CN113677740A - 聚酰胺和对应的聚合物组合物及制品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚酰胺(PA),其包含重复单元X、Y和Z并且由下式(1)表示:其中‑nx、ny和nz分别为每个重复单元X、Y和Z的摩尔百分比(mol%);‑10mol%≤nx≤90mol%;‑0mol%≤ny≤90mol%;‑0mol%≤nz≤90mol%;‑nx+ny+nz≤100mol%;并且‑ny和nz中的至少一个大于0mol%,并且其中‑R1选自由氢、烷基或芳基组成的组‑R’i在每个位置处独立地选自下组,该组由以下各项组成:烷基、芳基、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、和季铵;‑i是从0至10的整数;‑R2选自由键、C1‑C15烷基和C6‑C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(‑OH)、磺基(‑SO3M)、C1‑C6烷氧基、C1‑C6烷硫基、C1‑C6酰基、甲酰基、氰基、C6‑C15芳氧基和C6‑C15芳基;‑R3选自由C1‑C20烷基、苯基、茚满基和萘基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(‑OH)、磺基(‑SO3M)、C1‑C6烷氧基、C1‑C6烷硫基、C1‑C6酰基、甲酰基、氰基、C6‑C15芳氧基和C6‑C15芳基;并且‑R4选自由直链或支链的C6‑C14烷基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(‑OH)、磺基(‑SO3M)、C1‑C6烷氧基、C1‑C6烷硫基、C1‑C6酰基、甲酰基、氰基、和C6‑C15芳氧基以及C6‑C15芳基;并且‑R2至R4中的每一个中的M独立地选自下组,该组由以下各项组成:H、Na、K、Li、Ag、Zn、Mg和Ca;其前提是‑如果重复单元Y是由对苯二甲二胺和C12二羧酸缩合形成的,则:‑30mol%≤nx≤90mol%;‑0mol%≤ny≤70mol%;并且‑0mol%≤nz≤70mol%;‑nx+ny+nz≤100mol%;并且‑如果重复单元Y是由对苯二甲酸与二胺缩合形成的,则R2选自由键、C1‑C9烷基、C11‑C15烷基和C6‑C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(‑OH)、磺基(‑SO3M)、C1‑C6烷氧基、C1‑C6烷硫基、C1‑C6酰基、甲酰基、氰基、C6‑C15芳氧基和C6‑C15芳基。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年4月3日在美国提交的专利申请Nr 62/828809以及2019年9月23日在欧洲提交的专利申请Nr 19198868.2的优先权,出于所有目的将每个专利申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本发明涉及一种聚酰胺(PA),其包含重复单元X、Y和Z并且由下式(1)表示:
其中
-nx、ny和nz分别为每个重复单元X、Y和Z的摩尔百分比(mol%);
-10mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤90mol%;
-0mol%≤nz≤90mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-ny和nz中的至少一个大于0mol%,并且
其中
-R1选自由氢、烷基或芳基组成的组
-R’i在每个位置处独立地选自下组,该组由以下各项组成:烷基、芳基、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、和季铵;
-i是从0至10的整数;
-R2选自由键、C1-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;
-R3选自由C1-C20烷基、苯基、茚满基和萘基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;并且
-R4选自由直链或支链的C6-C14烷基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、和C6-C15芳氧基以及C6-C15芳基;并且
-R2至R4中的每一个中的M独立地选自下组,该组由以下各项组成:H、Na、K、Li、Ag、Zn、Mg和Ca;
其前提是
-如果重复单元Y是由对苯二甲二胺和C12二羧酸缩合形成的,则:
-30mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤70mol%;并且
-0mol%≤nz≤70mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-如果重复单元Y是由对苯二甲酸与二胺缩合形成的,则R2选自由键、C1-C9烷基、C11-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基。
本发明还涉及包含此类聚酰胺的聚合物组合物。
本发明还涉及包含此类聚合物和聚合物组合物的制品。
背景技术
相对于其半芳香族配对物,脂环族聚酰胺由于玻璃化转变温度(“Tg”)的可调性增加而具有重大意义。然而,由例如1,4-氨基甲基环己烷甲酸(1,4-AMCC)缩聚形成的聚酰胺均聚物可以具有极高的熔融温度(例如370℃)。此类聚酰胺不能被希望地熔融加工,至少部分是由于聚合物在熔融加工温度和保留时间下的分解。
在一个解决上述问题的方法中,1,4-AMCC与己内酰胺共聚(PA 1,4-AMCC/6),这可以提供Tg和Tm的可调性。例如,共聚物的Tm可以是从290℃至300℃。然而,由于这些共聚酰胺的同构性,在维持共聚酰胺可熔融加工和半结晶的同时,将Tg明显提高到高于120℃通常是不可能的,因为有柔性的PA6重复单元。另外,由于同构性,仅由1,4-AMCC和己内酰胺的反应合成无定形且高Tg的共聚酰胺是不可能的。需要开发含有重复单元并且不展现同构性、为可熔融加工的且具有改善的Tg的共聚酰胺。
发明内容
本发明涉及一种聚酰胺(PA),其包含重复单元X、Y和Z并且由下式(1)表示:
其中
-nx、ny和nz分别为每个重复单元X、Y和Z的摩尔百分比(mol%);
