JP2020097712A - Fully aromatic polyester amide, polyester amide resin composition, and polyester amide molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、全芳香族ポリエステルアミド、当該全芳香族ポリエステルアミドを含む樹脂組成物及びその成形品に関する。 The present invention relates to a wholly aromatic polyesteramide, a resin composition containing the wholly aromatic polyesteramide, and a molded article thereof.
液晶性ポリマーは、優れた流動性、機械強度、耐熱性、耐薬品性、電気的性質等をバランス良く有するため、高機能エンジニアリングプラスチックスとして広く利用されている。液晶性ポリマーとしては、例えば、4−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、及び必要に応じて他のモノマー成分を共重合して得られる全芳香族ポリエステルが知られている。他には、全芳香族ポリエステルにアミノ基を導入した全芳香族ポリエステルアミドが知られている。全芳香族ポリエステルアミドは、ポリマー鎖間において水素結合が形成されるため、全芳香族ポリエステルと比較して、機械的強度、耐熱性、成形性、弾性率などの性能が優れる傾向にある。 Liquid crystalline polymers have excellent fluidity, mechanical strength, heat resistance, chemical resistance, electrical properties, etc. in a well-balanced manner and are therefore widely used as high-performance engineering plastics. As the liquid crystal polymer, for example, a wholly aromatic polyester obtained by copolymerizing 4-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, and optionally other monomer components is known. In addition, a wholly aromatic polyester amide in which an amino group is introduced into a wholly aromatic polyester is known. Since a wholly aromatic polyester amide forms hydrogen bonds between polymer chains, it tends to be superior in performance such as mechanical strength, heat resistance, moldability, and elastic modulus as compared with wholly aromatic polyester.
全芳香族ポリエステルアミドのうち、原料モノマーとして特定の3種を用いたものとしては、例えば、4−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、及び3−アミノ安息香酸を共重合させて得られるものが知られている(特許文献1)。 Among the wholly aromatic polyester amides, those using three specific raw material monomers include, for example, copolymerizing 4-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, and 3-aminobenzoic acid. What is obtained is known (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に代表される全芳香族ポリエステルアミドにおいて、上述した特定の3種を組み合わせて共重合させた全芳香族ポリエステルアミドを使用した場合、引張弾性率が十分でない。 However, in the wholly aromatic polyester amide represented by Patent Document 1, when the wholly aromatic polyester amide obtained by combining and copolymerizing the above-mentioned three specific types is used, the tensile elastic modulus is not sufficient.
アミノ基を含むモノマー(たとえば、3−アミノ安息香酸又は4−アミノ安息香酸など)の量を増加させることでアミド結合の割合を大きくし、アミド結合の水素原子によって形成される水素結合の割合を大きくすることで引張弾性率を向上させる方法がある。 The proportion of amide bonds is increased by increasing the amount of a monomer containing an amino group (for example, 3-aminobenzoic acid or 4-aminobenzoic acid), and the proportion of hydrogen bonds formed by hydrogen atoms of amide bonds is increased. There is a method of increasing the tensile elastic modulus by increasing the value.
しかし、アミノ基を含むモノマーの量が増加するとポリマーが固まって排出することが困難になる場合があるため、結合力が強い水素結合の割合を容易に大きくできない問題点がある。 However, if the amount of the amino group-containing monomer increases, the polymer may harden and be difficult to discharge. Therefore, there is a problem that the proportion of hydrogen bonds having a strong bonding force cannot be easily increased.
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、なされたものであり、高い引張弾性率を有する全芳香族ポリエステルアミドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wholly aromatic polyester amide having a high tensile elastic modulus.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、アミノ基を含むモノマーを複数種使用し、アミド結合の割合を増加させることで結合力が強い水素結合の割合が増加し、剛直なポリマーを得ることができ、上記目的の達成のために有効であることを見出した。 The present inventors, as a result of earnest research to achieve the above object, the use of a plurality of monomers containing an amino group, increasing the proportion of amide bonds by increasing the proportion of amide bonds, It has been found that a rigid polymer can be obtained and is effective for achieving the above-mentioned object.
上記目的を達成する本発明の一態様は、以下のとおりである。 One aspect of the present invention for achieving the above object is as follows.
(1)下記一般式(I)、(II)及び(III)で表される構成単位を含み、全構成単位に対して一般式(I)で表される構成単位が40〜70モル%、一般式(II)及び一般式(III)で表される構成単位の合計が30〜60モル%であり、一般式(I)、(II)、及び(III)で表される構成単位の合計が100モル%であり、一般式(III)で表される構成単位に対する一般式(II)で表される構成単位の比率が0.5〜2である全芳香族ポリエステルアミド。 (1) Containing structural units represented by the following general formulas (I), (II) and (III), the structural unit represented by general formula (I) is 40 to 70 mol% based on all structural units, The total of the structural units represented by the general formula (II) and the general formula (III) is 30 to 60 mol %, and the total of the structural units represented by the general formulas (I), (II), and (III). Is 100 mol% and the ratio of the constitutional unit represented by the general formula (II) to the constitutional unit represented by the general formula (III) is 0.5 to 2.
