JP2016069638A - 末端変性ポリアミド樹脂およびその製造方法 - Google Patents
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(1)下記一般式(I)で表される末端構造を有し、樹脂濃度0.01g/mlの98%硫酸溶液の25℃における相対粘度(ηr)が1.5〜10である末端変性ポリアミド樹脂。
(2)前記一般式(I)中、R1、R4およびR5がそれぞれ独立に炭素数1〜10の1価の脂肪族または芳香族炭化水素基である(1)に記載の末端変性ポリアミド樹脂。
(3)末端変性ポリアミド樹脂中、前記一般式(I)で表される末端構造を0.002〜0.20mmol/g含む(1)または(2)に記載の末端変性ポリアミド樹脂。
(4)末端変性ポリアミド樹脂中、前記一般式(I)で表される末端構造を0.05〜20重量%含む(1)〜(3)のいずれかに記載の末端変性ポリアミド樹脂。
(5)末端変性ポリアミド樹脂中、前記一般式(I)で表される末端構造を0.1〜10重量%含む(4)に記載の末端変性ポリアミド樹脂。
(6)ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量Mwが20,000〜400,000である(1)〜(5)のいずれかに記載の末端変性ポリアミド樹脂。
(7)アミノ酸、ラクタムもしくはジアミンおよびジカルボン酸を重合する際に、下記一般式(III)で表される末端変性化合物を添加して、ポリアミド樹脂の末端に末端変性化合物を結合させる(1)〜(6)のいずれかに記載の末端変性ポリアミド樹脂の製造方法。
(8)前記一般式(III)中、R1、R4およびR5がそれぞれ独立に炭素数1〜10の1価の脂肪族または芳香族炭化水素基である(7)に記載の末端変性ポリアミド樹脂の製造方法。
溶融粘度比(%)={(末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度)/(末端変性ポリアミド樹脂と同等のMwを有する、末端変性されていないポリアミド樹脂の溶融粘度)}×100(%) (V)
各実施例および比較例により得られた末端変性ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂の、樹脂濃度0.01g/mlの98%硫酸溶液について、25℃でオストワルド式粘度計を用いて相対粘度を測定した。
各実施例および比較例により得られた末端変性ポリアミド樹脂について、日本電子(株)製FT−NMR JNM−AL400を用いて1H−NMR測定を実施した。まず、測定溶媒として重水素化硫酸を用いて、試料濃度16mg/mLの溶液を調製した。積算回数128回にて1H−NMR測定を実施し、末端変性ポリアミド樹脂の構造を同定した上で、末端構造を除く構造単位に由来するピークと、前記一般式(I)で表される末端構造に由来するピークを同定した。各ピークの積分強度を算出し、算出した積分強度と、構造単位中および末端構造中の水素原子数とから、前記一般式(I)で表される構造のポリアミド樹脂への導入量Rc(mmol/g)を算出した。なお、末端構造として前記一般式(I)で表される構造以外の構造を導入する場合は、当該末端構造由来のピークを同定し、同様にポリアミド樹脂への導入量Rc(mmol/g)を算出した。
TAインスツルメント社製示差走査熱量計(DSC Q20)を用いて、各実施例および比較例により得られた末端変性ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂5〜7mgを秤量し、窒素雰囲気下、20℃から昇温速度20℃/minで昇温したときに観測される吸熱ピークの温度(T0)+30℃まで昇温して溶融状態とした後、引き続き降温速度20℃/minで20℃まで降温したときの発熱ピークのピークトップをTc(降温結晶化温度)、発熱ピークの面積をΔHc(降温結晶化熱量)とした。再度20℃から昇温速度20℃/minでT0+30℃まで昇温したときに現れる吸熱ピークのピークトップをTm(融点)、吸熱ピークの面積をΔHm(融解熱量)とした。
各実施例および比較例により得られた末端変性ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂2.5mgを、ヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N−トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)3mlに溶解し、0.45μmのフィルターでろ過して得られた溶液を用いて、GPC測定により数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)を測定した。測定条件を以下に示した。
測定装置:Waters e−Alliance GPC system e−Alliance2695XE セパレーションモジュール(Waters製)
検出器:示差屈折率計 Waters 2414(Waters製)
カラム:Shodex HFIP−806M(2本)+HFIP−LG
溶媒:ヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N−トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)
