であり、Ｒ５はＨ、または分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であって、前記基の鎖もしくは構造に沿って、もしくは前記基の鎖もしくは構造の中に０〜約１０個のエステルもしくはエーテル基、好ましくは０〜約５個のそのような基を有する炭素原子１〜約３０個、好ましくは炭素原子約１〜約１５個のアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキル基から選択される分枝鎖状もしくは直鎖の有機基であってもよい］によって表わすことができる。Ｒ５は置換基でも非置換基でもよい。置換基は、結果として得られるポリマーに対して他の性質を提供する官能基を含んでもよいが、ただし、それらがプロセスから究極的に形成される脱ハロゲン化有機ポリマーに作用せず、および／またはハロゲン含有反応性ハロゲン基を有する有機ポリマーの反応またはその速度に影響を与えず、または、そのようなポリマーのアルカリ金属との間の反応に悪影響を与えないことを条件とし、そのような官能基には、例えば、ヒドロキシル、カルボニル、エステル、ハライド、メルカプトおよび／またはカリウムが含まれ得る。
【０１７９】
適切なアルカリ金属化合物としては、メチルリチウム、メテニルリチウム、エチルリチウム、エテニルリチウム、イソプロピルリチウム、プロピルリチウム、プロペニルリチウム、ブチルリチウム、イソブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、ｓ−ブチルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ブテニルリチウムおよび類似の化合物、メチルナトリウム、メテニルナトリウム、エチルナトリウム、エテニルナトリウム、イソプロピルナトリウム、プロピルナトリウム、プロペニルナトリウム、ｎ−ブチルナトリウム、ｓ−ブチルナトリウム、ｔ−ブチルナトリウム、ブテニルナトリウムおよび類似の化合物、メチルカリウム、メテニルカリウム、エチルカリウム、エテニルカリウム、プロペニルカリウム、ブチルカリウム、イソブチルカリウム、ｎ−ブチルカリウム、ｓ−ブチルカリウム、ｔ−ブチルカリウム、ブテニルカリウムおよび類似の化合物、ならびに、例えばベンジルリチウム、フェニルリチウム、ベンジルナトリウム、フェニルナトリウム、ベンジルカリウム、フェニルカリウム、および他の関連化合物が含まれる。好ましくは、アルカリ金属化合物は、ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、ブチルナトリウム、ｔ−ブチルナトリウム、ブチルカリウムまたはｔ−ブチルカリウムである。
【０１８０】
少なくとも１個のハロゲン含有終端基を有する有機ポリマーは、好ましくは溶媒環境中でアルカリ金属化合物と反応させる。溶媒は、好ましくは、少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーを溶かすことができるが、使用される反応条件下でハロゲン含有反応性基中のハロゲンと反応する官能基を含まない。適切な溶媒は、ヘプタン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、およびジフェニルエーテル、ならびに類似の溶媒およびそのような溶媒の誘導体または官能化変種を含むがこれらに限定されず、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が最も好ましい溶媒である。
【０１８１】
使用される溶媒とアルカリ金属化合物の間の潜在的な副反応を最小限にするために、反応は、好ましくは約−２０℃より低い、好ましくは約−５０℃より低い、より好ましくは約−７０℃より低い低温で起こる。例えば、ＴＨＦ中−２０℃でｔ−ブチルリチウムの半減期は約４２分であるので、その温度未満、例えば、−７０℃〜−７８℃でそれを反応させることによってさらなる時間が与えられ、ＴＨＦ中でその化合物の推測される半減期は約１，３００分である。このようにして、所望通りに反応は進み、熱の問題による反応性の干渉は最小限になる。好ましくは、ハロゲン原子の大半が有機ポリマーから除去されるまで、好ましくは、ハロゲン原子の実質上すべて、最も好ましくは、ハロゲン原子の事実上すべてまたはすべてが除去されるまで、反応は進む。反応時間は、使用する溶媒、アルカリ金属化合物および反応の温度に応じて様々であるが、約０．５〜約４時間、好ましくは約１〜約２時間継続すると予想される。
【０１８２】
そのような溶媒反応に有機ポリマーを導入する前に、アルカリ金属化合物と溶媒中で反応させる少なくとも１個のハロゲン含有反応性基を有する有機ポリマーを、溶媒中でアルカリ金属化合物とポリマーを反応させる前に準備段階としてまず乾燥するのが好ましい。そのような乾燥ステップは、水が反応を邪魔し得るのでポリマーから吸着水を最小限にするかまたは除去する目的で任意の適切な方式において行われてもよい。ポリマーを乾燥する１つの許容される非限定的な方法は、選ばれたポリマーに適する温度で真空オーブン中でそれらをオーブン乾燥することである。ポリアリーレンポリマーについては、約１００℃〜約２００℃、より好ましくは約１１０℃〜約１２０℃の温度が適切である。ポリマーが、およそ少なくとも１０時間、好ましくは少なくとも１５時間、最も好ましくは約１６時間、少なくとも実質上乾燥するまで、乾燥時間はまた、ポリマー、および前処理されたポリマー中の吸着水の水準に依存して様々であり得ることを理解してオーブン乾燥を行わなければならない。乾燥は、様々なタイプの水分分析、例えば、ＴＨＦ中に溶かしたポリマーのＫａｒｌ  Ｆｉｓｃｈｅｒ電量滴定、空気乾燥器の露点測定または約２５０℃より低い温度で熱重量分析（ＴＧＡ）による重量消失によって検証することができる。