(2)引張弾性率が40cN/dtex以上である、前記(1)に記載の全芳香族ポリエステルアミド。 (2) The wholly aromatic polyester amide according to (1), which has a tensile elastic modulus of 40 cN/dtex or more.
(3)前記(1)又は(2)に記載の全芳香族ポリエステルアミドを含有するポリエステルアミド樹脂組成物。 (3) A polyesteramide resin composition containing the wholly aromatic polyesteramide according to (1) or (2).
(4)前記(1)又は(2)に記載の全芳香族ポリエステルアミド、又は前記(3)に記載のポリエステルアミド樹脂組成物から形成されるポリエステルアミド成形品。 (4) A polyesteramide molded article formed from the wholly aromatic polyesteramide described in (1) or (2) or the polyesteramide resin composition described in (3).
(5)成形品が、繊維である前記(4)に記載のポリエステルアミド成形品。 (5) The polyesteramide molded article according to (4), wherein the molded article is a fiber.
本発明によれば、高い弾性率を有する全芳香族ポリエステルアミドを提供することができる。 According to the present invention, a wholly aromatic polyesteramide having a high elastic modulus can be provided.
<全芳香族ポリエステルアミド>
以下に本実施形態の一態様を構成する全芳香族ポリエステルアミドを形成するために必要な原料について説明する。
<Whole aromatic polyester amide>
The raw materials necessary for forming the wholly aromatic polyester amide constituting one aspect of this embodiment will be described below.
本実施形態の一態様において使用する原料の一つは、下記一般式(I)で表される構成単位を含む。また、本実施形態の一態様において使用する原料の他の一つは、下記一般式(II)で表される構成単位を含む。さらに、本実施形態の一態様において使用する原料の他の一つは、下記一般式(III)で表される構成単位を含む。 One of the raw materials used in one aspect of this embodiment contains a structural unit represented by the following general formula (I). Further, another one of the raw materials used in one aspect of the present embodiment contains a structural unit represented by the following general formula (II). Furthermore, another one of the raw materials used in one aspect of the present embodiment contains a structural unit represented by the following general formula (III).
一般式(I)で表される構成単位の由来となるモノマーは、たとえば、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(以下、「HNA」ともいう。)等がある。 The monomer from which the structural unit represented by the general formula (I) is derived is, for example, 6-hydroxy-2-naphthoic acid (hereinafter, also referred to as “HNA”).
一般式(II)で表される構成単位の由来となるモノマーは、たとえば、4−アミノ安息香酸(以下、「pABA」ともいう。)又は4−アセトアミド安息香酸(以下、「pAABA」ともいう。)等がある。
なお、pABAを用いるよりもpAABAを用いた方が反応が穏やかになるため、後述の実施例ではpAABAを用いている。
The monomer from which the structural unit represented by the general formula (II) is derived is, for example, 4-aminobenzoic acid (hereinafter, also referred to as “pABA”) or 4-acetamidobenzoic acid (hereinafter, also referred to as “pAABA”). ) Etc.
Note that the reaction is milder when pAABA is used than when pABA is used. Therefore, pAABA is used in Examples described later.
一般式(III)で表される構成単位の由来となるモノマーは、たとえば、3−アミノ安息香酸(以下、「mABA」ともいう。)又は3−アセトアミド安息香酸で(以下、「mAABA」ともいう。)等がある。
なお、mABAを用いるよりもmAABAを用いた方が反応が穏やかになるため、後述の実施例ではmAABAを用いている。
The monomer from which the structural unit represented by the general formula (III) is derived is, for example, 3-aminobenzoic acid (hereinafter also referred to as “mABA”) or 3-acetamidobenzoic acid (hereinafter also referred to as “mAABA”). .) etc.
In addition, since the reaction is milder when mABA is used than when mABA is used, mAABA is used in Examples described later.
一般式(I)、(II)、及び(III)で表される構成単位を含む原料を重縮合させて得られる本実施形態の一態様の全芳香族ポリエステルアミドにおいて、各構成単位の重合比率は、本実施形態の一態様の目的である、優れた引張弾性率を発現するために重要である。 In the wholly aromatic polyester amide according to one aspect of the present embodiment obtained by polycondensing raw materials containing the constituent units represented by the general formulas (I), (II), and (III), the polymerization ratio of each constituent unit Is important for developing an excellent tensile elastic modulus, which is the object of one aspect of the present embodiment.
