JP2017101180A - Polyamide and molded article thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyamide which has, in the constitution thereof, 2,5-furandicarboxylic acid and furthermore can be produced by melt polymerization or solid phase polymerization, and which is excellent in heat resistance and mechanical properties.SOLUTION: Polyamide is provided which is composed of: a dicarboxylic acid component having 2,5-furandicarboxylic acid as a main component; and a diamine component having xylylenediamine as a main component. Polyamide is provided in which the xylylene diamine is paraxylylene diamine and the melting energy is preferably 30 J/g or more. Polyamide is provided in which the content of the 2,5-furandicarboxylic acid is 50 to 100 mol%, preferably 80 to 100 mol%, and most preferably 100 mol% for the total dicarboxylic acid component. Polyamide is provided in which the content of xylylenediamine is 50 to 100 mol%, preferably 80 to 100 mol%, and most preferably 100 mol%, for the total diamine component.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、2,5−フランジカルボン酸を用いたポリアミドに関するものである。   The present invention relates to a polyamide using 2,5-furandicarboxylic acid.

地球温暖化や石油資源枯渇の問題が深刻化しつつあり、地球環境保全の見地から、バイオマスプラスチックの利用が注目されている。バイオマスプラスチックとしては、ポリ乳酸やポリブチレンサクシネート、さらに最近ではバイオポリエチレン等も開発されている。しかしながら、これらのバイオマスプラスチックは融点が180℃未満で耐熱性に劣るものである。プラスチックの耐熱性を高める方法として、分子鎖中に芳香環を導入することが有効であるが、バイオマス由来で芳香環を有するモノマーは限られている。その中で、2,5−フランジカルボン酸は芳香族でありながらバイオマスから得られ、これを用いたポリアミドは、上記バイオマスプラスチックより耐熱性が高いことが期待されている。   The problems of global warming and the depletion of petroleum resources are becoming serious, and the use of biomass plastics is attracting attention from the viewpoint of global environmental conservation. As the biomass plastic, polylactic acid, polybutylene succinate, and more recently biopolyethylene have been developed. However, these biomass plastics have a melting point of less than 180 ° C. and are inferior in heat resistance. As a method for improving the heat resistance of plastics, it is effective to introduce an aromatic ring into the molecular chain, but monomers derived from biomass and having an aromatic ring are limited. Among them, 2,5-furandicarboxylic acid is obtained from biomass while being aromatic, and polyamides using this are expected to have higher heat resistance than the biomass plastic.

2,5−フランジカルボン酸を用いたポリアミドとしては、例えば、特許文献1に、2,5−フランジカルボン酸と脂肪族ジアミンまたは脂環族ジアミンとを用いたポリアミドが開示され、非特許文献1に、2,5−フランジカルボン酸とパラジアミノベンゼンからなるポリアミドが開示されている。   As a polyamide using 2,5-furandicarboxylic acid, for example, Patent Document 1 discloses a polyamide using 2,5-furandicarboxylic acid and an aliphatic diamine or an alicyclic diamine. Discloses a polyamide comprising 2,5-furandicarboxylic acid and paradiaminobenzene.

特開2013−006963号公報JP 2013-006963 A

POLYMER COMMUNICATIONS,vol.26,p246−249(1985)POLYMER COMMUNICATIONS, vol. 26, p246-249 (1985)

しかしながら、特許文献1のポリアミドは、結晶性が低いため、成形体とした場合の機械特性が低く、用途が限定されていた。また、非特許文献1のポリアミドは、塩素化剤でカルボン酸を酸塩化物にしたのちに界面重合する必要があり、工業的に有利な溶融重合や固相重合で製造することができず、得られるポリアミドは溶融成形ができないものであった。   However, since the polyamide of Patent Document 1 has low crystallinity, it has low mechanical properties when used as a molded body, and its use is limited. Further, the polyamide of Non-Patent Document 1 needs to be subjected to interfacial polymerization after converting the carboxylic acid to an acid chloride with a chlorinating agent, and cannot be produced by industrially advantageous melt polymerization or solid phase polymerization. The resulting polyamide could not be melt molded.

本発明は、2,5−フランジカルボン酸をその構成に有しつつ、溶融重合や固相重合で製造可能であって、耐熱性、機械特性に優れたポリアミドを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a polyamide which has 2,5-furandicarboxylic acid in its configuration and can be produced by melt polymerization or solid phase polymerization and has excellent heat resistance and mechanical properties.