-10mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤90mol%;
-0mol%≤nz≤90mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-ny和nz中的至少一个大于0mol%,并且
其中
-R1选自由氢、烷基或芳基组成的组
-R’i在每个位置处独立地选自下组,该组由以下各项组成:烷基、芳基、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、和季铵;
-i是从0至10的整数;
-R2选自由键、C1-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;
-R3选自由C1-C20烷基、苯基、茚满基和萘基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;并且
-R4选自由直链或支链的C6-C14烷基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、和C6-C15芳氧基以及C6-C15芳基;并且
-R2至R4中的每一个中的M独立地选自下组,该组由以下各项组成:H、Na、K、Li、Ag、Zn、Mg和Ca;
其前提是
-如果重复单元Y是由对苯二甲二胺和C12二羧酸缩合形成的,则:
-30mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤70mol%;并且
-0mol%≤nz≤70mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-如果重复单元Y是由对苯二甲酸与二胺缩合形成的,则R2选自由键、C1-C9烷基、C11-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基。
在一些实施例中,重复单元X是由4-氨基甲基环己烷甲酸(1,4-AMCC)缩合形成的。
根据实施例,聚酰胺(PA)是包括从50℃至190℃、优选从130℃至170℃的Tg的无定形聚酰胺。
根据实施例,聚酰胺(PA)是包括50℃至190℃、优选从60℃至170℃的Tg的半结晶聚酰胺。
根据实施例,聚酰胺(PA)包括从170℃至400℃的熔融温度Tm。
本发明还涉及一种包含本发明的聚酰胺或结合此聚酰胺(PA)的制品。该制品可以例如在下组中选择,该组由以下各项组成:移动电话、个人数字助理、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴计算装置、相机、便携式音频播放器、便携式收音机、全球定位系统接收器、以及便携式游戏机。
具体实施方式
本文所述的是包含从10摩尔百分比(mol%)至90mol%的从1,4-脂环族氨基酸(如下详述)的缩合衍生的重复单元(RPA1)的聚酰胺(PA),以及包含此聚酰胺和任选地一种或多种添加剂的聚合物组合物(C)。如本文所使用的,除非另外明确地指出,否则,mol%是相对于聚酰胺(PA)中的重复单元的总摩尔数。本发明的聚酰胺(PA)具有改善的玻璃化转变温度(“Tg”),并且对于半结晶聚酰胺(PA)具有希望的熔融温度(“Tm”)。
在本申请中:
-即使是关于具体实施例描述的任何描述可适用于本披露的其他实施例并且可与其互换;
-当将元素或组分说成是包含在和/或选自所列举元素或组分的清单中时,应理解的是本文明确考虑到的相关实施例中,该元素或组分还可以是这些列举出的独立元素或组分中的任何一种,或者还可以选自由所明确列举出的元素或组分中的任何两种或更多种组成的组;在元素或组分的清单中列举的任何元素或组分都可以从这个清单中省去;以及
-本文通过端点对数值范围的任何列举都包括在所列举范围内包含的所有数字以及该范围的端点和等效物。
-表述“至少”在此旨在表示“等于或大于”。例如,表述“至少10mol%的重复单元X”在此表示聚酰胺(PA)可以包含10mol%的重复单元X或大于10mol%的重复单元X。因此在本发明的上下文中,表述“至少”对应于数学符号“≥”。
-在本发明的上下文中,表述“小于”对应于数学符号“<”。例如,表述“小于90mol%的重复单元X”在此表示聚酰胺包含严格地小于90mol%的重复单元X并且因此作为由重复单元X和至少一种另外的重复单元X和/或Z制成的共聚酰胺。
-所有的温度以摄氏度(℃)给出。
-除非另外明确地限制,否则如本文所使用的术语“烷基”以及衍生术语如“烷氧基”、“酰基”和“烷硫基”在其范围内包括直链、支链和环状部分。烷基的实例是甲基、乙基、1-甲基乙基、丙基、1,1-二甲基乙基、和环丙基。除非另外明确地指明,否则每个烷基和芳基可以是未取代的或被一个或多个选自但不限于以下项的取代基取代:卤素、羟基、磺基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基或C6-C15芳基,前提是这些取代基是空间上可相容的,并且满足化学键合和应变能的规则。术语“卤素”或“卤基”包括氟、氯、溴和碘,其中氟是优选的。
-术语“芳基”是指苯基、茚满基或萘基。芳基可以包含一个或多个烷基,并且在这种情况下有时被称为“烷基芳基”;例如可以由芳香族基团和两个C1-C6基团(例如甲基或乙基)构成。芳基还可以包含一个或多个杂原子(例如N、O或S),并且在这种情况下有时被称为“杂芳基”;这些杂芳香族环可以稠合到其他芳香族体系。此类杂芳香族环包括但不限于呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、三唑基、异噁唑基、噁唑基、噻唑基、异噻唑基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基和三嗪基环结构。芳基或杂芳基取代基可以是未取代的或被一个或多个选自但不限于以下项的取代基取代:卤素、羟基、C1-C6烷氧基、磺基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基或C6-C15芳基,前提是这些取代基是空间上可相容的,并且满足化学键合和应变能的规则。
-表述“其衍生物”,当与表述“二羧酸”组合使用时,旨在表示能够在缩聚条件下进行反应以产生酰胺键的任何一种衍生物。形成酰胺的衍生物的实例包括此类羧酸的单-或二-烷基酯,如单-或二-甲基酯、乙基酯或丙基酯;其单-或二-芳基酯;其单-或二-酰基卤;其羧酸酐和其单-或二-酸酰胺,单-或二-羧酸盐。
聚酰胺(PA)
本发明涉及一种聚酰胺(PA),其包含重复单元X、Y和Z并且由下式(1)表示:
其中
-nx、ny和nz分别为每个重复单元X、Y和Z的摩尔百分比(mol%);
-10mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤90mol%;
-0mol%≤nz≤90mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-ny和nz中的至少一个大于0mol%,并且
其中
-R1选自由氢、烷基或芳基组成的组
-R’i在每个位置处独立地选自下组,该组由以下各项组成:烷基、芳基、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、和季铵;
-i是从0至10的整数;
-R2选自由键、C1-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;
-R3选自由C1-C20烷基、苯基、茚满基和萘基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;并且
-R4选自由直链或支链的C6-C14烷基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、和C6-C15芳氧基以及C6-C15芳基;并且
-R2至R4中的每一个中的M独立地选自下组,该组由以下各项组成:H、Na、K、Li、Ag、Zn、Mg和Ca;
其前提是
-如果重复单元Y是由对苯二甲二胺和C12二羧酸(优选C12脂肪族二羧酸、最优选1,12-二氨基十二烷)缩合形成的,则:
-30mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤70mol%;并且
-0mol%≤nz≤70mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-如果重复单元Y是由对苯二甲酸与二胺缩合形成的,则R2选自由键、C1-C9烷基、C11-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个杂原子(例如O、N或S)并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基。
优选地,R1和R’i在每个位置处是氢(例如重复单元X是由1,4-氨基甲基环己烷甲酸(1,4-AMCC)缩合形成的)。此外,为清楚起见,在式(1)中,左边、中间和右边的重复单元分别是重复单元X、Y和Z。
参考式(1),nx+ny+nz≤100mol%。当然,在一些实施例中,聚酰胺(PA)可以包含不同于重复单元X、Y和Z的附加重复单元。在一些此类实施例中,nx+nz+nz为至少50mol%、至少60mol%、至少70mol%、至少80mol%、至少90mol%、至少95mol%、至少98mol%、至少99mol%、至少99.5mol%、或至少99.9mol%。可替代地,在一些实施例中,nx+nz+nz=100mol%。本发明的聚酰胺(PA)可以由重复单元X和Y构成、由重复单元X和Z构成、或由重复单元X、Y和Z构成。重复单元X、Y和Z以嵌段方式、以交替方式或无规地排列。
根据实施例,nx为从10mol%至90mol%。在一些此类实施例中,nx为至少15mol%、至少20mol%、至少25mol%、或至少30mol%。附加地或可替代地,在一些实施例中,nx不超过85mol%、不超过80mol%、不超过75mol%、不超过70mol%、不超过65mol%、不超过60mol%、不超过55mol%或不超过50mol%。在一些实施例中,nx为从10mol%至85mol%、从10mol%至80mol%、从10mol%至75mol%、从10mol%至70mol%、从10mol%至65mol%、从10mol%至60mol%、从10mol%至55mol%或从10mol%至50mol%。在一些实施例中,nx为从30mol%至90mol%、从30mol%至85mol%、从30mol%至80mol%、从30mol%至75mol%或从30mol%至70mol%。
在一些实施例中,nx为从10mol%至90mol%,并且ny+nz总计为从10mol%至90mol%、优选从20mol%至90mol%、更优选从30mol%至90mol%、还更优选从40mol%至90mol%、并且最优选从50mol%至70mol%。当然,ny和nz中的至少一个大于零,然而,在一些实施例中,ny和nz二者都大于零。
本发明的聚酰胺(PA)可以具有范围从1,000g/mol至40,000g/mol、例如从2,000g/mol至35,000g/mol、从4,000至30,000g/mol或从5,000g/mol至20,000g/mol的数均分子量Mn。数均分子量Mn可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用ASTM D5296用聚苯乙烯标准物来确定。
在本披露的聚酰胺(PA)中,重复单元Y可以是脂肪族或芳香族的。为了本发明的目的,表述“芳香族重复单元”旨在表示包含至少一个芳香族基团的任何重复单元。芳香族重复单元可以通过至少一种芳香族二羧酸与脂肪族二胺的缩合或通过至少一种脂肪族二羧酸与芳香族二胺的缩合形成。为了本发明的目的,当二羧酸或二胺包含一个或多于一个芳香族基团时,它被认为是“芳香族的”。在本披露的聚酰胺(PA)中,重复单元Z是脂肪族的。
在一些实施例中,聚酰胺(PA)不含由对苯二甲二胺(PXDA)和C12二羧酸(优选C12脂肪族二羧酸、最优选十二烷二酸)缩合形成的重复单元。如本文所使用的,“不含”重复单元意指聚酰胺(PA)包含小于20mol%、优选小于10mol%、更优选小于5mol%、还更优选小于2mol%、优选小于1mol%、更优选小于0.5mol%、最优选小于0.1mol%的指定的重复单元(例如由PXDA和C12二羧酸缩合形成的重复单元)。可替代地,在一些实施例中,其中重复单元Y是由PXDA和C12二羧酸(例如十二烷二酸)缩合形成的,聚酰胺(PA)包含至少30mol%的重复单元Y、例如从30mol%至90mol%、从30mol%至85mol%、从30mol%至80mol%、从30mol%至75mol%或从30mol%至70mol%的重复单元Y。在一些实施例中,聚酰胺(PA)不含由C10脂肪族二胺(例如1,10-二氨基癸烷)和对苯二甲酸缩合形成的重复单元。