具体的には、全構成単位に対して一般式(I)で表される構成単位が40〜70モル%であり、一般式(II)及び一般式(III)で表される構成単位の合計が30〜60モル%であり、一般式(I)、(II)、及び(III)で表される構成単位の合計が100モル%であり、一般式(III)で表される構成単位に対する一般式(II)で表される構成単位の比率が0.5〜2である。なお、本実施形態の一態様の全芳香族ポリエステルアミドの引張弾性率は、好ましくは40cN/dtex以上、より好ましくは45cN/dtex以上、更に好ましくは50cN/dtex以上である。 Specifically, the structural unit represented by the general formula (I) is 40 to 70 mol% with respect to all the structural units, and the total of the structural units represented by the general formula (II) and the general formula (III). Is 30 to 60 mol %, and the total of the constituent units represented by general formulas (I), (II), and (III) is 100 mol %, based on the constituent units represented by general formula (III). The ratio of the structural unit represented by the general formula (II) is 0.5 to 2. The wholly aromatic polyester amide according to one aspect of the present embodiment has a tensile elastic modulus of preferably 40 cN/dtex or more, more preferably 45 cN/dtex or more, and further preferably 50 cN/dtex or more.
本実施形態の全芳香族ポリエステルアミドは、全構成単位に対して一般式(I)で表される構成単位を40〜70モル%含む。一般式(I)で表される構成単位の含有量が上記範囲内であると重合時の増粘による急激なトルク上昇が起こりにくく、安定した重合ができるため好ましい。一般式(I)で表される構成単位の含有量は、好ましくは45〜70モル%、より好ましくは45〜65モル%、更に好ましくは50〜65モル%、特に好ましくは50〜60モル%である。 The wholly aromatic polyester amide of the present embodiment contains 40 to 70 mol% of the structural unit represented by the general formula (I) based on all the structural units. When the content of the structural unit represented by the general formula (I) is within the above range, a rapid torque increase due to thickening at the time of polymerization is unlikely to occur, and stable polymerization is possible, which is preferable. The content of the structural unit represented by the general formula (I) is preferably 45 to 70 mol%, more preferably 45 to 65 mol%, further preferably 50 to 65 mol%, and particularly preferably 50 to 60 mol%. Is.
本実施形態においては、一般式(II)及び一般式(III)で表される構成単位の合計の含有量が30〜60モル%含む。当該合計の含有量が上記範囲内であると水素結合が適度に形成されるため、製造性を確保しつつ、高い引張弾性率を有する全芳香族ポリエステルアミドを得ることができる。当該合計の含有量は、好ましくは30〜55モル%、より好ましくは35〜55モル%、更に好ましくは35〜50モル%、特に好ましくは40〜50モル%である。 In the present embodiment, the total content of the structural units represented by general formula (II) and general formula (III) is 30 to 60 mol %. When the total content is within the above range, hydrogen bonds are appropriately formed, so that it is possible to obtain a wholly aromatic polyester amide having a high tensile elastic modulus while ensuring manufacturability. The total content is preferably 30 to 55 mol %, more preferably 35 to 55 mol %, further preferably 35 to 50 mol %, and particularly preferably 40 to 50 mol %.
一般式(II)で表される構成単位を含む原料及び一般式(III)で表される構成単位を含む原料を用いて全芳香族ポリエステルアミドの全構成単位に対してアミノ基を含む構成単位を増加させることが好ましい。上記のようにアミノ基を含む構成単位を含む原料を2種用いることで分子凝集力が低下し、これに伴って軟化点降下が生じ、アミノ基を含む構成単位を含む原料を1種のみ同じ量用いた場合と比較して原料の増粘を抑制することができる。このため、ポリマーが固まって排出できず、全芳香族ポリエステルアミドが製造できなくなることを抑制することができる。 A raw material containing a structural unit represented by the general formula (II) and a raw material containing a structural unit represented by the general formula (III) are used to form a structural unit containing an amino group with respect to all the structural units of the wholly aromatic polyester amide. Is preferably increased. As described above, by using two kinds of raw materials containing a constitutional unit containing an amino group, the molecular cohesive force is lowered, and the softening point is lowered accordingly. Only one raw material containing a constitutional unit containing an amino group is the same. Thickening of the raw material can be suppressed as compared with the case where the amount is used. Therefore, it is possible to prevent the polymer from solidifying and being unable to be discharged, so that the wholly aromatic polyesteramide cannot be produced.
本実施形態においては、一般式(III)で表される構成単位に対する一般式(II)で表される構成単位の比率が0.5〜2である。当該比率が上記範囲内であると原料の増粘が抑制されるため、全芳香族ポリエステルアミドを得ることができる。当該比率は、好ましくは0.5〜1.5であり、より好ましくは0.75〜1.5である。 In the present embodiment, the ratio of the constitutional unit represented by the general formula (II) to the constitutional unit represented by the general formula (III) is 0.5 to 2. When the ratio is within the above range, the thickening of the raw material is suppressed, so that the wholly aromatic polyester amide can be obtained. The ratio is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.75 to 1.5.
