CS257265B2 - Process for preparing block polyamide copolymer - Google Patents
Process for preparing block polyamide copolymer Download PDFInfo
- Publication number
- CS257265B2 CS257265B2 CS849620A CS962084A CS257265B2 CS 257265 B2 CS257265 B2 CS 257265B2 CS 849620 A CS849620 A CS 849620A CS 962084 A CS962084 A CS 962084A CS 257265 B2 CS257265 B2 CS 257265B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- caprolactam
- groups
- amine
- compound
- acyllactam
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polyamides (AREA)
Abstract
Způsob přípravy blokového polyamidového kopolymeru, který se provádí tak, že se smísí epsilon-kaprolaktam, sloučenina obsahující N-acyllaktamové funkční skupiny zvolená ze souboru zahrnujícího adukty polyétertriolu o molekulové hmotnosti 1 000 až 10 000, s výhodou 3 000 až 6 000 s dihalogenidem alifatické nebo aromatické dikarboxylové kyseliny a epsilon-kaprolaktamem, alespoň jeden amin s molekulovou hmotností 60 až 10 000, s výhodou až 6 000 zvolený ze souboru zahrnujícího alifatické monomerní polyaminy a alifatické polymerní polyaminy s polyetherovou nebo polyalkyleniminovou kostrou, jejichž vícefunkčnost je tvořena alespoň dvěma primárními a/nebo sekundárními aminoskupinami, přičemž množství vícefunkčního aminu činí alespoň 0,02 ekvivalentu součtu primárních a sekundárních aminoskupin, vztaženo na ekvivalent N-acyllaktamových skupin obsažených ve sloučenině, a katalyzátor aniontové polymerace laktamů, přičemž míšení se provádí tak, že se smísí jednak sloučenina s N-acyllaktamovými skupinami s částí kaprolaktamu a jednak amin a katalyzátor se zbytkem kaprolaktamu, načež se spolu smísí obě vzniklé předsměsiA method for preparing a block polyamide copolymer, which is carried out by mixing epsilon-caprolactam, a compound containing N-acyllactam functional groups selected from the group comprising adducts of polyethertriol with a molecular weight of 1,000 to 10,000, preferably 3,000 to 6,000 with a dihalide of an aliphatic or aromatic dicarboxylic acid and epsilon-caprolactam, at least one amine with a molecular weight of 60 to 10,000, preferably up to 6,000 selected from the group comprising aliphatic monomeric polyamines and aliphatic polymeric polyamines with a polyether or polyalkyleneimine skeleton, the multifunctionality of which is formed by at least two primary and/or secondary amino groups, the amount of the multifunctional amine being at least 0.02 equivalents of the sum of the primary and secondary amino groups, based on the equivalent of the N-acyllactam groups contained in the compound, and a catalyst anionic polymerization of lactams, whereby the mixing is carried out by mixing a compound with N-acyllactam groups with a part of caprolactam and an amine and catalyst with the rest of the caprolactam, after which both resulting premixes are mixed together
Description
Vynález se týká způsobu přípravy polyamidových materiálů s vysokou rázovou houževnatostí, které se skládají z blokových kopolymerú obsahujících polyamidové a elastomerní segmenty. Konkrétně se vynález týká způsobu přípravy sitovaných blokových polyamidových kopolymerú.The invention relates to a method for preparing polyamide materials with high impact strength, which consist of block copolymers containing polyamide and elastomeric segments. In particular, the invention relates to a method for preparing screened polyamide block copolymers.
Blokové polyamidové kopolymery mohou být obecně tvořeny střídajícími se bloky polyamidových segmentů, jako jsou segmenty elastomernioh polymerů, jako jsou zbytky polyéterů, polyesterů, uhlovodíků nebo polysiloxanů. Blokové polyamidové kopolymery se obecně vyrábějí kopolymerizací laktamového monomeru a elastomernioh polymerů a mohou být lineární nebo rozvětvené v závislosti na struktuře použitého elastomerního polymeru. Podrobnější zhodnocení struktury a způsobů výroby daného typu blokového polyamidového kopolymeru je uvedeno v patentu Spojených států amerických č. 4 031 164 (autoři Hendrick a Gabbert).Polyamide block copolymers can generally be formed by alternating blocks of polyamide segments, such as segments of elastomeric polymers, such as polyethers, polyesters, hydrocarbons or polysiloxanes. Polyamide block copolymers are generally produced by copolymerization of a lactam monomer and elastomeric polymers and can be linear or branched depending on the structure of the elastomeric polymer used. A more detailed review of the structure and methods of making a given type of polyamide block copolymer is provided in United States Patent No. 4,031,164 (Hendrick and Gabbert).
Vlastnosti polyamidových segmentů a segmentů elastomernioh polymerů, které jsou obsaženy v blokových kopolymerech ovlivňují, jak je uvedeno ve shora uvedeném patentu autorů Hendricka a Gabberta, vlastnosti výsledného polymeru. Pro získání materiálu s vysokým modulem pružnosti je třeba použít polyamidové segmenty o vyšší molekulové hmotnosti a/nebo ve vyšším procentickém hmotnostním obsahu. Vyšší tažnost a lepší rázové vlastnosti mohou být při výrobě blokových polyamidových kopolymerú dosaženy za použití vyššího hmotnostního obsahu a/nebo při vyšší molekulové hmotnosti elastomerních polymerů.The properties of the polyamide segments and elastomeric polymer segments contained in the block copolymers affect, as stated in the above-mentioned patent of authors Hendrick and Gabbert, the properties of the resulting polymer. To obtain a material with a high modulus of elasticity, it is necessary to use polyamide segments of higher molecular weight and/or in a higher percentage by weight. Higher elongation and better impact properties can be achieved in the production of block polyamide copolymers by using a higher weight content and/or at a higher molecular weight of elastomeric polymers.
Ovlivňování vlastností blokových polyamidových kopolymerú jinými způsoby by bylo výhodné.Influencing the properties of block polyamide copolymers in other ways would be advantageous.
Tento vynález se týká sitováni blokových polyamidových kopolymerú použitím vicefunkčních aminů.This invention relates to the crosslinking of polyamide block copolymers using polyfunctional amines.
Zesítěné blokové polyamidové kopolymery se podle předmětného vynálezu získají reakčním postupem, při kterém se blokové polyamidové kopolymery sítují působením vicefunkčních aminů.Crosslinked polyamide block copolymers are obtained according to the present invention by a reaction process in which the polyamide block copolymers are crosslinked by the action of polyfunctional amines.
To se může provést například reakcí mezi sloučeninami s acyllaktamovými funkčními skupinami a vícefunkčními aminy, čímž se získá zesítěná látka obsahující acyllaktamové funkční skupiny, která následně nebo současně reaguje s laktamovým monomerem v přítomnosti aniontového polymerizačního katalyzátoru laktamů za tvorby zesítěných blokových polyamidových kopolymerú. Vlastnosti výsledných blokových kopolymerú mohou být proměnné v závislosti na stupni zesítění.This can be done, for example, by reacting compounds with acyl lactam functional groups with polyfunctional amines to obtain a crosslinked substance containing acyl lactam functional groups, which is subsequently or simultaneously reacted with a lactam monomer in the presence of an anionic lactam polymerization catalyst to form crosslinked polyamide block copolymers. The properties of the resulting block copolymers can be variable depending on the degree of crosslinking.
Blokové polyamidové kopolymery se konkrétně skládají ze střídajících se bloků polyamidových segmentů o vzorciSpecifically, polyamide block copolymers consist of alternating blocks of polyamide segments with the formula
O ve kterém X znamená 1,5-pentylenovou skupinu a m je celé číslo větší než jedna, a segmentů polyéterových elastomerních polymerů. Podrobnější popis takového blokového polyamidového kopolymeru je uveden v patentu Spojených států amerických č. 4 031 164.O wherein X represents a 1,5-pentylene group and m is an integer greater than one, and segments of polyether elastomeric polymers. A more detailed description of such a block polyamide copolymer is given in United States Patent No. 4,031,164.