【０１８３】
ハロゲン含有反応性基を有する、乾燥した有機ポリマーが溶媒中で溶け、アルカリ金属化合物と反応すると、カルボカチオンを有する中間体が形成する。次いで、この中間体および持続する反応は、カルボカチオンを有する中間体を酢酸または酸を含む類似のアセテート基と反応させることによりクエンチされて、脱ハロゲン化有機ポリマーを形成する。
【０１８４】
ハロゲン含有反応性基がジフェニル臭素であるポリアリーレンポリマーを使用するこの反応の１つの反応スキームは、下のような反応メカニズムで示される。
【化２６】
2022500523.tif 000028
式中、Ｒは、末端のジフェニル臭素基中の第１のフェニル基を含む式（ＸＸ）のポリマー鎖を表わす。
【化２７】
2022500523.tif 000029
【０１８５】
上記メカニズムは脱ハロゲン化の方法を示すが、そのような有機ポリマーからハロゲンを除去するための他の反応および方法も使用されてもよい。例えば、J.  Moon  et  al.,  "Hydrogenolysis  of  Aryl  Halides  by  Hydrogen  Gas  and  Hydrogen  Transfer  over  Palladium-Supported  Catalysts,"  vol.  3,  issue  6,  Comptes  Rendus  L'  Academie  des  Sciences  -  Chemistry,  pp.  465-470  (Nov.  2000)を参照。脱ハロゲン化はまたグリニャール試薬を用いる処理によって実行されてもよい。Grignard  Degradation,  Comprehensive  Organic  Name  Reactions  and  Reagents,  pp.  1271-1272(Sept.  2010)。
【０１８６】
有機ポリマーの脱ハロゲン化が当技術分野で公知の様々な方法のうちのいずれかによって行われた後、脱ハロゲン化有機ポリマーは、本発明の架橋化合物との架橋反応へ導入することができ、そのような反応に対して高められた性能を提供する。上に論じた、式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）の１つまたは複数による架橋化合物を使用して、架橋が起こる、任意の適切なグラフト、反応または類似の架橋反応が使用されてもよい。
【０１８７】
このように、脱ハロゲン化有機ポリマーおよび式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による架橋化合物を含む有機ポリマー組成物を形成することができる。骨格中に芳香族基を有する脱ハロゲン化有機ポリマーは、上に記載の式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）のうちのいずれかによる架橋化合物を使用して架橋することができる。本発明の１つまたは複数の架橋化合物は架橋組成物中に存在し、そのような組成物中で脱ハロゲン化有機ポリマーと組み合わせることができる。
【０１８８】
架橋化合物の部分Ａは、上に詳細に論じた構造または特色のうちのいずれかを有していてもよい。
【０１８９】
架橋組成物および有機ポリマー組成物は、また上に論じた速度制御化合物として１つまたは複数の架橋反応添加剤を含む。架橋反応添加剤は、架橋化合物のオリゴマー化を促進することができる有機酸および／またはアセテート化合物を含む。他の実施形態では、式（ＸＩＩ）による構造を有するものなどの無機アセテート化合物もまた、上に論じた有機酸の代わりに、またはそれと組み合わせて使用されてもよい。架橋組成物は、上に論じた架橋反応添加剤に対する架橋化合物の重量百分率比を有し、脱ハロゲン化有機ポリマーの添加前、または同時に合わせることができる。さらに、組成物中の架橋化合物の重量百分率は、上に論じたものと同じである。
【０１９０】
有機ポリマー組成物を製造する際に、脱ハロゲン化有機ポリマーの添加前に架橋化合物および架橋反応添加剤成分を合わせて有機ポリマー組成物を製造することが好ましい。代替として、それらがすべて同時に合わせられてもよい。
【０１９１】
有機ポリマー組成物は、さらにポリマー組成物を使用して形成された複合材および他の製作完成品のモジュラス、衝撃強さ、寸法安定性、耐熱性および電気的性質を改善するために、さらに充填および／または強化され１つまたは複数の添加剤を含んでもよい。これらの添加剤は、上に記載のように当技術分野で公知であるかまたは開発すべき任意の適切または有用な添加剤である。