根据聚酰胺(PA)的实施例,聚酰胺(PA)是由1,4-AMCC(形成重复单元X)和选自下组的组分中的至少一种缩合形成的,该组由以下各项组成:
-至少一种二羧酸组分(在此也称为二酸)或其衍生物,和至少一种二胺组分(形成重复单元Y),
-至少一种在氨基羧酸骨架中具有7个或更多个碳原子的氨基羧酸(形成重复单元Z),以及
-至少一种在内酰胺环中具有7个或更多个碳原子的内酰胺(形成重复单元Z)。
根据此实施例,二羧酸组分可以选自各种各样的包含至少两个酸性部分-COOH的脂肪族或芳香族二羧酸组分。根据此实施例,二胺组分可以选自各种各样的包含至少两个胺部分-NH2的脂肪族或芳香族组分。
脂肪族二羧酸组分的非限制性实例值得注意地是草酸(HOOC-COOH)、丙二酸(HOOC-CH2-COOH)、琥珀酸[HOOC-(CH2)2-COOH]、戊二酸[HOOC-(CH2)3-COOH]、2,2-二甲基-戊二酸[HOOC-C(CH3)2-(CH2)2-COOH]、己二酸[HOOC-(CH2)4-COOH]、2,4,4-三甲基-己二酸[HOOC-CH(CH3)-CH2-C(CH3)2-CH2-COOH]、庚二酸[HOOC-(CH2)5-COOH]、辛二酸[HOOC-(CH2)6-COOH]、壬二酸[HOOC-(CH2)7-COOH]、癸二酸[HOOC-(CH2)8-COOH]、十一烷二酸[HOOC-(CH2)9-COOH]、十二烷二酸[HOOC-(CH2)10-COOH]、十三烷二酸[HOOC-(CH2)11-COOH]、十四烷二酸[HOOC-(CH2)12-COOH]、十五烷二酸[HOOC-(CH2)13-COOH]、十六烷二酸[HOOC-(CH2)14-COOH]、十八烷二酸[HOOC-(CH2)16-COOH]。此类别中还包括脂环族二羧酸,如1,4-环己烷二甲酸(CHDA)。
芳香族二羧酸组分的非限制性实例值得注意地是苯二甲酸(包括间苯二甲酸(IA)、对苯二甲酸(TA))、萘二甲酸(例如萘-2,6-二甲酸)、4,4’-联苯甲酸、2,5-吡啶二甲酸、2,4-吡啶二甲酸、3,5-吡啶二甲酸、2,2-双(4-羧苯基)丙烷、2,2-双(4-羧苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-羧苯基)酮、4,4’-双(4-羧苯基)砜、2,2-双(3-羧苯基)丙烷、2,2-双(3-羧苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-羧苯基)酮、双(3-羧基苯氧基)苯。
芳香族二胺组分的非限制性实例值得注意地是间苯二胺(MPD)、对苯二胺(PPD)、3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)、4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)、对苯二甲二胺(PXDA)以及间苯二甲二胺(MXDA)。
脂肪族二胺组分的非限制性实例值得注意地是1,2-二氨基乙烷、1,2-二氨基丙烷、亚丙基-1,3-二胺、1,3-二氨基丁烷、1,4-二氨基丁烷(腐胺)、1,5-二氨基戊烷(尸胺)、2-甲基-1,5-二氨基戊烷、六亚甲基二胺(或1,6-二氨基己烷)、3-甲基六亚甲基二胺、2,5-二甲基六亚甲基二胺、2,2,4-三甲基-六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基-六亚甲基二胺、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、2,2,7,7-四甲基八亚甲基二胺、1,9-二氨基壬烷、2-甲基-1,8-二氨基辛烷、5-甲基-1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、1,11-二氨基十一烷、1,12-二氨基十二烷、1,13-二氨基十三烷、2,5-二氨基四氢呋喃以及N,N-双(3-氨基丙基)甲胺。此类别中还包括脂环族二胺,如异氟尔酮二胺、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、双-对氨基环己基甲烷、1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷和双(4-氨基环己基)甲烷。
脂肪族二胺组分还可以在聚醚二胺的组中选择。这些聚醚二胺可以基于乙氧基化的(EO)骨架和/或丙氧基化的(PO)骨架,并且它们可以是环氧乙烷封端的、环氧丙烷封端的或环氧丁烷封端的二胺。此类聚醚二胺是例如以商品名和(亨斯迈公司(Hunstman))出售的。
氨基羧酸在氨基羧酸骨架中具有至少7个碳原子,例如在氨基羧酸骨架中具有从7至15个碳原子或从7至13个碳原子。根据实施例,氨基羧酸选自下组,该组由以下各项组成:9-氨基壬酸、10-氨基癸酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、13-氨基十三烷酸。内酰胺在内酰胺环中具有至少7个碳原子,例如在内酰胺环中具有从7至15个碳原子或从7至13个碳原子。根据实施例,内酰胺是月桂内酰胺。
根据实施例,聚酰胺(PA)包含从10mol%至90mol%的重复单元X和
-重复单元Y,其中重复单元Y是由以下项缩合形成的:
-选自下组的二羧酸组分,该组由以下各项组成:己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-联苯甲酸、5-羟基间苯二甲酸、5-磺基苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其混合物,和
-选自下组的二胺组分,该组由以下各项组成:1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、2-甲基-1,5二氨基戊烷、六亚甲基二胺、1,9-二氨基壬烷、2-甲基-1,8-二氨基辛烷、1,10-二氨基癸烷、1,12-二氨基十二烷、H2N-(CH2)3-O-(CH2)2-O(CH2)3-NH2、间苯二甲二胺、对苯二甲二胺、双(4-氨基环己基)甲烷、1,4-环己烷二甲酸及其混合物,其前提是:
-如果二胺组分是对苯二甲二胺且二羧酸组分是十二烷二酸,则:
-30mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤70mol%;并且