Pro výrobu blokových polyamidových kopolymerú existuje řada způsobů. Jeden obecný způsob spočívá v použití polyéterových elastomerních předpolymerů, které poskytují elastomerní segmenty v blokových polyamidových kopolymerech, a monomerního kaprolaktamu. Elastomerní předpolymer je přitom připraven tak, aby obsahoval laktamovou iniciační skupinu, jejímž působením polymerizuje další kaprolaktam za tvorby polyamidových segmentů. Laktamovou iniciační skupinou je acyllaktamové skupina, která je známým iniciátorem polymerizace laktamu.There are a number of methods for producing polyamide block copolymers. One general method involves the use of polyether elastomeric prepolymers, which provide elastomeric segments in the polyamide block copolymers, and the monomer caprolactam. The elastomeric prepolymer is prepared to contain a lactam initiator group, which polymerizes additional caprolactam to form polyamide segments. The lactam initiator group is an acyl lactam group, which is a known initiator of lactam polymerization.
Použití elastomerních polymerů, které obsahují acyllaktamové skupiny, pro výrobu blokových polyamidových kopolymerú, je popsáno v evropské patentové přihlášce č. 67 695. Shora uvedené sloučeniny s acyllaktamovými funkčními skupinami mohou být potom zreagovány s epsilon3The use of elastomeric polymers containing acyl lactam groups for the production of block polyamide copolymers is described in European Patent Application No. 67,695. The above compounds with acyl lactam functional groups can then be reacted with epsilon3
-kaprolaktamem v přítomnosti zásaditého polymeračního katalyzátoru kaltamú za tvorby blokových polyamidových kopolymerů.-caprolactam in the presence of a basic polymerization catalyst, kaltam, to form block polyamide copolymers.
Jak bylo uvedeno výše, vykazují blokové polyamidové kopolymery vlastnosti, které jim dávají segmenty elastomerních polymerů a polyamidové segmenty.As mentioned above, polyamide block copolymers exhibit properties imparted by the elastomeric polymer segments and the polyamide segments.
Při způsobu podle vynálezu se při sítování blokových polyamidových kopolymerů vícefunkčními aminy mohou celkové vlastnosti výsledného polymeru měnit i při udržování konstantní molekulové hmotnosti a konstantním hmotnostním obsahu elastomerních polymerů. Uvedeného sítování se dosáhne reakcí mezi přinejmenším jednou sloučeninou s N-aeyllaktamovými funkčními skupinami a přinejmenším jedním vícefunkčnim aminem a následnou nebo současnou reakcí s epsilon-kaprolaktamem v přítomnosti aniontového polymeračního katalyzátoru laktamů.In the process according to the invention, when crosslinking block polyamide copolymers with multifunctional amines, the overall properties of the resulting polymer can be changed even while maintaining a constant molecular weight and a constant mass content of elastomeric polymers. Said crosslinking is achieved by the reaction between at least one compound with N-aceyllactam functional groups and at least one multifunctional amine and subsequent or simultaneous reaction with epsilon-caprolactam in the presence of an anionic lactam polymerization catalyst.
Předmětem vynálezu je způsob přípravy blokového polyamidového kopolymerů, vyznačující se tím, že se smísí epsilon-kaprolaktam, sloučenina obsahující N-acyllaktamové funkční skupiny zvolená ze souboru zahrnujícího adukty polyétertriolu o molekulové hmotnosti 1 000 až 10 000, s výhodou 3 000 až 6 000, s dihalogenidem alifatické nebo aromatické dikarboxylové kyseliny a epsilon-kaprolaktamem, alespoň jeden vícefunkční amin s molekulovou hmotností 60 až 10 000, s výhodou až 6 000, zvolený ze souboru zahrnujícího alifatické monomerni polyaminy a alifatické polymerní polyaminy s polyetherovou nebo polyalkyleniminovou kostrou, jejichž vícefunkčnost je tvořena alespoň dvěma primárními a/nebo sekundárními aminoskupinami, přičemž množství vícefunkčního aminu činí alespoň 0,02 ekvivalentu součtu primárních a sekundárních aminoskupin, vztaženo na ekvivalent N-acyllaktamových skupin a katalyzátor aniontové polymerace laktamů, přičemž míšení se provádí tak, že se smísí jednak sloučenina s N-acyllaktamovými skupinami s částí kaprolaktamu a jednak amin a katalyzátor se zbytkem kaprolaktamu, načež se spolu smísí obě vzniklé předsměsi.The subject of the invention is a method for preparing block polyamide copolymers, characterized in that epsilon-caprolactam, a compound containing N-acyllactam functional groups selected from the group comprising polyethertriol adducts with a molecular weight of 1,000 to 10,000, preferably 3,000 to 6,000, with a dihalide of an aliphatic or aromatic dicarboxylic acid and epsilon-caprolactam, at least one multifunctional amine with a molecular weight of 60 to 10,000, preferably up to 6,000, selected from the group comprising aliphatic monomeric polyamines and aliphatic polymeric polyamines with a polyether or polyalkyleneimine skeleton, the multifunctionality of which is formed by at least two primary and/or secondary amino groups, wherein the amount of the multifunctional amine is at least 0.02 equivalents of the sum of primary and secondary amino groups, based on the equivalent of N-acyllactam groups, and a catalyst. anionic polymerization of lactams, wherein the mixing is carried out by mixing, on the one hand, a compound with N-acyllactam groups with a part of caprolactam, and on the other hand, an amine and a catalyst with the rest of the caprolactam, after which both resulting premixes are mixed together.
Vícefunkční aminy používané při způsobu podle vynálezu obsahují s výhodou alespoň tři primární nebo sekundární aminoskupiny. Jedná se o sloučeniny, které mohou mít různou molekulovou hmotnost a různou strukturu. Pro způsob podle vynálezu se hodí všechny shora definované polyfunkční aminy, které jsou schopny zesiiovat sloučeniny s acyllaktamovými funkčními skupinami a/nebo blokové polyamidové kopolymery. Aminová funkční skupina může být přitom umístěna na konci organické sloučeniny, může být vázána v bočním řetězci nebo může být uvnitř organické sloučeniny, jako v případě, kdy aminová skupina spojuje dva řetězce. Vícefunkční amin musí obsahovat nejméně dvě aminové funkční skupiny, které jsou primární nebo sekundární. Terciární aminy nejsou reaktivní vzhledem k acyllaktamovým funkčním skupinám sloučeniny obsahující N-acyllaktamové skupiny a tudíž nezpůsobují sítování blokových polyamidových kopolymerů podle předmětného vynálezu. Podle dosavadního stavu techniky je nicméně známo, že typické obchodní směsi vicefunkčních aminů mohou obsahovat škálu vícefunkčnícha minů složenou z primárních, sekundárních a terciárních aminů. Směs tohoto typu bude použitelná v provedení předmětného vynálezu tehdy, pokud bude dostatečné množství vicefunkčních aminů nést přinejmenším dvě a výhodněji přinejmenším tři skupiny primárního nebo sekundárního aminu, které budou reagovat s funkčními acyllaktamovými skupinami a tím způsobovat sítování aloučenin s acyllaktamovými funkčními skupinami a nakonec blokových polyamidových kopolymerů.The polyfunctional amines used in the process according to the invention preferably contain at least three primary or secondary amino groups. These are compounds which may have different molecular weights and different structures. All polyfunctional amines defined above which are capable of crosslinking compounds with acyllactam functional groups and/or polyamide block copolymers are suitable for the process according to the invention. The amine functional group may be located at the end of the organic compound, may be bound in a side chain or may be within the organic compound, as in the case where the amine group connects two chains. The polyfunctional amine must contain at least two amine functional groups which are primary or secondary. Tertiary amines are not reactive with respect to the acyllactam functional groups of the compound containing N-acyllactam groups and therefore do not cause crosslinking of the polyamide block copolymers according to the present invention. However, it is known from the prior art that typical commercial mixtures of polyfunctional amines may contain a range of polyfunctional amines consisting of primary, secondary and tertiary amines. A mixture of this type will be useful in the practice of the present invention if a sufficient amount of polyfunctional amines carry at least two and more preferably at least three primary or secondary amine groups which will react with the functional acyl lactam groups and thereby cause crosslinking of the alkyne with the acyl lactam functional groups and ultimately the block polyamide copolymers.
