JP2015143309A - 共重合ポリエステルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】芳香族ジカルボン酸またはその誘導体にトリシクロデカンジメタノールである脂環族ジオールを10〜40モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノールを50〜90モル%共重合させた共重合ポリエステルであって、固有粘度が0.50〜1.00dL/g、ガラス転移温度が90℃以上であることを特徴とする共重合ポリエステルによって上記課題を解決することができる。
【選択図】なし
Description
工程1:芳香族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体と、前記式(I)で示される脂環族ジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールをエステル交換反応触媒を使用し0.08MPa以上の加圧下でエステル交換反応させる工程
工程2:工程1で製造した反応生成物にリン化合物、ゲルマニウム化合物およびチタン化合物を加えて重縮合反応させる工程
10 ≦ Ca ≦ 50mmol% (1)
45 ≦ Mg ≦ 100mmol% (2)
0 <P/(Ca+Mg)≦ 1.2 (3)
[上記数式(1)〜(3)において、Ca,Mg,およびPは、それぞれ共重合ポリエステルの製造工程で用いるカルシウム化合物、マグネシウム化合物、およびリン化合物に由来するカルシウム元素、マグネシウム元素、およびリン元素の共重合ポリエステルを構成する2価のカルボン酸成分のモル数当たりの含有量を表す。]
30 ≦ Ge ≦ 100mmol% (4)
1 ≦ Ti ≦ 5mmol% (5)
[上記数式(4)〜(5)において、GeおよびTiは、それぞれ共重合ポリエステルの製造工程で用いるゲルマニウム化合物およびチタン化合物に由来するゲルマニウム元素およびチタン元素の共重合ポリエステルを構成する2価のカルボン酸成分のモル数当たりの含有量を表す。]
工程1:芳香族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体と、前記式(I)で示される脂環族ジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールをエステル交換反応触媒を使用し0.08MPa以上の加圧下でエステル交換反応させる工程
工程2:工程1で製造した反応生成物にリン化合物、ゲルマニウム化合物およびチタン化合物を加えて重縮合反応させる工程
10 ≦ Ca ≦ 50mmol% (1)
45 ≦ Mg ≦ 100mmol% (2)
0 <P/(Ca+Mg)≦ 1.2 (3)
30 ≦ Ge ≦ 100mmol% (4)
1 ≦ Ti ≦ 5mmol% (5)
[上記数式(1)〜(5)において、Ca,Mg,P,GeおよびTiは、それぞれ共重合ポリエステルの製造工程で用いるカルシウム化合物、マグネシウム化合物、リン化合物、ゲルマニウム化合物およびチタン化合物に由来するカルシウム元素、マグネシウム元素、リン元素、ゲルマニウム元素およびチタン元素の共重合ポリエステルを構成する2価のカルボン酸成分のモル数当たりの含有量を表す。]
反応に仕込む前のCHDM0.15gをアセトニトリル5mlに溶解させたのち、0.45μmのメンブランフィルターで不溶物を除去して液体クロマトグラフ質量分析(LC−MS:島津製作所製、LC−10)にて測定した。使用したカラムは同社製のULTRON VX−ODS 250L×4.6mmI.D.×2本、STR−ODS−II 150L×4.0mm I.D.で、使用温度は50℃とした。
常法に従って、溶媒であるオルトクロロフェノール中、35℃で測定した。
25℃で24時間減圧乾燥した共重合芳香族ポリエステルを示差走査型熱量計(DSC)を用いて昇温速度10℃/分で昇温しながら測定した。測定試料はアルミニウム製パン(TA Instruments社製)に約10mg計量し、窒素雰囲気下で測定した。
本発明により得られた共重合ポリエステル中の共重合率は、日本電子製JEOLA−600を用いて600MHzの13C−NMRスペクトルを測定し、70〜75ppm付近に観測された上記式(I)に帰属する総メチレン基のピーク面積をA、1,4−シクロヘキサンジメタノールに帰属するメチレン基の総ピーク面積をB、その他成分に帰属するメチレン基の総ピーク面積をCとしたとき、式(I)の共重合率は、A/(A+B+C)×100で算出した。1,4−シクロヘキサンジメタノールの共重合率は、B/(A+B+C)×100で算出した。同様に、1H−NMRと13C−NMRのスペクトルからジカルボン酸成分の官能基の帰属を行った。
本発明により得られた共重合ポリエステルを蛍光X線(理学製、Rataflex RU200)により測定した。
本発明により得られた共重合ポリエステルをISO 75の方法に従い測定を行った。
本発明により得られた共重合ポリエステルをISO 179の方法に従い測定を行った。
本発明により得られた共重合ポリエステルを射出成形により1mm厚の成形品に成形し、その成形品を日本電色(株)製HDH−300Aを用いて測定した。
ジカルボン酸成分として、テレフタル酸ジメチルエステル(DMT)を68重量部、ジオールとしてエチレングリコールを18重量部、Trans/Cis比率が68/32の1,4−シクロヘキサンジメタノールを61重量部、さらにはトリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール(TCDM)を9重量部、エステル交換反応触媒として酢酸カルシウム一水塩をジカルボン酸成分(DMT)のモル数に対して総量として20ミリモル%、酢酸マグネシウム四水塩をジカルボン酸のモル数に対して総量として50ミリモル%加え、0.08MPaの加圧下で反応温度が235℃となるように昇温しながらエステル交換反応を行った。反応温度が235℃になった時点で10分かけて系内を常圧に戻しさらに20分間反応を保持した。20分後に非晶性二酸化ゲルマニウムをジカルボン酸のモル数に対して総量として60ミリモル%、チタンテトラブトキシドをジカルボン酸のモル数に対して総量として2ミリモル%加え、さらに15分後にホスホノ酢酸トリエチル(以下、TEPAと称することがある)をジカルボン酸のモル数に対して総量として20ミリモル%加えて反応させた。反応温度が240℃に到達した時点で反応生成物を重縮合反応槽に移して重縮合反応を開始した。