なお、一般式(I)、(II)、及び(III)で表される構成単位のみの3成分で重縮合することが好ましい。上記3成分のみで重縮合すると原料の均一性が保たれて融点の低下を抑制することができる。 In addition, it is preferable to perform polycondensation with three components including only the structural units represented by the general formulas (I), (II), and (III). When polycondensation is performed only with the above-mentioned three components, the uniformity of the raw material is maintained and the decrease in melting point can be suppressed.
以上のとおり、各構成単位の重合比率を上述した範囲にすることで高い引張弾性率を有する全芳香族ポリエステルアミドを製造することができる。 As described above, the wholly aromatic polyester amide having a high tensile elastic modulus can be produced by setting the polymerization ratio of each structural unit within the above range.
次いで、全芳香族ポリエステルアミドの性質について説明する。本実施形態の全芳香族ポリエステルアミドは、溶融時に光学的異方性を示す。溶融時に光学的異方性を示すことは、本実施形態の全芳香族ポリエステルアミドが液晶性ポリマーであることを意味する。 Next, the properties of the wholly aromatic polyester amide will be described. The wholly aromatic polyester amide of this embodiment exhibits optical anisotropy when melted. Having optical anisotropy when melted means that the wholly aromatic polyester amide of the present embodiment is a liquid crystalline polymer.
本実施形態において、全芳香族ポリエステルアミドが液晶性ポリマーであることは、全芳香族ポリエステルアミドが熱安定性と易加工性を併せ持つ上で不可欠な要素である。上記一般式(I)、(II)、及び(III)で表される構成単位から構成される全芳香族ポリエステルアミドは、構成成分及びポリマー中のシーケンス分布によっては、異方性溶融相を形成しないものも存在するが、本実施形態のポリマーは溶融時に光学的異方性を示す全芳香族ポリエステルアミドに限られる。 In the present embodiment, the wholly aromatic polyesteramide is a liquid crystalline polymer, which is an essential element for the wholly aromatic polyesteramide to have both thermal stability and easy processability. The wholly aromatic polyester amide composed of the structural units represented by the general formulas (I), (II), and (III) forms an anisotropic molten phase depending on the structural components and the sequence distribution in the polymer. Some polymers do not exist, but the polymer of the present embodiment is limited to wholly aromatic polyester amides that exhibit optical anisotropy when melted.
溶融異方性の性質は直交偏光子を利用した慣用の偏光検査方法により確認することができる。より具体的には溶融異方性の確認は、オリンパス社製偏光顕微鏡を使用しリンカム社製ホットステージにのせた試料を溶融し、窒素雰囲気下で150倍の倍率で観察することにより実施できる。液晶性ポリマーは光学的に異方性であり、直交偏光子間に挿入したとき光を透過させる。試料が光学的に異方性であると、例えば溶融静止液状態であっても偏光は透過する。 The property of melting anisotropy can be confirmed by a conventional polarization inspection method using a crossed polarizer. More specifically, the melt anisotropy can be confirmed by using a polarizing microscope manufactured by Olympus Co., Ltd., melting a sample placed on a hot stage manufactured by Rincom, and observing the sample under a nitrogen atmosphere at a magnification of 150 times. Liquid crystalline polymers are optically anisotropic and transmit light when inserted between orthogonal polarizers. When the sample is optically anisotropic, for example, polarized light is transmitted even in a molten still liquid state.
ネマチックな液晶性ポリマーは融点以上で著しく粘性低下を生じるので、一般的に融点又はそれ以上の温度で液晶性を示すことが加工性の指標となる。融点は、でき得る限り高い方が耐熱性の観点からは好ましいが、ポリマーの溶融加工時の熱劣化や成形機の加熱能力等を考慮すると、380℃以下であることが好ましい目安となる。なお、融点は好ましくは260〜370℃であり、より好ましくは270〜370℃であり、更に好ましくは280〜370℃である。 A nematic liquid crystalline polymer causes a significant decrease in viscosity above its melting point, so that generally exhibiting liquid crystallinity at the melting point or above is an index of processability. The melting point is preferably as high as possible from the viewpoint of heat resistance, but considering heat deterioration during melt processing of the polymer, heating capacity of the molding machine, etc., a melting point of 380° C. or less is a preferable index. The melting point is preferably 260 to 370°C, more preferably 270 to 370°C, and further preferably 280 to 370°C.
