EP3710622A1 - Materiau textile souple etirable et anti-bouloches a base de copolymere a blocs - Google Patents

Materiau textile souple etirable et anti-bouloches a base de copolymere a blocs

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Publication number
EP3710622A1
EP3710622A1 EP18827169.6A EP18827169A EP3710622A1 EP 3710622 A1 EP3710622 A1 EP 3710622A1 EP 18827169 A EP18827169 A EP 18827169A EP 3710622 A1 EP3710622 A1 EP 3710622A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
textile material
copolymer
block
polycarbodiimide
blocks
Prior art date
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Pending
Application number
EP18827169.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Clio COCQUET
Quentin Pineau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France SA filed Critical Arkema France SA
Publication of EP3710622A1 publication Critical patent/EP3710622A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/48—Polymers modified by chemical after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/40—Polyamides containing oxygen in the form of ether groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/82—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from polyester amides or polyether amides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/06—Load-responsive characteristics
    • D10B2401/061—Load-responsive characteristics elastic

Definitions

  • the present invention relates to a textile material, such as a yarn, a fiber, a filament (monofilament or multifilament), a membrane, a porous membrane, a woven or non-woven fabric, comprising at least one synthetic fiber made of thermoplastic elastomer polymer. .
  • Texttile or “textile” means any material made from fibers or filaments and any material forming a porous membrane characterized by a length / thickness ratio of not less than 300;
  • Fiber means any synthetic or natural material characterized by a length / diameter ratio of not less than 300;
  • filament means any fiber of infinite length
  • Textiles include fiber mats (dressings, filters, felt), wicks (dressings), threads (sewing, knitting, weaving), nonwovens, web veils "Nets, (net), knits (straight, circular, fullyfashioned) fabrics (traditional, jacquard, multiple, double sided, multi axial, 2D and a half, 3D), and many others.
  • textile materials that are both flexible, stretchable, solid, that is to say, resistant to tearing, and anti-pilling, that is to say, resistant to abrasion.
  • the object of the present invention is to improve the flexibility, the stretchability, the strength of these textile materials and their resistance to abrasion.
  • Flexibility is evaluated using the modules: tensile modulus according to ISO 527 1A: 2012, and flexural modulus at 23 ° C according to ISO 178: 2010. A decrease in these modules is in the direction of greater flexibility of textile materials.
  • the stretchability is evaluated using the elongational rheology test, as defined hereinafter in the examples of the present application.
  • the anti-pilling property is measured by the abrasion resistance which is evaluated by the mass loss according to ISO 527-1A: 2012: the lower the mass loss of the material, the better the abrasion resistance textiles based on this material. Tear resistance is evaluated according to ISO 34-1: 2015.
  • PEBA polyamide block and polyether block copolymers
  • These PEBAs belong to the particular class of polyetheresteramides when they result from the copolycondensation of polyamide sequences with reactive carboxyl ends with polyether sequences with reactive ends, which are polyether polyols (polyetherdiols), the bonds between the polyamide blocks and the polyether flexible blocks. being ester bonds.
  • PEBAs are known for their physical properties such as their flexibility, their impact strength, and their ease of implementation by injection.
  • these copolymers are difficult to process as textile material by extrusion, in particular because of a low melt viscosity and a low melt strength resulting therefrom.
  • melt viscosity by lengthening the polymer chains, for example by prolonging the polymerization.
  • This approach has been disappointing due to the degradation of the blocks, which also leads to a coloration (yellowing) of the material, without being able to reach the desired levels of melt viscosity, of at least 300 Pa.s, measured according to ISO 1621-10: 2015.
  • the object of the invention is therefore also to provide an improved process for the manufacture of stretchable, flexible and anti-pellet textile materials based on block copolymers, in which extrusion is facilitated and the maximum attainable extrusion speeds are increased.
  • the percentages expressed are percentages by mass. Unless otherwise stated, the parameters referred to are measured at atmospheric pressure, and ambient temperature (20-25 ° C, usually 23 ° C).
  • the subject of the invention is therefore a flexible, stretchable and anti-pellet textile material based on block copolymers comprising at least one polyamide rigid block PA and at least one flexible block, characterized in that said copolymer comprises at least one end of carboxylic acid chain blocked by a polycarbodiimide.
  • the "copolymer-based" textile material means that the textile material comprises at least 51% by weight of copolymer relative to the total weight of the textile material.
  • the textile material according to the invention comprises at least 60% by weight of said copolymer as defined by the invention.
  • it contains at least 70% by weight, preferably at least 80%, or even at least 90%, or better still at least 95%, by weight of copolymer as defined by the invention, on the total weight of the textile material .
  • thermoplastic elastomer polymer refers to a polymer which constitutes a multiphase material having at least two transitions, namely a first transition at a temperature T1 (generally it is the glass transition temperature) and a second transition at a temperature T2 greater than T1 (usually this is the melting point). At a temperature below T1, the material is rigid, between T1 and T2 it has an elastic behavior, and above T2 it is melted.
  • TPE thermoplastic elastomer polymer
  • thermoplastic elastomer based on polyamide (TPE-A) within the meaning of the invention, such as a PEBA, is a block copolymer comprising a series of blocks, alternately rigid or hard (BD) and soft or soft (BM), according to the following general formula:
  • BD or hard block or rigid block represents a block comprising polyamide (homopolyamide or copolyamide) or a mixture of blocks comprising polyamide (homopolyamide or copolyamide), hereinafter abbreviated independently PA or BD block;
  • BM or Soft Block or soft block represents a block based on polyether (PE block), polyester (PES block), polydimethylsiloxane (PDMS block), polyolefin (PO block), polycarbonate (PC block) and / or any other polymer with a low glass transition temperature, or their mixtures in the form of alternating, random or block copolymers.
  • PE block polyether
  • PET block polyester
  • PDMS block polydimethylsiloxane
  • PO block polyolefin
  • PC block polycarbonate
  • BM is a polyether block having alkylene oxide units, in whole or in part.
  • n represents the number of repeating units of the -BD-BM- unit of said copolymer n is in the range of 1 to 60, preferably 5 to 30, more preferably 6 to 20.
  • low glass transition temperature for a polymer used in the composition of a BM within the meaning of the invention is meant a glass transition temperature Tg of less than 15 ° C., preferably less than 0 ° C., preferably less than 0 ° C. -15 ° C, more preferably below -30 ° C.
  • said soft block may be based on PEG molar mass in a number equal to 1500g / mol and Tg of the order of - 35 ° C.
  • Said glass transition temperature Tg may also be lower than -50 ° C., especially in the case where said soft block is based on PTM G.
  • Amide block copolymers also called polyether block copolymers and polyamide blocks, abbreviated as "PEBA" result from the polycondensation of polyamide blocks with reactive ends with polyether blocks with reactive ends, such as, inter alia:
  • polyamide blocks with dicarboxylic chain ends with polyoxyalkylene blocks with diamine chain ends obtained by cyanoethylation and hydrogenation of polyoxyalkylene aliphatic alpha-omega dihydroxylated blocks called polyetherdiols;
  • the polyamide blocks with dicarboxylic chain ends come, for example, from the condensation of polyamide precursors in the presence of a chain-limiting dicarboxylic acid.
  • the polyamide blocks with diamine chain ends come for example from the condensation of polyamide precursors in the presence of a chain-limiting diamine.
  • the molar mass in number Mn of the polyamide blocks is between 400 and 20000 g / mol and preferably between 500 and 10000 g / mol.
  • Polymers with polyamide blocks and polyether blocks may also comprise randomly distributed units. Three types of polyamide blocks can advantageously be used.
  • the polyamide blocks come from the condensation of a dicarboxylic acid, in particular those having from 4 to 20 carbon atoms, preferably those having from 6 to 18 carbon atoms and an aliphatic or aromatic diamine, in particular those having 2 to 20 carbon atoms, preferably those having 6 to 14 carbon atoms.
  • dicarboxylic acids examples include 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid, butanedioic, adipic, azelaic, suberic, sebacic, dodecanedicarboxylic, octadecanedicarboxylic acids and terephthalic and isophthalic acids, but also dimerized fatty acids. .
  • diamines examples include tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,10-decamethylenediamine, dodecamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, the isomers of bis (4-aminocyclohexyl) methane (BACM), bis - (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane (BMACM), and 2-2-bis- (3-methyl-4-aminocyclohexyl) -propane (BMACP), and para-amino-di-cyclohexyl-methane ( PACM), and isophoronediamine (IPDA), 2,6-bis- (aminomethyl) -norbornane (BAMN) and piperazine (Pip).
  • BCM bis (4-aminocyclohexyl) methane
  • BMACM bis - (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane
  • BMACP 2-2-
  • the standard NF EN ISO 1874-1: 2011 defines a nomenclature of polyamides.
  • the term "monomer” in the present description should be understood as “repetitive unit”.
  • the case where a repeating unit of the polyamide consists of the combination of a diacid with a diamine is particular. It is considered that it is the combination of a diamine and a diacid, that is to say the “diaminediacid” pair, also called “XY”, in equimolar quantity which corresponds to the monomer. This is explained by the fact that, individually, the diacid or the diamine is only a structural unit, which is not enough on its own to polymerize.
  • the polyamide blocks result from the condensation of one or more alpha omega-aminocarboxylic acids and / or one or more lactams having from 6 to 12 carbon atoms in the presence of a dicarboxylic acid having from 4 to 12 carbon atoms or a diamine.
  • lactams mention may be made of caprolactam, oenantholactam and lauryllactam.
  • alpha omega amino carboxylic acid mention may be made of aminocaproic acid, amino-7-heptanoic acid, amino-11-undecanoic acid and amino-12-dodecanoic acid.
  • the polyamide blocks of the second type are made of polyamide 11, polyamide 12 or polyamide 6.
  • the polyamide blocks result from the condensation of at least one alpha omega aminocarboxylic acid (or a lactam), at least one diamine and at least one dicarboxylic acid.
  • polyamide PA blocks are prepared by polycondensation:
  • comonomer (s) ⁇ Z ⁇ chosen from lactams and alpha-omega aminocarboxylic acids having Z carbon atoms and equimolar mixtures of at least one diamine having X 1 carbon atoms and at least one dicarboxylic acid having Y 1 carbon atoms, (X1, Y1) being different from (X, Y);
  • said one or more comonomers ⁇ Z ⁇ being introduced in a proportion by weight of up to 50%, preferably up to 20%, even more advantageously up to 10% relative to all the polyamide precursor monomers;
  • the dicarboxylic acid having Y carbon atoms which is introduced in excess with respect to the stoichiometry of the diamine or diamines, is used as chain limiter.
  • the polyamide blocks result from the condensation of at least two alpha omega aminocarboxylic acids or at least two lactams having from 6 to 12 carbon atoms or a lactam and an aminocarboxylic acid. not having the same number of carbon atoms in the possible presence of a chain limiter.
  • alpha omega amino carboxylic acid mention may be made of aminocaproic, amino-7-heptanoic, amino-11-undecanoic and amino-12-dodecanoic acids.
  • lactam mention may be made of caprolactam, oenantholactam and lauryllactam.
  • aliphatic diamines there may be mentioned hexamethylenediamine, dodecamethylenediamine and trimethylhexamethylenediamine.
  • cycloaliphatic diacids mention may be made of 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid.
  • aliphatic diacids By way of example of aliphatic diacids, mention may be made of butanedioic acid, adipic acid, azelaic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid or dimerized fatty acid (these dimerized fatty acids preferably have a dimer content of at least 98% preferably they are hydrogenated, they are marketed under the trade name Pripol® by the company Unichema, or under the brand Empol® by Henkel) and the polyoxyalkylenes-a, w diacids.
  • aromatic diacids mention may be made of terephthalic (T) and isophthalic (I) acids.
  • cycloaliphatic diamines By way of example of cycloaliphatic diamines, mention may be made of the isomers of bis (4-aminocyclohexyl) methane (BACM), bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane (BMACM), and 2- (2-bis) - (3-methyl-4-aminocyclohexyl) propane (BMACP), and para-amino-di-cyclohexyl methane (PACM).
  • BMACP bis (4-aminocyclohexyl) methane
  • BMACP 2- (2-bis) - (3-methyl-4-aminocyclohexyl) propane
  • PAM para-amino-di-cyclohexyl methane
  • IPDA isophoronediamine
  • BAMN 2,6-bis (aminomethyl) norbornane
  • PA blocks of PEBA according to the invention comprise at least two different monomers, called “co-monomers”, that is to say at least one monomer and at least one comonomer (monomer different from the first monomer) they comprise a copolymer such as an abbreviated copolyamide CoPA.
  • co-monomers that is to say at least one monomer and at least one comonomer (monomer different from the first monomer) they comprise a copolymer such as an abbreviated copolyamide CoPA.