【０１９２】
有機ポリマー組成物を製造する際に、添加剤は、オリゴマー化架橋組成物（またはその合わせた成分）を、有機ポリマー組成物を製造するために脱ハロゲン化有機ポリマーと合わせる時間に合わせてまたはほぼ同時に組成物に添加することが好ましいが、しかし、強化繊維または他の充填剤を用意する方式は、そのような材料を組み込むための様々な技法に従ってよく、本発明の範囲を限定すると考えられるべきではない。添加剤の量は、有機ポリマー組成物の重量に基づいて、好ましくは約０．５重量％〜約６５重量％、より好ましくは約５．０重量％〜約４０重量％である。
【０１９３】
さらに有機ポリマー組成物は、上に論じたように、安定剤、難燃剤を含む他の配合材をさらに含んでもよい。
【０１９４】
本発明による架橋の方法の実施形態では、例えば、製作により本明細書中に記載の架橋組成物を用意した後、架橋組成物は加熱されて架橋化合物のオリゴマー化を誘発する。
【０１９５】
架橋の方法の一実施形態では、オリゴマー化は酸の触媒作用によって起こる。有機酸が架橋添加剤として用いられる場合、酸触媒が使用される。式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）の架橋化合物のＲ１官能基は、化合物の残部から解離してカルボカチオンを与え、次いで、これは有機ポリマーのＦｒｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓアルキル化を受け、結合形成をもたらすことができる。本発明の方法の別の実施形態では、架橋化合物のオリゴマー化をドーピングによって起こすことができる。硬化のために全体組成を反応させおよび／または結果として得られる組成物を熱成形して用品を形成する前に、ドーピングは組成物中の固体形態の反応体を約−１００℃〜約−３００℃の低温で物理的に混合することにより遂行される。
【０１９６】
架橋法は、反応させたオリゴマー化架橋組成物を脱臭素化有機ポリマーに添加して、架橋性組成物を形成するステップをさらに含んでもよい。未修飾架橋化合物を、脱ハロゲン化有機ポリマーに直接添加し、架橋反応添加剤とブレンドして同時にオリゴマー化し脱ハロゲン化有機ポリマーと結合させてもよい。反応性オリゴマー化架橋化合物が脱ハロゲン化有機ポリマーと反応すれば、脱ハロゲン化処理をせず、上に記述されている抑制添加剤を有する同じ架橋系または他の先行技術架橋系を使用するその有機ポリマー組成物中で起こる架橋の速度と比較して、脱ハロゲン化有機ポリマーの架橋の速度は硬化プロセスで遅れて起こる。その結果として、より容易に伝統的な成形技法および制御されたより長い架橋時間を使用して完全に充填した型および優れた熱成形製作物を形成することができる。
【０１９７】
本発明の有機ポリマー組成物の粉末はペレットにし、ペレットは熱成形プロセスに供することができる。有機ポリマー組成物の熱成形は、押出、射出成形、圧縮成形および／または射出／圧縮成形を含む、当技術分野で既に公知の、または開発すべき多くの様々な手段によって遂行することができる。本発明の有機ポリマー組成物のペレットを、例えば、ホットスプルーを含むコールドランナーシステムを備えたＡｒｂｕｇ（登録商標）３８トン射出成形機にて射出成形することができる。
【０１９８】
製作品を形成するための熱成形は、上で論じたように当技術分野で公知であるか、または開発すべき任意の方法によって行うことができ、所望の場合、ポストキュア処理も適用することができる。本発明の有機ポリマー組成物は、約２５０℃〜約５００℃、より好ましくは約３５０℃〜約４５０℃を超える温度に組成物を曝露することによって硬化する。
【０１９９】
上に記載の組成物および／または方法は、石油化学工業で使用される坑内ツールおよび用途で使用されてもよく、その製作品を調製するために使用されてもよい。特に、製作品は、上に論じたように、耐酸コーティング、化学注型フィルム、押出フィルム、溶媒注型フィルム、ブローフィルム、カプセル化製品、絶縁材、包装材、複合セル、コネクターおよびＯリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケットの形状のシーリング組立体、ベアリング、バルブシート、アダプター、ワイパーリング、山形裏張りリングならびに管材の１つまたは複数であってもよい。
【０２００】
参照によって関連部分で本明細書において組み込まれる米国特許第９，１０９，０７５号に記載の出願人が以前に発明した架橋化合物の事例と同様に、出願人はまた、本発明の新しい架橋化合物を使用して形成される架橋した芳香族ポリマーが、室温で非エラストマーであるにもかかわらず、特に、架橋したポリアリーレンポリマーまたはポリフェニレンスルフィドのクラスが、架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度より上の最終用途における使用で適用された場合、優れた機械的性質を維持しつつ本質的にエラストマーになると判断した。そのような材料は、このようにＦＦＫＭ材料が劣化を経験し得る条件を含む苛酷な条件および高温用途で使用することができる。本明細書において使用される材料は、複雑な合成なしで架橋することができ、架橋密度は異なる最終用途に対して制御することができる。材料は、使用時に良好な機械的性質を維持しつつ、高い温度安定性を有する。熱的安定性は骨格に由来し、それによって高温最終用途で伝統的なＦＦＫＭを超えて、熱劣化に対する利点を与える。