Jak již bylo uvedeno výše, je možno při způsobu podle vynálezu použít různých typů vícefunkční ch aminů o různé molekulové hmotnosti, pokud jsou schopny sítovat sloučeniny s acyllaktamovými funkčními skupinami a/nebo blokové polyamidové kopolymery. Typ použitého vícefunkčního aminu může ovlivnit fyzikální vlastnosti z něj připraveného blokového polyamidového kopolymerů. Výhodnými vícefunkčními aminy jsou polyaminy s polyéterovou nebo polyethyleniminovou kostrou. Molekulová hmotnost polyaminů je s výhodou alespoň 500. Výraz molekulová hmotnost používaný v popisné části tohoto vynálezu a v následujících příkladech znamená číselný střed molekulových hmotností, jehož stanoveni je podle dosavadního stavu techniky φ známo, Zvláště výhodnými polyfunkčními aminy jsou polyoxyalkylén-polyaminy, ve kterých alkylenová skupina obsahuje 2 až'4 atomy uhlíku, o molekulové hmotnosti v rozmezí od 400 do 5 000. Nejvýhodnějšími vícefunkčními aminy jsou polyaminy, které se obecně připravují polymeraci alkyleniminů, jako je ethylenimin a polymerizací organických diaminů, jako jsou alkylendiaminy, přičemž rezultují pólyaminy obsahující meziřetězcové sekundární a terciární aminoskupiny.As mentioned above, various types of multifunctional amines of different molecular weights can be used in the process of the invention, as long as they are capable of crosslinking compounds with acyl lactam functional groups and/or polyamide block copolymers. The type of multifunctional amine used can affect the physical properties of the polyamide block copolymers prepared therefrom. Preferred multifunctional amines are polyamines with a polyether or polyethyleneimine backbone. The molecular weight of the polyamines is preferably at least 500. The term molecular weight as used in the description of the invention and in the following examples means the number average molecular weight, the determination of which is known in the art. Particularly preferred polyfunctional amines are polyoxyalkylene polyamines in which the alkylene group contains 2 to 4 carbon atoms, having a molecular weight in the range of 400 to 5,000. The most preferred polyfunctional amines are polyamines, which are generally prepared by the polymerization of alkylene imines, such as ethylene imine, and by the polymerization of organic diamines, such as alkylenediamines, resulting in polyamines containing interchain secondary and tertiary amino groups.
Tyto výhodné polyaminy mají molekulové hmotnosti v rozmezí od 60 do 10 000. Příklady těchto polyaminů jsou polyethylaniminy, diethylentriamin, triethylentetramin, tetraethylenpentamin a triethylediamin. Polyetheraminy mohou být připraveny z polymerů, které obsahují funkční skupiny reaktivní vzhledem k di- nebo polyfunkčním aminovým monomerům, takže příslušnou reakcí vznikají odpovídající vícefunkční aminy. Mohou se získat redukční aminacl polyolů, kyanoethylaci polyolů následovanou hydrogenaci nebo reakci 2 ekvivalentů diizokyanátu se všemi hydroxylovými skupinami polyolů a reakcí s vodou. Podle dosavadního stavu techniky jsou známy i další způsoby přípravy těchto vícefunkčních aminů.These preferred polyamines have molecular weights in the range of 60 to 10,000. Examples of these polyamines are polyethyleneimines, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and triethylediamine. Polyetheramines can be prepared from polymers which contain functional groups reactive with di- or polyfunctional amine monomers, such that the corresponding polyfunctional amines are formed by appropriate reaction. They can be obtained by reductive amination of polyols, cyanoethylation of polyols followed by hydrogenation or by reaction of 2 equivalents of diisocyanate with all hydroxyl groups of the polyols and reaction with water. Other methods of preparing these polyfunctional amines are known in the art.
Použití polyetheraminů nebo dalších polyaminů s teplotou skelného přechodu pod 20 °C může mít podstatný vliv na tažnost a rázové vlastnosti z nich připravených blokových polyamidových kopolymerů, obzvláště jestliže má polyamin relativně vysokou molekulovou hmotnost.The use of polyetheramines or other polyamines with a glass transition temperature below 20°C can have a significant effect on the ductility and impact properties of the polyamide block copolymers prepared therefrom, especially if the polyamine has a relatively high molecular weight.
Vliv na tyto vlastnosti může být tak velký, že se může snížit molární poměr sloučenin s N-aoyllaktamovými funkčními skupinami k polyaminů bez toho, že by byly ovlivněny celkové vlastnosti, které jsou určovány segmenty elastomerního polymeru sloučenin s acyllaktamovými funkčními skupinami.The effect on these properties can be so great that the molar ratio of N-acyl lactam functional compounds to polyamines can be reduced without affecting the overall properties which are determined by the elastomeric polymer segments of the acyl lactam functional compounds.
Pod pojmem N-acyllaktamová funkční skupina se rozumí derivát karboxylové kyseliny a epsilonkaprolaktamu. Výraz funkčnost N-acyllaktamu znamená počet acyllaktamových skupin na molekulu sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami. Tyto sloučeniny s acyllaktamovými funkčními skupinami mohou být vyrobeny jakýmkoliv způsobem podle dosavadního stavu techniky. Sloučenina obsahující N-aryllaktamové funkční skupiny musí být vytvořena z takového polyéterového elastoméru, aby měl výsledný blokový polyamidový kopolymer hodnotu zotavení po tahové deformaci nejméně 50 procent. Zotavení po deformaci v tahu se určí na suchém tvářeném vzorku polymeru, který byl protažen o 50 % vzhledem k původní délce (1) a udržován v tomto stavu deset minut před tím, než bylo uvolněno napětí. Deset minut po uvolnění napětí se změří délka (lr) vzorku. Procentuální zotavení v tahu jeThe term N-acyllactam functional group refers to a derivative of a carboxylic acid and epsiloncaprolactam. The term N-acyllactam functionality refers to the number of acyllactam groups per molecule of a compound with N-acyllactam functional groups. These compounds with acyllactam functional groups can be prepared by any method known in the art. The compound containing N-aryllactam functional groups must be formed from such a polyether elastomer that the resulting polyamide block copolymer has a tensile recovery value of at least 50 percent. Tensile recovery is determined on a dry molded polymer sample that has been stretched 50 percent relative to its original length (1) and held in that state for ten minutes before the tension is released. Tens of minutes after the tension is released, the length (l r ) of the sample is measured. The percent tensile recovery is
1,5 1 - 1L1.5 1 - 1L
--— x 100.--— x 100.
0,5 10.5 1
Aby elastomerní polymer poskytoval shora uvedené zotaveni v tahu se obvykle požaduje, aby blokový polyamidový kopolymer obsahoval nejméně 50 % hmotnostních elastoméru. Množství elastomerního polymeru v blokových polyamidových kopolymereoh podle vynálezu není však limitováno na nejméně 50 % hmotnostních, jelikož jak nižší, tak vyšší podíly v rozmezí od 10 do 90 % hmotnostních poskytují též polyamidovým polymerům zlepšené vlastnosti.In order for the elastomeric polymer to provide the above tensile recovery, it is generally required that the polyamide block copolymer contain at least 50% by weight of elastomer. However, the amount of elastomeric polymer in the polyamide block copolymers of the invention is not limited to at least 50% by weight, as both lower and higher proportions in the range of 10 to 90% by weight also provide improved properties to the polyamide polymers.