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリアミドの融解エネルギーを30J/gとすることにより、成形体とした場合の機械的特性が向上することを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies in order to solve such problems, the present inventors have found that the mechanical properties in the case of forming a molded body are improved by setting the melting energy of polyamide to 30 J / g. The present invention has been reached.

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)2,5−フランジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸成分と、キシリレンジアミンを主成分とするジアミン成分からなるポリアミド。
(2)キシリレンジアミンがパラキシリレンジアミンであることを特徴とする(1)に記載のポリアミド。
(3)融解エネルギーが30J/g以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載のポリアミド。
(4)(1)〜(3)いずれかに記載のポリアミドからなる成形体。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A polyamide comprising a dicarboxylic acid component mainly composed of 2,5-furandicarboxylic acid and a diamine component mainly composed of xylylenediamine.
(2) The polyamide as described in (1), wherein the xylylenediamine is paraxylylenediamine.
(3) The polyamide as described in (1) or (2), wherein the melting energy is 30 J / g or more.
(4) A molded article made of the polyamide according to any one of (1) to (3).

本発明によれば、2,5−フランジカルボン酸をその構成に有しつつ、溶融重合や固相重合で製造可能であって、耐熱性、機械特性に優れたポリアミドを提供することができる。   According to the present invention, polyamide having excellent heat resistance and mechanical properties can be provided which can be produced by melt polymerization or solid phase polymerization while having 2,5-furandicarboxylic acid in its configuration.

本発明のポリアミドは、ジカルボン酸成分とジアミン成分から構成される。   The polyamide of the present invention is composed of a dicarboxylic acid component and a diamine component.

ジカルボン酸成分としては、2,5−フランジカルボン酸を主成分とする必要がある。なお、本発明において、2,5−フランジカルボン酸を主成分とするとは、2,5−フランジカルボン酸の共重合量が、全ジカルボン酸成分に対して、50〜100モル%であることをいう。2,5−フランジカルボン酸の共重合量は、80〜100モル%とすることがより好ましく、100モル%とすることがさらに好ましい。2,5−フランジカルボン酸の主成分とすることにより、環境面でのメリットが大きくなる。   As the dicarboxylic acid component, 2,5-furandicarboxylic acid must be the main component. In the present invention, 2,5-furandicarboxylic acid as a main component means that the copolymerization amount of 2,5-furandicarboxylic acid is 50 to 100 mol% with respect to the total dicarboxylic acid component. Say. The copolymerization amount of 2,5-furandicarboxylic acid is more preferably 80 to 100 mol%, and further preferably 100 mol%. By using 2,5-furandicarboxylic acid as a main component, the merit in the environment is increased.

2,5−フランジカルボン酸は、そのエステル誘導体を加水分解することにより得ることができる。エステル誘導体は、例えば、ガラクトースを硝酸酸化して得られるガラクタル酸から合成したり(例えば、特開2008−127282号公報)、また、フルクトース等の単糖から合成したりすることができる(例えば、Topics in Catalysis、vol.13、p237−242、2000)。   2,5-furandicarboxylic acid can be obtained by hydrolyzing the ester derivative. The ester derivative can be synthesized from, for example, galactaric acid obtained by oxidizing galactose with nitric acid (for example, JP 2008-127282 A), or synthesized from a monosaccharide such as fructose (for example, (Topics in Catalysis, vol. 13, p237-242, 2000).

ジカルボン酸成分には、他のジカルボン酸として、2,5−フランジカルボン酸とは異なる芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸を用いてもよい。   As the dicarboxylic acid component, an aromatic dicarboxylic acid, an alicyclic dicarboxylic acid, or an aliphatic dicarboxylic acid different from 2,5-furandicarboxylic acid may be used as the other dicarboxylic acid.

2,5−フランジカルボン酸とは異なる芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−3,3’−ジカルボン酸、ジフェノキシエーテル−3,3’−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−3,3’−ジカルボン酸が挙げられる。中でも、テレフタル酸は、汎用性の点から好ましい。   Examples of aromatic dicarboxylic acids different from 2,5-furandicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, Diphenyl ether-4,4′-dicarboxylic acid, diphenoxyethane-4,4′-dicarboxylic acid, diphenoxybutane-4,4′-dicarboxylic acid, diphenylethane-4,4′-dicarboxylic acid, diphenyl ether-3,3 Examples include '-dicarboxylic acid, diphenoxyether-3,3'-dicarboxylic acid, and diphenylethane-3,3'-dicarboxylic acid. Among these, terephthalic acid is preferable from the viewpoint of versatility.