-0mol%≤nz≤70mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-如果二羧酸组分是对苯二甲酸,则二胺组分选自下组,该组由以下各项组成:1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、2-甲基-1,5二氨基戊烷、六亚甲基二胺、1,9-二氨基壬烷、2-甲基-1,8-二氨基辛烷、1,12-二氨基十二烷、H2N-(CH2)3-O-(CH2)2-O(CH2)3-NH2、间苯二甲二胺、对苯二甲二胺、双(4-氨基环己基)甲烷及其混合物。
在一些此类实施例中,二羧酸组分选自下组,该组由以下各项组成:己二酸、癸二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其混合物,优选己二酸、对苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其混合物;并且二胺组分选自下组,该组由以下各项组成:六亚甲基二胺、间苯二甲二胺、1,10-二氨基癸烷、1,12-二氨基十二烷、及其混合物,其前提是如果二羧酸组分是对苯二甲酸,则二胺组分选自下组,该组由以下各项组成:六亚甲基二胺、间苯二甲二胺、1,12-二氨基十二烷、及其混合物。在另外的此类实施例中,二羧酸组分选自下组,该组由以下各项组成:己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其混合物;并且二胺组分选自下组,该组由以下各项组成:六亚甲基二胺、1,12-二氨基十二烷、及其混合物。
根据另一个实施例,聚酰胺(PA)包含从10mol%至90mol%的重复单元X和
-重复单元Z,其是由至少一种内酰胺或氨基羧酸缩合形成的,其中该内酰胺是月桂内酰胺并且该氨基羧酸是11-氨基十一烷酸、及其混合物。
参考式(1),作为本发明不同实施例的实例,如果本发明的聚酰胺(PA)仅由重复单元x和y构成,则nx+ny=100%并且nz=0。在这种情况下,重复单元y由二胺组分和二羧酸组分构成;有待添加到缩合反应中的二胺的摩尔数和二酸的摩尔数是相等的。例如,如果聚酰胺(PA)仅由从1,4-AMCC的缩合衍生的重复单元(重复单元X)以及从对苯二甲酸和六亚甲基二胺的缩合衍生的重复单元(重复单元Y)构成,其中nx=60mol%并且ny=40mol%,则应该将基本上相同摩尔数(即40mol%)的对苯二甲酸和六亚甲基二胺添加到缩合混合物中。术语“基本上”在此旨在表示二酸/二胺的比率在0.9至1.1之间、例如在0.95与1.05之间变化。
本发明的聚酰胺(PA)可以是无定形的或半结晶的。如本文所使用的,半结晶聚酰胺包括在20℃/min的加热速率下的至少5焦耳/克(J/g)的熔解热(ΔHf)。类似地,如本文所使用的,无定形聚酰胺包括在20℃/min的加热速率下的小于5J/g的ΔHf。ΔHf可以根据ASTMD3418测量。
在一些实施例中,聚酰胺(PA)具有至少50℃、至少60℃、至少100℃、至少120℃、至少130℃、或至少140℃的Tg。附加地或可替代地,在一些实施例中,聚酰胺(PA)具有不超过190℃、不超过180℃、不超过170℃、或不超过165℃的Tg。在一些实施例中,聚酰胺(PA)具有从50℃至190℃、从60℃至190℃、从100℃至190℃、从110℃至190℃、120℃至190℃、从130℃至180℃、从130℃至170℃、从140℃至170℃、从145℃至170℃、或从145℃至165℃的Tg。优选地,对于无定形聚酰胺(PA),Tg是从130℃至170℃,并且对于半结晶的聚酰胺(PA),Tg是从60℃至170℃。Tg可以根据ASTM D3418测量。
在其中聚酰胺(PA)是半结晶聚酰胺的一些实施例中,该聚酰胺(PA)具有至少170℃、至少190℃、至少200℃、至少210℃、至少220℃、至少230℃、至少240℃、或至少250℃的Tm。附加地或可替代地,在其中聚酰胺(PA)是半结晶聚酰胺的一些实施例中,该聚酰胺(PA)具有不超过400℃、不超过390℃、不超过380℃、不超过370℃、不超过360℃、或不超过350℃的Tm。在其中聚酰胺(PA)是半结晶的聚酰胺的一些实施例中,该聚酰胺(PA)具有从170℃至400℃、从190℃至400℃、从200℃至400℃、从210℃至390℃、220℃至380℃、从230℃至370℃、从240℃至360℃、或从250℃至350℃的Tm。Tm可以根据ASTM D3418测量。
本文所述的聚酰胺(PA)可以通过任何适用于合成聚酰胺和聚苯二甲酰胺的常规方法来制备。
优选地,本发明的聚酰胺通过如下制备:通过在小于60wt%、优选小于30wt%、小于20wt%、小于10wt%的水的存在下,优选地不添加水,将单体加热至至少Tm+10℃的温度(Tm是对于半结晶聚酰胺,聚酰胺的熔融温度)、或至少Tg+50℃的温度(Tg是对于无定形聚酰胺,聚酰胺的玻璃化转变温度)进行反应。
本文所述的聚酰胺(PA)可以例如通过单体和共聚单体的水溶液的热缩聚(也称为缩聚或缩合)来制备。聚酰胺可以含有链限制剂,其是能够与胺或羧酸部分反应的单官能分子,并且用于控制聚酰胺的分子量。例如,链限制剂可以是乙酸、丙酸、苯甲酸和/或苄胺。还可以使用催化剂。催化剂的实例是亚磷酸、正磷酸、偏磷酸、碱金属次磷酸盐如次磷酸钠、以及苯基次膦酸。还可以使用稳定剂,如亚磷酸盐。
本文所述的聚酰胺(PA)还可以有利地通过无溶剂的方法,即在不存在溶剂的情况下在熔体中进行的方法来制备。当缩合是无溶剂的时,反应可以在由对单体惰性的材料制成的设备中进行。在这种情况下,选择设备以便提供单体的足够接触并且其中去除挥发性反应产物是可行的。合适的设备包括搅拌式反应器、挤出机和捏合机。
聚合物组合物(C)
聚合物组合物(C)包含以上描述的本发明的聚酰胺(PA)。
聚酰胺(PA)可以以基于聚合物组合物(C)的总重量大于30wt%、按重量计大于35wt%、大于40wt%或大于45wt%的总量存在于组合物(C)中。
聚酰胺(PA)可以以基于聚合物组合物(C)的总重量小于99.95wt%、小于99wt%、小于95wt%、小于90wt%、小于80wt%、小于70wt%或小于60wt%的总量存在于组合物(C)中。
聚酰胺(PA)可以例如以基于聚合物组合物(C)的总重量范围在35与60wt%之间、例如在40与55wt%之间的量存在于组合物(C)中。
组合物(C)还可以包含一种选自下组的组分,该组由以下各项组成:增强剂、增韧剂、增塑剂、着色剂、颜料、抗静电剂、染料、润滑剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、成核剂以及抗氧化剂。