Jak již bylo uvedeno, je sloučenina s N-acyllaktamovými funkčními skupinami odvozena od elastomerních polyétertriolů o molekulové hmotnosti 1 000 až 10 000, s výhodou 3 000 až 6 000.As already mentioned, the compound with N-acyl lactam functional groups is derived from elastomeric polyether triols with a molecular weight of 1,000 to 10,000, preferably 3,000 to 6,000.
Jedna z výhodných sloučenin s N-acyllaktamovými funkčními skupinami má následující obecný vzorec:One of the preferred compounds with N-acyl lactam functional groups has the following general formula:
Z - /0 - A { Q )b/n ve kterémZ - /0 - A { Q ) b / n in which
Q znamená zbytek epsilon-kaprolaktamu,Q represents the residue of epsilon-caprolactam,
Z znamená segment shora definovaného polyéterového elastomerního polymeru, «Z represents a segment of the polyether elastomeric polymer defined above, «
A představuje skupinu vzorceA represents a group of the formula
OO
IAND
C - neboC - or
nebo jejich směs a výhodně skupinu vzorce - c - R 4 c b znamená celé číslo rovné 1, 2 nebo 3;or a mixture thereof and preferably a group of formula - c - R 4 c b represents an integer equal to 1, 2 or 3;
R představuje uhlovodíkovou skupinu a n je celé číslo větší než 1, výhodně větší než 2 a výhodněji rovné 3.R represents a hydrocarbon group and n is an integer greater than 1, preferably greater than 2 and more preferably equal to 3.
Sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami se vyrobí reakcí shora definovaných polyétertriolů s dihalogenidy dikarboxylových kyselin alifatického nebo aromatického typu, jako je halogenid kyseliny tereftalové nebo isoftalové (kde R znamená fenylen) v-přítomnosti akceptoru kyseliny a následnou reakci s epsilon-kaprolaktamem.Compounds with N-acyllactam functional groups are prepared by reacting the above-defined polyether triols with dihalides of dicarboxylic acids of aliphatic or aromatic type, such as terephthalic or isophthalic acid halide (where R represents phenylene) in the presence of an acid acceptor and subsequent reaction with epsilon-caprolactam.
Zesítěné blokové polyamidové kopolyméry podle vynálezu se vyrobí za takových podmínek, při kterých dojde k reakci vícefunkčních aminů s acyllaktamovými skupinami sloučenin s N-acyllaktamovými funkčními skupinami před nebo současně s polymerací kaprolaktamu. Tím dojde k zesítování sloučenin·s N-acyllaktamovými funkčními skupinami, které po následné nebo současné polymeraci kaprolaktamu poskytují zesítěné blokové polyamidové kopolyméry. Při provádění způsobu podle vynálezu se může použít jeden konkrétní typ sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a/nebo jeden typ vícefunkčního aminu, nebo směs shora popsaných sloučenin s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a/nebo směs vícefukčníoh aminů.The crosslinked polyamide block copolymers of the invention are prepared under conditions in which the polyfunctional amines are reacted with the acyllactam groups of the N-acyllactam-functional compounds before or simultaneously with the polymerization of caprolactam. This results in the crosslinking of the N-acyllactam-functional compounds, which, after subsequent or simultaneous polymerization of caprolactam, provide the crosslinked polyamide block copolymers. In carrying out the process of the invention, one particular type of N-acyllactam-functional compound and/or one type of polyfunctional amine, or a mixture of the above-described N-acyllactam-functional compounds and/or a mixture of polyfunctional amines, may be used.
Výsledný blokový polyamidový kopolymér bude typicky obsahovat nejméně 10 % hmotnostních kaprolaktamového blokového polymeru, ve výhodném provedení od 10 do 90 % hmotnostních a výhodněji od 60 do 80 % hmotnostních.The resulting polyamide block copolymer will typically contain at least 10% by weight of caprolactam block polymer, preferably from 10 to 90% by weight, and more preferably from 60 to 80% by weight.
Reakce mezi sloučeninou s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a vícefunkčním aminem se obvykle provádí v přítomnosti kaprolaktamu a katalyzátoru. Přitom se reakční podmínky volí tak, že převládne reakce mezi vícefunkčním aminem a sloučeninou s acyllaktamovými funkčními skupinami nad polymerizací kaprolaktamu. Může toho být dosaženo tím, že se ve stupni míšení udržuje reakčrtí teplota pod optimální teplotou pro polymerizací laktamu, například udržováním teploty pod přibližně 100 °C a poté se reakční teplota zvýší na hodnoty nad přibližně 100 °C, například v rozmezí 110 až 150 °C, aby se podpořila polymerizace kaprolaktamu. Při výhodném provedení se reakční podmínky zvolí tak, aby se umožnila současná reakce, například zvýšením teploty na 130 až 150 °C okamžitě po smísení reakčních složek.The reaction between the N-acyllactam-functional compound and the polyfunctional amine is usually carried out in the presence of caprolactam and a catalyst. The reaction conditions are selected such that the reaction between the polyfunctional amine and the acylactam-functional compound predominates over the polymerization of the caprolactam. This can be achieved by maintaining the reaction temperature below the optimum temperature for polymerization of the lactam in the mixing step, for example by maintaining the temperature below about 100°C and then increasing the reaction temperature to values above about 100°C, for example in the range of 110 to 150°C, to promote polymerization of the caprolactam. In a preferred embodiment, the reaction conditions are selected such that simultaneous reaction is possible, for example by increasing the temperature to 130 to 150°C immediately after mixing the reactants.
Množství vícefunkčního aminu, kterého se použije při provádění způsobu podle vynálezu by mělo být dostatečné pro zlepšení tahových vlastností a/nebo pevnosti v dotržení blokových polyamidových kopolymerů. Požadované množství bude ve velké míře záviset na molekulové hmotnosti a na funkčnosti polyaminu, menší množství budou potřebná při vysoké molekulové hmotnosti a vysoké.funkčnosti. Polyamin je ve výhodném provedení přítomen v množství nejméně 0,02 ekvivalentu, výhodněji nejméně 0,2 ekvivalentu a ještě výhodněji 0,3 až 0,6 ekvivalentu aminoskupin (primární plus sekundárních) na ekvivalent N-acyllaktamových skupin.The amount of polyfunctional amine used in the process of the invention should be sufficient to improve the tensile properties and/or tear strength of the block polyamide copolymers. The amount required will depend largely on the molecular weight and functionality of the polyamine, with lower amounts being required for high molecular weight and high functionality. The polyamine is preferably present in an amount of at least 0.02 equivalents, more preferably at least 0.2 equivalents, and even more preferably 0.3 to 0.6 equivalents of amino groups (primary plus secondary) per equivalent of N-acyl lactam groups.
Vznikající vazba mezi vícefunkčním aminem a N-acyllaktamovou skupinou sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami bude pravděpodobně následující:The resulting bond between the polyfunctional amine and the N-acyllactam group of a compound with N-acyllactam functional groups will likely be as follows:
0 9 , “ *> 0 9 , “ *>
Elastomerní segment /vx NH-Y-C-X-C-Y-NH X^Elastomerní segment přičemž X znamená zbytek vícefunkčního aminu a vazba je tvořena aminovými skupinami vícefunkčního aminu a karboxylovou skupinou laktamového zbytku. Vícefunkční amin, ze kterého je skupina X odvozena, jak bylo uvedeno výše, může mít aminové skupiny umístěny v koncové poloze molekuly polymeru, v bočních řetězcích polymeru nebo začleněné do polymeru jako intrapolymerni skupiny.Elastomeric segment /vx NH-Y-C-X-C-Y-NH X^Elastomeric segment wherein X represents a polyfunctional amine residue and the bond is formed by the amine groups of the polyfunctional amine and the carboxyl group of the lactam residue. The polyfunctional amine from which the X group is derived, as mentioned above, may have amine groups located at the terminal position of the polymer molecule, in the side chains of the polymer or incorporated into the polymer as intrapolymeric groups.
