JP2019517611A - 優れた延性および寸法安定性を有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[η]=K×Mα
上式において、ηは固有粘度、Mは分子量、Kは定数である。
成形収縮比=横方向(TD)長さ/縦方向(MD)長さ。
5130gのp−ヨードベンゼン(p−DIB)および450gの硫黄を、反応器の内部温度を測定できる熱電対ならびに窒素パージおよび真空引きが可能な真空ラインを備えた5Lの反応器に入れた。反応器を180℃に加熱してp−DIBおよび硫黄を完全に溶融して混合した後、段階的な温度上昇および圧力低下の条件下で重合反応を行った。具体的には、初期反応条件すなわち220℃の温度および350torrの圧力から最終反応条件すなわち300℃および0.6ないし0.9torrの圧力へと変化させることによって温度上昇および圧力低下を行いながら、19gの硫黄を7回供給した。重合反応の進行度を、現在粘度の目標粘度に対する相対比として、式「(現在粘度/目標粘度)×100%」によって計算した。目標粘度は2000ポワズであり、重合中に試料を採取し、これを粘度計で測定することによって、現在粘度を測定した。重合反応が80%まで進行した時に、35gのジフェニルジスルフィドを重合停止剤として添加し、反応をさらに1時間行った。その後、真空を0.1ないし0.5torrで徐々に適用して目標粘度に到達させた後、反応を停止してポリフェニレンスルフィド樹脂1(PPS1)を生成させた。得られた樹脂を、小型ストランドカッターを用いてペレットの形態にした。
示差走査熱量計(DSC)を用い、温度を30℃から320℃まで10℃/分の速度で上昇させ、30℃まで冷却させた後、再び30℃から320℃まで10℃/分の速度で上昇させながら、融点を測定した。
PPS樹脂を1−クロロナフタレンに溶解して0.4重量%のPPS濃度を得て、250℃で25分間撹拌することによって、試料を製造した。続いて、試料を、1mL/分の流速で高温ゲル浸透クロマトグラフィー(HT−GPC)システムのカラム(210℃)に導入し、異なる分子量を有するPPSを順次分離し、分離したPPSの分子量に対応する強度を、RI検出器を用いることによって測定した。分子量が既知の標準試料(ポリスチレン)で校正曲線を決定した後、PPS樹脂の数平均分子量(Mn)および多分散性指数(PDI)を計算した。
溶融粘度を、回転ディスク粘度計を用いて300℃で測定した。周波数掃引法で、角周波数を0.6rad/秒から500rad/秒まで測定し、1.84rad/秒での粘度を溶融粘度と定義した。
PPS樹脂を1−クロロナフタレンに加えて0.4%(w/v)のPPS濃度を得て、250℃で30分間撹拌して溶解した後、2μmポーラスステンレススチール(SUS)フィルターを用いてろ過した。固有粘度および分子量を、Agilient社の高温ゲル透過クロマトグラフィー(210℃、モデルPL−220)のトリプルシステム検出器(RI、粘度計、光散乱15°および90°)を用いて測定した後、マーク−ホーウィンクプロットを表示し、平均勾配を用いて枝分かれ比(α)を計算した。値αは、ポリマーの枝分かれの程度を表す。αが1に近ければ、ポリマーは線状PPSの性質を有し、αが0に近ければ、ポリマーは枝分かれ状PPSの性質を有する。
目標粘度を2000ポワズとし、5080gのパラ−ジヨードベンゼン(p−DIB)、51gのメタ−ジヨードベンゼン(m−DIB)および450gの硫黄を原料として用いた以外、製造例1と同じ方法によってPPS2を製造した。PPS2は、2130ポワズのMV、279℃の融点、17500のMn、2.8のPDI、および0.56の枝分かれ比を有していた。
目標粘度を2000ポワズとし、メタ−ジヨードベンゼンの代わりにトリヨードベンゼンを用いた以外、製造例2と同じ方法によってPPS3を製造した。PPS3は、2070ポワズのMV、279℃の融点、17700のMn、2.8のPDI、および0.55の枝分かれ比を有していた。
目標粘度を600ポワズとし、5030gのパラ−ジヨードベンゼン(p−DIB)、103gのメタ−ジヨードベンゼンおよび450gの硫黄を原料として用いた以外、製造例1と同じ方法によってPPS4を製造した。PPS4は、700ポワズのMV、279℃の融点、11400のMn、2.8のPDI、および0.53の枝分かれ比を有していた。