  • polyamide blocks of the third type As examples of polyamide blocks of the third type, the following can be cited:
  • 66/6 wherein 66 denotes hexamethylenediamine units condensed with adipic acid. 6 denotes patterns resulting from the condensation of caprolactam.
  • 66/610/11/12 wherein 66 denotes hexamethylenediamine condensed with adipic acid. 610 denotes hexamethylenediamine condensed with sebacic acid. 11 denotes units resulting from the condensation of aminoundecanoic acid. 12 denotes patterns resulting from the condensation of lauryllactam.
  • the mass Mn of the soft blocks is between 100 and 6000 g / mol and preferably between 200 and 3000 g / mol.
  • the polymer comprises from 1 to 80% by weight of flexible blocks and from 20 to 99% by weight of polyamide blocks, preferably from 4 to 80% by weight of flexible blocks and from 20 to 96% by weight of polyamide blocks.
  • the rigid polyamide block in the rigid block copolymer PA and flexible blocks according to the invention comprises at least one of the following polyamide units: 11, 12, 6, 610, 612, 1010, 1012 , and their mixtures or copolyamides.
  • the polyether PE blocks consist of alkylene oxide units. These units may be, for example, ethylene oxide units, propylene oxide or tetrahydrofuran units (which leads to polytetramethylene glycol linkages).
  • PEG (polyethylene glycol) blocks are used, ie those consisting of ethylene oxide units, PPG (propylene glycol) blocks, ie those consisting of propylene oxide units, P03G (polytrimethylene glycol) blocks. ) that is to say those consisting of glycol polytrimethylene ether units (such copolymers with polytrimethylene ether blocks are described in US6590065), and PTMG blocks, ie those consisting of tetramethylene glycol units also called polytetrahydrofuran.
  • the PEBA copolymers may comprise in their chain several types of polyethers, the copolyethers may be block or statistical.
  • the polyether blocks may also consist of ethoxylated primary amines.
  • ethoxylated primary amines mention may be made of the products of formula:
  • the flexible polyether blocks may comprise polyoxyalkylene blocks with Nhte chain ends, such blocks being obtainable by cyanoacetylation of aliphatic polyhydroxy aliphatic polyoxyalkylene aliphatic blocks called polyether diols. More particularly, Jeffamines (e.g. Jeffamine® D400, D2000, ED 2003, XTJ 542, commercial products of Huntsman, also described in JP2004346274, JP2004352794 and EP1482011) can be used.
  • Jeffamines e.g. Jeffamine® D400, D2000, ED 2003, XTJ 542, commercial products of Huntsman, also described in JP2004346274, JP2004352794 and EP1482011
  • the polyetherdiol blocks are either used as such and copolycondensed with polyamide blocks having carboxylic ends, or they are aminated to be converted into polyether diamines and condensed with polyamide blocks having carboxylic ends.
  • the general two-step preparation method for PEBA copolymers having ester bonds between PA blocks and PE blocks is known and is described, for example, in French patent FR2846332.
  • the general method for preparing the PEBA copolymers of the invention having amide linkages between PA blocks and PE blocks is known and described, for example in European Patent EP1482011.
  • the polyether blocks can also be mixed with polyamide precursors and a diacid chain limiter to make the polyamide block and polyether block polymers having statistically distributed units (one-step process).
  • PEBA designation in the present description of the invention relates as well to Pebax® marketed by Arkema, Vestamid® marketed by Evonik®, Grilamid® marketed by EMS, Kellaflex® marketed by DSM or to any other PEBA from other suppliers.
  • the PEBA copolymers have PA blocks in PA 6, PA 11, PA 12, PA 612, PA 66/6, PA 1010 and / or PA 614, preferably PA 11 and / or PA blocks. 12; and PE blocks made of PTMG, PPG and / or P03G.
  • PEBAs based on PE blocks consisting mainly of PEG are to be included in the range of PEBA hydrophilic.
  • PEBAs based on PE blocks consisting mainly of PTMG are to be included in the range of hydrophobic PEBA.
  • said PEBA used in the composition according to the invention is obtained at least partially from bio-resourced raw materials.
  • Raw materials of renewable origin or bio-resourced raw materials are materials that include biofouled carbon or carbon of renewable origin.
  • materials made from renewable raw materials contain 14 C.
  • the "carbon content of renewable origin” or “bio-resourced carbon content” is determined according to the standards ASTM D 6866 (ASTM D 6866-06) and ASTM D 7026 (ASTM D 7026-04).
  • PEBAs based on polyamide 11 come at least partly from bio-sourced raw materials and have a bio-resourced carbon content of at least 1%, which corresponds to a 12 C isotopic ratio. / 14 C of at least 1, 2 x 10 14 .
  • the PEBAs according to the invention comprise at least 50% by mass of bio-resourced carbon on the total mass of carbon, which corresponds to a 12 C / 14 C isotope ratio of at least 0.6 ⁇ 10 12 .
  • This content is advantageously higher, especially up to 100%, which corresponds to a 12 C / 14 C isotope ratio of 1.2 ⁇ 10 -12 , in the case, for example, of PEBA with PA 11 blocks and PE blocks comprising P03G, PTMG and / or PPG from raw materials of renewable origin.
  • PES polyester blocks are usually manufactured by polycondensation between a dicarboxylic acid and a diol.
  • Suitable carboxylic acids include those mentioned above used to form the polyamide blocks with the exception of terephthalic and isophthalic acids.
  • Suitable diols include linear aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexylene glycol, branched diols such as neopentyl glycol, 3- methylpentane glycol, 1,2-propylene glycol, and cyclic diols such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane and 1,4-cyclohexane dimethanol.
  • Polyesters are also understood to mean poly (caprolactone) and PES based on fatty acid dimers, in particular products from the PRIPLAST® range from Croda or Uniqema.
  • PSi polysiloxane block
  • PSi polysiloxane block
  • hydrocarbon radicals are alkyl radicals, especially C1-C10 and in particular methyl radicals, fluoroalkyl radicals, aryl radicals and in particular phenyl radicals, and alkenyl radicals and in particular vinyl radicals; other types of radicals that can be bonded either directly or via a hydrocarbon radical to the siloxane chain include hydrogen, halogens and in particular chlorine, bromine or fluorine, thiols, alkoxy radicals, polyoxyalkylene (or polyether) radicals and in particular polyoxyethylene and / or polyoxypropylene radicals, hydroxyl or hydroxyalkyl radicals, substituted or unsubstituted amine groups, amide groups, acyloxy or acyloxyalkyl radicals, hydroxyalkylamino or aminoalkyl radicals quaternary ammonium groups, amphoteric or betaine groups, anionic groups such as carboxylates, thioglycolates, sulphosuccinates, ani
  • said polysiloxane blocks comprise polydimethylsiloxane (hereinafter abbreviated PDMS blocks), polymethylphenylsiloxane, and / or polyvinylsiloxane.
  • PDMS blocks polydimethylsiloxane
  • polymethylphenylsiloxane polymethylphenylsiloxane
  • polyvinylsiloxane polyvinylsiloxane
  • Polyolefin block within the meaning of the invention means any polymer comprising as monomer an alpha-olefin, that is to say homopolymers of an olefin or copolymers of at least an alpha-olefin and at least one other copolymerizable monomer, the alpha-olefin preferably having from 2 to 30 carbon atoms.
  • alpha-olefin By way of example of alpha-olefin, mention may be made of ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3 - methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-eicocene, 1 -ococene, 1-tetracocene, 1-hexacocene, 1-octacocene , and 1-triacontene. These alpha-olefins can be used alone or as a mixture of two or more.
  • LDPE low density polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • VLDPE very low density polyethylene
  • ethylene / alpha-olefin copolymers such as ethylene / propylene, EPR elastomers (ethylene-propylene rubber), and EPDM (ethylene-propylene-diene), and polyethylene blends with EPR or EPDM,
  • SEBS styrene / ethylene-butene / styrene block copolymers
  • SBS styrene / butadiene / styrene
  • SIS styrene / isoprene / styrene
  • SEPS styrene / ethylene-propylene / styrene
  • unsaturated carboxylic acid salts or esters such as, for example, alkyl (meth) acrylates, alkyl having up to 24 carbon atoms, vinyl esters of saturated carboxylic acids such as, for example, vinyl acetate or propionate, and dienes such as, for example, 1,4-hexadiene or polybutadiene.
  • said at least one polyolefin block comprises polyisobutylene and / or polybutadiene.
  • the block copolymer according to the invention comprises at least one flexible polyolefin block (PO block) and at least one hydrophilic hard block (hereinafter abbreviated BDh) comprising both polyamide and polyether, such as a polyetheramide block, a polyetheresteramide block, and / or a polyetheramideamide block, etc.
  • Said PO block preferably comprises a polyolefin comprising acidic terminal groups, alcohols or amines.
  • the PO block is obtained by thermal degradation of high molecular weight polyolefins to form polyolefins of lower mass and functionalized (reference method: Japanese Kokai Publication Hei-03-62804).
  • the BDh block may further comprise at least one polymer chosen from: cationic polymers, of quaternary amine type and / or phosphorus derivatives; and / or anionic polymers, of modified diacid type, comprising a group sulfonate and capable of reacting with a polyol.
  • the addition of organic salt can then be envisaged in the preparation of the BDh block or during the reaction between the block PO and the block BDh.
  • Document US Pat. No. 5,552,131 describes the synthesis and the various possible structures for the PO block and BDh block copolymer, these being of course conceivable in the process according to the invention.
  • PC block polvcarbonate block
  • the aliphatic polycarbonates are described for example in DE2546534 and JP1009225. Such homopolymeric or copolymeric polycarbonates are also described in US471203.
  • Applications WO92 / 22600 and WO95 / 12629 disclose copolymers comprising polycarbonate blocks and their methods of synthesis. The blocks (and their synthesis) described in these documents are perfectly conceivable for the synthesis of a PC block copolymer according to the invention.
  • the polycarbonate blocks of the copolymer according to the invention have the formula:
  • R1 and R2 which may be the same or different, represent a straight or branched chain, aliphatic or alicyclic having 2 to 18 carbon atoms, or represent a polyoxyalkylene group or represent a polyester group.
  • R 1 and R 2 are selected from hexylene, decylene, dodecylene, 1,4-cyclohexylene, 2,2-dimethyl, 3-propylene, 2,5-dimethyl-2,5-hexylene or polyoxyethylene are preferred.
  • block copolymers described above generally comprise at least one polyamide rigid block and at least one flexible block
  • present invention in fact covers all copolymers comprising two, three, four (or more) different blocks selected among those described in the present description, as long as at least one of these blocks is a polyamide block.
  • the copolymer according to the invention comprises a segmented block copolymer comprising three different types of blocks (called “triblock” in the present description of the invention), which result from the condensation of several of the blocks described above.
  • Said triblock is preferably chosen from copolyetheresteramides, copolyetheramideurethanes, in which:
  • the polyamide rigid block mass percentage is greater than 10%
  • the mass percentage of flexible blocks is greater than 20%
  • the flexible block in the rigid block copolymer-based textile material PA and flexible blocks according to the invention comprises (and preferably is) a polyether PE block, preferably chosen from PTMG, PPG, P03G and / or PEG.
  • the flexible block in the rigid block copolymer PA and soft blocks of the textile material according to the invention comprises (and preferably is) a polyester block PES, chosen from polyesters diols, poly ( caprolactone) and polyesters based on fatty acid dimers.
  • the ratio by weight of the PA blocks on the soft blocks is in the range of 0.3 to 10, preferably of 0.3 to 6, preferably of 0.3 to 3. preferably from 0.3 to 2.
  • said copolymer at the base of the textile material according to the invention comprises from 30 to 70% by weight of polyethylenetramethylene glycol (PTMG) flexible blocks, preferably from 50 to 70% by weight of PTMG blocks, relative to the total weight of copolymer.
  • PTMG polyethylenetramethylene glycol
  • said polyamide block PA of the copolymer used in the textile material of the invention comprises at least one of the following polyamide units: 6, 66, 610, 612, PA1010, PA1012, PA11, PA12, PA6 / 12, PA6 / 6.6, and mixtures or copolyamides thereof.
  • the copolymer comprises a rigid block copolymer polyamide and polyether soft blocks (PEBA), preferably chosen from the following PEBAs: PA6-PEG, PA1010-PEG, PA1012-PEG, PA11 -PEG, PA12-PEG, PA6 / 12 -PEG, PA66-PEG, PA6 / 66-PEG, and mixtures thereof or among the following PEBAs PA6-PTMG, PA1010-PTMG, PA1012-PTMG, PA11- PTM G, PA12-PTMG, PA6 / 12-PTMG, PA66-PTMG, PA6 / 66-PTMG, and mixtures thereof.