Typický blokový polyamidový kopolymer, laktamovými funkčními skupinami, zesíťované který byl vyroben z výhodné sloučeniny s N-acylvícefunkčním aminem, má následující obecný vzorecA typical block polyamide copolymer, crosslinked with lactam functional groups, which was made from a preferred compound with an N-acylpolyfunctional amine, has the following general formula
I -{C-Y-NHt A-tNH-Y-Ct 0 Z-O-fC-Y-NHtI -{C-Y-NHt A-tNH-Y-Ct 0 Z-O-fC-Y-NHt
OO
UAT
-AťNH-Y-Ct X •fé-Y-NHť -Am4 (NH-LetNH-Y-Ct X •fé-Y-NHť -A m 4 (NH
-Y-ít-Y-go
0-Z0-Z
OťC-Y-NHt A(NH-Y-Č+ m6 m? OťC-Y-NHt A(NH-Y-Č+ m 6 m ?
-N' ve kterém Z a A mají shora definovaný význam,-N' in which Z and A have the meaning defined above,
X znamená zbytek shora definovaného vícefunkčního aminu,X represents the residue of a polyfunctional amine as defined above,
Y znamená 1,5-pentylenovou skupinu, p je celé číslo rovné nebo větší než 1 a ve výhodném provedení větší než 3, m, m3, m2, m^, m^, m^, mg a m? jsou celá čísla rovná jedné nebo větší, a n a n' jsou celá čísla rovná jedné nebo větší, ve výhodném provedení rovná dvěma nebo větší a ve výhodnějším provedení rovná třem nebo větší.Y represents a 1,5-pentylene group, p is an integer equal to or greater than 1 and in a preferred embodiment greater than 3, m, m 3 , m 2 , m^, m^, m^, mg and m? are integers equal to or greater than one, anan' are integers equal to or greater than one, in a preferred embodiment equal to or greater than two and in a more preferred embodiment equal to or greater than three.
Jak je zřejmé ze shora uvedeného vzorce síťovaného blokového polyamidového kopolymerů reakcí mezi elastomerním segmentem s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a vícefunkČním aminem vznikají amidové vazby (λ^ NH-Y-CO-X-CO-X-CO-Y-NHZVZ) mezi funkcionalizovaným elastomernlm segmentem a vícefunkČním aminem.As is clear from the above formula of crosslinked block polyamide copolymers, the reaction between the elastomeric segment with N-acyl lactam functional groups and the multifunctional amine results in the formation of amide bonds (λ^ NH-Y-CO-X-CO-X-CO-Y-NHZVZ) between the functionalized elastomeric segment and the multifunctional amine.
Příklady la2Examples of la2
Následující příklady demonstrují dva způsoby síťování elastomeřních segmentů s N-acyllaktamovými funkčními skupinami. Příklad 1 ukazuje způsob podle předmětného vynálezu, při kterém se vychází z reakce polyolu a bisimidu (nebo bis-acyllaktamu) za tvorby elastomeřních segmentů s acyllaktamovými funkčními skupinami, které potom eragujl s vícefunkČním aminem a poté se monomerním kaprolaktamem. Příklad 2 demonstruje způsob podle předmětného vynálezu, při kterém se vychází z elastomerního segmentu s N-acyllaktamovými funkčními skupinami, který se síťuje vícefunkČním aminem a následně nechává reagovat s kaprolaktamem. Dva příklady 1' a 2' byly prováděny přesně stejným postupem a ze stejnýtíh látek, ale bez vícefunkčního aminu, za účelem srovnání vlastností mezi zesltěným blokovým polyamidovým kopolymerem podle vynálezu a blokovým polyamidovým kopolymerem, který neprodělal toto síťování.The following examples demonstrate two methods of crosslinking elastomeric segments with N-acyllactam functional groups. Example 1 shows a method according to the present invention, in which it is started from the reaction of a polyol and a bisimide (or bis-acyllactam) to form elastomeric segments with acylactam functional groups, which are then reacted with a polyfunctional amine and then with monomeric caprolactam. Example 2 demonstrates a method according to the present invention, in which it is started from an elastomeric segment with N-acyllactam functional groups, which is crosslinked with a polyfunctional amine and subsequently reacted with caprolactam. Two examples 1' and 2' were carried out using exactly the same procedure and with the same materials, but without the polyfunctional amine, in order to compare the properties between the crosslinked polyamide block copolymer according to the invention and a polyamide block copolymer that has not undergone this crosslinking.
PřikladlExample
Do 500 mililitrové (ml) baňky bylo nadávkováno 117 gramů (g) etylénoxidem zakončeného polyoxypropylěntriolu o molekulové hmotnosti (m.h.) přibližně 4 800, 26,3' g N-adipoyl-bis-kaprolaktamu, 5 g kaprolaktamu a 1,5 g Flectolu H (antioixdant). Směs byla zahřívána a promíchávána za vakua při 133 Pa při teplotě 125 °C po dobu 30 minut a potom byla ochlazena na 85 °C.A 500 milliliter (mL) flask was charged with 117 grams (g) of ethylene oxide-terminated polyoxypropylenetriol with a molecular weight (m.w.) of approximately 4,800, 26.3 g of N-adipoyl-bis-caprolactam, 5 g of caprolactam, and 1.5 g of Flectol H (antioxidant). The mixture was heated and stirred under vacuum at 133 Pa at 125°C for 30 minutes and then cooled to 85°C.
Ve druhé baňce bylo vysušováno 225 g kaprolaktamu zahříváním za vakua, dokud nebylo oddestilováno 25 ml látky. Kaprolaktam byl potom ochlazen na 75 °C a bylo přidáno 15 ml 3molárního etylmagneziumbromidu v diethyléterovém roztoku. Tato baňka byla evakuována do dokonalého odplynění a bylo přidáno 3,7 g polyoxypropyléndiaminu (přibližná m.h. 230).In a second flask, 225 g of caprolactam was dried by heating under vacuum until 25 ml of the substance had been distilled off. The caprolactam was then cooled to 75°C and 15 ml of a 3 molar ethylmagnesium bromide in diethyl ether solution were added. This flask was evacuated until completely degassed and 3.7 g of polyoxypropylenediamine (approximate m.p. 230) was added.
Obsah obou baněk byl současně vstřiknut do dvoudílné uzavřené formy vyložené Teflonem, která byla předem vyhřátá na 130 °C. Dvě části formy byly odděleny těsnicí teflonovou vložkou o tlouštce 3,2 mm. Složky byly do formy vstřikovány přes statický mixer Kenics, 6,35x152,4 mm, za použití zubového čerpadla Zenith č. 5 při frekvenci otáčení 200 min-'''.The contents of both flasks were simultaneously injected into a two-part closed mold lined with Teflon, which was preheated to 130 ° C. The two parts of the mold were separated by a 3.2 mm thick Teflon sealing insert. The components were injected into the mold through a Kenics static mixer, 6.35x152.4 mm, using a Zenith No. 5 gear pump at a rotation frequency of 200 min - '''.
Po pěti minutách byly odlitky vyjmuty z formy. Vzniklý blokový polyamidový kopolymer obsahoval 40 % polyéteru.After five minutes, the castings were removed from the mold. The resulting polyamide block copolymer contained 40% polyether.
Příklad 2Example 2
Sloučenina s N-acyllaktamovými funkčními skupinami byla připravena reakcí etylénoxidem zakončeného polyoxypropyléntriolu (přibližná m.h. 4 800) , chloridu kyseliny tereftalové a přebytku kaprolaktamu v tetrahydrofuranu při 40 °C v přítomností triethylaminu (působícího jako akoeptor kyseliny). Molární poměr triolu k chloridu kyseliny tereftalové, použitý k přípravě této sloučeniny s funkčními skupinami byl 2:5.The N-acyl lactam functional compound was prepared by reacting ethylene oxide-terminated polyoxypropylene triol (approx. m.w. 4800), terephthalic acid chloride, and excess caprolactam in tetrahydrofuran at 40 °C in the presence of triethylamine (acting as an acid acceptor). The molar ratio of triol to terephthalic acid chloride used to prepare this functional compound was 2:5.