脂環族ジカルボン酸としては、例えば、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、2,5−ノルボルネンジカルボン酸が挙げられる。   Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, and 2,5-norbornene dicarboxylic acid.

脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、水添ダイマー酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、ダイマー酸が挙げられる。   Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, hydrogenated dimer acid, fumaric acid, maleic acid , Itaconic acid, citraconic acid, dimer acid.

ジアミン成分としては、キシリレンジアミンを主成分とする必要がある。なお、本発明において、キシリレンジアミンを主成分とするとは、キシリレンジアミンの共重合量が、全ジアミン成分に対して、50〜100モル%であることをいう。キシリレンジアミンの共重合量は、80〜100モル%とすることがより好ましく、100モル%とすることがさらに好ましい。キシリレンジアミンが主成分でない場合、耐熱性が低下したり、成形体とした場合の機械特性が低下したりするので好ましくない。   As a diamine component, it is necessary to have xylylenediamine as a main component. In addition, in this invention, xylylenediamine means that the copolymerization amount of xylylenediamine is 50-100 mol% with respect to all the diamine components. The copolymerization amount of xylylenediamine is more preferably 80 to 100 mol%, and further preferably 100 mol%. When xylylenediamine is not the main component, the heat resistance is lowered, and the mechanical properties when formed into a molded product are lowered, which is not preferable.

キシリレンジアミンとしては、例えば、パラキシリレンジアミン、メタキシリレンジアミン、オルトキシリレンジアミンが挙げられる。中でも、耐熱性や成形体とした場合の機械特性が高くなることから、パラキシリレンジアミンが好ましい。   Examples of xylylenediamine include paraxylylenediamine, metaxylylenediamine, and orthoxylylenediamine. Of these, paraxylylenediamine is preferred because of its high heat resistance and mechanical properties when formed into a molded body.

ジアミン成分には、他のジアミンとして、キシリレンジアミンとは異なる芳香族ジアミン、脂環族ジアミン、脂肪族ジアミンを用いてもよい。   As the diamine component, an aromatic diamine, an alicyclic diamine, or an aliphatic diamine different from xylylenediamine may be used as the other diamine.

キシリレンジアミンとは異なる芳香族ジアミンとしては、例えば、パラジアミノベンゼン、メタジアミノベンゼン、オルトジアミノベンゼンが挙げられる。   Examples of aromatic diamines different from xylylenediamine include paradiaminobenzene, metadiaminobenzene, and orthodiaminobenzene.

脂環族ジアミンとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン)が挙げられる。   Examples of the alicyclic diamine include 1,4-cyclohexanediamine, 1,3-cyclohexanediamine, 1,2-cyclohexanediamine, isophoronediamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), and 4,4′-methylenebis. (2-methylcyclohexylamine).

脂肪族ジアミンとしては、例えば、1,5−ペンタンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミンが挙げられる。   Examples of the aliphatic diamine include 1,5-pentanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, and 2-methyl. Examples include -1,8-octanediamine, 1,9-nonaneamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, and 1,12-dodecanediamine.

上記のジアミンの中でも、耐熱性や成形性を高くすることができるため、炭素数5〜12の脂肪族ジアミンまたは炭素数が6以上の含脂環ジアミンが好ましく、生物由来の原料の割合を増やすことができるため、炭素数が5、8、9、10の直鎖状脂肪族ジアミンがより好ましい。炭素数が5、8、9、10の直鎖状脂肪族ジアミンは、植物由来の原料から、バイオ発酵またはオゾン分解等により、対応するジカルボン酸を合成し、さらに、それをアミノ化することにより得ることができる。例えば、1,5−ペンタンジアミンであれば、廃糖蜜の発酵で得られるL−リジンをアミノ化することにより得ることができ、1,8−オクタンジアミンや1,9−ノナンジアミンであれば、オリーブ油や米糠油から得られるオレイン酸をアミノ化することにより得ることができ、1,10−デカンジアミンであれば、ひまし油から得られるリシノール酸をアミノ化することにより得ることができる。   Among the above diamines, since heat resistance and moldability can be increased, aliphatic diamines having 5 to 12 carbon atoms or alicyclic diamines having 6 or more carbon atoms are preferable, and the ratio of biologically derived raw materials is increased. Therefore, a linear aliphatic diamine having 5, 8, 9, or 10 carbon atoms is more preferable. A linear aliphatic diamine having 5, 8, 9, 10 carbon atoms is synthesized by synthesizing a corresponding dicarboxylic acid from a plant-derived raw material by biofermentation or ozonolysis, and then aminating it. Can be obtained. For example, 1,5-pentanediamine can be obtained by amination of L-lysine obtained by fermentation of molasses. If 1,8-octanediamine or 1,9-nonanediamine is used, olive oil It can be obtained by amination of oleic acid obtained from rice bran oil or 1,10-decanediamine, and can be obtained by amination of ricinoleic acid obtained from castor oil.