  • PEBA rigid block copolymer polyamide and polyether soft blocks
  • Polycarbodiimides suitable for the present invention are represented by the following general formula:
  • R is monovalent
  • R' is divalent
  • n is from 2 to 50, preferably from 2 to 45, preferably from 2 to 20, and preferably from 5 to 20.
  • R may be, for example, C 1 -C 20 alkyl or C 3 -C 10 cycloalkyl or C 1 -C 20 alkenyl, and may be cyclic or branched, or may contain a C 8 -C 16 aromatic ring, and may be substituted by functional groups.
  • R ' may be a divalent group corresponding to all the foregoing, for example, C1-C20 alkylene, C3-C10 cycloalkylene, etc.
  • functional groups include, but are not limited to, cyanato and isocyanato, halo, amido, carboxamido, amino, imido, imino, silyl, etc.
  • R ' include, but are not limited to, divalent radicals derived from 2,6-diisopropylbenzene, naphthalene, 3,5-diethyltoluene, 4,4'-methylenebis (2,6-diethylenephenyl) ), 4,4'-methylenebis (2-ethyl-6-methylphenyl), 4,4'-methylenebis (2,6-diisopropylphenyl), 4,4'-methylenebis (2-ethyl-5) methylcyclohexyl), 2,4,6-triisopropylphenyl, n- hexane, cyclohexane, dicyclohexylmethane and methylcyclohexane, and the like.
  • Patent documents US5130360, US5859166, US368493, US7456137 US2007 / 0278452, US2009 / 0176938, and in particular US5360888 still disclose other examples of polycarbodiimides.
  • Suitable polycarbodiimides can be obtained from commercially available sources such as the Stabaxol P series from Rhein Chemie, the Stabilizer series from Raschig, and others from Ziko or Teijin, for example.
  • the polycarbodiimide is chosen from a stabilizer, in particular Stabilizer® 9000 corresponding to Poly- (1,3,5-triisopropylphenylene-2,4-carbodiimide), a Stabaxol®, in particular a stabaxol® P, in particular Stabaxol® P100 or Stabaxol® P400, or a mixture thereof.
  • a stabilizer in particular Stabilizer® 9000 corresponding to Poly- (1,3,5-triisopropylphenylene-2,4-carbodiimide
  • Stabaxol® in particular a stabaxol® P, in particular Stabaxol® P100 or Stabaxol® P400, or a mixture thereof.
  • the polycarbodiimide has a weight average molecular weight greater than 10,000 g / mol.
  • the weight average molecular weight of the polycarbodiimide is in the range of 10,000 to 40,000 g / mol, preferably 15,000 to 30,000 g / mol.
  • the weight average molecular weight of the polycarbodiimide used in the present invention is measured by gel permeation chromatography (GPC) in tetrahydrofuran (THF).
  • the weight content of the polycarbodiimide is advantageously from 0.5 to 10% by weight, preferably from 0.5 to 7% by weight, preferably from 0.5 to 3% by weight, preferably from 0.5 to 2% by weight. , 5%, preferably from 0.5 to 2% by weight, relative to the total weight of copolymer according to the invention.
  • said carboxylic acid of the copolymer in the textile material according to the invention, forms a urea bond by reaction with a carbodiimide of the polycarbodiimide.
  • One of the advantages of the block copolymer at the end of acid chain blocked at the base of the textile material according to the invention is that it remains in non-crosslinked linear form, the Mw / Mn dispersity of the copolymer being less than 3. This is surprising in the extent to which, in the prior art, the carbodiimides are rather used to viscosify polyamides (see for example the patent document FR3027907), in particular by crosslinking them, and for improving their resistance to hydrolysis as described in US5360888.
  • the subject of the present invention is also the use of a polycarbodiimide in a process for manufacturing a textile material based on polyamide block copolymers and flexible blocks comprising at least one end of the carboxylic acid chain, to improve the extrudability and / or the stretching ability (or stretching) of the copolymer as a textile material and / or improving the extrusion rate of said copolymer, wherein at least one end of the carboxylic acid chain of the copolymer is blocked by a carbodiimide function of the polycarbodiimide.
  • the subject of the present invention is also the use of a polycarbodiimide in a polyamid block and flexible block copolymer-based textile material comprising at least one end of the carboxylic acid chain, in order to improve the stretchability of the textile material, the flexibility of the material textile, its resistance to abrasion, and its tear resistance, wherein at least one end of the carboxylic acid chain of the copolymer is blocked by a carbodiimide function of the polycarbodiimide.
  • the polycarbodiimide has a weight average molecular mass greater than 10,000 g / mol, preferably in the range of 10,000 to 40,000 g / mol, preferably 15,000 to 30,000 g / mol. mol.
  • At least one end of the carboxylic acid chain of the copolymer is blocked by a urea function formed by reaction with the polycarbodiimide.
  • the subject of the present invention is also a composition of textile material based on a copolymer according to the invention, characterized in that it comprises
  • polyamides from 0.1 to 49% by weight of at least one other component chosen from polyamides, polyolefins, functional polyolefins, copolyetheresters, thermoplastic polyurethanes (TPU), copolymers of ethylene and vinyl acetate, copolymers ethylene and acrylate, and copolymers of ethylene and alkyl (meth) acrylate,
  • TPU thermoplastic polyurethanes
  • additives chosen from nucleating agents, fillers, in particular mineral fillers, such as talc, reinforcement, especially of glass or carbon, dyes, UV absorbers, antioxidants, in particular phenolics, or phosphorus-based or sulfur-based, hindered amine light stabilizers or HALS, and mixtures thereof,
  • the textile material according to the invention comprises a functional polyolefin comprising grafting with a monomer chosen from the group comprising unsaturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic anhydrides, vinyl monomers, acrylic monomers, and mixtures thereof.
  • the functional polyolefin is selected from the group consisting of ethylene-acrylic ester copolymers, ethylene-acrylic ester-maleic anhydride copolymers, ethylene-acrylic ester-glycidyl methacrylate copolymers.
  • the textile material according to the invention has a thickness less than or equal to 100 mhh, preferably less than or equal to 50 m ⁇ ti, preferably less than or equal to 30 m ⁇ ti, preferably less than or equal to 25 m ⁇ ti, preferably included in the range from 5 to 25 m ⁇ ti.
  • the subject of the present invention is also a process for manufacturing the textile material according to the invention, in particular a spinning process, comprising the steps of:
  • the process of the invention comprises, prior to step a), the mixture of block copolymer comprising at least one polyamide rigid block PA and at least one flexible block and polycarbodiimide, so that at least one end of the carboxylic acid chain of the block copolymer reacts with a carbodiimide function of the polycarbodiimide.
  • the mixture is produced by means of a single-screw or twin-screw extruder or by addition of the polycarbodiimide during the synthesis of the block copolymer.
  • the stretching step c) is carried out by extrusion blow molding, extrusion-inflating, extrusion-drawing, extrusion-sheathing, extrusion-calendering, extrusion in a flat die, extrusion-coating, lamination, and / or coextrusion.
  • the manufacture of monofilament comprises the following steps:
  • step c) stretches said copolymer or said mixture in a draw ratio of 1 to 30, preferably 1 to 20, or more preferably 1 to 15.
  • the extrusion speed of step b ) is in the range of 1000 to 10000 m / min, preferably 2000 to 8000 m / min.
  • step b) is carried out at a temperature in the range of 80 to 350 ° C, preferably 100 to 300 ° C, preferably 150 to 250 ° C.
  • said at least one textile material is in the form of a porous membrane, a woven fabric or a nonwoven fabric.
  • said at least one textile material comprises synthetic fibers, in particular PET, PA, PP, PBT, PLA, TPU, TPE, synthetic fibers obtained from bio-resourced raw materials, natural fibers, artificial fibers manufactured from from natural raw materials, mineral fibers, and / or metal fibers.
  • said at least one textile material constitutes a felt, a fiber, a filter, a gauze, a cloth, a bandage, a diaper, a fabric, a knit, an article of clothing, a garment, an article of bedding, an article upholstery, a curtain, a cockpit liner, a functional technical textile, a geotextile, and / or an agrotextile.
  • the present invention also relates to the use of a textile material according to the invention in the medical field, hygiene, luggage, clothing, clothing, household equipment or home, furniture , carpets, automobiles, industry, especially industrial filtration, agriculture and / or building.
  • PEBA 1 PA 12-PTMG (Mn: 600-2000)
  • PEBA 1 is a PA 12 block copolymer and PTMG blocks of number average molecular weights (Mn) 600 - 2000 respectively.
  • PEBA 2 PA 12-PTMG (Mn: 850-2000)
  • PEBA 2 is a copolymer according to the invention, with PA 12 blocks and PTMG blocks of number-average molecular masses (Mn) 850 - 2000 respectively.
  • Copo 2 98% PEBA 2 + 2% PCDI
  • PEBA 3 PA 12-PTMG (Mn: 2000-1000)
  • PEBA 3 is a copolymer according to the invention, with PA 12 blocks and PTMG blocks of number-average molecular masses (Mn) respectively 2000 - 1000. Copo 3: 98.5% PEBA 3 + 1.5% PCDI
  • PEBA 4 PA11-PTMG (600-1000)
  • PEBA 4 is a block copolymer PA11 and PTMG blocks of number average molecular weights (Mn) 600 - 1000 respectively.
  • PCDI Polycarbodiimide used in the examples: Poly- (1,3,5-triisopropylphenylene-2,4-carbodiimide)
  • Table 1 gives the melt viscosity measurement results eta * (in Pa.s) at 220 ° C., as a function of the angular frequency (rad / s) according to the standard ISO 6721-10: 2015. Table 1
  • Copos materials according to the invention have a higher melt viscosity than the comparative PEBAs.
  • Copos materials according to the invention are therefore more easily extrudable in textiles than comparative PEBA materials.
  • a rod is extruded through a die of a capillary rheometer; it is entered in the molten state by two pairs of wheels driven by a variable speed motor.
  • a first pair of wheels and the motor are mounted at the free end, deviable, a support connected directly to a sensor, representing the restoring force.
  • the second pair of wheels (coupled to the first pair) makes it possible to guide and limit the winding of the ring around the upper wheels.
  • Small buffers soaked with surfactant liquid water, ethanol, and surfactant mixture) are also applied to the wheels to cool them and thus limit the bonding effect.
  • the strenqht melt curves of FIGS. 1 and 2 represent the elongation constraint on the ordinate as a function of the elongation factor on the abscissa.
  • Test temperatures 150 ° C or 180 ° C depending on grades
  • Air gap about 0.6 mm
  • Diameter of the piston 12 mm
  • Figure 1 shows the elongational measurement result of PEBA 3 (bottom curve) and Copo 3 (top curve) at 180 ° C.
  • Figure 2 shows the elongational flow rheology measurement result of PEBA 4 (bottom curve) and Copo 4 (top curve) at 150 ° C.
  • the copolymers Copo 3 and Copo 4 used in the textile materials according to the invention have an improved stretching ability compared to that of the respective controls PEBA 3 and PEBA 4.
  • the textile materials according to the invention based on block copolymers comprising at least one carboxylic acid end chain blocked by a polycarbodiimide exhibit improved stretchability compared to textile materials based on the same respective unblocked copolymers.
  • Copo copolymers 1 to 4 used in the textile materials according to the invention have lower tensile and flexural moduli than those of the respective controls PEBA 1 to 4.
  • the textile materials according to the invention based on block copolymers comprising at least one carboxylic acid end chain blocked by a polycarbodiimide have an improved flexibility compared to textile materials based on the same respective unblocked copolymers.
  • the loss of mass is lower in the case of copolymers according to the invention, therefore the textile materials based on the copolymers according to the invention have a better abrasion resistance than the textile materials based on the respective control PEBAs.
  • the textile materials based on the copolymers according to the invention have a better tear resistance than the textile materials based on the respective control PEBAs.
  • the average molecular weights by weight and by the number Mw and Mn measured increase respectively when passing from a PEBA to the corresponding Copo according to the invention, which indicates that the reaction has taken place between the carbodiimide function of the polycarbodiimide and the function PEBA acid to form the end-blocked acid end Copo used according to the invention.
  • the dispersity is determined to be equal to the ratio between molecular weight and number Mw / Mn. The accuracy of the measurement is given to within 5%.
  • the number average molecular (or molar) mass is set by the chain limiter content. It can be calculated according to the relation:
  • niimiter number of moles of excess diacid
  • Repeat pattern Molecular weight of the pattern of repetition
  • Miimiteur Molar mass of excess diacid
  • the Mw / Mn dispersity is also preserved in each Copo according to the invention with respect to the corresponding initial PEBA, and it is measured less than 3, in all the copolymers, which proves that the copolymers according to the invention remained in the form of linear non-crosslinked.