【０２０１】
本明細書において使用される場合、「高温」用途は、使用される有機ポリマーの文脈内で、最終用途に施される有機ポリマーのＴｇより約３０℃高い温度を必要とする最終用途を含み、ポリアリーレンポリマーおよび類似の高温ポリマーを使用する好ましい実施形態では、約３３０℃、好ましくは約３４０℃またはそれより高い温度などの、伝統的なＦＦＫＭが熱劣化を経験し得る温度での用途を包含する。「高Ｔｇ」材料は、約１５０℃またはそれより高いＴｇを有する材料を含み、「低Ｔｇ」材料は約１５０℃より低いＴｇを有する材料を含む。当業者には、本開示に基づいて、「高Ｔｇ」材料と「低Ｔｇ」材料の間での温度分割は段階的であってよく、様々であるＴｇ水準の材料は、本明細書の本発明から利益を得ることができることが理解される。
【０２０２】
エラストマー材料を調製する方法は本明細書に含まれる。一実施形態では、第１のステップで、室温で非エラストマーである芳香族ポリマーが用意される。「非エラストマー」は、室温または標準条件下の挙動がエラストマーではない材料を意味する。
【０２０３】
本明細書において使用される用語としての「エラストマー」または「エラストマー状」は、ポリマーのガラス転移温度より上で非晶質であるポリマーを指し、可撓性および変形能を持ち、変形して大幅にその状態を回復することができる。本明細書においてエラストマーまたはエラストマー材料は、架橋した鎖として形成され、エラストマーは、印加される応力が除去された場合、永久に変形する代わりに、橋かけ結合によって著しくその元の立体配置を回復することができる。
【０２０４】
多くのエラストマー材料は、引張強度、曲げ強度、伸びおよびモジュラスなどの機械的性質の測定によってだけでなくまた材料が変形後に回復する能力の評価によっても評価される。この文脈で評価される１つの性質は圧縮永久歪耐性である。本明細書において使用される場合、「圧縮永久歪」は、曲げ続け、変形圧縮荷重が除去された後、元の形状に戻らないエラストマー材料の傾向を指す。圧縮永久歪値は材料が回復しない元の偏向の百分率として表現される。例えば、０％の圧縮永久歪値は、材料が、変形圧縮荷重の除去後、元の形状に完全に戻ることを示す。反対に、１００％の圧縮永久歪値は、材料が印加される変形圧縮荷重から全く回復しないことを示す。３０％の圧縮永久歪値は、元の偏向の７０％が回復したことを意味する。より高い圧縮永久歪値は、一般にシール漏洩の可能性を示し、そのため、３０％またはそれ未満の圧縮永久歪値がシーリングの技術分野で好ましい。
【０２０５】
室温で非エラストマーである本明細書の芳香族ポリマーは、好ましくはポリアリーレンポリマーを含む。単一の有機ポリマーを架橋してもよいが、または好ましくはまずポリマーを合わせて、次いで、合わせたポリマーを架橋化合物と反応させ、または以下にさらに記載のポリマー骨格にグラフトを有する有機ポリマーの架橋を熱誘発することによって複数のタイプのそのような有機ポリマーを同時に架橋してもよい。
【０２０６】
少なくとも１種の有機ポリマーは、単独でまたは組み合わせて使用される幾つかのより高いガラス転移温度の有機ポリマーの１つであってよく、例えば、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリ（ベンゾイミダゾール）、ポリアリレート、液晶ポリマー（ＬＣＰ）およびポリアラミドであるがこれらに限定されない。好ましくは、架橋化合物との反応に供する場合、ポリマーは官能化されていない、すなわち、化学的に不活性であり、坑内ツール製作品または他の要求の強い最終用途における使用にとって有害な官能基を有しない。
【０２０７】
好ましくは、有機ポリマーは、上に論じた式（ＸＩＩＩ）のポリ（アリーレンエーテル）である。より好ましくは、また上に論じたように、有機ポリマーは式（ＸＩＶ）による構造のものである。
【０２０８】
さらに、ポリアリーレン骨格に少なくとも１つのグラフトを有する骨格の熱誘発される架橋から形成されたポリマーは、本発明の範囲内である。そのような材料は米国特許第６，０６０，１７０号に記載され、そのようなポリマーおよび結果として得られる最終生成物の形成の記載に関して参照によって本明細書において組み込まれる。有機ポリマーは、また架橋化合物の使用によって米国特許第号９，００６，３５３号のように直接に、または本明細書においてさらに記載されるように、架橋反応添加剤と反応させても架橋することができる。
【０２０９】
本発明で使用される適切な架橋したポリアリーレン有機ポリマーは、例えば、Ｇｒｅｅｎｅ，Ｔｗｅｅｄ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、Ｋｕｌｐｓｖｉｌｌｅ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａから高温ポリマーＵｌｔｕｒａＴＭとして商業的に入手することができる。
【０２１０】