重縮合反応は常圧から0.133kPa(1Torr)まで50分掛けて徐々に減圧し、同時に所定の反応温度285まで昇温し、以降は所定の重合温度、0.133kPa(1Torr)の状態を維持して30分間重縮合反応を行った。重縮合反応開始から180分間が経過した時点で重縮合反応を終了して共重合ポリエステルを抜き出し、固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を75/25に変更した以外は実施例1と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールを52重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールを18重量部に変更した以外は実施例1と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を75/25に変更した以外は実施例3と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールを46重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールを27重量部に変更した以外は実施例1と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を75/25に変更した以外は実施例5と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールを39重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールを35重量部に変更した以外は実施例1と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を75/25に変更した以外は実施例7と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールを33重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールを44重量部に変更した以外は実施例1と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を75/25に変更した以外は比較例1と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
ジカルボン酸として、テレフタル酸ジメチルエステルを89重量部、ジオールとしてエチレングリコールを39重量部、Trans/Cis比率が68/32の1,4−シクロヘキサンジメタノールを57重量部、エステル交換反応触媒として酢酸カルシウム一水和塩をジカルボン酸のモル数に対して総量として20ミリモル%、酢酸マグネシウム四水塩をジカルボン酸のモル数に対して総量として50ミリモル%加え反応温度が220℃となるように昇温しながら常圧でエステル交換反応を行った。反応温度が220℃になった時点でさらに反応を20分間保持した。15分後に非晶性二酸化ゲルマニウムをジカルボン酸のモル数に対して総量として35ミリモル%加え、さらに5分後にリン酸トリメチルをジカルボン酸のモル数に対して総量として100ミリモル%加えて反応させた。反応温度が245℃に到達した時点で反応生成物を重縮合反応槽に移して重縮合反応を開始した。
重縮合反応は常圧から0.133kPa(1Torr)まで50分掛けて徐々に減圧し、同時に所定の反応温度285℃まで昇温し、以降は所定の重合温度、0.133kPa(1Torr)の状態を維持して30分間重縮合反応を行った。
重縮合反応開始から180分間が経過した時点で重縮合反応を終了して共重合ポリエステルを抜き出し、固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
1,4−シクロヘキサンジメタノールのTrans/Cis比率を75/25に変更した以外は比較例3と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
エチレングリコールを65重量部、1,4−シクロヘキサンジメタノールを0重量部に変更した以外は比較例3と同様にして共重合ポリエステルを得た。得られた共重合ポリエステルの固有粘度、ガラス転移温度、共重合率、さらには成形品の荷重たわみ温度、シャルピー衝撃強さ、全光線透過率を評価し、その結果を表1〜表3に示した。
Claims (4)
- 前記1,4−シクロヘキサンジメタノール成分のTrans/Cis比率が60/40〜90/10であることを特徴とする請求項1記載の共重合ポリエステル。
- 芳香族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体、前記式(I)で示される脂環族ジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールを共重合する請求項1〜2のいずれか1項に記載の共重合ポリエステルの製造方法において、少なくとも下記の工程を含んでなることを特徴とする共重合ポリエステルの製造方法。
工程1:芳香族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体と、前記式(I)で示される脂環族ジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールをエステル交換反応触媒を使用し0.08MPa以上の加圧下でエステル交換反応させる工程
工程2:工程1で製造した反応生成物にリン化合物、ゲルマニウム化合物およびチタン化合物を加えて重縮合反応させる工程 - 前記工程1において前記エステル交換反応触媒としてマグネシウム化合物およびカルシウム化合物を用いる共重合ポリエステルの製造方法であって、
前記マグネシウム化合物、前記カルシウム化合物、前記リン化合物、前記ゲルマニウム化合物および前記チタン化合物に由来するマグネシウム元素、カルシウム元素、リン元素、ゲルマニウム元素およびチタン元素を前記共重合ポリエステル中に含有し、前記マグネシウム元素、カルシウム元素、リン元素、ゲルマニウム元素およびチタン元素の含有量が共重合ポリエステルを構成する2価のカルボン酸成分のモル数当たり下記式(1)〜(5)を同時に満たすことを特徴とする請求項3に記載の共重合ポリエステルの製造方法。
10 ≦ Ca ≦ 50mmol% (1)
45 ≦ Mg ≦ 100mmol% (2)
0 <P/(Ca+Mg)≦ 1.2 (3)
30 ≦ Ge ≦ 100mmol% (4)
1 ≦ Ti ≦ 5mmol% (5)
[上記数式(1)〜(5)において、Ca,Mg,P,GeおよびTiは、それぞれ共重合ポリエステルの製造工程で用いるカルシウム化合物、マグネシウム化合物、リン化合物、ゲルマニウム化合物およびチタン化合物に由来するカルシウム元素、マグネシウム元素、リン元素、ゲルマニウム元素およびチタン元素の共重合ポリエステルを構成する2価のカルボン酸成分のモル数当たりの含有量を表す。]
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CN115572375A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-01-06 | 浙江大学 | 一种高耐热高透明的共聚酯树脂及其制备方法 |
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