次いで、本実施形態の全芳香族ポリエステルアミドの製造方法について説明する。本実施形態の全芳香族ポリエステルアミドは、直接重合法やエステル交換法等を用いて重合される。重合に際しては、溶融重合法、溶液重合法、スラリー重合法、固相重合法等、又はこれらの2種以上の組み合わせが用いられ、溶融重合法、又は溶融重合法と固相重合法との組み合わせが好ましく用いられる。 Next, the method for producing the wholly aromatic polyester amide of the present embodiment will be described. The wholly aromatic polyester amide of this embodiment is polymerized by a direct polymerization method, a transesterification method, or the like. In the polymerization, a melt polymerization method, a solution polymerization method, a slurry polymerization method, a solid phase polymerization method or the like, or a combination of two or more thereof is used. The melt polymerization method or the combination of the melt polymerization method and the solid phase polymerization method. Is preferably used.
本実施形態では、重合に際し、重合モノマーに対するアシル化剤や、酸塩化物誘導体として末端を活性化したモノマーを使用できる。アシル化剤としては、無水酢酸等の脂肪酸無水物等が挙げられる。 In the present embodiment, at the time of polymerization, an acylating agent for a polymerization monomer or a monomer whose terminal is activated as an acid chloride derivative can be used. Examples of the acylating agent include fatty acid anhydride such as acetic anhydride.
これらの重合に際しては種々の触媒の使用が可能であり、代表的なものとしては、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、三酸化アンチモン、トリス(2,4−ペンタンジオナト)コバルト(III)等の金属塩系触媒、N−メチルイミダゾール、4−ジメチルアミノピリジン等の有機化合物系触媒を挙げることができる。触媒の使用量は一般にはモノマーの全質量に基づいて約0.001〜1質量%、特に約0.003〜0.2質量%が好ましい。 Various catalysts can be used in these polymerizations, and representative examples thereof include potassium acetate, magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, antimony trioxide, and tris(2). , 4-pentanedionato)cobalt (III) and other metal salt catalysts, and N-methylimidazole, 4-dimethylaminopyridine and other organic compound catalysts. The amount of catalyst used is generally about 0.001 to 1% by weight, especially about 0.003 to 0.2% by weight, based on the total weight of the monomers.
[ポリエステルアミド樹脂組成物]
本実施形態の全芳香族ポリエステルアミドには、使用目的に応じて各種の繊維状、粉粒状、板状の無機及び有機の充填剤を配合してポリエステルアミド樹脂組成物とすることができる。
[Polyesteramide resin composition]
The wholly aromatic polyesteramide of the present embodiment can be blended with various fibrous, powdery, and plate-like inorganic and organic fillers depending on the purpose of use to form a polyesteramide resin composition.
本実施形態のポリエステルアミド樹脂組成物に配合される無機充填剤としては、繊維状、粒状、板状のものが挙げられる。 Examples of the inorganic filler to be added to the polyesteramide resin composition of the present embodiment include fibrous, granular and plate-like ones.
繊維状無機充填剤としてはガラス繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維、ウォラストナイトの如き珪酸塩の繊維、硫酸マグネシウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、更にステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物等の無機質繊維状物質が挙げられる。特に代表的な繊維状充填剤はガラス繊維である。 As the fibrous inorganic filler, glass fibers, silica fibers, silica/alumina fibers, alumina fibers, zirconia fibers, boron nitride fibers, silicon nitride fibers, boron fibers, potassium titanate fibers, silicate fibers such as wollastonite, Examples thereof include magnesium sulfate fibers, aluminum borate fibers, and inorganic fibrous substances such as metal fibrous substances such as stainless steel, aluminum, titanium, copper, and brass. A particularly representative fibrous filler is glass fiber.
また、粉粒状無機充填剤としてはカーボンブラック、黒鉛、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ミルドガラスファイバー、ガラスバルーン、ガラス粉、硅酸カルシウム、硅酸アルミニウム、カオリン、クレー、硅藻土、ウォラストナイトの如き硅酸塩、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、アルミナの如き金属の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの如き金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如き金属の硫酸塩、その他フェライト、炭化硅素、窒化硅素、窒化硼素、各種金属粉末等が挙げられる。 Further, as the particulate inorganic filler, carbon black, graphite, silica, quartz powder, glass beads, milled glass fiber, glass balloon, glass powder, calcium silicate, aluminum silicate, kaolin, clay, diatomaceous earth, wollast. Silicates such as knights, iron oxides, titanium oxide, zinc oxide, antimony trioxide, oxides of metals such as alumina, carbonates of metals such as calcium carbonate and magnesium carbonate, sulfuric acid of metals such as calcium sulfate and barium sulfate. Examples thereof include salts, other ferrites, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, and various metal powders.
また、板状無機充填剤としてはマイカ、ガラスフレーク、タルク、各種の金属箔等が挙げられる。 Examples of the plate-like inorganic filler include mica, glass flakes, talc, various metal foils and the like.