架橋化合物は、単一の化合物または２種またはそれより多くのそのような架橋化合物の組合せとして使用されてもよい。それらは、上に記述した有機ポリマーと合わせて本明細書の架橋組成物を形成することができる。架橋化合物は、式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の１つまたは複数による構造を有し、上に論じたタイプのものである。上で論じたように、Ａ部分は変えられ得、官能化され得、Ａは好ましくは結合である。
【０２１１】
好ましい有機ポリマーは、上に記述されているＵｌｔｕｒａＴＭ、ポリエーテルエーテルケトン、高温ポリエーテルエーテルケトン、架橋性グラフト化ポリアリーレンエーテル、１，４−ポリアリーレンエーテルおよび類似のポリマーなどの市販材料を含む。メタおよびオルト配向の非晶質ポリエーテルエーテルケトンなどの非晶質ポリアリーレンは、所望の場合、はるかに低温、例えば約１５０℃〜約１６０℃でエラストマー性を与えるために使用することができる。１，４−ポリアリーレンエーテルは、約１００℃の範囲の低ガラス転移温度を得るために使用することができる。ポリフェニレンスルフィドも類似のガラス転移温度のために使用することができる。
【０２１２】
相異なる配向中の様々な１，４−ポリエーテルエーテルケトンの例を以下に示す。
【化２８】
2022500523.tif 000030
【０２１３】
上記の上の構造（ＸＶ）は、パラ−ヒドロキノンモノマーを使用して形成された市販のポリエーテルエーテルケトンを表わす。上記の中央（ＸＶＩ）および下の（ＸＶＩＩ）構造は、オルト−ＰＥＥＫおよびメタ−ＰＥＥＫをそれぞれ表わす。本明細書において使用される好ましい高温の市販ポリアリーレンエーテル有機ポリマーも同様に示す。
【化２９】
2022500523.tif 000031
【０２１４】
低Ｔｇ材料、すなわち、そのような材料をエラストマー材料として用いることができ、高温用途において本発明から利益を得る約１５０℃より低いＴｇを有する材料の用途は、好ましくは、低Ｔｇ材料のＴｇより約３０℃またはそれより高い温度を有する最終用途である。同様に、高Ｔｇ材料、すなわち、そのような材料をエラストマー材料として用いることができ、高温用途において本発明から利益を得る約１５０℃またはそれより高いＴｇを有する材料の用途は、好ましくは、高Ｔｇ材料のＴｇより約３０℃またはそれより高い温度を有する最終用途である。
【０２１５】
低Ｔｇ用途では、約９０℃のＴｇを有する１，４−ポリアリーレンエーテルなどのポリアリーレンエーテルを以下（ＸＶＩＩＩ）に示す。ポリフェニレンスルフィドはポリアリーレンエーテルと類似の構造（ＸＩＸ）およびガラス転移温度を有し、そのため、両者は類似のエラストマー性を与える。しかし、チオエーテル結合がポリアリーレンエーテル中のエーテル結合ほど酸化に耐性がないので、高酸化環境については、ポリフェニレンエーテルは、耐酸化性のエラストマー組成物用の好ましいベースポリマーになる。
【化３０】
2022500523.tif 000032
【化３１】
2022500523.tif 000033
【０２１６】
架橋組成物および有機ポリマー組成物はまた上に論じた架橋反応添加剤を含む。架橋反応添加剤は、有機酸および／またはアセテート化合物、好ましくは上に論じた式（ＸＩＩ）の構造を有するアセテート化合物を含む。
【０２１７】
架橋化合物のうちの１つを使用するオリゴマー化反応は、上に論じたように起こり得る。架橋組成物は、上に論じた重量百分率比を有することができ、有機ポリマー組成物は上に論じたのと同じ重量百分率比を有することができる。架橋化合物および架橋反応添加剤は、上に論じたように有機ポリマーの添加前に合わせて、有機ポリマー組成物を製造することが好ましいが、または、それらは同時に合わせられてもよい。有機ポリマー組成物は、上に論じた１つまたは複数の添加剤によって充填または強化されてもよい。有機ポリマー組成物は、とりわけ上に論じた安定剤、難燃剤などの、他の配合材をさらに含んでもよい。
【０２１８】
反応させたオリゴマー化架橋組成物を有機ポリマーに添加して架橋性組成物を形成することはまた必要に応じて本発明の範囲内である。未修飾架橋化合物は、有機ポリマーに直接添加し、架橋反応添加剤とブレンドして同時にオリゴマー化し有機ポリマーに結合してもよい。一旦、反応性オリゴマー化架橋化合物が有機ポリマーと反応すれば、架橋反応添加剤の使用は、もし用いられれば、ある種の芳香族ポリマー、特にポリアリーレンエーテルについては有機ポリマーの架橋の速度を制御するのを支援する。その結果、型に完全に充填され、種々の熱成形技法中に複合ポリマーからより優れた最終熱成形／押出などがなされた製品が形成される。
【０２１９】
化合物は上に記述されているようにこのように架橋して、充填されていてもいなくてもよい架橋した芳香族ポリマーを形成する。
【０２２０】