本発明のポリアミドの製造方法としては、特に限定されないが、例えば、塩を作製したのち、その塩を重合する方法を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as a manufacturing method of the polyamide of this invention, For example, after producing a salt, the method of superposing | polymerizing the salt can be mentioned.

ポリアミドの塩を得る方法としては、ジカルボン酸成分とジアミン成分を水中または有機溶媒中で反応させて塩を得る方法を挙げることができる。用いる溶媒の量は、ジカルボン酸成分とジアミン成分の合計100質量部に対して、2質量部以上とすることが好ましく、10質量部以上とすることがより好ましい。反応温度は、常圧下では80〜100℃とすることが好ましく、加圧条件下では100〜150℃で反応させることが好ましい。反応時間は、反応温度に達してから0.1〜5時間とすることが好ましく、0.1〜3時間とすることがより好ましい。   Examples of a method for obtaining a salt of polyamide include a method in which a dicarboxylic acid component and a diamine component are reacted in water or an organic solvent to obtain a salt. The amount of the solvent to be used is preferably 2 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass in total of the dicarboxylic acid component and the diamine component. The reaction temperature is preferably 80 to 100 ° C. under normal pressure, and preferably 100 to 150 ° C. under pressure. The reaction time is preferably 0.1 to 5 hours, more preferably 0.1 to 3 hours after reaching the reaction temperature.

塩の重合は、得られるポリアミドの融点以上の温度で溶融重合をおこなってもよいし、得られるポリアミドの融点未満の温度で固相重合をおこなってもよい。圧力は、常圧下でおこなってもよいし、加圧下でおこなってよい。溶融重合をおこなう場合、その反応温度は、{(得られるポリアミドの融点)+10℃}〜350℃とすることが好ましく、その反応時間は、反応温度に達してから0.5〜6時間とすることが好ましい。固相重合をおこなう場合、その反応温度は、{(得られるポリアミドの融点)−100℃}以上、(得られるポリアミドの融点)未満でおこなうことが好ましく、その反応時間は、反応温度に達してから0.5〜100時間とすることが好ましい。なお、塩の重合においては、重合時にジアミンが揮発することがあるので、揮発相当分のジアミン成分を予め塩の重合前に添加してもよいし重合途中に添加してもよい。   The salt polymerization may be performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the resulting polyamide, or may be performed at a temperature lower than the melting point of the obtained polyamide. The pressure may be performed under normal pressure or under pressure. When performing melt polymerization, the reaction temperature is preferably {(melting point of the resulting polyamide) + 10 ° C.} to 350 ° C., and the reaction time is 0.5 to 6 hours after reaching the reaction temperature. It is preferable. In the case of performing solid-state polymerization, the reaction temperature is preferably {(melting point of the resulting polyamide) −100 ° C.} or more and less than (melting point of the resulting polyamide), and the reaction time reaches the reaction temperature. From 0.5 to 100 hours is preferable. In the polymerization of the salt, since the diamine may volatilize during the polymerization, a diamine component corresponding to the volatilization may be added in advance before the polymerization of the salt or during the polymerization.

塩の重合をおこなった後、さらに分子量を上げるため、常圧下、不活性ガス流通下で重合を継続しておこなってもよいし、また減圧下で重合を継続しておこなってもよい。不活性ガス流通下で重合を継続する場合、不活性ガスの流量は0.01〜10L/(kg・分)とすることが好ましい。また、減圧下で重合を継続する場合、減圧度は1000Pa以下とすることが好ましい。   In order to further increase the molecular weight after polymerization of the salt, the polymerization may be continued under normal pressure or under an inert gas flow, or may be continued under reduced pressure. When polymerization is continued under an inert gas flow, the flow rate of the inert gas is preferably 0.01 to 10 L / (kg · min). Moreover, when continuing superposition | polymerization under pressure reduction, it is preferable that a pressure reduction degree shall be 1000 Pa or less.