  • the textile materials based on these copolymers therefore remain perfectly recyclable.
  • the polycarbodiimide thus used in the textile material according to the present invention makes it possible to improve the properties of: extrudability, stretchability, flexibility, abrasion resistance, and tear resistance of the textile material, while maintaining its recyclability.

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Abstract

L'invention concerne un matériau textile souple, étirable et anti-bouloches à base de copolymère à blocs comprenant au moins un bloc rigide polyamide PA et au moins un bloc souple, caractérisé en ce que ledit copolymère comporte au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide. L'invention concerne également l'utilisation d'un polycarbodiimide dans un procédé de fabrication de matériau textile à base copolymère à blocs polyamides et blocs souples comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique, pour améliorer la capacité d'étirement du copolymère sous forme de matériau textile et/ou améliorer la vitesse d'extrusion dudit copolymère, et pour améliorer l'étirabilité du matériau textile, la souplesse du matériau textile, sa résistance à l'abrasion, et sa résistance à la déchirure. (pas de figure)

Description

MATERIAU TEXTILE SOUPLE ETIRABLE ET ANTI-BOULOCHES A BASE DE COPOLYMERE A BLOCS
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention a pour objet un matériau textile, tels qu’un fil, une fibre, un filament (monofilament ou multifilament), une membrane, membrane poreuse, un textile tissé ou non tissé, comprenant au moins une fibre synthétique en polymère thermoplastique élastomère.
Dans la présente description de l’invention, on entend :
- Par « matériau textile » ou « textile », tout matériau réalisé à partir de fibres ou de filaments ainsi que tout matériau formant une membrane poreuse caractérisée par un rapport longueur/épaisseur d’au moins 300 ;
- Par « fibre », toute matière synthétique ou naturelle, caractérisée par un rapport longueur/diamètre d’au moins 300 ;
- Par « filament », toute fibre de longueur infinie ;
Parmi les textiles, on trouve notamment des mats de fibres (les pansements, les filtres, le feutre), des mèches (pansements), des fils (à coudre, à tricoter, à tisser), des non-tissés, des voiles « web », des filets (« net »), des tricots (rectiligne, circulaire, fullyfashioned) des tissus (traditionnel, Jacquard, multiple, double face, multi axial, 2D et demi, 3D), et bien d'autres.
Dans certains domaines, il est important de pouvoir disposer de matériaux textiles à la fois souples, étirables, solides c’est-à-dire résistants à la déchirure, et anti-bouloches c’est-à-dire résistants à l’abrasion.
La présente invention a pour but d’améliorer la souplesse, l’étirabilité, la solidité de ces matériaux textiles et leur résistance à l’abrasion.
La souplesse est évaluée à l’aide des modules : module en traction selon la norme ISO 527 1A:2012, et module en flexion à 23°C selon la norme ISO 178:2010. Une diminution de ces modules va dans le sens d’une meilleure souplesse des matériaux textiles.
L’étirabilité est évaluée à l’aide du test de rhéologie élongationnelle, tel que défini ci-après dans les exemples de la présente demande.
La propriété anti-bouloches est mesurée par la résistance à l’abrasion qui est évaluée par la perte de masse selon la norme ISO 527-1A:2012 : plus faible est la perte de masse du matériau, meilleure est la résistance à l’abrasion des textiles à base de ce matériau. La résistance à la déchirure est quant à elle est évaluée selon la norme ISO 34-1 :2015.
Parmi les copolymères à blocs connus pour la fabrication de matériaux textiles, on peut citer les copolymères à blocs polyamide et blocs polyéther (PEBA). Ces PEBA appartiennent à la classe particulière des polyétheresteramides lorsqu’ils résultent de la copolycondensation de séquences polyamide à extrémités carboxyliques réactives avec des séquences polyéther à extrémités réactives, qui sont des polyétherpolyols (polyétherdiols), les liaisons entre les blocs polyamide et les blocs souples polyéther étant des liaisons ester.
Les PEBA sont connus pour leurs propriétés physiques telles que leur flexibilité, leur tenue au choc, et leur facilité de mise en œuvre par injection. Toutefois, ces copolymères sont délicats à transformer sous forme de matériau textile par extrusion, notamment en raison d’une faible viscosité à l’état fondu et d’une faible résistance à l’état fondu (melt strength) qui en résulte.
Il existe différents moyens de moduler la viscosité à l’état fondu d’un polymère.
Ainsi, il peut être envisagé d’augmenter le taux de polyamide, ce qui tend à augmenter la viscosité. Par ailleurs, on peut obtenir des compositions polymères extrudables par compoundage du copolymère à blocs avec d’autres polymères, notamment des polyoléfines.
Il est également possible d’augmenter la viscosité à l’état fondu en allongeant les chaînes du polymère, par exemple en prolongeant la polymérisation. Cette approche a été décevante en raison de la dégradation des blocs, laquelle entraîne en outre à une coloration (jaunissement) du matériau, sans pouvoir atteindre les niveaux souhaités de viscosité à l’état fondu, d’au moins 300 Pa.s, mesurée selon la norme ISO 1621 -10 : 2015.
Enfin, on peut envisager d’augmenter la viscosité à l’état fondu en augmentant simultanément la taille des différents blocs du polymère, par exemple des blocs polyamide et des blocs polyéther dans le cas du PEBA. Par exemple, en passant pour un PEBA PA6-PEG, de 1500-1500 à 2000- 2000, il devrait être possible d’augmenter la viscosité à l’état fondu à degré de polymérisation équivalent. Les essais conduits dans ce sens n’ont toutefois pas abouti : la réactivité entre les blocs PA et les blocs PEG est fortement réduite. L’invention a donc également pour but de fournir un procédé amélioré de fabrication de matériaux textiles étirables, souples et anti-bouloches à base de copolymères à blocs, dans lequel l’extrusion est facilitée et les vitesses maximales d’extrusion atteignables augmentées.
La demanderesse a maintenant trouvé que l’utilisation, dans certaines conditions, d’un polycarbodiimide dans un procédé de fabrication de matériau textile à base copolymère à blocs polyamides et blocs souples comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique, permettait d’améliorer de manière significative la capacité d’étirement dudit copolymère sous forme de matériau textile et/ou d’augmenter la vitesse d’extrusion dudit copolymère, tout en améliorant l’étirabilité du matériau textile ainsi obtenu, la souplesse du matériau textile, sa résistance à l’abrasion, et sa résistance à la déchirure, sans sacrifier sa recyclabilité.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
Dans la présente description, on précise que lorsqu’il est fait référence à des intervalles, les expressions du type « allant de... à » ou « comportant/comprenant de... à » incluent les bornes de l’intervalle. A l’inverse, les expressions du type « compris entre... et... » excluent les bornes de l’intervalle.
Sauf mention contraire, les pourcentages exprimés sont des pourcentages massiques. Sauf mention contraire, les paramètres auxquels il est fait référence sont mesurés à pression atmosphérique, et température ambiante (20-25°C, généralement 23°C).
L’invention est maintenant décrite en détail et de façon non limitative dans la description qui suit. L’invention a donc pour objet un matériau textile souple, étirable et anti-bouloches à base de copolymère à blocs comprenant au moins un bloc rigide polyamide PA et au moins un bloc souple, caractérisé en ce que ledit copolymère comporte au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide. Dans la présente description, on précise que le matériau textile « à base de copolymère » signifie que le matériau textile comprend au moins 51 % en poids de copolymère sur le poids total du matériau textile.
De préférence, le matériau textile selon l’invention comprend au moins 60% en poids dudit copolymère tel que défini par l’invention. De préférence il contient au moins 70% en poids, de préférence au moins 80%, voire au moins 90%, ou mieux au moins 95%, en poids de copolymère tel que défini par l’invention, sur le poids total du matériau textile.
Le copolvmère à blocs rigides polyamide PA et blocs souples ainsi défini selon l’invention fait partie des polymères thermoplastiques élastomères. Le terme « polymère thermoplastique élastomère », abrégé « TPE », désigne un polymère qui constitue un matériau polyphasique présentant au moins deux transitions, à savoir une première transition à une température T1 (en général il s’agit de la température de transition vitreuse) et une deuxième transition à une température T2 supérieure à T1 (en général il s’agit du point de fusion). A une température inférieure à T1 , le matériau est rigide, entre T1 et T2 il a un comportement élastique, et au-dessus de T2 il est fondu. Un tel polymère combine le comportement élastique des matériaux de type caoutchouc avec l’aptitude à la transformation des thermoplastique.
Un élastomère thermoplastique sur base polyamide (TPE-A) au sens de l’invention, tel qu’un PEBA, est un copolymère à blocs comprenant un enchaînement de blocs, alternativement rigides ou durs (BD) et souples ou mous (BM), selon la formule générale suivante :
-[BD-BM]n- et dans laquelle :
BD ou Bloc Dur ou bloc rigide : représente un bloc comprenant du polyamide (homopolyamide ou copolyamide) ou un mélange de blocs comprenant du polyamide (homopolyamide ou copolyamide), ci-après abrégé indépendamment bloc PA ou BD ;
BM ou Bloc Mou ou encore bloc souple : représente un bloc à base de polyéther (bloc PE), de polyester (bloc PES), de polydiméthylsiloxane (bloc PDMS), de polyoléfine (bloc PO), de polycarbonate (bloc PC) et/ou de tout autre polymère de faible température de transition vitreuse, ou de leurs mélanges sous forme de copolymères alternés, statistiques ou à blocs. De préférence, BM est un bloc à base de polyéther comportant des motifs oxyde d'alkylène, en tout ou partie.
n représente le nombre d’unités de répétition du motif -BD-BM- dudit copolymère n est compris dans la gamme allant de 1 à 60, de préférence de 5 à 30, ou mieux de 6 à 20.
Par faible température de transition vitreuse pour un polymère entrant dans la composition d’un BM au sens de l’invention, on entend une température de transition vitreuse Tg inférieure à 15°C, de préférence inférieure à 0°C, de préférence inférieure à -15°C, de préférence encore inférieure à -30°C. A titre d’exemple, ledit bloc mou peut être à base de PEG de masse molaire en nombre égale à 1500g/mol et de Tg de l’ordre de - 35°C. Ladite température de transition vitreuse Tg peut également être inférieure à -50°C, notamment dans le cas où ledit bloc mou est à base de PTM G.
Les copolvéther bloc amides, encore appelés copolymères à blocs polyéther et blocs polyamide, soit en abrégé « PEBA », résultent de la polycondensation de blocs polyamides à extrémités réactives avec des blocs polyéthers à extrémités réactives, telles que, entre autres :
1 ) blocs polyamides à bouts de chaîne diamines avec des blocs polyoxyalkylènes à bouts de chaînes dicarboxyliques ;
2) blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des blocs polyoxyalkylènes à bouts de chaînes diamines, obtenues par cyanoéthylation et hydrogénation de blocs polyoxyalkylène alpha-oméga dihydroxylées aliphatiques appelées polyétherdiols ;
3) blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques avec des polyétherdiols, les produits obtenus étant, dans ce cas particulier, des polyétheresteramides.
Les blocs polyamides à bouts de chaînes dicarboxyliques proviennent, par exemple, de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'un diacide carboxylique limiteur de chaîne. Les blocs polyamides à bouts de chaînes diamines proviennent par exemple de la condensation de précurseurs de polyamides en présence d'une diamine limiteur de chaîne.
La masse molaire en nombre Mn des blocs polyamides est comprise entre 400 et 20000 g/mol et de préférence entre 500 et 10000 g/mol.
Les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers peuvent aussi comprendre des motifs répartis de façon aléatoire. On peut utiliser avantageusement trois types de blocs polyamides.
Selon un premier type, les blocs polyamides proviennent de la condensation d'un diacide carboxylique, en particulier ceux ayant de 4 à 20 atomes de carbone, de préférence ceux ayant de 6 à 18 atomes de carbone et d'une diamine aliphatique ou aromatique, en particulier celles ayant de 2 à 20 atomes de carbone, de préférence celles ayant de 6 à 14 atomes de carbone.
A titre d’exemples d’acides dicarboxyliques, on peut citer l’acide 1 ,4- cyclohexyldicarboxylique, les acides butanedioïque, adipique, azélaïque, subérique, sébacique, dodécanedicarboxylique, octadécanedicarboxylique et les acides téréphtalique et isophtalique, mais aussi les acides gras dimérisés.