本実施形態のポリエステルアミド樹脂組成物に配合される、有機充填剤の例を示せば、芳香族ポリエステル繊維、液晶性ポリマー繊維、芳香族ポリアミド、ポリイミド繊維等の耐熱性高強度合成繊維等である。 Examples of the organic filler to be blended in the polyesteramide resin composition of the present embodiment include heat resistant and high strength synthetic fibers such as aromatic polyester fibers, liquid crystalline polymer fibers, aromatic polyamide and polyimide fibers. ..
これらの無機及び有機充填剤は一種又は二種以上を併用することができる。繊維状無機充填剤と粒状又は板状無機充填剤との併用は、機械的強度と寸法精度、電気的性質等を兼備する上で好ましい組み合わせである。特に好ましくは、繊維状充填剤としてガラス繊維、板状充填剤としてマイカ及びタルクであり、その配合量は、全芳香族ポリエステルアミド100質量部に対して120質量部以下、好ましくは20〜80質量部である。ガラス繊維をマイカ又はタルクと組み合わせることで、ポリエステルアミド樹脂組成物は、熱変形温度、機械的物性等の向上が特に顕著である。 These inorganic and organic fillers can be used alone or in combination of two or more. The combined use of the fibrous inorganic filler and the granular or plate-like inorganic filler is a preferable combination in view of having both mechanical strength, dimensional accuracy and electrical properties. Particularly preferably, glass fibers are used as the fibrous filler, and mica and talc are used as the plate-shaped filler, and the compounding amount thereof is 120 parts by mass or less, preferably 20 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the wholly aromatic polyester amide. It is a department. By combining glass fiber with mica or talc, the polyesteramide resin composition is particularly remarkably improved in heat distortion temperature, mechanical properties and the like.
これらの充填剤の使用にあたっては必要ならば収束剤又は表面処理剤を使用することができる。 When using these fillers, a sizing agent or a surface treatment agent can be used if necessary.
本実施形態のポリエステルアミド樹脂組成物は、上述の通り、必須成分として、本実施形態の全芳香族ポリエステルアミド、及び必要に応じて無機又は有機充填剤を含むが、本実施形態の効果を害さない範囲であれば、その他の成分が含まれていてもよい。ここで、その他の成分とは、どのような成分であってもよく、例えば、その他の樹脂、酸化防止剤、安定剤、顔料、結晶核剤等の添加剤を挙げることができる。 As described above, the polyesteramide resin composition of the present embodiment contains, as an essential component, the wholly aromatic polyesteramide of the present embodiment and, if necessary, an inorganic or organic filler, but the effect of the present embodiment is impaired. Other components may be included as long as the content does not exist. Here, the other component may be any component, and examples thereof include other resins, antioxidants, stabilizers, pigments, additives such as crystal nucleating agents, and the like.
また、本実施形態のポリエステルアミド樹脂組成物の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法で、ポリエステルアミド樹脂組成物を調製することができる。 The method for producing the polyesteramide resin composition of the present embodiment is not particularly limited, and the polyesteramide resin composition can be prepared by a conventionally known method.
[ポリエステルアミド成形品]
本実施形態のポリエステルアミド成形品は、本実施形態の全芳香族ポリエステルアミド又はポリエステルアミド樹脂組成物を成形してなる。成形方法としては、特に限定されず一般的な成形方法を採用することができる。一般的な成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形、ブロー成形、真空成形、発泡成形、回転成形、ガスインジェクション成形、インフレーション成形等の方法を例示することができる。
[Polyesteramide moldings]
The polyesteramide molded article of this embodiment is obtained by molding the wholly aromatic polyesteramide or polyesteramide resin composition of this embodiment. The molding method is not particularly limited, and a general molding method can be adopted. Examples of general molding methods include injection molding, extrusion molding, compression molding, blow molding, vacuum molding, foam molding, rotational molding, gas injection molding, and inflation molding.
本実施形態のポリエステルアミド成形品は、上述の本実施形態の全芳香族ポリエステルアミド又はポリエステルアミド樹脂組成物を成形してなるため高い引張弾性率を有する。 The polyesteramide molded article of this embodiment has a high tensile elastic modulus because it is formed by molding the above-mentioned wholly aromatic polyesteramide or polyesteramide resin composition of this embodiment.
また、本実施形態の全芳香族ポリエステルアミド、ポリエステルアミド樹脂組成物は、成形性に優れるため、種々の立体成形品、繊維、フィルム等に加工できる。 Further, the wholly aromatic polyester amide and polyester amide resin composition of the present embodiment has excellent moldability, and thus can be processed into various three-dimensional molded products, fibers, films and the like.