ポリアミドを重合する際、重合速度向上の点から、触媒を用いることが好ましい。触媒としては、例えば、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸またはそれらの塩が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。触媒の使用量は、全ジカルボン酸成分と全ジアミン成分の合計のモル数に対して、2モル%以下とすることが好ましい。   When polymerizing polyamide, it is preferable to use a catalyst from the viewpoint of improving the polymerization rate. Examples of the catalyst include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, and salts thereof. These may be used alone or in combination of two or more. It is preferable that the usage-amount of a catalyst shall be 2 mol% or less with respect to the total number of moles of all the dicarboxylic acid components and all the diamine components.

また、重合度調整や分解、着色抑制等の目的で、末端封鎖剤を用いてもよい。末端封鎖剤としては、モノカルボン酸、モノアミンが挙げられる。モノカルボン酸としては、例えば、酢酸、ラウリン酸、安息香酸が挙げられ、モノアミンとしては、例えば、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリンが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。末端封鎖剤の使用量は、全ジカルボン酸成分と全ジアミン成分の合計のモル数に対して、5モル%以下とすることが好ましい。   Moreover, you may use terminal blocker for the purpose of a polymerization degree adjustment, decomposition | disassembly, coloring suppression, etc. Examples of the terminal blocking agent include monocarboxylic acids and monoamines. Examples of the monocarboxylic acid include acetic acid, lauric acid, and benzoic acid, and examples of the monoamine include octylamine, cyclohexylamine, and aniline. These may be used alone or in combination of two or more. It is preferable that the usage-amount of terminal blocker shall be 5 mol% or less with respect to the total number of moles of all the dicarboxylic acid components and all the diamine components.

本発明のポリアミドのバイオマス割合は、25%以上とすることが好ましく、50%以上とすることがより好ましい。バイオマス割合を25%以上とすることにより、環境面でのメリットが大きくなる。   The biomass ratio of the polyamide of the present invention is preferably 25% or more, and more preferably 50% or more. By setting the biomass ratio to 25% or more, the environmental merit is increased.

本発明のポリアミドの96%濃硫酸中、濃度1g/dL、25℃での相対粘度は、1.5以上とすることが好ましく、2.0以上とすることがより好ましい。相対粘度を1.5以上とすることにより、成形体とした場合の機械特性をより向上させることができる。なお、相対粘度は、重合時間や末端封鎖剤の含有量を調整することにより制御することができる。   The relative viscosity of the polyamide of the present invention in 96% concentrated sulfuric acid at a concentration of 1 g / dL and 25 ° C. is preferably 1.5 or more, and more preferably 2.0 or more. By setting the relative viscosity to 1.5 or more, it is possible to further improve the mechanical properties when formed into a molded body. The relative viscosity can be controlled by adjusting the polymerization time and the content of the end-capping agent.

本発明のポリアミドの融点は、220℃以上であることが好ましく、250℃以上であることがより好ましい。ポリアミドの融点を220℃とすれば、従来のバイオプラスチックに比較して十分に耐熱性が高いといえる。また、本発明のポリアミドの融解エネルギーは、30J/g以上とすることが好ましく、50J/g以上とすることがより好ましい。融解エネルギーを30J/g以上とすることにより、結晶性が高くなり、成形体とした場合の機械特性を向上させることができる。融点や融解エネルギーは、用いるキシリレンジアミンをパラキシレンジアミンとしたり、キシリレンジアミンの共重合量を高くしたりすることにより、高くなる傾向がある。   The melting point of the polyamide of the present invention is preferably 220 ° C. or higher, and more preferably 250 ° C. or higher. If the melting point of polyamide is 220 ° C., it can be said that the heat resistance is sufficiently high as compared with conventional bioplastics. The melting energy of the polyamide of the present invention is preferably 30 J / g or more, and more preferably 50 J / g or more. By setting the melting energy to 30 J / g or more, the crystallinity is increased, and the mechanical properties when formed into a molded body can be improved. The melting point and melting energy tend to be increased by using xylylenediamine as paraxylenediamine or increasing the copolymerization amount of xylylenediamine.