Do 500ml baňky bylo vloženo 134 g shora popsané sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a 43 g kaprolaktamu. Směs byla zahřívána pod vakuem při teplotě vyhřívaoího hnízda 140 °C do oddestilování 25 ml kaprolaktamu a potom byla ochlazena na 85 °C.134 g of the above-described compound with N-acyl lactam functional groups and 43 g of caprolactam were placed in a 500 ml flask. The mixture was heated under vacuum at a heating nest temperature of 140 °C until 25 ml of caprolactam was distilled off and then cooled to 85 °C.
Ve druhé baňce byl připraven 0,23molární roztok bromraabnesiumprolaktamu přidáním 15 ml 3molárního roztoku ethylmagnesiumbromidu v diethyletheru do 200 g suchého kaprolaktamu. Potom bylo přidáno 2,12 ml (2,0 g) polyoxypropyléndiaminu (přibližně m.h. 230). Bylo použito 30 % ekvivalentu primárních a sekundárních aminoskupin vícefunkčního aminu ve srovnání s ekvivalentem N-acyllaktamových skupin sloučeniny obsahující N-acyllaktamové funkční skupiny. Obsah obou buněk byl vstřiknut do formy stejně, jak bylo popsáno v přikladu 1. Po 5 minutách byl z formy vyjmut odlitek blokového polyamidového kopolymeru obsahující 40 % polyéteru.In the second flask, a 0.23 molar solution of bromorabnesium prolactam was prepared by adding 15 ml of a 3 molar solution of ethylmagnesium bromide in diethyl ether to 200 g of dry caprolactam. Then 2.12 ml (2.0 g) of polyoxypropylene diamine (approximately m.w. 230) was added. A 30% equivalent of primary and secondary amino groups of the polyfunctional amine was used compared to the equivalent of N-acyllactam groups of the compound containing N-acyllactam functional groups. The contents of both cells were injected into a mold as described in Example 1. After 5 minutes, a cast of a block polyamide copolymer containing 40% polyether was removed from the mold.
Srovnávací příklady 1' a 2'Comparative examples 1' and 2'
Dva srovnávací příklady 1' a 2' byly provedeny stejným postupem a za použití stejných látek (bez polyfunkčního aminu), jak bylo popsáno výše pro odpovídající příklady 1 a 2.Two comparative examples 1' and 2' were carried out using the same procedure and using the same substances (without polyfunctional amine) as described above for the corresponding examples 1 and 2.
U blokových polyamidových kopolymerů, které byly vyrobeny ve formě odlitků podle příkladů 1 a 2 a srovnávacích příkladů 1' a 2' byly zkoušeny různé vlastnosti, v podstatě podle těchto metod:The polyamide block copolymers which were produced in the form of castings according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1' and 2' were tested for various properties, essentially according to the following methods:
Pevnost v tahu: ASTM 638 /jednotkami jsou megapascaly (MPa)/Tensile strength: ASTM 638 /units are megapascals (MPa)/
Pevnost v dotržení: ASTM D1004 /jednotkami jsou newtony na metr (N/m)/Tear strength: ASTM D1004 /units are newtons per meter (N/m)/
Modul pružnosti v tahu: ASTM D638 /jednotkami jsou megapascaly (MPa)/Tensile modulus: ASTM D638 /units are megapascals (MPa)/
Tažnost: ASTM D638 /jednotky %/Elongation: ASTM D638 /units %/
Výsledky získané v příkladech 1 a 2 a ve srovnávacích příkladech 1' a 2' jsou uvedeny níže v tabulce I. Jak vyplývá z tabulky X, byly obecně vlastnosti blokových polyamidových kopolymerů sitováním zlepšeny. Jedinou vlastností, která byla sitováním ovlivněna negativně, je modul pružnosti v ohybu. U určitých aplikací je však toto snížení nevýznamné.The results obtained in Examples 1 and 2 and in Comparative Examples 1' and 2' are shown below in Table I. As can be seen from Table X, the properties of the polyamide block copolymers were generally improved by sieving. The only property that was negatively affected by sieving was the flexural modulus. However, for certain applications this reduction is insignificant.
Tabulka ITable I
Tahové vlastnostiTensile properties
4 Zotaveni z tahové zkoušky bylo určováno po přetržení 4 Tensile test recovery was determined after rupture
Příklady 3 až 9Examples 3 to 9
Příklady 3 až 9 demonstruji použiti di- a tri-funkčních aminů pro sítovánf blokových polyamidových kopolymerů způsobem podle vynálezu.Examples 3 to 9 demonstrate the use of di- and tri-functional amines for crosslinking polyamide block copolymers in accordance with the process of the invention.
Byla připraena předsměs roztoku sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami nadávkováním 1 800 g elastomerního segmentu s N-acyllaktamovými funkčními skupinami, připraveného podle příkladu 2, do baňky společně s 18 g antioxidantu Flectol ODP. Směs byla zahřívána za intenzivního míchání po dobu 1 hodiny při teplotě 100 °C za vakua 133 Pa, aby se odstranila veškerá vlhkost. Směs byla poté ochlazena na 75 °C a rozdělena na 200g < podíly pro příklady 3 až 9.A premix solution of the N-acyl lactam functional compound was prepared by dosing 1,800 g of the N-acyl lactam functional elastomer segment prepared according to Example 2 into a flask together with 18 g of the antioxidant Flectol ODP. The mixture was heated with vigorous stirring for 1 hour at 100°C under a vacuum of 133 Pa to remove all moisture. The mixture was then cooled to 75°C and divided into 200g portions for Examples 3 to 9.
Předsměs 0,18molárního roztoku kaprolaktammagnesiumbromidu v kaprolaktamu (katalytický roztok) byla připravena přidáním 60 ml 3molárního ethylmagnesiumbromidu v roztoku diethyletheru do 1 000 g roztaveného vysušeného kaprolaktamu s následným dokonalým odplyněním při vakuu 133 Pa. Různé typy vícefunkčních aminů byly do katalytického roztoku přidány v množst-A premix of a 0.18 molar solution of caprolactam magnesium bromide in caprolactam (catalytic solution) was prepared by adding 60 ml of a 3 molar solution of ethyl magnesium bromide in diethyl ether to 1,000 g of molten dried caprolactam, followed by complete degassing at a vacuum of 133 Pa. Different types of multifunctional amines were added to the catalytic solution in amounts of
Hexan-1,6-diamin nonantriamin □Hexane-1,6-diamine nonantriamine □
percentuální podíl ekvivalentu aminoskupin (celkem primárních a sekundárních aminoskupin) vztažený na jeden ekvivalent N-acyllaktamových funkčních skupin v každém 200 g vzorku látky obsahující N-acyllaktamové funkční skupiny.the percentage of equivalent amino groups (total of primary and secondary amino groups) based on one equivalent of N-acyllactam functional groups in each 200 g sample of a substance containing N-acyllactam functional groups.
-I-AND
Roztok sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a roztok katalyzátoru obsahující vícefunkční amin byly přečerpány do vertikální dvoudílné formy vyložené teflonem a předem vyhřáté na 130 °C. Části formy byly odděleny teflonovou vložkou o tloušřce 3,17 mm. Roztoky byly do formy zaváděny přes statický mixer Kenicš, 6,35x152,4 mm dvěma zubovými čerpadly Zenith č. 5 při otáčkách 200 min-1.The solution of the compound with N-acyl lactam functional groups and the catalyst solution containing the multifunctional amine were pumped into a vertical two-part mold lined with Teflon and preheated to 130 ° C. The mold parts were separated by a Teflon insert with a thickness of 3.17 mm. The solutions were introduced into the mold through a Kenicš static mixer, 6.35x152.4 mm by two Zenith No. 5 gear pumps at a speed of 200 min -1 .