流速:1ml/min
試料注入量:0.1ml
温度:30℃
分子量校正:ポリメチルメタクリレート。
各実施例および比較例により得られた末端変性ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を、80℃真空乾燥器中で12時間以上乾燥した後、レオメータ(AntonPaar社製、MCR501、25φパラレルプレート使用)を用いて、次の方法により溶融粘度を測定した。試料0.5gを窒素雰囲気下、290℃(実施例1〜5および比較例1〜4)または260℃(実施例6〜10および比較例5〜9)で5分間溶融した後、ギャップ間距離0.5mm、振動モード、振り角1%の条件において、周波数0.557Hzにおける値を溶融粘度とした。
溶融粘度比(%)={(末端変性ポリアミド樹脂の溶融粘度)/(末端変性ポリアミド樹脂と同等のMwを有する、末端変性されていないポリアミド樹脂の溶融粘度)}×100(%) (V)
ヘキサメチレンジアミン:東京化成工業(株)製
アジピン酸:和光純薬工業(株)製 和光特級
ε−カプロラクタム:和光純薬工業(株)製 和光特級
一般式(III)で表される構造を有する片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサン:信越化学工業(株)製反応性シリコーンオイル“信越シリコーン”(登録商標)X−22−170BX(商品名)(一般式(III)におけるR1〜R5はいずれも脂肪族炭化水素基である。)
一般式(III)で表される構造を有する片末端アミン変性分岐型ポリジメチルシロキサン:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン(同)製アミノ変性シリコーンオイルTSF4701(商品名)(一般式(III)におけるR1は炭化水素エーテル、R2およびR3はいずれも脂肪族炭化水素基、R4およびR5はいずれも一般式(II)で表される構造である。)
ステアリルアミン:東京化成工業(株)製
アジピン酸418g、ヘキサメチレンジアミン332g、イオン交換水250g、片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサン32.3gを反応容器に仕込み密閉し、窒素置換した。反応容器外周にあるヒーターの設定温度を290℃とし、撹拌しながら加熱を開始した。缶内圧力が1.75MPaに到達した後、水分を系外へ放出させながら缶内圧力1.75MPaに保持し、缶内温度が240℃になるまで昇温した。缶内温度が240℃に到達した後、缶内圧力を徐々に開放しながら1時間かけて常圧とした(常圧到達時の缶内温度:260℃)。続けて、缶内に窒素を流しながら30分間保持し、末端変性ポリアミド66樹脂を得た(最高到達温度:275℃)。得られた末端変性ポリアミド66樹脂を1mm以下のサイズに粉砕し、エタノールでソックスレー抽出することにより、未反応末端変性化合物を除去した。このようにして得られた末端変性ポリアミド66樹脂における末端構造導入量Rcは0.0026mmol/gで、添加した片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの15%が反応した。末端変性ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
缶内に窒素を流す時間を60分間に変更したこと以外は実施例1と同様にして末端変性ポリアミド66樹脂を得た。末端変性ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
缶内に窒素を流す時間を0分間に変更したこと以外は実施例1と同様にして末端変性ポリアミド66樹脂を得た。末端変性ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を64.4gに変更したこと以外は実施例1と同様にして末端変性ポリアミド66樹脂を得た。末端変性ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサン32.3gを片末端アミノ変性分岐型ポリジメチルシロキサン28.8gに変更したこと以外は実施例2と同様にして末端変性ポリアミド66樹脂を得た。末端変性ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を0gに変更したこと以外は実施例1と同様にしてポリアミド66樹脂を得た。ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を0gに変更したこと以外は実施例2と同様にしてポリアミド66樹脂を得た。ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を0gに変更したこと以外は実施例3と同様にしてポリアミド66樹脂を得た。ポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
比較例2により得られたポリアミド66樹脂100重量部に対して片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンを5重量部配合して予備混合した。予備混合物を、シリンダー温度:280℃、スクリュー回転数:200rpmに設定した二軸押出機(池貝鉄鋼製PCM−30型)へ供給し、溶融混練した。押出されたガットをペレタイズすることによりポリマーペレットを得た。このペレットを粉砕後、ソックスレー抽出前後での溶融粘度を測定した。得られたポリアミド66樹脂の物性を表1に示した。