目標粘度を3750ポワズとし、5100gのパラ−ジヨードベンゼン(p−DIB)、26gのメタ−ジヨードベンゼンおよび450gの硫黄を原料として用いた以外、製造例1と同じ方法によってPPS5を製造した。PPS5は、3850ポワズのMV、280℃の融点、19050のMn、2.8のPDI、および0.58の枝分かれ比を有していた。
目標粘度を2000ポワズとし、4870gのパラ−ジヨードベンゼン(p−DIB)、257gのトリヨードベンゼンおよび450gの硫黄を原料として用いた以外、製造例1と同じ方法によってPPS6を製造した。PPS6は、2260ポワズのMV、277℃の融点、18750のMn、2.8のPDI、および0.31の枝分かれ比を有していた。
二軸スクリュー押出機で、59.7重量%の、製造例1で製造したPPS1、および40重量%の、エポキシシランで表面処理されたガラス繊維(オーウェンスコーニング、FT−523)をブレンドして樹脂組成物を製造した。
表2および3に示した成分およびその含有量を用いた以外、実施例1と同じ方法でPPS樹脂組成物を製造した。
実施例1ないし6および比較例1ないし6で製造した樹脂組成物の物理特性を下記の方法に従って測定し、測定結果を表4および5に示した。
射出成形試料の引張強度を、ISO527に従って測定した。
射出成形試料の引張伸びを、ISO527−1に従って測定した。
ISO179に従って、80mm×10mm×4mm(長さ×幅×厚さ)の寸法を有する射出成形試料の衝撃強度を、ノッチなしシャルピー法によって測定した。
0.8mmの厚さを有するASTM破断試料を射出成形して3mm/分の速度で破断試験にかけ、応力−ひずみ曲線を得て、応力−ひずみ曲線の面積を測定した。
100mm×100mm×3mm(幅×長さ×厚さ)の寸法を有する射出成形試料を製造した後、樹脂流動の方向(MD、成形方向、縦方向)における長さおよび樹脂流動に垂直な方向(TD、横方向)における長さを、三次元測定装置を用いて測定し、成形収縮比(TD/MD)を計算した。1により近い成形収縮比は樹脂流れ方向に対して小さい寸法変化、したがって優れた寸法安定性を示す。
0.8mm厚さのASTM破断試料を射出成形し、射出成形の長さについて測定した。
Claims (11)
- マーク−ホーウィンク式で0.4ないし0.7のα(枝分かれ比)を有するポリアリーレンスルフィドと、ガラス繊維と、相溶化剤とを含む樹脂組成物。
- 前記ポリアリーレンスルフィドは、5000ないし50000の数平均分子量を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリアリーレンスルフィドは、300℃で10ないし50000ポワズの溶融粘度を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ガラス繊維は、6ないし15μmの平均径と2ないし5mmの平均長さを有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ガラス繊維は、エポキシ基、アミノ基または両方を有するシランで表面処理されている、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記相溶化剤は、シラン系化合物である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記シラン系化合物は、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、およびこれらの組合せから選択される、請求項6に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物は、40ないし70重量%のポリアリーレンスルフィドと、20ないし60重量%のガラス繊維と、0.01ないし1.5重量%の相溶化剤とを含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物の射出成形した正方形試料の成形収縮比が、式1で表したときに0.9ないし1.0である、請求項1に記載の樹脂組成物。
[式1]
成形収縮比=横方向(TD)長さ/縦方向(MD)長さ。 - 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の樹脂組成物を成形することによって製造した成形品。
- 前記成形品は、自動車部品、電気部品、または電子部品である、請求項10に記載の成形品。
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