Poměry čerpaných složek byly 2,57 ml roztoku sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami na 1 ml katalytického roztoku. K vytvrzení blokových polyamidových kopolymerů na tvrdou pryskyřici doělo v každém příkladu během 30 až 60 sekund.The proportions of the components pumped were 2.57 ml of the N-acyl lactam functional compound solution per 1 ml of the catalyst solution. Curing of the polyamide block copolymers to a hard resin was completed in each example within 30 to 60 seconds.
Výsledné vlastnosti zjištěné v příkladech 3 až 9 jsou uvedeny níže y tabulce III. Tyto vlastnosti byly určovány tak, jak bylo uvedeno v příkladech 1 a 2.The resulting properties found in Examples 3 to 9 are shown below in Table III. These properties were determined as described in Examples 1 and 2.
Tabulka IIITable III
+ Zotavení v tahu bylo určováno po přetržení + Tensile recovery was determined after rupture
Příklady 10 až 16Examples 10 to 16
Příklady 10 až 16 demonstrují závislost vlastností blokových polyamidových kopolymerů zesítěných aminy způsobem podle vynálezu, na různém molárním obsahu diaminů a triaminů.Examples 10 to 16 demonstrate the dependence of the properties of amine-crosslinked polyamide block copolymers according to the invention on different molar contents of diamines and triamines.
V každém příkladu se vycházelo z předsměsi roztoku sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami. Tato předsměs byla připravena tak, že se do 21itrové baňky nadávkovalo 1 067 g sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami, připravené podle příkladu 2, 158 g kaprolaktamu a 0,4 g octanu měďnatého, monohydrátu. fijměs byla vysušena oddestilováním 25 ml látky za vakua při 140 °C. Vysušený roztok byl udržován při 100 °C za vakua až do doby použití, kdy bylo vakuum uvolněno do dusíku.Each example started from a premix solution of a compound with N-acyllactam functional groups. This premix was prepared by charging 1067 g of the compound with N-acyllactam functional groups, prepared according to Example 2, 158 g of caprolactam and 0.4 g of copper acetate, monohydrate, into a 21 liter flask. The mixture was dried by distilling off 25 ml of the substance under vacuum at 140 °C. The dried solution was kept at 100 °C under vacuum until use, when the vacuum was released to nitrogen.
Pro každý z příkladů byly připraveny jednotlivé dávky (200 g) katalytického roztoku.For each of the examples, individual batches (200 g) of catalytic solution were prepared.
Každá z těchto dávek katalyzátoru byla připravena tak, že se do 500ml baňky nadávkovalo 193 g kaprolaktamu plus daný typ aminu v množstvích uvedených níže v tabulce IV. Katalytický roztok byl vysušen oddestilováním 25 ml látky za vakua pod olejovou vývěvou, při teplotě 140 °C. Teplota byla seřízena na 125 °C a v každé várce bylo rozpuštěno 32 g koncentrátu katalyzátoru. Tento koncentrát katalyzátoru obsahoval 1,05 mol/kg kaprolaktammagnesiumbromidu v kaprolaktamu. Každý z připravených katalytických roztoků obsahoval 0,16 mol/kg kaprolaktammagneisumbromidu. Katalytické roztoky byly udržovány při 100 °C pod vakuem až do doby použití, kdy bylo vakuum uvolněno do dusíku. Tabulka IV níže udává typy a množství použitých aminů a molární procenta aminoskupin k acyllaktamovým skupinám.Each of these catalyst batches was prepared by charging a 500 ml flask with 193 g of caprolactam plus the amine type in the amounts given in Table IV below. The catalyst solution was dried by distilling off 25 ml of the substance under vacuum under an oil pump at a temperature of 140 °C. The temperature was adjusted to 125 °C and 32 g of catalyst concentrate was dissolved in each batch. This catalyst concentrate contained 1.05 mol/kg of caprolactam magnesium bromide in caprolactam. Each of the prepared catalyst solutions contained 0.16 mol/kg of caprolactam magnesium bromide. The catalyst solutions were maintained at 100 °C under vacuum until use, when the vacuum was released to nitrogen. Table IV below gives the types and amounts of amines used and the molar percentages of amino groups to acyl lactam groups.
iand
Tabulka IVTable IV
Ekvivalent aminoskupin (součet primárních a sekundárních aminoskupin) na funkčnost N-acyllaktamu sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami při poměru roztoku sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami ke katalytickému roztoku 1:1.The equivalent of amino groups (sum of primary and secondary amino groups) per N-acyllactam functionality of a compound with N-acyllactam functional groups at a ratio of solution of compound with N-acyllactam functional groups to catalyst solution of 1:1.
PEI-6 = póly(etylénimin) o molekulové hmotnosti 600. Z aminoskupin je 25 % primárních, % sekundárních a 25 í terciárních.PEI-6 = poly(ethyleneimine) with a molecular weight of 600. Of the amino groups, 25% are primary, 25% secondary and 25% tertiary.
PEI-18 = pply(etylénimin) o molekulové hmotnosti 1 800. Rozdělení aminových skupin jako U PEI-6.PEI-18 = poly(ethyleneimine) with a molecular weight of 1,800. Distribution of amine groups as in PEI-6.
Roztok sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a roztok katalyzátoru byly současně vstřiknuty přes statický mixer Kenics, 6,35 mm, do vertikální formy o rozměrech 203x203x3,17 mm, která byla předem vyhřátá na 130 °C, dvěma zubovými čerpadly Zenith č. 5 při otáčkách 200 min 3. Vzniklé odlitky blokového polyamidového kopolymeru obsahovaly 40 % polyoxypropylénu.The solution of the compound with N-acyl lactam functional groups and the catalyst solution were simultaneously injected through a Kenics static mixer, 6.35 mm, into a vertical mold measuring 203x203x3.17 mm, which was preheated to 130 °C, by two Zenith No. 5 gear pumps at a speed of 200 min 3 . The resulting casts of block polyamide copolymer contained 40% polyoxypropylene.
Shora uvedené odlitky podle příkladů 10 až 16 byly podrobeny zkouškám vlastností uvedených níže v tabulce 5 podle zkušebních metod uvedených v příkladech 1 a 2 s další zkouškou zotavení v ohybu, která byla prováděna následovně:The above castings according to Examples 10 to 16 were subjected to the property tests listed below in Table 5 according to the test methods listed in Examples 1 and 2 with an additional flexural recovery test carried out as follows:
Zotavení v ohybu - odlitek ohnut o 180° přes trn 12,6 mm po dobu 30 sekund. Hodnoty zotaveni byly určovány po 5 minutách. Jednotkami jsou %.Bend recovery - casting bent 180° over a 12.6 mm mandrel for 30 seconds. Recovery values were determined after 5 minutes. Units are %.
Výsledky těchto zkoušek jsou uvedeny v tabulce 5 níže.The results of these tests are shown in Table 5 below.
Tabulka VTable V
Tažnost, pevnost v tahu, modul pružnosti v tahu a pevnost v dotržení se zlepšila v rozmezí percentuálního podílu ekvivalentu aminoskupin od asi 30 do asi 60 %. Při vzestupu nad 60 % se hodnoty těchto vlastností,zhoršily, ale byly stále lepší než v příkladu 10. Zotavení v ohybu se síťováním zhoršuje, ale tato vlastnost není u určitých aplikací kritická. Celkový profil vlastností se zlepšil.The elongation, tensile strength, tensile modulus and tear strength improved over the amino equivalent percentage range of about 30 to about 60%. Above 60%, these properties deteriorated but were still better than Example 10. Flexural recovery deteriorated with crosslinking, but this property is not critical for certain applications. The overall property profile improved.