ε−カプロラクタム750g、イオン交換水187.5g、片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサン74.2gを反応容器に仕込み密閉し、窒素置換した。反応容器外周にあるヒーターの設定温度を290℃とし、撹拌しながら加熱を開始した。缶内圧力が1.0MPaに到達した後、水分を系外へ放出させながら缶内圧力1.0MPaに保持し、缶内温度が240℃になるまで昇温した。缶内温度が240℃に到達した後、ヒーターの設定温度を270℃に変更し、1時間かけて常圧となるよう缶内圧力を徐々に開放した(常圧到達時の缶内温度:243℃)。続けて、缶内に窒素を流しながら150分間保持して末端変性ポリアミド6樹脂を得た(最高到達温度:253℃)。続いて得られた末端変性ポリアミド6樹脂を粉砕し、エタノールでソックスレー抽出することにより、未反応末端変性化合物を除去した。末端変性ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
缶内に窒素を流す時間を90分間に変更したこと以外は実施例6と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。末端変性ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
缶内に窒素を流す時間を60分間に変更したこと以外は実施例6と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。末端変性ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
缶内に窒素を流す時間を190分間に変更したこと以外は実施例6と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。末端変性ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサン74.2gを片末端アミノ変性分岐型ポリジメチルシロキサン66.3gに変更したこと以外は実施例6と同様にして末端変性ポリアミド6樹脂を得た。末端変性ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を0gに変更したこと以外は実施例6と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。得られたポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を0gに変更したこと以外は実施例7と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を0gに変更したこと以外は実施例8と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの添加量を0gに変更したこと以外は実施例9と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
片末端カルビノール変性ポリジメチルシロキサンの代わりに、ステアリルアミンを7.1g添加し、缶内に窒素を流す時間を190分間にしたこと以外は実施例6と同様にしてポリアミド6樹脂を得た。末端変性ポリアミド6樹脂の物性を表2に示した。
Claims (8)
- 下記一般式(I)で表される末端構造を有し、樹脂濃度0.01g/mlの98%硫酸溶液の25℃における相対粘度(ηr)が1.5〜10である末端変性ポリアミド樹脂。
- 前記一般式(I)中、R1、R4およびR5がそれぞれ独立に炭素数1〜10の1価の脂肪族または芳香族炭化水素基である請求項1に記載の末端変性ポリアミド樹脂。
- 末端変性ポリアミド樹脂中、前記一般式(I)で表される末端構造を0.002〜0.20mmol/g含む請求項1または2に記載の末端変性ポリアミド樹脂。
- 末端変性ポリアミド樹脂中、前記一般式(I)で表される末端構造を0.05〜20重量%含む請求項1〜3のいずれかに記載の末端変性ポリアミド樹脂。
- 末端変性ポリアミド樹脂中、前記一般式(I)で表される末端構造を0.1〜10重量%含む4に記載の末端変性ポリアミド樹脂。
- ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量Mwが20,000〜400,000である請求項1〜5のいずれかに記載の末端変性ポリアミド樹脂。
- アミノ酸、ラクタムもしくはジアミンおよびジカルボン酸を重合する際に、下記一般式(III)で表される末端変性化合物を添加して、ポリアミド樹脂の末端に末端変性化合物を結合させる請求項1〜6のいずれかに記載の末端変性ポリアミド樹脂の製造方法。
- 前記一般式(III)中、R1、R4およびR5がそれぞれ独立に炭素数1〜10の1価の脂肪族または芳香族炭化水素基である請求項7に記載の末端変性ポリアミド樹脂の製造方法。
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