架橋した芳香族ポリマーは、好ましくは架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより上の温度に加熱される。この温度は、架橋した有機ポリマーの性質によって様々であってもよい。好ましいポリアリーレンポリマーについては、ガラス転移温度は約８０℃〜約３５０℃、より好ましくは約１００℃〜約２８０℃である。加熱は慎重に行われるか、または高温用途であり得る最終使用用途の中で熱の印加によって生じてもよいが、しかし、架橋が実質上なされること、すなわち、材料が実質上硬化され、または、より好ましくは高温最終用途での使用の前に完了することが好ましい。本明細書において使用される場合、「実質上硬化された」は、その最終用途において材料を用いることがその潜在的なエラストマー性に影響を与えない程度に硬化したことを意味し、好ましくは少なくとも約８０％、より好ましくは少なくとも約９０％、最も好ましくは最大１００％の可能な限り完全な硬化である。
【０２２１】
架橋した有機ポリマーをその中に有する組成物の形成の後、組成物を加熱して成形品を形成することはさらに好ましい。製作品を形成する熱成形は、上に論じたように当技術分野で公知の、または開発すべき任意の方法によって遂行されてもよい。所望の場合、ポストキュア処理もまた適用されてよい。本発明の有機ポリマー組成物は、約２５０℃〜約５００℃、より好ましくは約３５０℃〜約４５０℃より高い温度に組成物を曝露することにより硬化される。
【０２２２】
上に論じたように、記載の組成物および方法は、石油化学工業で使用される坑内ツールおよび用途で使用される製作品を調製するために使用されてもよい。
【０２２３】
最終使用では、架橋した有機ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い使用温度での最終用途は、使用する材料に依存して様々である。架橋した有機ポリマーは、架橋したポリアリーレンについて約８０℃〜約３００℃、架橋したポリスルホンについて約１８０℃〜約３６０℃、ポリエーテルスルホンについて約２００℃〜約２９０℃、ポリイミドについて約２００℃〜約３８０℃、ポリアミド約４０℃〜約１００℃、ポリ尿素について約−５０℃〜約２６０℃、ポリウレタンについて約−６５℃〜約１００℃、ポリフタルアミドについて約８０℃〜約１３０℃、ポリアミドイミドについて約２００℃〜約２８０℃、ポリ（ベンゾイミダゾール）について約１８０℃〜約３００℃、ポリアリレートについて約１８０℃〜約３８０℃、ＬＣＰについて約５０℃〜約１６０℃、およびポリアラミドについて約１７０℃〜約２５０℃のガラス転移温度を有する。
【０２２４】
上に提供された情報は、以下に記述される様々なさらなる実施形態で使用されてもよく、各成分は上に詳細に記載されたようなものであってもよい。エラストマー材料は、例えば、架橋した芳香族ポリマーをそのガラス転移温度またはそれより高い温度で加熱することによって形成されてもよい。この実施形態では、芳香族ポリマーは本出願の架橋化合物および／または反応性架橋添加剤との反応によって架橋され、または芳香族ポリマーにグラフト結合した芳香族ポリマーの熱誘発された架橋によって架橋される。
【０２２５】
上に記述されているエラストマー物品は、また架橋した芳香族ポリマーを含む上に記載の組成物の熱成形によって形成されて、成形品を形成し、架橋した芳香族ポリマーのガラス転移温度またはそれより高い温度で成形品を加熱してもよい。芳香族ポリマーは、本発明の架橋化合物および／または上に記述されている反応性架橋添加剤との反応によって、または芳香族ポリマーにグラフト結合した芳香族ポリマーの熱誘発された架橋によって架橋される。
【０２２６】
エラストマー材料は、室温で非エラストマーである芳香族ポリマーを用意し；それを本発明の架橋化合物および／または架橋反応添加剤と合わせることにより形成されてもよい。架橋化合物および任意の架橋反応添加剤（独立して添加されても、オリゴマーに形成されてもいずれにしろ）は、次いで、芳香族ポリマーと合わせて架橋した芳香族ポリマーを形成し、そのガラス転移温度またはそれより高い温度で加熱された場合、それはエラストマーになる。
【０２２７】
また、エラストマー用途において有機ポリマーを使用する方法を含む実施形態は本発明内である。本出願の架橋化合物を使用して、有機ポリマーは架橋されて架橋した有機ポリマーを形成するが、米国特許第６，０６０，１７０号の熱誘発されたグラフト技法を使用して調製することができる。次いで、架橋したポリマーは、使用時に、ガラス転移温度またはそれより高い温度で加熱され、その結果、それはエラストマーになる。架橋した有機ポリマーはまた成形品に成形されてもよく、この成形品は次いで使用時に置かれ、その結果、それは、高温最終用途において使用中に成形品に印加する熱にさらされ、ガラス転移温度またはそれより高い温度で架橋したポリマーを加熱してエラストマー材料になる。
【０２２８】
本出願の別の実施形態では、出願人は、シーリングコンポーネント、シールコネクターなどを製造するのに適し、高い連続使用温度および良好な耐薬品性も同様に必要とする最終用途でクリープおよびはみ出しに抵抗し、良好な機械的性質を維持する組成物および方法を本明細書中に記載する。出願人は、以前に米国特許第９，１２７，１３８号に、クリープおよびはみ出しに抵抗する、シーリングコンポーネントを製造するための組成物および方法を開示した。そのような組成物は、製造することが困難および／または高価であり得る、特定の架橋化合物に限定されていた。したがって、本発明は、より容易に製造され、より安く製造することができる種々様々な架橋化合物を使用してクリープおよびはみ出しに抵抗するシーリングコンポーネントを製造するための組成物および方法を提供する。