可以将大量选定的增强剂(还称为增强纤维或增强填充剂)添加到根据本发明的组合物中。它们可以选自纤维状增强剂和微粒状增强剂。纤维状增强填充剂在本文中被认为是具有长度、宽度和厚度的材料,其中平均长度显著地大于宽度和厚度二者。总体上,此种材料具有至少5、至少10、至少20或至少50的长径比(定义为长度与宽度和厚度中最大者之间的平均比率)。在一些实施例中,增强纤维(例如玻璃纤维或碳纤维)具有从3mm至50mm的平均长度。在一些此类实施例中,增强纤维具有从3mm至10mm、从3mm至8mm、从3mm至6mm、或从3mm至5mm的平均长度。在可替代的实施例中,增强纤维具有从10mm至50mm、从10mm至45mm、从10mm至35mm、从10mm至30mm、从10mm至25mm或从15mm至25mm的平均长度。增强纤维的平均长度可以取为在结合到聚合物组合物(C)中之前的增强纤维的平均长度或可以取为聚合物组合物(C)中的增强纤维的平均长度。
增强填充剂可以选自矿物填充剂(如滑石、云母、高岭土、碳酸钙、硅酸钙、碳酸镁)、玻璃纤维、碳纤维、合成聚合物纤维、芳纶纤维、铝纤维、钛纤维、镁纤维、碳化硼纤维、岩棉纤维、钢纤维和硅灰石。
在纤维状填充剂之中,玻璃纤维是优选的;它们包括短切原丝A-、E-、C-、D-、S-和R-玻璃纤维,如在John Murphy的Additives for Plastics Handbook[塑料添加剂手册],第2版的第5.2.3章第43-48页中描述的。优选地,填充剂选自纤维状填充剂。它更优选地是能够经受高温应用的增强纤维。
增强剂可以以基于聚合物组合物(C)的总重量大于15wt%、按重量计大于20wt%、大于25wt%或大于30wt%的总量存在于组合物(C)中。这些增强剂可以以基于聚合物组合物(C)的总重量小于65wt%、小于60wt%、小于55wt%或小于50wt%的总量存在于组合物(C)中。
增强填充剂可以例如以基于聚合物组合物(C)的总重量范围在20与60wt%之间、例如在30与50wt%之间的量存在于组合物(C)中。
本发明的组合物(C)还可以包含增韧剂。增韧剂通常是低玻璃化转变温度(Tg)聚合物,其中Tg例如低于室温、低于0℃或甚至低于-25℃。由于其低的Tg,增韧剂在室温下典型地是弹性体的。增韧剂可以是官能化的聚合物骨架。
增韧剂的聚合物骨架可以选自弹性体骨架,这些弹性体骨架包括聚乙烯及其共聚物,例如,乙烯-丁烯;乙烯-辛烯;聚丙烯及其共聚物;聚丁烯;聚异戊二烯;乙烯-丙烯-橡胶(EPR);乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM);乙烯-丙烯酸酯橡胶;丁二烯-丙烯腈橡胶、乙烯-丙烯酸(EAA)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA);丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶(ABS)、嵌段共聚物苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯(SEBS);嵌段共聚物苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS);甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)型的核-壳弹性体,或以上中的一种或多种的混合物。
当增韧剂被官能化时,骨架的官能化可以由包括该官能化的单体的共聚产生,或由用另一种组分接枝该聚合物骨架来产生。
官能化的增韧剂的具体实例值得注意地是乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三聚物,乙烯和丙烯酸丁酯的共聚物;乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物;乙烯-马来酸酐共聚物;接枝有马来酸酐的EPR;接枝有马来酸酐的苯乙烯共聚物;接枝有马来酸酐的SEBS共聚物;接枝有马来酸酐的苯乙烯-丙烯腈共聚物;接枝有马来酸酐的ABS共聚物。
增韧剂可以以基于组合物(C)的总重量大于1wt%、大于2wt%或大于3wt%的总量存在于组合物(C)中。增韧剂可以以基于聚合物组合物(C)的总重量小于30wt%、小于20wt%、小于15wt%或小于10wt%的总量存在于组合物(C)中。
组合物(C)还可以包含本领域常用的其他常规添加剂,这些常规添加剂包括增塑剂、着色剂、颜料(例如黑色颜料,如炭黑和苯胺黑)、抗静电剂、染料、润滑剂(例如线性低密度聚乙烯、硬脂酸钙或硬脂酸镁或褐煤酸钠)、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、成核剂以及抗氧化剂。
组合物(C)还可以包含一种或多种其他聚合物,优选不同于本发明的聚酰胺(PA)的聚酰胺。可以值得注意地提及半结晶或无定形的聚酰胺,如脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺,以及更一般地,通过在芳香族或脂肪族饱和二酸与脂肪族饱和的或芳香族伯二胺、内酰胺、氨基酸或这些不同单体的混合物之间的缩聚而获得的聚酰胺。
聚合物组合物(C)的制备
本发明进一步涉及一种制造如上详述的组合物(C)的方法,所述方法包括熔融共混聚酰胺(PA)和具体组分,这些具体组分例如填充剂、增韧剂、稳定剂以及任何其他任选的添加剂。
在本发明的上下文中,可以使用任何熔融共混方法以混合聚合物成分和非聚合物成分。例如,可以将聚合物成分和非聚合物成分进料到熔融混合器(如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机、搅拌器、单螺杆或双螺杆捏合机、或班伯里密炼机)中,并且该添加步骤可以是将所有成分一次添加或分批逐步添加。当分批逐步添加聚合物成分和非聚合物成分时,首先添加这些聚合物成分和/或非聚合物成分的一部分,并且然后与随后添加的剩余聚合物成分和非聚合物成分熔融混合直到获得充分混合的组合物。如果增强剂呈现出长的物理形状(例如,长玻璃纤维),则可以使用拉伸挤出模制来制备增强组合物。
制品和应用
本发明还涉及包含本发明的聚酰胺(PA)的制品和包含如上所述的共聚物组合物(C)的制品。
制品可以值得注意地用于移动电子产品、LED包装、油气应用、食品接触应用、电气应用、医疗装置零件、建造应用、工业应用、管道系统零件(plumbing part)、汽车零件和航天航空零件。