A titre d’exemples de diamines, on peut citer la tétraméthylène diamine, l’hexaméthylènediamine, la 1 ,10-décaméthylènediamine, la dodécaméthylènediamine, la triméthylhexaméthylène diamine, les isomères des bis-(4-aminocyclohexyl)-méthane (BACM), bis-(3-méthyl-4- aminocyclohexyl)méthane (BMACM), et 2-2-bis-(3-méthyl-4- aminocyclohexyl)-propane (BMACP), et para-amino-di-cyclo-hexyl-méthane (PACM), et l’isophoronediamine (IPDA), la 2,6-bis-(aminométhyl)-norbornane (BAMN) et la pipérazine (Pip).
Concernant le bloc rigide polyamide, la norme NF EN ISO 1874-1 : 2011 définit une nomenclature des polyamides. Le terme « monomère » dans la présente description doit être pris au sens d’ « unité répétitive ». Le cas où une unité répétitive du polyamide est constituée de l'association d'un diacide avec une diamine est particulier. On considère que c'est l'association d'une diamine et d'un diacide, c’est-à-dire le couple « diaminediacide », dit aussi « XY », en quantité équimolaire qui correspond au monomère. Ceci s’explique par le fait qu’individuellement, le diacide ou la diamine n’est qu’une unité structurale, qui ne suffit pas à elle seule à polymériser.
On a par exemple des blocs PA412, PA414, PA418, PA610, PA612, PA614, PA618, PA912, PA1010, PA1012, PA1014 et PA1018.
Selon un deuxième type, les blocs polyamides résultent de la condensation d'un ou plusieurs acides alpha oméga aminocarboxyliques et/ou d'un ou plusieurs lactames ayant de 6 à 12 atomes de carbone en présence d'un diacide carboxylique ayant de 4 à 12 atomes de carbone ou d'une diamine. A titre d’exemples de lactames, on peut citer le caprolactame, l’oenantholactame et le lauryllactame. A titre d’exemples d'acide alpha oméga amino carboxylique, on peut citer les acides aminocaproïque, amino- 7-heptanoïque, amino-11 - undécanoïque et amino-12-dodécanoïque.
Avantageusement les blocs polyamides du deuxième type sont en polyamide 11 , en polyamide 12 ou en polyamide 6.
Selon un troisième type, les blocs polyamides résultent de la condensation d'au moins un acide alpha oméga aminocarboxylique (ou un lactame), au moins une diamine et au moins un diacide carboxylique.
Dans ce cas, on prépare les blocs polyamide PA par polycondensation :
- de la ou des diamines aliphatiques linéaires ou aromatiques ayant X atomes de carbone ;
- du ou des diacides carboxyliques ayant Y atomes de carbone ; et
- du ou des comonomères {Z}, choisis parmi les lactames et les acides alpha-oméga aminocarboxyliques ayant Z atomes de carbone et les mélanges équimolaires d’au moins une diamine ayant X1 atomes de carbone et d’au moins un diacide carboxylique ayant Y1 atomes de carbones, (X1 , Y1 ) étant différent de (X, Y) ;
- ledit ou lesdits comonomères {Z} étant introduits dans une proportion pondérale allant jusqu’à 50%, de préférence jusqu’à 20%, encore plus avantageusement jusqu’à 10% par rapport à l’ensemble des monomères précurseurs de polyamide ;
- en présence d’un limiteur de chaîne choisi parmi les diacides carboxyliques.
Avantageusement, on utilise comme limiteur de chaîne le diacide carboxylique ayant Y atomes de carbone, que l’on introduit en excès par rapport à la stœchiométrie de la ou des diamines.
Selon une variante de ce troisième type les blocs polyamides résultent de la condensation d'au moins deux acides alpha oméga aminocarboxyliques ou d'au moins deux lactames ayant de 6 à 12 atomes de carbone ou d'un lactame et d'un acide aminocarboxylique n'ayant pas le même nombre d'atomes de carbone en présence éventuelle d'un limiteur de chaîne. A titre d'exemple d'acide alpha oméga amino carboxylique aliphatique, on peut citer les acides aminocaproïques, amino-7-heptanoïque, amino-11 -undécanoïque et amino-12-dodécanoïque. A titre d'exemple de lactame, on peut citer le caprolactame, l'oenantholactame et le lauryllactame. A titre d'exemple de diamines aliphatiques, on peut citer l’hexaméthylènediamine, la dodécaméthylènediamine et la triméthylhexaméthylène diamine. A titre d'exemple de diacides cycloaliphatiques, on peut citer l'acide 1 ,4-cyclohexyldicarboxylique. A titre d'exemple de diacides aliphatiques, on peut citer les acides butane-dioïque, adipique, azélaïque, subérique, sébacique, dodécanedicarboxylique, les acides gras dimérisés (ces acides gras dimérisés ont de préférence une teneur en dimère d'au moins 98%; de préférence ils sont hydrogénés; ils sont commercialisés sous la marque Pripol® par la société Unichema, ou sous la marque Empol® par la société Henkel) et les polyoxyalkylènes - a,w diacides. A titre d'exemple de diacides aromatiques, on peut citer les acides téréphtalique (T) et isophtalique (I). A titre d’exemple de diamines cycloaliphatiques, on peut citer les isomères des bis-(4-aminocyclohexyl)- méthane (BACM), bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)méthane (BMACM), et 2- 2-bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)-propane(BMACP), et para-amino-di- cyclo-hexyl-méthane (PACM). Les autres diamines couramment utilisées peuvent être l'isophoronediamine (IPDA), la 2,6-bis-(aminométhyl)- norbornane (BAMN) et la pipérazine.
Dans le cas où les blocs PA du PEBA selon l’invention comprennent au moins deux monomères différents, appelés «co-monomères», c’est à dire au moins un monomère et au moins un co-monomère (monomère différent du premier monomère), ils comprennent un copolymère tel qu’un copolyamide abrégé CoPA.
A titre d'exemples de blocs polyamides du troisième type, on peut citer les suivantes :
- 66/6 dans laquelle 66 désigne des motifs hexaméthylènediamine condensée avec l'acide adipique. 6 désigne des motifs résultant de la condensation du caprolactame.
- 66/610/11/12 dans laquelle 66 désigne l'hexaméthylènediamine condensée avec l'acide adipique. 610 désigne l'hexaméthylènediamine condensée avec l'acide sébacique. 11 désigne des motifs résultant de la condensation de l'acide aminoundécanoïque. 12 désigne des motifs résultant de la condensation du lauryllactame.
La masse Mn des blocs souples est comprise entre 100 et 6 000 g/mol et de préférence entre 200 et 3 000 g/mol. De préférence, le polymère comprend de 1 à 80 % en masse de blocs souples et de 20 à 99 % en masse de blocs polyamide, de préférence de 4 à 80 % en masse de blocs souples et 20 à 96 % en masse de blocs polyamide. Selon un mode de réalisation préféré, le bloc rigide polyamide, dans le copolymère à blocs rigides PA et blocs souples selon l’invention, comprend au moins un des motifs de polyamide suivants : 11 , 12, 6, 610, 612, 1010, 1012, et leurs mélanges ou copolyamides.
Les blocs polvéthers PE sont constitués de motifs oxyde d'alkylène. Ces motifs peuvent être par exemple des motifs oxyde d'éthylène, des motifs oxyde de propylène ou tétrahydrofurane (qui conduit aux enchaînements polytétraméthylène glycol). On utilise ainsi des blocs PEG (polyéthylène glycol) c'est à dire ceux constitués de motifs oxyde d'éthylène, des blocs PPG (propylène glycol) c'est à dire ceux constitués de motifs oxyde de propylène, des blocs P03G (polytriméthylène glycol) c’est-à-dire ceux constitués de motifs polytriméthylène ether de glycol (de tels copolymères avec des blocs polytriméthylène ether sont décrits dans le document US6590065), et des blocs PTMG c'est à dire ceux constitués de motifs tetraméthylène glycols appelés aussi polytétrahydrofurane. Les copolymères PEBA peuvent comprendre dans leur chaîne plusieurs types de polyéthers, les copolyéthers pouvant être à blocs ou statistiques.
On peut également utiliser des blocs obtenus par oxyéthylation de bisphenols, tels que par exemple le bisphenol A. Ces derniers produits sont décrits dans le brevet EP613919.
Les blocs polyéthers peuvent aussi être constitués d'amines primaires éthoxylées. A titre d'exemple d'amines primaires éthoxylées on peut citer les produits de formule :
dans laquelle m et n sont compris entre 1 et 20 et x entre 8 et 18. Ces produits sont disponibles dans le commerce sous la marque Noramox® de la société CECA et sous la marque Genamin® de la société Clariant. Les blocs souples polyéthers peuvent comprendre des blocs polyoxyalkylène à bouts de chaînes Nhte, de tel blocs pouvant être obtenues par cyanoacétylation de blocs polyoxyalkylène alpha-oméga dihydroxylés aliphatiques appelées polyétherdiols. Plus particulièrement, on pourra utiliser les Jeffamines (Par exemple Jeffamine® D400, D2000, ED 2003, XTJ 542, produits commerciaux de la société Huntsman, également décrites dans les documents de brevets JP2004346274, JP2004352794 et EP1482011 ).
Les blocs polyétherdiols sont soit utilisés tels quels et copolycondensés avec des blocs polyamides à extrémités carboxyliques, soit ils sont aminés pour être transformés en polyéther diamines et condensés avec des blocs polyamides à extrémités carboxyliques. La méthode générale de préparation en deux étapes des copolymères PEBA ayant des liaisons ester entre les blocs PA et les blocs PE est connue et est décrite, par exemple, dans le brevet français FR2846332. La méthode générale de préparation des copolymères PEBA de l’invention ayant des liaisons amide entre les blocs PA et les blocs PE est connue et décrite, par exemple dans le brevet européen EP1482011. Les blocs polyéther peuvent être aussi mélangés avec des précurseurs de polyamide et un limiteur de chaîne diacide pour faire les polymères à blocs polyamides et blocs polyéthers ayant des motifs répartis de façon statistique (procédé en une étape).
Bien entendu, la désignation PEBA dans la présente description de l’invention se rapporte aussi bien aux Pebax® commercialisés par Arkema, aux Vestamid® commercialisés par Evonik®, aux Grilamid® commercialisés par EMS, qu’aux Kellaflex® commercialisés par DSM ou à tout autre PEBA d’autres fournisseurs.
Avantageusement, les copolymères PEBA ont des blocs PA en PA 6, en PA 11 , en PA 12, PA 612, en PA 66/6, en PA 1010 et/ou en PA 614, de préférence des blocs PA 11 et/ou PA 12 ; et des blocs PE en PTMG, en PPG et/ou en P03G. Les PEBA à base de blocs PE constitués majoritairement de PEG sont à ranger dans la gamme des PEBA hydrophiles. Les PEBA à base de blocs PE constitués majoritairement de PTMG sont à ranger dans la gamme des PEBA hydrophobes.
Avantageusement, ledit PEBA utilisé dans la composition selon l’invention est obtenu au moins partiellement à partir de matières premières bio-ressourcées. Par matières premières d’origine renouvelable ou matières premières bio-ressourcées, on entend des matériaux qui comprennent du carbone bio- ressourcé ou carbone d’origine renouvelable. En effet, à la différence des matériaux issus de matières fossiles, les matériaux composés de matières premières renouvelables contiennent du 14C. La « teneur en carbone d’origine renouvelable » ou « teneur en carbone bio-ressourcé » est déterminée en application des normes ASTM D 6866 (ASTM D 6866-06) et ASTM D 7026 (ASTM D 7026-04). A titre d’exemple, les PEBA à base de polyamide 11 proviennent au moins en partie de matières premières bio- ressourcées et présentent une teneur en carbone bio-ressourcé d'au moins 1 %, ce qui correspond à un ratio isotopique de 12C/14C d’au moins 1 ,2 x 10 14. De préférence, les PEBA selon l’invention comprennent au moins 50% en masse de carbone bio-ressourcé sur la masse totale de carbone, ce qui correspond à un ratio isotopique 12C/14C d’au moins 0,6.10 12. Cette teneur est avantageusement plus élevée, notamment jusqu'à 100%, qui correspond à un ratio isotopique 12C/14C de 1 ,2 x 10-12, dans le cas par exemple de PEBA à blocs PA 11 et blocs PE comprenant du P03G, PTMG et/ou PPG issus de matières premières d’origine renouvelable.
Les blocs polyesters PES sont habituellement fabriqués par polycondensation entre un acide dicarboxylique et un diol. Les acides carboxyliques appropriés comprennent ceux mentionnés ci-dessus utilisés pour former les blocs polyamide à l’exception des acides téréphthaliques et isophthaliques. Les diols appropriés comprennent les diols aliphatiques linéaires tel que l’éthylène glycol, le 1 ,3-propylène glycol, le 1 ,4-butylène glycol, le 1 ,6-hexylène glycol, les diols branchés tel que le néopentylglycol, le 3-méthylpentane glycol, le 1 ,2-propylène glycol, et les diols cycliques tel que le 1 ,4-bis(hydroxyméthyl)cyclohexane et le 1 ,4-cyclohexane-diméthanol.