【０２２９】
本明細書中に記載の組成物は、本発明の架橋化合物を含み、良好なシーリング性および延性を維持しつつ耐はみ出し性で耐クリープ性である。組成物は、苛酷および／または高温条件で使用される、シーリング部材、またはシーリングコネクターおよび類似のコンポーネントを形成するのに有用である。本明細書において使用される場合、「高温」環境はその通常の意味を意味し、当業者は、高温環境が、使用温度が使用中のポリマーのガラス転移温度、またはそれより高い温度であるものを含むことを理解している。以下に論じたポリマーに関して、そのような高温環境は典型的には１７７℃（３５０°Ｆ）を超えるものである。
【０２３０】
組成物は、上に論じた芳香族ポリマー、ならびに式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）の構造を有する架橋化合物を含み、所望の場合、必要に応じて架橋反応添加剤をさらに含んでもよい。組成物を架橋すると、所望の高温性を有するコンポーネントを形成することができる。ここでの架橋反応は、結果として得られた生成物のガラス転移温度を上げ、その結果、使用時に、よりよく機能し、はみ出しに抵抗する。性質の改善によって、坑内環境などの高温および／または苛酷な条件での未充填組成物の使用が可能になる。このことは、使用者が、使用において所望の機械的性質を達成し、クリープに抵抗するのを支援するために化合物を充填しないで済むことができる点で著しい利点である。代わりに、使用者は、シーリングコンポーネントがグランドではよく機能する所望のシーリングの延性および引張伸びを維持しつつ、良好な機械的性質を維持し、クリープおよびはみ出しに抵抗することができる。
【０２３１】
本明細書において使用されるポリマーは、公知の芳香族ポリマーの１つまたは複数であってよく、および／または高温または耐クリープ性の使用のために選択されてよく、ポリアリーレンポリマー、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ならびにそのブレンド、コポリマーおよび誘導体を含む。好ましくは、芳香族ポリマーは、ポリアリーレンポリマーおよび／またはポリスルホンポリマー、ならびにそのブレンド、コポリマーおよび誘導体である。芳香族ポリマーがポリアリーレンタイプポリマーである場合、それは、好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリールスルホン（ＰＡＳ）、ならびにそのブレンド、コポリマーおよび誘導体の少なくとも１つである。
【０２３２】
芳香族ポリマーがポリアリーレンエーテルポリマーである場合、それは、上に論じた式（ＸＩＩＩ）の構造による構造の繰り返し単位を有していてもよい。好ましい一実施形態では、有機ポリマーは、上記の式（ＸＩＶ）による構造を有するポリアリーレンエーテルである。
【０２３３】
添加剤と共に使用されれば、架橋化合物を反応させて、上に論じた反応性オリゴマー化架橋中間体を形成することができる。１つまたは複数の架橋反応添加剤の利用は、上に論じたはるかに高いガラス転移温度および高い架橋密度をポリマーに与える際に支援することができる。
【０２３４】
架橋組成物および有機ポリマー組成物はまた必要に応じた架橋反応添加剤を含んでもよい。架橋反応添加剤は、上記のさらに詳細に論じた架橋化合物のオリゴマー化を促進することができる有機酸および／またはアセテート化合物を含む。オリゴマー化は上に示し論じた反応によって進めることができる。架橋組成物は、上に論じた架橋反応添加剤に対する架橋化合物の重量百分率比を有する。さらに、有機ポリマー組成物は、上に論じた架橋化合物の重量に対する有機ポリマーの重量百分率比を有する。
【０２３５】
耐はみ出し性および耐クリープ性の組成物は、本明細書において、特に延性および引張伸びに影響を与え得る強度添加剤に関連して未充填のままであることは好ましい。しかし、有機ポリマー組成物が、さらに充填および／または強化され、ポリマー組成物を使用して形成された複合材および他の完成製作品のモジュラス、衝撃強さ、寸法安定性、耐熱性、電気的性質を改善するために上記の１つまたは複数の添加剤を含むことができることはまた本発明の範囲内である。
【０２３６】
有機ポリマー組成物を製造する際に、上に論じた有機ポリマー組成物を製造するためには、架橋化合物を有機ポリマーと合わせる時間に合わせてまたはほぼ同時に組成物に添加剤を添加することが好ましい。
【０２３７】
さらに、有機ポリマー組成物は、上に論じたように他の配合剤（例えば、可塑剤、安定剤）をさらに含んでもよい。
【０２３８】
製作品を形成する熱成形は、上に論じたように、当技術分野で任意の公知のまたは開発すべき方法によって遂行されてもよい。
【０２３９】