该制品例如可以是移动电子装置部件。如本文所使用的,“移动电子装置”是指旨在方便地被运输并且用于不同场所的电子装置。移动电子装置可以包括但不限于移动电话、个人数字助理(“PDA”)、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴计算装置(例如,智能手表、智能眼镜等)、相机、便携式音频播放器、便携式收音机、全球定位系统接收器、以及便携式游戏机。
移动电子装置部件可以例如包括无线电天线和组合物(C)。在这种情况下,无线电天线可以是WiFi天线或RFID天线。移动电子装置部件还可以是天线壳体。
在一些实施例中,移动电子装置部件是天线壳体。在一些此类实施例中,无线电天线的至少一部分布置在聚合物组合物(C)上。附加地或可替代地,无线电天线的至少一部分可以从聚合物组合物(C)中移开。在一些实施例中,装置部件可以是具有安装孔或其他紧固装置的安装部件,该其他紧固装置包括但不限于在其本身与移动电子装置的另一部件之间的卡扣配合连接器,该另一部件包括但不限于电路板、麦克风、扬声器、显示器、电池、盖、壳体、电气或电子连接器、铰链、无线电天线、开关或开关垫(switchpad)。在一些实施例中,移动电子装置可以是输入装置的至少一部分。
电气和电子装置的实例是连接器、接触器和开关。
聚酰胺(PA)、聚合物组合物(C)和由其制备的制品还可以在单层或多层制品中用作用于包装应用的气体阻隔材料。
聚酰胺(PA)、聚合物组合物(C)和由其制备的制品还可以用于汽车应用,例如在进气系统、冷却和加热系统、传动系统和燃料系统中。
制品可以由本发明的聚酰胺(PA)或聚合物组合物(C)通过任何适合于热塑性塑料的方法(例如挤出、注射模制、吹塑模制、旋转模制或压缩模制)来模制。
制品可以由本发明的聚酰胺(PA)或聚合物组合物(C)通过包括挤出材料(其例如呈长丝形式)的步骤、或包括激光烧结材料(其在这种情况下呈粉末形式)的步骤的方法来打印。
本发明还涉及一种用于用增材制造系统制造三维(3D)物体的方法,该方法包括:
-提供包含本发明的聚酰胺(PA)或聚合物组合物(C)的零件材料,以及
-由该零件材料打印该三维物体的层。
因此,聚酰胺(PA)或聚合物组合物(C)可以呈线或长丝的形式以用于3D打印过程,例如熔丝制造(也被称为熔融沉积成型(FDM))。
聚酰胺(PA)或聚合物组合物(C)还可以呈粉末(例如基本上球形的粉末)形式以用于3D打印过程,例如选择性激光烧结(SLS)。
聚酰胺(PA)、组合物(C)和制品的用途
如上所述,本发明涉及上述聚酰胺(PA)、组合物(C)或制品用于制造移动电子装置部件的用途。
本发明还涉及上述聚酰胺(PA)或组合物(C)用于3D打印物体的用途。
如果通过援引并入本文的任何专利、专利申请和公开物的披露内容与本申请的说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度,则本说明应优先。
实例
这些实例证明了几种本发明的聚酰胺或对比聚酰胺的热性能、介电性能和机械性能。
原材料
反式-1,4-AMCC:从西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)获得
六亚甲基二胺(70wt%):从奥升德高性能材料公司(Ascend PerformanceMaterials)获得
1,12-二氨基十二烷:从英威达公司(Invista)获得
己二酸:从奥升德高性能材料公司获得
癸二酸:从西格玛奥德里奇公司获得
间苯二甲酸:从弗林特希尔斯资源公司(Flint Hilss Resources)获得
1,4-环己烷二甲酸:从伊士曼化学公司(Eastman Chemical)获得
对苯二甲酸:弗林特希尔斯资源公司
间苯二甲酸:弗林特希尔斯资源公司
聚酰胺制备
E1-E3的合成:将摩尔当量量的1,4-AMCC、六亚甲基二胺和间苯二甲酸装入搅拌式反应器中并添加DI水(35wt%)。将磷酸(120ppm当量的P)用作聚合中的添加剂。将混合物加热至335℃。将产生的蒸汽释放并在环境压力下将反应混合物在此温度下进一步再加热60分钟。在关闭加热之前,施加10分钟的真空。将形成的聚合物取出并分析它们的热特性。
E4的合成:按照与用于PA E1-E3的方法类似的方法制造PA E4,但使用等摩尔量的己二酸代替间苯二甲酸。
E5的合成:按照与用于PA E1-E3的方法类似的方法制造PA E5,但使用等摩尔量的十二亚甲基二胺和己二酸代替六亚甲基二胺和间苯二甲酸。
E6的合成:按照与用于PA E1-E3的方法类似的方法制造PA E6,但使用等摩尔量的十二亚甲基二胺代替六亚甲基二胺。
E7的合成:按照与用于PA E1-E3的方法类似的方法制造PA E7,但使用等摩尔量的十二亚甲基二胺和1,4-环己烷二甲酸代替六亚甲基二胺和间苯二甲酸。
E8的合成:按照与用于PA E1-E3的方法类似的方法制造PA E8,但使用等摩尔量的对苯二甲酸代替间苯二甲酸。
测试
热转变(Tg,Tm)
根据ASTM D3418使用差示扫描量热法采用20℃/min的加热和冷却速率测量各种聚酰胺的玻璃化转变温度和熔融温度。每个DSC测试使用三次扫描:第一次加热至340℃,随后第一次冷却至30℃,随后第二次加热至350℃。由第二次加热确定Tg和Tm。玻璃化转变温度和熔融温度列表于下表1中。在表1中,反例CE1的Tg和Tm是从1970年4月28日发布的Pedersen的美国专利3,509,105中获得的,并且反例C2和C3的Tg和Tm是从Ellis,BryanSmith,Ray.(2009).Polymers-A Property Database[聚合物-特性数据库](第2版),Taylor&Francis[泰勒-弗朗西斯出版集团]获得的,所有这些专利通过援引并入本文。附加地,在表1中,CHDA是指1,4-环己烷二甲酸。
实例E2-E4与反例CE1-CE3的比较证明了聚酰胺(PA)的Tg的可调性。CE1(由1,4-AMCC缩合形成的均聚物)具有超过370℃的Tm,这可能使得熔融加工变得困难。CE2(由六亚甲基二胺和己二酸缩合形成的均聚物)虽然具有265℃的Tm,但具有仅60℃的Tg。另一方面,E4相对于CE2具有显著增大的Tg并且相对于CE1具有显著减少的Tm。附加地,E2和E3与CE3的比较证明相对于CE3,E2和E3具有显著增大的Tg。
实例E1、E2、E3中的无定形共聚酰胺即使在使用了低至20mol%的AMCC时也展现出比聚酰胺PA 6I显著更高的Tg。这对于在热环境中要求高水平的机械强度的应用是重要的。
Claims (15)
1.一种聚酰胺(PA),其包含重复单元X、Y和Z并且由下式(1)表示:
其中
-nx、ny和nz分别为每个重复单元X、Y和Z的摩尔百分比(mol%);
-10mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤90mol%;
-0mol%≤nz≤90mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-ny和nz中的至少一个大于0mol%,并且
其中
-R1选自由氢、烷基或芳基组成的组
-R’i在每个位置处独立地选自下组,该组由以下各项组成:烷基、芳基、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、和季铵;
-i是从0至10的整数;
-R2选自由键、C1-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个选自O、N和S的杂原子,并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;
-R3选自由C1-C20烷基、苯基、茚满基和萘基组成的组,任选地包含一个或多个选自O、N和S的杂原子,并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基;并且
-R4选自由直链或支链的C6-C14烷基组成的组,任选地包含一个或多个选自O、N或S的杂原子,并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、和C6-C15芳氧基以及C6-C15芳基;并且
-R2至R4中的每一个中的M独立地选自下组,该组由以下各项组成:H、Na、K、Li、Ag、Zn、Mg和Ca;
其前提是
-如果重复单元Y是由对苯二甲二胺和C12二羧酸缩合形成的,则:
-30mol%≤nx≤90mol%;
-0mol%≤ny≤70mol%;并且
-0mol%≤nz≤70mol%;
-nx+ny+nz≤100mol%;并且
-如果重复单元Y是由对苯二甲酸与二胺缩合形成的,则R2选自由键、C1-C9烷基、C11-C15烷基和C6-C30芳基组成的组,任选地包含一个或多个选自O、N或S的杂原子,并且任选地被一个或多个选自下组的取代基取代,该组由以下各项组成:卤素、羟基(-OH)、磺基(-SO3M)、C1-C6烷氧基、C1-C6烷硫基、C1-C6酰基、甲酰基、氰基、C6-C15芳氧基和C6-C15芳基。
2.如权利要求1所述的聚酰胺(PA),其中,重复单元X是由1,4-氨基甲基环己烷甲酸(1,4-AMCC)缩合形成的。
3.如权利要求2-3中任一项所述的聚酰胺(PA),其中,该聚酰胺(PA)不含由对苯二甲二胺和C12二羧酸、优选十二烷二酸缩合形成的重复单元。
4.如权利要求1-3中任一项所述的聚酰胺(PA),其中,重复单元Y是由二羧酸组分和二胺组分缩合形成的,并且其中:
-该二羧酸组分选自下组,该组由以下各项组成:己二酸、壬二酸、癸二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-联苯甲酸、5-羟基间苯二甲酸、5-磺基苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其混合物;并且
-该二胺组分选自下组,该组由以下各项组成:1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、2-甲基-1,5-二氨基戊烷、六亚甲基二胺、1,9-二氨基壬烷、2-甲基-1,8-二氨基辛烷、1,10-二氨基癸烷、1,12-二氨基十二烷、H2N-(CH2)3-O-(CH2)2-O(CH2)3-NH2、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、间苯二甲二胺、对苯二甲二胺、双(4-氨基环己基)甲烷、及其混合物。
5.如权利要求1-4中任一项所述的聚酰胺(PA),其中,重复单元Y是由二羧酸组分和二胺组分缩合形成的,并且其中:
-该二羧酸组分选自下组,该组由以下各项组成:己二酸、癸二酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其混合物,优选己二酸、对苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸及其混合物;并且
-该二胺组分选自下组,该组由以下各项组成:六亚甲基二胺、1,12-二氨基十二烷及其混合物。
6.如权利要求1-5中任一项所述的聚酰胺(PA),其中,重复单元Z是由月桂内酰胺或11-氨基十一烷酸缩合形成的。
7.如权利要求1-6中任一项所述的聚酰胺(PA),其中,该聚酰胺(PA)是包括从50℃至190℃、优选从130℃至170℃的Tg的无定形聚酰胺。
8.如权利要求1-6中任一项所述的聚酰胺(PA),其中,该聚酰胺(PA)是包括50℃至190℃、优选从60℃至170℃的Tg的半结晶聚酰胺。
9.如权利要求1至6和8中任一项所述的聚酰胺(PA),其中,该聚酰胺(PA)具有从170℃至400℃的熔融温度。
10.一种聚合物组合物(C),其包含:
-如权利要求1-9中任一项所述的聚酰胺(PA),
-至少一种选自下组的组分,该组由以下各项组成:增强剂、增韧剂、增塑剂、着色剂、颜料、抗静电剂、染料、润滑剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、成核剂和抗氧化剂。
11.如权利要求10所述的聚合物组合物(C),其包含具有从3mm至50mm的平均长度的增强纤维。
12.如权利要求10或11所述的聚合物组合物(C),其包含基于该组合物(C)的总重量从10wt%至60wt%的玻璃纤维。
13.如权利要求10-12中任一项所述的聚合物组合物(C),其包含从40wt%至70wt%的该聚酰胺(PA)。
14.一种制品,其包含如权利要求10-13中任一项所述的聚合物组合物(C),其中该制品是移动电子装置制品或部件、复合材料或3D打印制品。
15.如权利要求13或14所述的制品,其是选自下组的移动电子装置的制品或部件,该组由以下各项组成:移动电话、个人数字助理、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴计算装置、相机、便携式音频播放器、便携式收音机、全球定位系统接收器、以及便携式游戏机。
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