以上のような性質を有する本実施形態のポリエステルアミド成形品の好ましい用途としては、コネクター、CPUソケット、リレースイッチ部品、ボビン、アクチュエータ、ノイズ低減フィルターケース、電子回路基板又はOA機器の加熱定着ロール、ロープ、コード、防護衣等が挙げられる。 Preferred applications of the polyesteramide molded product of the present embodiment having the above properties are a connector, a CPU socket, a relay switch part, a bobbin, an actuator, a noise reduction filter case, an electronic circuit board or a heat fixing roll for OA equipment, Examples include ropes, cords and protective clothing.
以下に、実施例により本実施形態をさらに具体的に説明するが、本実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically by way of examples, but the present embodiment is not limited to the following examples.
下記に記載の方法で全芳香族ポリエステルアミドを作製した。 A wholly aromatic polyesteramide was prepared by the method described below.
(実施例1)
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧/流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。なお、下記(I)〜(III)はそれぞれ、一般式(I)〜(III)の構成単位の由来となるモノマーである。
(原料)
(I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(HNA):97.6g(50モル%)
(II)4−アセトアミド安息香酸(pAABA):46.5g(25モル%)
(III)3−アセトアミド安息香酸(mAABA):46.5g(25モル%)
酢酸カリウム(脂肪酸金属塩触媒):11mg
無水酢酸(アシル化剤):54g(HNAの水酸基当量の1.02倍)
原料を仕込んだ後、反応系の温度を140℃に上げ、140℃で1時間反応させた。その後、更に330℃まで3.3時間かけて昇温し、そこから15分かけて10Torr(即ち1330Pa)まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら重縮合を行った。
(Example 1)
The following raw material monomers, fatty acid metal salt catalysts, and acylating agents were charged into a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux column, a monomer charging port, a nitrogen introducing port, and a decompression/outflow line, and nitrogen substitution was started. The following (I) to (III) are monomers from which the structural units of the general formulas (I) to (III) are derived.
(material)
(I) 6-Hydroxy-2-naphthoic acid (HNA): 97.6 g (50 mol%)
(II) 4-acetamidobenzoic acid (pAABA): 46.5 g (25 mol%)
(III) 3-acetamidobenzoic acid (mAABA): 46.5 g (25 mol%)
Potassium acetate (fatty acid metal salt catalyst): 11 mg
Acetic anhydride (acylating agent): 54 g (1.02 times the hydroxyl equivalent of HNA)
After charging the raw materials, the temperature of the reaction system was raised to 140°C and the reaction was carried out at 140°C for 1 hour. After that, the temperature is further raised to 330° C. over 3.3 hours, and then the pressure is reduced to 10 Torr (that is, 1330 Pa) over 15 minutes to distill off acetic acid, excess acetic anhydride, and other low-boiling components. Condensation was performed.
<評価>
上述の重縮合において、撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部からポリマーが排出するかを評価した。評価結果を表1に示す。また、排出する場合はペレタイズして樹脂ペレットを得た。
<Evaluation>
In the above-mentioned polycondensation, after the stirring torque reached a predetermined value, nitrogen was introduced to change from a reduced pressure state to a normal pressure to a pressurized state, and it was evaluated whether the polymer was discharged from the lower portion of the polymerization container. The evaluation results are shown in Table 1. When discharged, pelletizing was performed to obtain resin pellets.
[引張弾性率]
得られた樹脂ペレットを、メルトテンション測定装置を備えたキャピログラフ(CHAPILOGRAPH 1D、(株)東洋精機製)を用いて、300℃で延伸し、45倍延伸の繊維を得た。得られた繊維を引張試験機(TENSILON RTM−100、(株)オリエンテック製)にて引張試験を行い、引張弾性率を算出した。評価結果を表1に示す。
[Tensile modulus]
The obtained resin pellets were stretched at 300° C. using a capillograph (CHAPILOGRAPH 1D, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) equipped with a melt tension measuring device to obtain fibers stretched 45 times. The obtained fiber was subjected to a tensile test with a tensile tester (TENSILON RTM-100, manufactured by Orientec Co., Ltd.) to calculate the tensile elastic modulus. The evaluation results are shown in Table 1.
(実施例2、3、比較例1〜5、7〜9)
原料モノマーの種類、仕込み比率(モル%)を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様にして重縮合を行った。そして、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(Examples 2, 3 and Comparative Examples 1-5, 7-9)
Polycondensation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the kinds of raw material monomers and the charging ratio (mol %) were as shown in Table 1. Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results are shown in Table 1.
(比較例6)
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧/流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
(原料)
(I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(HNA):113.1g(60モル%)
4−ヒドロキシ安息香酸(pHBA):35.9g(20モル%)
3−ヒドロキシ安息香酸(mHBA):35.9g(20モル%)
酢酸カリウム(脂肪酸金属塩触媒):11mg
無水酢酸(アシル化剤):63g(HNA、pHBA、mHBAの合計の水酸基当量の1.02倍)
原料を仕込んだ後、反応系の温度を140℃に上げ、140℃で1時間反応させた。その後、更に350℃まで3.7時間かけて昇温し、そこから15分かけて10Torr(即ち1330Pa)まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら重縮合を行った。そして、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(Comparative example 6)
The following raw material monomers, fatty acid metal salt catalysts, and acylating agents were charged into a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux column, a monomer charging port, a nitrogen introducing port, and a decompression/outflow line, and nitrogen substitution was started.
