JP2024509187A - 高流動性二重末端封止ポリアミドポリマー - Google Patents
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Abstract
アミン末端基、カルボキシル末端基、又はアミン末端基及びカルボキシル末端基の両方で末端封止されたポリアミド。具体的には、本開示は、２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）、及び４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）を有する末端封止ポリアミドポリマーに関する。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、全内容が参照により本明細書に援用される２０２１年３月３日に出願された米国仮特許出願第６３／１５６，０７８号の優先権を主張するものである。
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、全内容が参照により本明細書に援用される２０２１年３月３日に出願された米国仮特許出願第６３／１５６，０７８号の優先権を主張するものである。
本発明は、高流動性二重末端封止ポリアミドポリマーの製造方法、詳細には、狭い分子量分布を有する高流動性二重末端封止ポリアミドポリマーの製造方法に関する。
ポリカプロラクタム又はポリアミド６（ＰＡ６）などの典型的なポリアミドポリマーは、ポリマーのカルボキシル末端基又は末端と反応することで末端封止するアミンを用いた単一末端封止（mono-termination）によって重合される。単一末端封止はまた、ポリマーのアミン末端基又は末端と反応することで末端封止する酸を用いることでも達成され得る。二重末端封止ポリマーは、アミン及び酸の両末端封止剤を含めることによって合成され得る。二重末端封止ポリマーでは、非末端封止ポリマーと比較してメルトフローインデックス（ＭＦＩ）の低下が通常は見られ、加工性の低下に繋がっている。
物理的特性が改善された単一末端封止及び二重末端封止ポリマーが求められている。
本開示は、アミノ末端基又はカルボキシル末端基のうちの一方で単一末端封止され得るポリアミドポリマー、又は別の選択肢として、アミノ末端基及びカルボキシル末端基の両方で二重末端封止され得る、本明細書で二重末端封止ポリアミドと称するポリアミドポリマーを提供する。具体的には、本開示は、２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）、及び４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）を有する末端封止ポリアミドを提供する。低粘度であることにより、加工性を犠牲にすることも、又は配合後に粘度が大きく上昇することもなく、ポリアミドのガラス繊維入り配合が可能となる。
本開示はまた、末端封止ポリアミドの合成方法も提供し、その方法は、ラクタムを加水分解してアミン末端基及びカルボキシル末端基を有するモノマーを提供すること、２３０℃～２７０℃の温度でモノマーを重縮合して、アミン末端基及びカルボキシル基を有するポリアミドポリマーを提供すること、並びに少なくとも１つの鎖末端封止剤との反応によってポリアミドを末端封止して、重量平均分子量（Ｍｗ）が２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａである末端封止ポリアミドを提供すること、を含む。さらに、方法は、ポリアミドの重量平均分子量（Ｍｗ）対ポリアミドの数平均分子量（Ｍｎ）の比が１．８～３．５であるポリアミドが提供されるような方法で行われ得る。
本開示はさらに、本開示のガラス繊維入りポリアミドを含む組成物も含む。
本発明の上述の及び他の特徴、並びにそれらを達成する方法は、本発明の実施形態の以下の記述を添付の図面と合わせて参照することによって、より明らかとなり、本発明自体も、より良く理解されることになる。
対応する符号は、複数の図面を通して対応する部分を示す。本明細書で示される例示は、本発明の様々な態様を示し、そのような例示は、いかなる形であっても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
１．ポリアミド
本開示は、狭い分子量分布を有する低分子量末端封止ポリアミドに関する。
本開示は、狭い分子量分布を有する低分子量末端封止ポリアミドに関する。
末端封止ポリアミドは、以下の式１に示されるように合成することができる。