On entend également par polyesters, le poly(caprolactone) et les PES à base de dimères d’acide gras, en particulier les produits de la gamme PRIPLAST® de la société Croda ou Uniqema.
On peut également envisager un bloc PES de type «copolyester» alterné, statistique ou à blocs, contenant un enchaînement d’au moins deux types de PES cités ci-dessus.
Par bloc polvsiloxane (ci-après abrégé PSi) au sens de l’invention, on entend tout polymère ou oligomère organisilicié à structure linéaire ou cyclique, ramifiée ou réticulée obtenu par polymérisation de silanes fonctionnalisés et constitué pour l’essentiel par une répétition de motifs principaux dans lesquels des atomes de silicium sont reliés entre eux par des atomes d’oxygène (liaison siloxane Si-O-Si), des radicaux hydrocarbonés éventuellement substitués étant directement liés par l’intermédiaire d’un atome de carbone sur lesdits atomes de silicium. Les radicaux hydrocarbonés les plus courants sont les radicaux alkyls notamment en C1 - C10 et en particulier méthyle, les radicaux fluoroalkyls, les radicaux aryls et en particulier phényle, et les radicaux alcényls et en particulier vinyle ; d’autres types de radicaux susceptibles d'être lies soit directement, soit par l'intermediaire d'un radical hydrocarboné, à la chaîne siloxanique sont notamment l'hydrogène, les halogènes et en particulier le chlore, le brome ou le fluor, les thiols, les radicaux alcoxy, les radicaux polyoxyalkylènes (ou polyéthers) et en particulier polyoxyéthylène et/ou polyoxypropylène, les radicaux hydroxyls ou hydroxyalkyls, les groupements amines substitués ou non, les groupements amides, les radicaux acyloxy ou acyloxyalkyls, les radicaux hydroxyalkylamino ou aminoalkyls, des groupements ammonium quaternaires, des groupements amphotères ou betaïniques, des groupements anioniques tels que carboxylates, thioglycolates, sulfosuccinates, thiosulfates, phosphates et sulfates, et leurs mélanges, cette liste n'étant bien entendu nullement limitative (silicones dites "organomodifiees").
De préférence, lesdits blocs polysiloxane comprennent du polydiméthylsiloxane (ci-après abrégé blocs PDMS), du polyméthylphénylsiloxane, et/ou du polyvinylsiloxane.
Par bloc polvoléfine (ci-après abrégé bloc PO) au sens de l’invention, on entend tout polymère comprenant comme monomère une alpha-oléfine, c’est-à-dire les homopolymères d'une oléfine ou les copolymères d'au moins une alpha-oléfine et d'au moins un autre monomère copolymérisable, l'alpha- oléfine ayant avantageusement de 2 à 30 atomes de carbone.
A titre d’exemple d'alpha-oléfine, on peut citer l’éthylène, le propylène, 1 -butène, 1 -pentène, 3-méthyl-1 -butène, 1-hexène, 4-méthyl-1-pentène, 3- méthyl-1 -pentène, 1 -octène, 1 -décène, 1-dodécène, 1 -tétradécène, 1 - hexadécène, 1 -octadécène, 1 -eicocène, 1 -dococène, 1-tétracocène, 1 - hexacocène, 1-octacocène, et 1 -triacontène. Ces alpha-oléfines peuvent être utilisées seules ou en mélange de deux ou plus de deux.
A titre d'exemples, on peut citer : les homopolymères et copolymères de l'éthylène, en particulier le polyéthylène basse densité (LDPE), le polyéthylène haute densité (HDPE), le polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE), le polyéthylène très basse densité (VLDPE), le polyéthylène obtenu par catalyse métallocène ;
les homopolymères et copolymères du propylène, les polyalphaoléfines essentiellement amorphes ou attactiques
(A PAO),
les copolymères éthylène/alpha-oléfine tels qu'éthylène/propylène, les élastomères EPR (éthylène-propylène-rubber), et EPDM (éthylène- propylène-diène), et les mélanges de polyéthylène avec un EPR ou un EPDM,
les copolymères blocs styrène/éthylène-butène/styrène (SEBS), styrène/ butadiène/styrène (SBS), styrène/isoprène/styrène (SIS), et styrène/éthylène-propylène/styrène (SEPS),
les copolymères de l'éthylène avec au moins un produit choisi parmi les sels ou les esters d'acides carboxyliques insaturés tels que par exemple les (méth)acrylates d'alkyle, l'alkyle pouvant avoir jusqu'à 24 atomes de carbone, les esters vinyliques d'acides carboxyliques saturés tels que par exemple l'acétate ou le propionate de vinyle, et les diènes tels que par exemple le 1 ,4-hexadiène ou le polybutadiène.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention ledit au moins un bloc polyoléfine comprend du polyisobutylène et/ou du polybutadiène.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le copolymère à blocs selon l’invention comporte au moins un bloc souple polyoléfine (bloc PO) et au moins un bloc dur hydrophile (ci après abrégé BDh) comprenant à la fois du polyamide et du polyéther, tel qu’un bloc polyétheramide, un bloc polyétheresteramide, et/ou un bloc polyétheramideimide, etc... Ledit bloc PO comprend de préférence une polyoléfine comportant des groupements terminaux acides, alcools ou amines. De préférence, le bloc PO est obtenu par dégradation thermique de polyoléfines de haut poids moléculaire pour former des polyoléfines de plus faible masse et fonctionnalisées (méthode de référence : Japanese Kokai Publication Hei-03-62804). En ce qui concerne le bloc BDh, il peut comprendre en outre au moins un polymère choisi parmi: des polymères cationiques, de type amine quaternaire et/ou dérivés phosphorés ; et/ou des polymères anioniques, de type diacide modifié, comportant un groupement sulfonate et susceptible de réagir avec un polyol. L’ajout de sel organique est alors envisageable dans la préparation du bloc BDh ou lors de la réaction entre le bloc PO et le bloc BDh. Le document US6552131 décrit la synthèse et les différentes structures possibles pour le copolymère à blocs PO et à blocs BDh, celles-ci étant bien entendu envisageables dans le procédé selon l’invention.
Par bloc polvcarbonate (ci-après abrégé bloc PC) au sens de l’invention, on entend plus particulièrement tout polycarbonate aliphatique. Les polycarbonates aliphatiques sont décrits par exemple dans les documents DE2546534 et JP1009225. De tels polycarbonates homopolymères ou copolymères sont également décrits dans le doument US471203. Les demandes W092/22600 et W095/12629 décrivent des copolymères comprenant des blocs polycarbonate ainsi que leurs procédés de synthèse. Les blocs (et leur synthèse) décrits dans ces documents sont parfaitement envisageables pour la synthèse d’un copolymère à blocs PC selon l’invention. De préférence, les blocs polycarbonate du copolymère selon l’invention ont pour formule :
dans laquelle a est un nombre entier de 2 à 300; R1 et R2, qui peuvent être identiques ou différents, représentent une chaîne droite ou ramifiée, aliphatique ou alicyclique possédant de 2 à 18 atomes de carbone, ou bien représentent un groupement polyoxyalkylène ou encore représentent un groupement polyester.
Les polycarbonates dans lesquels R1 et R2 sont choisis parmi les groupements hexylène, décylène, dodécylène, 1 ,4-cyclohéxylene, 2,2- diméthyll ,3-propylène, 2,5-diméthyl-2,5-hexylène ou polyoxyéthylèene sont préférés.
Si les copolymères à blocs décrits ci-dessus comprennent généralement au moins un bloc rigide polyamide et au moins un bloc souple, il est évident que la présente invention couvre en fait tous les copolymères comprenant deux, trois, quatre (voire plus) blocs différents choisis parmi ceux décrits dans la présente description, dès l’instant qu’au moins un de ces blocs est un bloc polyamide.
Avantageusement, le copolymère selon l’invention comprend un copolymère segmenté à blocs comprenant trois types de blocs différents (nommé «tribloc» dans la présente description de l’invention), qui résultent de la condensation de plusieurs des blocs décrits ci-dessus. Ledit tribloc est de préférence choisi parmi les copolyétheresteramides, les copolyétheramideuréthanes, dans le(s)quel(s) :
- le pourcentage massique en bloc rigide polyamide est supérieure à 10% ;
- le pourcentage massique en blocs souples est supérieur à 20% ;
sur la masse totale de tribloc.
Selon un mode de réalisation préféré, le bloc souple dans le matériau textile à base de copolymère à blocs rigides PA et blocs souples selon l’invention, comprend (et de préférence est) un bloc polyéther PE, choisi de préférence parmi PTMG, PPG, P03G et/ou PEG.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, le bloc souple dans le copolymère à blocs rigides PA et blocs souples du matériau textile selon l’invention, comprend (et de préférence est) un bloc polyester PES, choisi parmi les polyesters diols, le poly(caprolactone) et les polyesters à base de dimères d’acide gras.
Avantageusement, dans le copolymère selon l’invention, le ratio en poids des blocs PA sur les blocs souples est compris dans la gamme de 0,3 à 10, de préférence de 0,3 à 6, de préférence de 0,3 à 3, de préférence de 0,3 à 2.
De préférence, ledit copolymère à la base du matériau textile selon l’invention comprend de 30 à 70% en poids de blocs souples polyététraméthylène glycol (PTMG), de préférence de 50 à 70% en poids de blocs PTMG, sur le poids total de copolymère.
De préférence, ledit bloc polyamide PA du copolymère utilisé dans le matériau textile de l’invention comprend au moins un des motifs de polyamide suivants : 6, 66, 610, 612, PA1010, PA1012, PA11 , PA12, PA6/12, PA6/6.6, et leurs mélanges ou copolyamides.
Avantageusement, le copolymère comprend un copolymère à blocs rigides polyamide et blocs souples polyéther (PEBA), de préférence choisi parmi les PEBAs suivants : PA6-PEG, PA1010-PEG, PA1012-PEG, PA11 -PEG, PA12- PEG, PA6/12-PEG, PA66-PEG, PA6/66-PEG, et leurs mélanges ou parmi les PEBAs suivants PA6-PTMG, PA1010-PTMG, PA1012-PTMG, PA11 - PTM G, PA12-PTMG, PA6/12-PTMG, PA66-PTMG, PA6/66-PTMG, et leurs mélanges.
Des polvcarbodiimides appropriés pour la présente invention sont représentés par la formule générale suivante:
R-[-N=C=N-R’]n- où R est monovalent, R' est divalent, n vaut de 2 à 50, de préférence de 2 à 45, de préférence de 2 à 20, et de préférence de 5 à 20.
R peut être, par exemple, un groupe alkyle en C1-C20 ou cycloalkyle en C3- C10 ou alcényle en C1-C20, et peut être cyclique ou ramifié, ou peut contenir un noyau aromatique en C8-C16, et peut être substitué par des groupes fonctionnels.
R’ peut être un groupe divalent correspondant à tout ce qui précède, par exemple un alkylène en C1-C20, un cycloalkylène en C3-C10, etc. Des exemples de groupes fonctionnels comprennent, mais sans y être limités, cyanato et isocyanato, halo, amido, carboxamido, amino, imido, imino, silyle, etc. Ces listes sont destinées uniquement à des fins d'illustration et non à titre limitatif de la portée de la présente invention.
A titre d’exemples de polycarbodiimides utilisables selon la présente invention, on peut citer des motifs répétés de N,N'-dicyclohexylcarbodiimide, N,N'-diisopropylcarbodiimide, N,N'-diphénylcarbodiimide, N,N'-di-2,6- diisopropylphénylcarbodiimide, 4,4'-dicyclohexylméthanecarbodiimide, tétraméthylxylylènecarbodiirnide (carbodiimide aromatique), N,N- diméthylphénylcarbodiimide, N,N'-di-2,6-diisopropylphénylcarbodiimide, 2,2',6,6'-tétraisopropyl diphényl carbodiimide (carbodiimide aromatique), homopolymère aromatique de 1 ,3,5-triisopropyl-2,4-diisocyanatobenzène, hétéropolymère aromatique de 1 ,3,5-triisopropyl-2,4-diisocyanatobenzène et 2,6-diisopropylphénylisocyanate, ou des combinaisons de ceux-ci.