本発明のポリアミドを成形体とした場合の吸水率は、1%以下とすることが好ましく、0.5質量%以下とすることがより好ましい。吸水率を1%以下とすることにより、長時間保管時の寸法変化をより抑制することができる。また、ポリアミドを成形体とした場合の引張強度は、50MPa以上とすることが好ましく、55MPa以上とすることがより好ましい。引張強度を50MPa以上とすることにより、成形体としての性能をより向上させることができる。吸水率は融解エネルギーが高いほど低くなる傾向があり、引張強度は融解エネルギーが高いほど高くなる傾向がある。   The water absorption when the polyamide of the present invention is used as a molded article is preferably 1% or less, and more preferably 0.5% by mass or less. By making the water absorption rate 1% or less, dimensional changes during long-time storage can be further suppressed. Further, the tensile strength when polyamide is used as a molded body is preferably 50 MPa or more, and more preferably 55 MPa or more. By setting the tensile strength to 50 MPa or more, the performance as a molded body can be further improved. The water absorption rate tends to decrease as the melting energy increases, and the tensile strength tends to increase as the melting energy increases.

本発明のポリアミドには、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、繊維状補強材、充填材、顔料等の添加剤を加えてもよい。繊維状補強材としては、例えば、ガラス繊維や炭素繊維が挙げられ、充填材としては、例えば、タルク、膨潤性粘土鉱物、シリカ、アルミナ、ガラスビーズ、グラファイト、フィラーが挙げられ、顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラックが挙げられる。添加剤は、全ジカルボン酸成分と全ジアミン成分の合計に対して、20質量%以下が好ましい。   To the polyamide of the present invention, additives such as an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, a flame retardant aid, a heat stabilizer, a fibrous reinforcing material, a filler, and a pigment may be added. Examples of the fibrous reinforcing material include glass fiber and carbon fiber, and examples of the filler include talc, swellable clay mineral, silica, alumina, glass beads, graphite, and filler. Examples thereof include titanium oxide and carbon black. As for an additive, 20 mass% or less is preferable with respect to the sum total of all the dicarboxylic acid components and all the diamine components.

本発明のポリアミドは、射出成形、押出成形、ブロー成形等の公知の成形方法により、各種成形品に加工することができる。   The polyamide of the present invention can be processed into various molded products by known molding methods such as injection molding, extrusion molding, blow molding and the like.

本発明のポリアミド成形品は、自動車部品、電気・電子部品として好適に用いることができる。
自動車部品としては、例えば、シフトレバー、ギアボックス等の台座に用いるベースプレート、エンジンカバーが挙げられる。
電気・電子部品としては、例えば、コネクタ、LEDリフレクタ、スイッチ、センサー、ソケット、コンデンサー、ジャック、ヒューズホルダー、リレー、コイルボビン、抵抗器、ICやLEDのハウジングが挙げられる。
The polyamide molded article of the present invention can be suitably used as an automobile part or an electric / electronic part.
Examples of automobile parts include a base plate and an engine cover used for a base such as a shift lever and a gear box.
Examples of electrical / electronic components include connectors, LED reflectors, switches, sensors, sockets, capacitors, jacks, fuse holders, relays, coil bobbins, resistors, IC and LED housings.

また、本発明のポリアミドは公知の製膜方法や紡糸方法により、フィルム、シート、繊維に加工することができる。   Moreover, the polyamide of the present invention can be processed into a film, sheet, or fiber by a known film forming method or spinning method.

フィルム、シートは、例えば、スピーカー振動板、フィルムコンデンサ、絶縁フィルム、各種包装フィルムとして用いることができる。
繊維は、例えば、エアーバッグ基布、フィルターとして用いることができる。
The film and sheet can be used as, for example, a speaker diaphragm, a film capacitor, an insulating film, and various packaging films.
The fiber can be used, for example, as an air bag base fabric or a filter.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

1.分析方法
(1)樹脂組成
高分解能核磁気共鳴装置(日本電子社製ECA500 NMR)を用いて、H−NMR分析することにより、それぞれの共重合成分のピーク強度から樹脂組成を求めた(分解能:500MHz、溶媒:トリフルオロ酢酸−d/重水=9/1(体積比))、温度:25℃)。
1. Analysis Method (1) Resin Composition Using a high resolution nuclear magnetic resonance apparatus (ECA500 NMR manufactured by JEOL Ltd.), 1 H-NMR analysis was performed to obtain a resin composition from the peak intensity of each copolymer component (resolution) : 500 MHz, solvent: trifluoroacetic acid-d / heavy water = 9/1 (volume ratio)), temperature: 25 ° C.).

(2)バイオマス割合
以下の式により求めた。
バイオマス割合(%)=用いたバイオマス由来原料の乾燥重量/ポリアミドの乾燥重量 ×100
(2) Biomass ratio It calculated | required by the following formula | equation.
Biomass ratio (%) = dry weight of biomass-derived raw material used / dry weight of polyamide × 100

(3)相対粘度
96%硫酸を溶媒とし、濃度1g/dL、25℃で測定した。
(3) Relative viscosity Measured at a concentration of 1 g / dL and 25 ° C. using 96% sulfuric acid as a solvent.