(material)
(I) 6-Hydroxy-2-naphthoic acid (HNA): 113.1 g (60 mol%)
4-Hydroxybenzoic acid (pHBA): 35.9 g (20 mol%)
3-Hydroxybenzoic acid (mHBA): 35.9 g (20 mol%)
Potassium acetate (fatty acid metal salt catalyst): 11 mg
Acetic anhydride (acylating agent): 63 g (1.02 times the hydroxyl equivalent of the total of HNA, pHBA, and mHBA)
After charging the raw materials, the temperature of the reaction system was raised to 140°C and the reaction was carried out at 140°C for 1 hour. After that, the temperature is further raised to 350° C. over 3.7 hours, and then pressure is reduced to 10 Torr (that is, 1330 Pa) over 15 minutes to distill off acetic acid, excess acetic anhydride, and other low-boiling components. Condensation was performed. Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results are shown in Table 1.
(比較例10)
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧/流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
(原料)
(I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(HNA):53.4g(25モル%)
(II)4−アセトアミド安息香酸(pAABA):101.7g(50モル%)
4−ヒドロキシ安息香酸(pHBA):39.2g(25モル%)
酢酸カリウム(脂肪酸金属塩触媒):11mg
無水酢酸(アシル化剤):59g(HNA、pHBAの合計の水酸基当量の1.02倍)
原料を仕込んだ後、反応系の温度を140℃に上げ、140℃で1時間反応させた。その後、更に350℃まで43.7時間かけて昇温し、そこから15分かけて10Torr(即ち1330Pa)まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら重縮合を行った。そして、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 10)
The following raw material monomers, fatty acid metal salt catalysts, and acylating agents were charged into a polymerization vessel equipped with a stirrer, a reflux column, a monomer charging port, a nitrogen introducing port, and a decompression/outflow line, and nitrogen substitution was started.
(material)
(I) 6-hydroxy-2-naphthoic acid (HNA): 53.4 g (25 mol%)
(II) 4-acetamidobenzoic acid (pAABA): 101.7 g (50 mol%)
4-Hydroxybenzoic acid (pHBA): 39.2 g (25 mol%)
Potassium acetate (fatty acid metal salt catalyst): 11 mg
Acetic anhydride (acylating agent): 59 g (1.02 times the hydroxyl equivalent of the total of HNA and pHBA)
After charging the raw materials, the temperature of the reaction system was raised to 140°C and the reaction was carried out at 140°C for 1 hour. After that, the temperature is further raised to 350° C. over 43.7 hours, and then the pressure is reduced to 10 Torr (that is, 1330 Pa) over 15 minutes to distill off acetic acid, excess acetic anhydride, and other low boiling components. Condensation was performed. Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results are shown in Table 1.
なお、表中の「排出性」とは重合容器からポリマーが排出するか否かを○(排出可)又は×(排出不可)で表す。 In addition, "discharging property" in the table indicates whether or not the polymer is discharged from the polymerization container by ◯ (discharging possible) or × (not discharging possible).
表1より、実施例1、2、3及び比較例6はいずれもポリマーが排出するが、他の比較例はいずれもポリマーが固まってしまい、排出しないことが分かる。また、pAABA及びmAABAを含む原料モノマーを仕込んだ実施例1、2及び3は、ポリマーの引張弾性率が大きく、優れた引張弾性率を有することが分かる。また、比較例6は、原料モノマーがアミノ基を含まないため、水素結合による引張弾性率の向上は確認できなかったと考えられる。 It can be seen from Table 1 that the polymers are discharged in all of Examples 1, 2, 3 and Comparative Example 6, but in all of the other Comparative Examples, the polymer is solidified and is not discharged. In addition, it can be seen that Examples 1, 2 and 3 in which the raw material monomers containing pAABA and mAABA are charged have a high tensile elastic modulus of the polymer and have an excellent tensile elastic modulus. In Comparative Example 6, the raw material monomer does not contain an amino group, and therefore it is considered that no improvement in the tensile elastic modulus due to hydrogen bonding could be confirmed.
アミド量の割合が大きくなるほど引張弾性率は大きくなる傾向がある。また、アミド量には適切な範囲があり、当該範囲でないとポリマーを製造することができないことが分かる。
The tensile elastic modulus tends to increase as the proportion of the amide amount increases. Further, it is understood that the amount of amide has an appropriate range, and the polymer cannot be produced unless the amount is in the range.
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