Des exemples spécifiques de R' comprennent, mais sans y être limités, les radicaux divalents dérivés du 2,6-diisopropylbenzène, du naphtalène, du 3,5- diéthyltoluène, du 4,4'-méthylène-bis(2,6-diéthylènephényle), 4,4'-méthylène- bis(2-éthyle-6-méthylphényl), 4,4'-méthylène-bis (2,6-diisopropylphényl), 4,4'- méthylène-bis (2-éthyl-5-méthylcyclohexyle), 2,4,6-triisopropylphényle, n- hexane, cyclohexane, dicyclohexylméthane et le méthylcyclohexane, et analogues.
Les documents de brevet US5130360, US5859166, US368493, US7456137 US2007/0278452, US2009/0176938, et en particulier US5360888 décrivent encore d’autres exemples de polycarbodiimides.
Des polycarbodiimides appropriés peuvent être obtenus auprès de sources disponibles dans le commerce telles que la série Stabaxol P chez Rhein Chemie, la série Stabilizer chez Raschig, et d’autres chez Ziko ou encore Teijin par exemple.
Avantageusement, le polycarbodiimide est choisi parmi un Stabiliser, en particulier le Stabilizer® 9000 correspondant au Poly-(1 ,3,5-triisopropyl- phenylene-2,4-carbodiimide), un Stabaxol®, notamment un stabaxol® P, en particulier le Stabaxol® P100 ou le Stabaxol® P400, ou un mélange de ceux- ci.
De préférence, le polycarbodiimide est de masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 10000 g/mol.
Avantageusement, la masse moléculaire moyenne en poids du polycarbodiimide est comprise dans la gamme de 10000 à 40000 g/mol, de préférence de 15000 à 30000 g/mol.
De préférence, la masse moléculaire moyenne en poids du polycarbodiimide utilisé dans la présente invention est mesurée par chromatographie par perméation de gel (GPC) dans du tétrahydrofurane (THF).
La teneur en poids du polycarbodiimide représente avantageusement de 0,5 à 10% en poids, de préférence de 0,5 à 7% en poids, de préférence de 0,5 à 3% en poids, de préférence de 0,5 à 2,5%, de préférence de 0,5 à 2% en poids, sur le poids total de copolymère selon l’invention.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, ledit acide carboxylique du copolymère, dans le matériau textile selon l’invention, forme une liaison urée par réaction avec un carbodiimide du polycarbodiimide.
Un des avantages du copolymère à blocs à fin de chaîne acide bloquée à la base du matériau textile selon l’invention est qu’il reste sous forme linéaire non réticulée, la dispersité Mw/Mn du copolymère étant inférieure à 3. Ceci est surprenant dans la mesure où, dans l’art antérieur, les carbodiimides sont plutôt utilisés pour viscosifier les polyamides (voir par exemple le document de brevet FR3027907), notamment en les réticulant, et pour améliorant leur tenue à l’hydrolyse comme décrit dans US5360888. La présente invention a également pour objet l’utilisation d’un polycarbodiimide dans un procédé de fabrication de matériau textile à base de copolymère à blocs polyamides et blocs souples comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique, pour améliorer l’extrudabilité et/ou la capacité d’étirement (ou étirage) du copolymère sous forme de matériau textile et/ou améliorer la vitesse d’extrusion dudit copolymère, dans laquelle au moins une fin de chaîne acide carboxylique du copolymère est bloquée par une fonction carbodiimide du polycarbodiimide.
La présente invention a encore pour objet l’utilisation d’un polycarbodiimide dans un matériau textile à base copolymère à blocs polyamides et blocs souples comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique, pour améliorer l’étirabilité du matériau textile, la souplesse du matériau textile, sa résistance à l’abrasion, et sa résistance à la déchirure, dans laquelle au moins une fin de chaîne acide carboxylique du copolymère est bloquée par une fonction carbodiimide du polycarbodiimide.
De préférence, pour l’utilisation selon l’invention, le polycarbodiimide est de masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 10000 g/mol, de préférence comprise dans la gamme de 10000 à 40000 g/mol, de préférence de 15000 à 30000 g/mol.
Avantageusement, au moins une fin de chaîne acide carboxylique du copolymère est bloquée par une fonction urée formée par réaction avec le polycarbodiimide.
La présente invention a aussi pour objet une composition de matériau textile à base de copolymère selon l’invention, caractérisée en ce qu’elle comprend
- de 51 % à 99,9% en poids dudit copolymère à blocs tels que défini plus haut,
- de 0,1 à 49% en poids d’au moins un autre composant choisi parmi les polyamides, les polyoléfines, les polyoléfines fonctionnelles, les copolyétheresters, les polyuréthanes thermoplastiques (TPU), copolymères d'éthylène et acétate de vinyle, les copolymères d'éthylène et d'acrylate, et les copolymères d'éthylène et d'alkyl(méth)acrylate,
et/ou
- de 0,1 à 10% en poids d’additifs choisis parmi les agents nucléants, les charges, notamment les charges minérales, telles que le talc, les fibres de renfort, notamment de verre ou de carbone, les colorants, les absorbeurs UV, les antioxydants, notamment phénoliques, ou à base de phosphore ou à base de soufre, les stabilisants lumière de type amine encombrée ou HALS, et leurs mélanges,
sur le poids total de la composition.
Avantageusement, le matériau textile selon l’invention comprend une polyoléfine fonctionnelle comportant un greffage par un monomère choisi dans le groupe comprenant les acides carboxyliques insaturés, les anhydrides carboxyliques insaturés, les monomères vinyliques, les monomères acryliques, et leurs mélanges.
De préférence, la polyoléfine fonctionnelle est choisie dans le groupe comprenant les copolymères éthylène-ester acrylique, les copolymères éthylène-ester acrylique-anhydride maléique, les copolymères éthylène-ester acrylique-méthacrylate de glycidyle.
Avantageusement, le matériau textile selon l’invention présente une épaisseur inférieure ou égale à 100 mhh, de préférence inférieure ou égale à 50 mΐti, de préférence inférieure ou égale à 30 mΐti, de préférence inférieure ou égale à 25 mΐti, de préférence comprise dans la gamme de 5 à 25 mΐti.
La présente invention a encore pour objet un procédé de fabrication du matériau textile selon l’invention, notamment un procédé de filage, comprenant les étapes de :
a) mise à disposition du copolymère comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide, éventuellement en mélange avec d’autres composants du matériau textile tel que défini plus haut,
b) extrusion du copolymère ou dudit mélange de l’étape a),
c) étirage du copolymère ou dudit mélange pour former un matériau textile. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de l’invention comprend, préalablement à l’étape a), le mélange de copolymère à blocs comprenant au moins un bloc rigide polyamide PA et au moins un bloc souple et de polycarbodiimide, de sorte qu’au moins une fin de chaîne acide carboxylique du copolymère à blocs réagit avec une fonction carbodiimide du polycarbodiimide. De préférence, le mélange est réalisé au moyen d’une extrudeuse mono-vis ou bi-vis ou par ajout du polycarbodiimide lors de la synthèse du copolymère à bloc. Avantageusement, l’étape c) d’étirage est effectuée par extrusion soufflage, extrusion-gonflage, extrusion-étirage, extrusion-gainage, extrusion- calandrage, extrusion en filière plate, extrusion-couchage, lamination, et/ou coextrusion.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention, la fabrication de monofilament comprend les étapes suivantes :
a) mise à disposition du copolymère comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide, éventuellement en mélange avec d’autres composants tels que définis plus haut,
b) extrusion du copolymère ou dudit mélange de l’étape a),
b’) refroidissement,
c) étirage ou allongement,
d) recuit, et
e) enroulement.
Avantageusement, l’étape c) étire ledit copolymère ou ledit mélange suivant un rapport d'étirage de 1 à 30, de préférence de 1 à 20, ou mieux de 1 à 15. Avantageusement, la vitesse d’extrusion de l’étape b) est comprise dans la gamme de 1000 à 10000 m/min, de préférence de 2000 à 8000 m/min. De manière avantageuse, l’étape b) est effectuée à une température comprise dans la gamme de 80 à 350°C, de préférence de 100°C à 300°C, de préférence de 150 à 250°C.
L’utilisation de copolymère bloqué par un polycarbodiimide selon l’invention permet une plus large fenêtre de processabilité notamment en termes de températures, et on observe moins d’instabilité d’extrusion qu’avec le copolymère correspondant non bloqué, ainsi que des vitesses d’extrusion maximales atteignables supérieures.
Avantageusement, ledit au moins un matériau textile se présente sous la forme d’une membrane poreuse, d’un textile tissé ou d’un textile non tissé. Avantageusement, ledit au moins un matériau textile comprend des fibres synthétiques, notamment PET, PA, PP, PBT, PLA, TPU, TPE, des fibres synthétiques obtenues à partir de matières premières bio-ressourcées, des fibres naturelles, des fibres artificielles fabriquées à partir de matières premières naturelles, des fibres minérales, et/ou des fibres métalliques.
Avantageusement, ledit au moins un matériau textile constitue un feutre, une fibre, un filtre, une gaze, une toile, un pansement, une couche, un tissu, un tricot, un article d’habillement, un vêtement, un article de literie, un article d’ameublement, un rideau, un revêtement d’habitacle, un textile technique fonctionnel, un géotextile, et/ou un agrotextile.
La présente invention a encore pour objet l’utilisation d’un matériau textile selon l’invention dans le domaine médical, l’hygiène, la bagagerie, la confection, l’habillement, l’équipement ménager ou de la maison, l’ameublement, les moquettes, l’automobile, l’industrie, notamment la filtration industrielle, l’agriculture et/ou le bâtiment.
EXEMPLES
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter. Les normes utilisées dans les exemples correspondent également à celles utilisées plus généralement pour caractériser l’invention dans la description ou les revendications.
Matériaux utilisés :
Dans les exemples qui suivent :
PEBA 1 : PA 12-PTMG (Mn : 600-2000)
PEBA 1 est un copolymère à blocs PA 12 et blocs PTMG de masses moléculaires moyennes en nombre (Mn) respectives 600 - 2000.
Copo 1 : 98,5% PEBA 1 + 1 ,5% PCDI
PEBA 2 : PA 12-PTMG (Mn : 850-2000)
PEBA 2 est un copolymère selon l’invention, à blocs PA 12 et blocs PTMG de masses moléculaires moyennes en nombre (Mn) respectives 850 - 2000. Copo 2 : 98% PEBA 2 + 2% PCDI
PEBA 3 : PA 12-PTMG (Mn : 2000-1000)
PEBA 3 est un copolymère selon l’invention, à blocs PA 12 et blocs PTMG de masses moléculaires moyennes en nombre (Mn) respectives 2000 - 1000. Copo 3 : 98,5% PEBA 3 + 1 ,5% PCDI
PEBA 4 : PA11-PTMG (600-1000)
PEBA 4 est un copolymère à blocs PA11 et blocs PTMG de masses moléculaires moyennes en nombre (Mn) respectives 600 - 1000.
Copo 4 : 98% PEBA 4 + 2% PCDI
PCDI : Polycarbodiimide utilisé dans les exemples : Poly-(1 ,3,5-triisopropyl- phenylene-2,4-carbodiimide)
Exemple 1 : Mesure de l’extrudabilité des matériaux PEBAs et Copos
Le tableau 1 suivant donne les résultats de mesure de viscosité à l’état fondu eta* (en Pa.s) à 220°C, en fonction de la fréquence angulaire (rad/s) selon la norme ISO 6721-10:2015. Tableau 1
On observe que les matériaux Copos selon l’invention présentent une plus grande viscosité à l’état fondu que les PEBAs comparatifs.
Les matériaux Copos selon l’invention sont donc plus facilement extrudables en textiles que les matériaux PEBAs comparatifs.
Exemple 2 : Mesure de l’aptitude à l’étirement des PEBAs et CODOS au moyen d’un Rhéotens
Description du test de rhéologie élonaationnelle :
Principe : Un jonc est extrudé à travers une filière d’un rhéomètre capillaire; celui-ci est saisi, à l'état fondu, par 2 paires de roues entraînées par un moteur à vitesse variable. Une première paire de roues ainsi que le moteur sont montés à l'extrémité libre, déviable, d'un support relié directement à un capteur, représentant la force de rappel.
La 2ème paire de roues (couplée aux premières) permet de guider et de limiter l'enroulement du jonc autour des roues supérieures. Des petits tampons imbibés de liquide tensioactif (mélange eau, éthanol, et tensioactif) sont également appliqués sur les roues afin de les refroidir et ainsi limiter l'effet de collage. Les courbes de melt strenqht des figures 1 et 2 représentent la contrainte d’élongation en ordonnée en fonction du facteur d’élongation en abscisse.