(4)融点、融解エネルギー
パーキンエルマー社製示差走査型熱量計DSC−7を用いて、常温から300℃まで20℃/分で昇温した後、5分間保持後、500℃/分で25℃まで降温し、5分間保持後、300℃まで20℃/分で昇温した。2回目の昇温時に得られた曲線の融解に由来するピークの頂点を融点とし、その面積を融解エネルギーとした。
(4) Melting point and melting energy Using a differential scanning calorimeter DSC-7 manufactured by PerkinElmer, Inc., the temperature was raised from room temperature to 300 ° C. at 20 ° C./minute, held for 5 minutes, and then kept at 500 ° C./minute at 25 ° C. The temperature was raised to 300 ° C. at a rate of 20 ° C./min. The peak peak derived from the melting of the curve obtained at the second temperature increase was taken as the melting point, and the area was taken as the melting energy.

(5)吸水率
ポリアミドを十分に乾燥した後、射出成形機(東芝機械社製EC−100型)を用いて成形し、長さ125mm×幅12mm×厚み0.8mmの試験片を作製した。なお、シリンダ温度は(得られるポリアミドの融点+20℃)、金型温度は100℃とした。
得られた試験片を、25℃の水中に24時間静置し、静置前の試験片の質量の値を基準として、下記式により吸水率を算出した。
吸水率(%)=(静置後の試験片の質量)/(静置前の試験片の質量)×100
(5) Water absorption rate After the polyamide was sufficiently dried, it was molded using an injection molding machine (EC-100 type manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) to prepare a test piece of length 125 mm × width 12 mm × thickness 0.8 mm. The cylinder temperature was (melting point of the resulting polyamide + 20 ° C.), and the mold temperature was 100 ° C.
The obtained test piece was allowed to stand in water at 25 ° C. for 24 hours, and the water absorption was calculated according to the following formula based on the value of the mass of the test piece before standing.
Water absorption rate (%) = (mass of test piece after standing) / (mass of test piece before standing) × 100

(6)引張強度
ポリアミドを十分に乾燥した後、射出成形機(東芝機械社製EC−100型)を用いて成形し、長さ150mm×幅10mm×厚み0.8mmの試験片を作製した。なお、シリンダ温度は(得られるポリアミドの融点+20℃)、金型温度は100℃とした。
得られた試験片を用いて、JIS K−7127に準拠して、model−2020(INTESCO社製)を用いて測定した。使用セルは1000N、試験速度は50mm/粉、チャック間隔は100mmとした。
(6) Tensile strength After the polyamide was sufficiently dried, it was molded using an injection molding machine (EC-100 type manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) to prepare a test piece having a length of 150 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 0.8 mm. The cylinder temperature was (melting point of the resulting polyamide + 20 ° C.), and the mold temperature was 100 ° C.
It measured using model-2020 (made by INTESCO) based on JISK-7127 using the obtained test piece. The cell used was 1000 N, the test speed was 50 mm / powder, and the chuck spacing was 100 mm.

2.原料
(1)2,5−フランジカルボン酸(FDCA)(植物由来)
反応容器に、ガラクタル酸(レモンやリンゴの果実からの抽出物)250質量部、1−ブタノール2500質量部、硫酸500質量部を添加し、油浴中で8時間加熱還流した。生成した水は共沸により除去した。反応後、ジイソプロピルエーテル1500質量部と蒸留水1000質量部を加えて洗浄し、さらに、1質量%の炭酸水素ナトリウム水溶液1000質量部を加えて1回、蒸留水1000質量部を加えて2回洗浄した。その後、有機層を取り出し、減圧蒸留をおこない(150℃/1.4mmHg)、2,5−フランジカルボン酸ジブチルを得た。収率は48モル%であった。得られた2,5−フランジカルボン酸ジブチルを、メタノールを用いて再結晶した後、加水分解して、2,5−フランジカルボン酸を得た。
2. Raw material (1) 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) (plant-derived)
To the reaction vessel, 250 parts by mass of galactaric acid (extract from lemon or apple fruit), 2500 parts by mass of 1-butanol, and 500 parts by mass of sulfuric acid were added and heated to reflux for 8 hours in an oil bath. The produced water was removed azeotropically. After the reaction, 1500 parts by mass of diisopropyl ether and 1000 parts by mass of distilled water were added for washing, and further, 1000 parts by mass of a 1% by mass aqueous sodium hydrogencarbonate solution was added once, and 1000 parts by mass of distilled water was added to wash twice. did. Then, the organic layer was taken out and distilled under reduced pressure (150 ° C./1.4 mmHg) to obtain dibutyl 2,5-furandicarboxylate. The yield was 48 mol%. The obtained dibutyl 2,5-furandicarboxylate was recrystallized using methanol and then hydrolyzed to obtain 2,5-furandicarboxylic acid.