上に記載の組成物および／または方法は、石油化学工業で使用される坑内ツールおよび用途で使用されてもよく、またはその製作品を調製するために使用されてもよい。特に、製作品は、耐酸性コーティング、化学注型フィルム、押出フィルム、溶媒注型フィルム、インフレーションフィルム、カプセル化製品、断熱材、包装材、複合セル、シーリングコネクター、および裏張りリングを有するシーリング組立体、パッカー素子、ポンプ用ラビリンスシール、および二重リップ設計のＭＳＥ（登録商標）シール（Ｇｒｅｅｎｅ，Ｔｗｅｅｄ＆Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、Ｋｕｌｐｓｖｉｌｌｅから入手可能）ならびにＯリング、Ｖリング、Ｕカップ、ガスケットの形状の他の抗はみ出しおよび抗クリープコンポーネント、ベアリング、バルブシート、アダプター、ワイパーリング、山形裏張りリング、および管材からなる群から選択される。
【０２４０】
本発明はまた、本明細書中に記載の組成物を架橋するステップを含む方法によって形成されるシーリング組立体のシーリングコンポーネントを含む。本明細書中に記載の組成物を架橋するステップを含む方法によって形成されるシールコネクター本体を有するシーリングコネクターもまた、本明細書に含まれる。
【０２４１】
本発明は、高温シーリング素子またはシールコネクターで使用されるコンポーネントのはみ出しおよびクリープ耐性を改善する方法であって、芳香族ポリマー、ならびに式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）から選択される構造の架橋化合物を含む組成物を用意するステップと、組成物を熱成形プロセスに供してコンポーネントを形成し上に記載の芳香族ポリマーを架橋するステップとを含む、方法をさらに含む。組成物は好ましくは充填されない。芳香族ポリマーおよび架橋化合物は、本明細書に記述されているものおよび上に記載のもののいずれであってもよく、組成物はまた必要に応じた架橋反応添加剤を含んでもよい。
【実施例】
【０２４２】
（実施例１）
試料調製
本発明の架橋化合物の、有機ポリマーおよび架橋添加剤とのブレンドを凍結ミルで調製した。ブレンドは、粉末の形をしており、式：
【化３２】
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の本発明による架橋化合物３．４グラム、ＰＥＥＫ（Ｖｅｓｔａｋｅｅｐ  ５０００ＦＰ）１６．６グラム、および架橋添加剤０．０２グラム、酢酸リチウム二水和物からなっていた。ポリマー、ＰＥＥＫ（Ｖｅｓｔａｋｅｅｐ  ５０００ＦＰ）のみを含む比較試料も調製した。発明のブレンドおよび比較試料を、ポリマーの架橋形成の存在を検出するために示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）および平行プレートレオロジーを使用して分析した。これらのＤＳＣおよび平行プレートレオロジーは、発明のブレンドが熱による架橋を誘発することができることを明白に示した。
（実施例２）
示差走査熱量測定法
【０２４３】
発明のブレンドおよび実施例１の比較試料を架橋を調査するために分析した。発明のブレンドおよび比較試料をそれぞれ１回目の加熱ステップの間５００℃の温度に２０℃／分の速度で加熱した。一度加熱し、試料は、４０℃の温度に５℃／分の速度で冷却した。次いで、２回目の加熱ステップの間、試料を４００℃に２０℃／分の速度で加熱した。２回目の加熱ステップ中の各温度での熱流の結果として得られたグラフを図５に示す。ＰＥＥＫの比較試料のガラス転移温度は、１５３℃のガラス転移温度を示した。発明のブレンドとしての２回目の加熱ステップは、１６０℃のガラス転移温度を示した。ＰＥＥＫのみの比較試料に対して、ＰＥＥＫを含む発明のブレンドのより高いガラス転移温度は、発明のブレンドがＤＳＣセルの架橋を受けたという強い指標を与える。
（実施例３）
レオロジー
発振レオメーターを使用して、実施例１の試料を検討した。歪み発振を、発明のブレンドおよび比較試料のタブレットに平行プレート形状で印加した。レオロジー実験は窒素雰囲気下、０．１％の歪み印加、３８０℃の等温および１Ｈｚの振動数で行った。機器を３８０℃に加熱し、次いで試料を導入した。試料の挿入後、温度を３８０℃に維持し、３０分間貯蔵弾性率（Ｇ’）および損失弾性率（Ｇ”）を記録した。貯蔵弾性率は、材料の固体の応答を表わし、損失弾性率は粘性挙動を表わす。したがって、Ｇ’がＧ”より小さい場合、材料が粘性のある液体状態であるが、Ｇ’がＧ”より大きい場合、材料はゲル化点を超え固体である。ポリマーが架橋している場合、液体状態から、Ｇ’がＧ”より大きい固体状態へ材料は転移する。図６を参照すると、比較試料および発明のブレンドについて３８０℃で結果として得られたレオロジー時間掃引を示す。比較試料については、損失弾性率（Ｇ”）は貯蔵弾性率（Ｇ’）より常に大きく、比較試料が３８０℃で架橋を受けず、ポリマー溶融物として流動状態にあり、これは熱可塑性材料について典型的であることを示す。対照的に、発明のブレンドは、損失弾性率（Ｇ”）より常に大きい貯蔵弾性率（Ｇ’）を示した。これは、発明のブレンドが３８０℃で架橋を迅速に受けて固体状態であったことを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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