Contrainte d’élongation :
Facteur
Avec v : Vitesse avec laquelle le jonc est étiré : vitesse des roues
F : Force appliquée par le jonc
: Aire du jonc lorsqu’il sort de la filière
v° : Vitesse d’extrusion du jonc en sortie de filière
Conditions opératoires :
- Rhéomètre capillaire :
Appareil : RHEOMETRE CAPILLAIRE GOTTFERT RHEOTESTER 2000. Filière : 30 mm X 1 mm Filières L/d = 30/1
Capteur : 0-1400 bar (référence 131055)
Temps de préchauffage : 300 s (5 min)
Températures d’essai : 150°C ou 180°C selon les grades
Gradient de cisaillement : 50 s-1
- Rhéotens :
Roues : Inox rainurées
Hauteur de tirage : 105 mm
Entrefer : environ 0,6 mm
Vo (vitesse initile) 6 mm/s
Accélérations : a * t, a = 2,4 mm/s2
Lubrification : mélange eau + tensioactif
Diamètre du piston : 12 mm
Vitesse du piston : 0,043 mm/s
La figure 1 représente le résultat de mesure de rhéologie élongationnelle du PEBA 3 (courbe du bas) et du Copo 3 (courbe du haut) à 180°C.
La figure 2 représente le résultat de mesure de rhéologie élongationnelle du PEBA 4 (courbe du bas) et du Copo 4 (courbe du haut) à 150°C. Les copolymères Copo 3 et Copo 4 utilisés dans les matériaux textiles selon l’invention présentent une aptitude à l’étirement améliorée par rapport à celle des témoins respectifs PEBA 3 et PEBA 4.
Les matériaux textiles selon l’invention à base de copolymères à blocs comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide présentent une étirabilité améliorée par rapport aux matériaux textiles à base des mêmes copolymères respectifs non bloqués.
Exemple 3 - Comparaison des modules en traction et en flexion de différents PEBAs et COPOs
Les résultats de ces essais sont donnés dans le tableau 2 suivant.
Tableau 2
Les copolymères Copo 1 à 4 utilisés dans les matériaux textiles selon l’invention présentent des modules en traction et en flexion inférieurs par rapport à ceux des témoins respectifs PEBA 1 à 4.
Les matériaux textiles selon l’invention à base de copolymères à blocs comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide présentent une souplesse améliorée par rapport aux matériaux textiles à base des mêmes copolymères respectifs non bloqués.
Exemple 4 - Comparaison des résistances à l’abrasion et à la déchirure de différents PEBAs et COPOs
Les résultats de ces essais sont donnés dans le tableau 3 suivant. Tableau 3
La perte de masse est inférieure dans le cas de copolymères selon l’invention, donc les matériaux textiles à base des copolymères selon l’invention présentent une meilleure résistance à l’abrasion que les matériaux textiles à base des PEBAs témoins respectifs.
De même, les matériaux textiles à base des copolymères selon l’invention présentent une meilleure résistance à la déchirure que les matériaux textiles à base des PEBAs témoins respectifs.
Exemple 5 - Mesure de la dispersité des différents PEBAs et Copos
Les masses moléculaires moyennes en poids et en nombre Mw et Mn mesurées augmentent respectivement lorsqu’on passe d’un PEBA au Copo correspondant selon l’invention, ce qui indique que la réaction s’est produite entre la fonction carbodiimide du polycarbodiimide et la fonction acide du PEBA pour former le Copo à fin de chaîne acide bloquée utilisé selon l’invention. La dispersité est déterminé comme étant égale au rapport entre masse moléculaire en poids et en nombre Mw/Mn. La précision de la mesure est donnée à 5% près. La masse moléculaire (ou molaire) moyenne en nombre est fixée par la teneur en limiteur de chaîne. Elle peut être calculée selon la relation :
Mn = (n monomère / illimiteur) * Mmotif de répétition + Mlimiteur
rimonomère = nombre de moles de monomère
niimiteur = nombre de moles de diacide en excès
Mmotif de répétition = Masse molaire du motif de répétition
Miimiteur = Masse molaire du diacide en excès
La dispersité Mw/Mn est par ailleurs conservée dans chaque Copo selon l’invention par rapport au PEBA initial correspondant, et elle est mesurée inférieure à 3, dans tous les copolymères, ce qui prouve que les copolymères selon l’invention sont restés sous forme linéaire non réticulée. Les matériaux textiles à base de ces copolymères restent donc parfaitement recyclables. En définitive, le polycarbodiimide ainsi utilisé dans le matériau textile selon la présente invention permet d’améliorer les propriétés : d’extrudabilité, d’étirabilité, de souplesse, de résistance à l’abrasion, et de résistance à la déchirure du matériau textile, tout en maintenant sa recyclabilité.
Ces propriétés avantageuses n’ont pas pu être observées avec des carbodiimides monomériques, leur volatilité n’ayant pas permis à ces derniers de réagir ni de bloquer effectivement ledit acide carboxylique du copolymère à blocs utilisé dans le matériau textile de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Matériau textile souple, étirable et anti-bouloches à base de copolymère à blocs comprenant au moins un bloc rigide polyamide PA et au moins un bloc souple, caractérisé en ce que ledit copolymère comporte au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide.
2. Matériau textile selon la revendication 1 , dans lequel la masse moléculaire moyenne en poids du polycarbodiimide est supérieure à 10000 g/mol, de préférence comprise dans la gamme de 10000 à 40000 g/mol, de préférence de 15000 à 30000 g/mol.
3. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 ou
2, dans lequel la teneur en poids du polycarbodiimide représente de 0,5 à 10% en poids, de préférence de 0,5 à 7% en poids, de préférence de 0,5 à 3% en poids, de préférence de 0,5 à 2,5%, de préférence de 0,5 à 2% en poids, sur le poids total de copolymère.
4. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à
3, dans lequel ledit acide carboxylique forme une liaison urée par réaction avec le carbodiimide du polycarbodiimide.
5. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à
4, caractérisé en ce que ledit copolymère est sous forme linéaire non réticulée, sa dispersité Mw/Mn étant inférieure à 3.
6. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à
5, dans lequel ledit bloc souple comprend au moins un bloc choisi parmi : polyéther, polyester, polydiméthylsiloxane, polyoléfine, polycarbonate, et leurs mélanges ou copolymères.
7. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à
6, dans lequel ledit bloc souple comprend au moins un polyéther PE, de préférence choisi parmi PTMG, PPG, P03G et/ou PEG.
8. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à
7, dans lequel ledit bloc souple comprend au moins un polyester PES, de préférence choisi parmi les polyesters diols, le poly(caprolactone) et les polyesters à base de dimères d’acide gras.
9. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un copolymère comprend de 30 à 70% en poids de blocs souples polyététraméthylène glycol (PTMG), de préférence de 50 à 70% en poids de blocs PTMG, sur le poids total de copolymère.
10. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit bloc polyamide PA comprend au moins un des motifs de polyamide suivants : 6, 66, 610, 612, PA1010, PA1012, PA11 , PA12, PA6/12, PA6/66, et leurs mélanges ou copolyamides.
11. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un copolymère comprend un copolymère à blocs rigides polyamide et blocs souples polyéther (PEBA).
12. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un copolymère est choisi parmi les PEBAs suivants : PA6-PTMG, PA1010-PTMG, PA1012-PTMG, PA11 -PTMG, PA12-PTMG, PA6/12-PTMG, PA66-PTMG, PA6/66-PTMG, et leurs mélanges.
13. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le ratio en poids des blocs PA sur les blocs souples est compris dans la gamme de 0,3 à 10, de préférence de 0,3 à 6, de préférence de 0,3 à 3, de préférence de 0,3 à 2.
14. Matériau textile à base de copolymère selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend :
- de 51 % à 99,9% en poids dudit copolymère à blocs,
- de 0,1 à 49% en poids d’au moins un autre composant choisi parmi les polyamides, les polyesters, les polyoléfines, les polyoléfines fonctionnelles, les copolyétheresters, les polyuréthanes thermoplastiques (TPU), copolymères d'éthylène et acétate de vinyle, les copolymères d'éthylène et d'acrylate, et les copolymères d'éthylène et d'alkyl(méth)acrylate, et/ou
- de 0,1 à 10% en poids d’additifs choisis parmi les agents nucléants, les charges, notamment les charges minérales, telles que le talc, les fibres de renfort, notamment de verre ou de carbone, les colorants, les absorbeurs UV, les antioxydants, notamment phénoliques, ou à base de phosphore ou à base de soufre, les stabilisants lumière de type amine encombrée ou HALS, et leurs mélanges,
sur le poids total de la composition.
15. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu’il constitue un fil, une fibre, un filament, un monofilament, un multifilament, une membrane, membrane poreuse, un textile tissé ou non tissé, un feutre, un filtre, une gaze, une toile, un pansement, une couche, un tissu, un tricot, un article d’habillement, un vêtement, un article de literie, un article d’ameublement, un rideau, un revêtement d’habitacle, un textile technique fonctionnel, un géotextile, et/ou un agrotextile.
16. Matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant en outre des fibres synthétiques, notamment PET, PA, PP, PBT, PLA, TPU, TPE, des fibres synthétiques obtenues à partir de matières premières bio-ressourcées, des fibres naturelles, des fibres artificielles fabriquées à partir de matières premières naturelles, des fibres minérales et/ou des fibres métalliques.
17. Utilisation d’un polycarbodiimide dans un procédé de fabrication de matériau textile à base de copolymère à blocs polyamides et blocs souples comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique, pour améliorer l’extrudabilité et/ou la capacité d’étirement du copolymère sous forme de matériau textile et/ou améliorer la vitesse d’extrusion dudit copolymère, dans laquelle au moins une fin de chaîne acide carboxylique du copolymère est bloquée par une fonction carbodiimide du polycarbodiimide.
18. Utilisation d’un polycarbodiimide dans un matériau textile à base de copolymère à blocs polyamides et blocs souples comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique, pour améliorer l’étirabilité du matériau textile, la souplesse du matériau textile, sa résistance à l’abrasion, et sa résistance à la déchirure, dans laquelle au moins une fin de chaîne acide carboxylique du copolymère est bloquée par une fonction carbodiimide du polycarbodiimide.
19. Utilisation selon la revendication 17 ou 18, dans laquelle le polycarbodiimide est de masse moléculaire moyenne en poids supérieure à 10000 g/mol, de préférence comprise dans la gamme de 10000 à 40000 g/mol, de préférence de 15000 à 30000 g/mol.
20. Procédé de filage d’un copolymère tel que défini selon l’une des revendications 1 à 16 pour fabriquer ledit matériau textile, comprenant les étapes de :
a) mise à disposition du copolymère comportant au moins une fin de chaîne acide carboxylique bloquée par un polycarbodiimide, éventuellement en mélange avec d’autres composants du matériau textile tel que défini selon l’une des revendications 1 à 16,
b) extrusion du copolymère ou dudit mélange de l’étape a), c) étirage du copolymère ou dudit mélange pour former un matériau textile.
21. Procédé selon la revendication 20 comprenant, préalablemant à l’étape a), le mélange de copolymère à blocs comprenant au moins un bloc rigide polyamide PA et au moins un bloc souple et de polycarbodiimide, de sorte qu’au moins une fin de chaîne acide carboxylique du copolymère à blocs réagit avec une fonction carbodiimide du polycarbodiimide.
22. Procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce que le mélange est réalisé au moyen d’une extrudeuse mono-vis ou bi-vis ou par ajout du polycarbodiimide lors de la synthèse du copolymère à bloc.
23. Procédé selon l’une quelconque des revendications 20 à 22, dans lequel l’étape c) d’étirage est effectuée par extrusion soufflage, extrusion-gonflage, extrusion-étirage, extrusion- gainage, extrusion-calandrage, extrusion en filière plate, extrusion-couchage, lamination, et/ou coextrusion.
24. Procédé selon l’une quelconque des revendications 20 à 23, dans lequel l’étape c) étire ledit copolymère ou ledit mélange suivant un rapport d'étirage de 1 à 30, de préférence de 1 à 20, ou mieux de 1 à 15.
25. Procédé selon l’une quelconque des revendications 20 à 24, dans lequel la vitesse d’extrusion de l’étape b) est comprise dans la gamme de 1000 à 10000 m/min, de préférence de 2000 à 8000 m/min.
26. Procédé selon l’une quelconque des revendications 20 à 25, dans lequel l’étape b) est effectuée à une température comprise dans la gamme de 100°C à 300°C, de préférence de 150 à 250°C.
27. Utilisation d’un matériau textile selon l’une quelconque des revendications 1 à 16 dans le domaine médical, l’hygiène, la bagagerie, la confection, l’habillement, l’équipement ménager ou de la maison, l’ameublement, les moquettes, l’automobile, le sport, l’industrie, notamment la filtration industrielle, l’agriculture et/ou le bâtiment.
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