(2)イソフタル酸(IPA)(石油由来)
(3)パラキシリレンジアミン(PDXA)(石油由来)
(4)メタキシリレンジアミン(MXDA)(石油由来)
(5)1,6−ヘキサンジアミン(HMDA)(石油由来)
(6)4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(MBCHA)(石油由来)
(2) Isophthalic acid (IPA) (derived from petroleum)
(3) Paraxylylenediamine (PDXA) (derived from petroleum)
(4) Metaxylylenediamine (MXDA) (derived from petroleum)
(5) 1,6-hexanediamine (HMDA) (derived from petroleum)
(6) 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine) (MBCHA) (derived from petroleum)

実施例1
パラキシリレンジアミン17.1質量部をN−メチルピロリドン(NMP)700質量部に溶解した溶液を、FDCA19.7質量部をNMP400質量部に溶解した溶液中に滴下し、80℃で3時間加熱撹拌した。その後、析出物を濾別し、減圧乾燥機で乾燥し、ポリアミド塩を得た。
得られたポリアミド塩を、撹拌羽根、ヒーター、窒素流入口、排出口が備わった重合装置に投入し、窒素流通下、250℃で12時間加熱撹拌し、ポリアミドを得た。
Example 1
A solution prepared by dissolving 17.1 parts by mass of paraxylylenediamine in 700 parts by mass of N-methylpyrrolidone (NMP) was dropped into a solution in which 19.7 parts by mass of FDCA was dissolved in 400 parts by mass of NMP, and heated at 80 ° C. for 3 hours. Stir. Thereafter, the precipitate was filtered off and dried with a vacuum dryer to obtain a polyamide salt.
The obtained polyamide salt was put into a polymerization apparatus equipped with a stirring blade, a heater, a nitrogen inlet and an outlet, and heated and stirred at 250 ° C. for 12 hours under a nitrogen stream to obtain a polyamide.

実施例2〜4、比較例1、2
樹脂組成を変更する以外は、実施例1と同様に、ポリアミドの溶融重合や固相重合をおこなった。
Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 and 2
Except for changing the resin composition, polyamide polymerization or solid phase polymerization was performed in the same manner as in Example 1.

表1に、実施例および比較例で得られたポリアミドの樹脂組成および特性値を示す。   Table 1 shows the resin compositions and characteristic values of the polyamides obtained in the examples and comparative examples.

実施例1〜4のポリアミドは、いずれも、溶融重合や固相重合が可能で、融点が高く、成形体とした場合の引張強度が高かった。   All of the polyamides of Examples 1 to 4 were capable of melt polymerization and solid phase polymerization, had a high melting point, and had high tensile strength when formed into molded bodies.

比較例1のポリアミドは、ジアミン成分において1,6−ヘキサンジアミンを主成分としていたため、融点が低く、引張強度が低かった。
比較例2のポリアミドは、ジアミン成分において4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)を主成分としていたため、融点が低く、引張強度が低かった。
Since the polyamide of Comparative Example 1 was mainly composed of 1,6-hexanediamine in the diamine component, the melting point was low and the tensile strength was low.
Since the polyamide of Comparative Example 2 was mainly composed of 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) in the diamine component, the melting point was low and the tensile strength was low.

Claims (4)

2,5−フランジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸成分と、キシリレンジアミンを主成分とするジアミン成分からなるポリアミド。 A polyamide comprising a dicarboxylic acid component mainly composed of 2,5-furandicarboxylic acid and a diamine component mainly composed of xylylenediamine. キシリレンジアミンがパラキシリレンジアミンであることを特徴とする請求項1に記載のポリアミド。 The polyamide according to claim 1, wherein the xylylenediamine is paraxylylenediamine. 融解エネルギーが30J/g以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリアミド。 The polyamide according to claim 1 or 2, wherein the melting energy is 30 J / g or more. 請求項1〜3いずれかに記載のポリアミドからなる成形体。 The molded object which consists of polyamide in any one of Claims 1-3.
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