Příklady 17 až 20Examples 17 to 20
Příklady 17 až 20 demonstruji vlastnosti blokových polyamidových kopolymerů sítovaných polyétertriaminem způsobem podle vynálezu, přičemž množství sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami bylo snižováno podle množství použitého polyétertriaminu. Elastomerní vlastností získané díly polyéteraminu kompenzovaly snížené množství sloučeniny a acyllaktamovými N-funkčními skupinami, použité při výrobě blokového polyamidového kopolymerů.Examples 17 to 20 demonstrate the properties of block polyamide copolymers crosslinked with polyethertriamine according to the invention, wherein the amount of compound with N-acyllactam functional groups was reduced according to the amount of polyethertriamine used. The elastomeric properties of the polyetheramine parts obtained compensated for the reduced amount of compound with N-acyllactam functional groups used in the production of the block polyamide copolymers.
Sloučenina s N-acyllaktamovými funkčními skupinami byla připravena stejně, jako bylo popsáno v příkladu 2. Pro příklady 17 až 20 byly připraveny várky sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami v roztoku kaprolaktamu. Odpovídající množství sloučeniny s N-acyllaktamovými funkčními skupinami a kaprolaktamu, které byly použity pro roztok v každém příkladu, jsou uvedeny v tabulce VI níže.The N-acyllactam functional compound was prepared as described in Example 2. Batches of the N-acyllactam functional compound in caprolactam solution were prepared for Examples 17 to 20. The corresponding amounts of N-acyllactam functional compound and caprolactam used for the solution in each example are shown in Table VI below.
Tabulka VITable VI
Příklad Sloučenina s N-acyllaktamovými Kaprolaktam3 skupinami (g) (g)Example Compound with N-acyllactam Caprolactam 3 groups (g) (g)
1 Dávka kaprolaktamu zahrnuje 25 g navíc pro destilaci za účelem vysušení roztoku. Dávka též zahrnuje 0,06 % hmotnostních octanu měSnatého, hydrát (antioxidant). 1 The caprolactam batch includes an additional 25 g for distillation to dry the solution. The batch also includes 0.06% by weight of magnesium acetate, hydrate (antioxidant).
Způsobem uvedeným v příkladech 10 až 16 byl připraven katalytický roztok ve všech těchto příkladech. Každý roztok obsahoval výslednou koncentraci 0,16 molu kaprolaktammagnesiumbromidu na kg roztoku kaprolaktamu. Do katalytického roztoku se přidal polyfunkční amin, přičemž jeho typ, množství a percentuální podíl ekvivalentu primárních a sekundárních aminoskupin vztažený na ekvivalent N-acyllaktamových skupin (ekvivalence aminu) jsou pro každý přiklad uvedeny v následující tabulce VII.The catalyst solution in each of these examples was prepared as described in Examples 10 to 16. Each solution contained a final concentration of 0.16 moles of caprolactam magnesium bromide per kg of caprolactam solution. A polyfunctional amine was added to the catalyst solution, the type, amount, and percentage of equivalent of primary and secondary amino groups based on the equivalent of N-acyl lactam groups (amine equivalence) being given in Table VII below for each example.
Tabulka VIITable VII
kaprolaktam zahrnuje 25 g navíc pro destilaci o polyoxypropyléntriamin, přibližná molekulová hmotnost 400 (Jeffamine T403) 3 polyoxypropyléntriamin, přibližná molekulová hmotnost 300 (Jeffamine T-3000).caprolactam includes 25 g extra for distillation o polyoxypropylenetriamine, approximate molecular weight 400 (Jeffamine T403) 3 polyoxypropylenetriamine, approximate molecular weight 300 (Jeffamine T-3000).
Ve všech příkladech byly zkoušeny vlastnosti uvedené v tabulce VIII podle zkušebních metod uvedených dříve. Výsledky zkoušek jsou shrnuty níže pro každý z příkladů společně s vlastnostmi podle příkladu 10, které jsou uvedeny znovu za účelem srovnání.In all examples, the properties listed in Table VIII were tested according to the test methods previously described. The test results are summarized below for each example, along with the properties of Example 10, which are listed again for comparison.
Tabulka VIIITable VIII
Z výsledků uvedených v tabulce VIII je zřejmé, že u blokových polyamidových kopolymerú, které byly zesítovány, dochází k výraznému zlepšení vlastností. Shora uvedené výsledky též dokumentují výrazné zlepšení získané za použití vícefunkčních aminů, jestliže funkčnost aminu je přinejmenším tři (vztaženo na primární a sekundární aminoskupiny).It is evident from the results shown in Table VIII that the block polyamide copolymers that have been crosslinked show significant improvements in properties. The above results also document the significant improvements obtained with the use of polyfunctional amines when the functionality of the amine is at least three (based on primary and secondary amino groups).
I když byla ve shora uvedených příkladech popsána výhodná provedení, mohou být provedeny jejich modifikace a změny, aniž by se vybočilo z rozsahu vynálezu. Předcházející popis tedy slouží pouze k objasnění vynálezu, nikoliv k jeho vymezení.While the preferred embodiments have been described in the above examples, modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the invention. Accordingly, the foregoing description is intended to be illustrative only and not restrictive of the invention.
PŘEDMĚT VYNALEZUSUBJECT OF THE INVENTION
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/670,188 US4617355A (en) | 1984-06-21 | 1984-11-13 | Cross-linked nylon block copolymers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS962084A2 CS962084A2 (en) | 1987-09-17 |
| CS257265B2 true CS257265B2 (en) | 1988-04-15 |
Family
ID=24689361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS849620A CS257265B2 (en) | 1984-11-13 | 1984-12-11 | Process for preparing block polyamide copolymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS257265B2 (en) |
-
1984
- 1984-12-11 CS CS849620A patent/CS257265B2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS962084A2 (en) | 1987-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100355649B1 (en) | Process for preparing polyamide and said polyamide and composition containing said polyamide | |
| EP0577348B1 (en) | Amidoamines | |
| WO2017167692A1 (en) | (co)polyamides obtainable from 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and a diamine of formula h2n-(ch2)2-o-(ch2)2-o-(ch2)2-nh2 | |
| US4617355A (en) | Cross-linked nylon block copolymers | |
| CN113045753A (en) | Copolymerized polyamide material and application and composition thereof | |
| EP0149986B1 (en) | Cross-linked nylon block copolymers and process of their preparation | |
| EP0067695B1 (en) | Process for the preparaton of nylon block polymers | |
| EP0067693B1 (en) | Acid halide and acyllactam functional materials | |
| CN107428910B (en) | Epoxy system with improved fracture toughness | |
| AU630941B2 (en) | A method for producing a sliding coupling by a monomer casting method | |
| CS257265B2 (en) | Process for preparing block polyamide copolymer | |
| EP0483954A1 (en) | Modified polyamides | |
| EP0994157A1 (en) | Molecular reinforced polymeric composition | |
| JPH0471931B2 (en) | ||
| US6906165B2 (en) | Copolyamides and compositions based on same | |
| US3388103A (en) | Thermoplastic polyureas prepared from araliphatic diamines | |
| CA1293582C (en) | Molding compositions consisting of aliphatic/aromatic copolyamides | |
| CA1232989A (en) | Viscosified lactam polymerization initiator solutions | |
| JPH0248021B2 (en) | ||
| US5140097A (en) | Thermoplastic thermosettable polyamide from poly(oxytetramethylene) diamine and poly(oxytetramethylene) oligomer polyamine | |
| JPH0248020B2 (en) | ||
| EP0067694A1 (en) | Acid halide and acyllactam functional materials and process for the preparation of nylon block polymers therewith | |
| JPS60168724A (en) | Crosslinked nylon block copolymer | |
| AU596155B2 (en) | Lactam polymerization initiators | |
| EP0164535B1 (en) | Acid halide functional materials and process for their preparation |