式１に示されるように、カプロラクタムなどのラクタムが加水分解に掛けられて、アミン末端基及びカルボキシル末端基を有するモノマーを得ることができる。続いて、モノマーが重縮合に掛けられて、アミン末端基及びカルボキシル末端基を有するポリアミドを得ることができる。次に、ポリアミドが、本明細書において末端封止剤とも称される鎖末端封止剤で処理されて、末端封止ポリアミドを得ることができる。例えば、アミン末端基を、酢酸又はステアリン酸などの酸と反応させて、アミン末端基をブロックし、アミン末端基でのさらなるポリマー成長を停止させてもよい。同様に、類似の反応を、シクロヘキシルアミン又はステアリルアミン（オクタデシルアミン）などのアミンでカルボキシル末端基を処理することによって行い、それによって、カルボキシル末端基をブロックし、カルボキシル末端基からのポリマーのさらなる成長を阻止してもよい。
単一末端封止ポリマーとは、アミン末端基のみ又はカルボキシル末端基のみが鎖末端封止剤で処理されたポリマーを意味する。二重末端封止ポリマーとは、アミン末端基及びカルボキシル末端基の両方が鎖末端封止剤で処理されたポリマーを意味する。
任意のポリマー集団中の遊離アミン末端基のすべてを、鎖末端封止剤と反応させてよく、又はある割合のアミン末端基を、鎖末端封止剤と反応させてもよい。アミン末端基封止剤の例としては、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、ステアリン酸、及び／又はテレフタル酸などの酸が挙げられる。
非末端封止（遊離）アミン末端基の濃度は、以下の式２に示されるようにして特定することができ、式中、ＰＴＳＡは、パラ－トルエンスルホン酸を表す。
同様に、任意のポリマー集団中の遊離カルボキシル末端基のすべてを、鎖末端封止剤と反応させてよく、又はある割合のカルボキシル末端基を、鎖末端封止剤と反応させてもよい。カルボキシル末端基封止剤の例としては、シクロヘキシルアミン、ステアリルアミン、及びベンジルアミンなどの一官能性アミド、並びにポリエーテルアミンが挙げられる。
非末端封止（遊離）カルボキシル末端基の濃度は、以下の式３に示されるようにして特定することができ、式中、ＫＯＨは、水酸化カリウムを表す。
ポリマー集団中のアミン末端基及びカルボキシル末端基の末端封止の度合いは、末端封止度とも称される末端封止パーセントによって表すこともできる。二重末端封止ポリアミドの末端封止度は、以下の式４、５、及び６を用いて特定することができる。
本開示のポリアミドにおいて、総末端封止度は、３０重量％以上、３１重量％以上、約３２重量％以上、約３３重量％以上、約３４重量％以上、約３５重量％以上、約３６重量％以上、約３７重量％以上、約３８重量％以上、約３９重量％以上、約４０重量％以上、約４１重量％以上、約４２重量％以上、約４３重量％以下、約４４重量％以下、約４５重量％以下、約４６重量％以下、約４７重量％以下、約４８重量％以下、約４９重量％以下、約５０重量％以下、約５１重量％以下、約５２重量％以下、約５３重量％以下、約５４重量％以下、約５５重量％以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値である。
本開示のポリアミドにおいて、アミン末端基封止度は、約３０重量％以上、約３１重量％以上、約３２重量％以上、約３３重量％以上、約３４重量％以上、約３５重量％以上、３６重量％以上、約３７重量％以上、約３８重量％以上、約３９重量％以上、約４０重量％以下、約４１重量％以下、約４２重量％以下、約４３重量％以下、約４４重量％以下、約４５重量％以下、約４６重量％以下、約４７重量％以下、約４８重量％以下、約４９重量％以下、約５０重量％以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値である。
本開示のポリアミドにおいて、カルボキシル末端基封止度は、約３０重量％以上、約３１重量％以上、約３２重量％以上、約３３重量％以上、約３４重量％以上、約３５重量％以上、３６重量％以上、約３７重量％以上、約３８重量％以上、約３９重量％以上、約４０重量％以上、約４１重量％以上、約４２重量％以上、約４３重量％以上、約４４重量％以上、約４５重量％以上、約４６重量％以下、約４７重量％以下、約４８重量％以下、約４９重量％以下、約５０重量％以下、約５１重量％以下、約５２重量％以下、約５３重量％以下、約５４重量％以下、約５５重量％以下、約５６重量％以下、約５７重量％以下、約５８重量％以下、約５９重量％以下、約６０重量％以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値である。
ポリマーは、その分子量に関する様々な統計値によって表すことができる。例えば、数平均分子量（Ｍｎ）は、以下の式７に従って算出され、式中、Ｎｉは、サンプル中の質量がＭｉである分子の数である。
サンプル中の分子の質量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって特定することができる。Ｍｎは、したがって、サンプル中のポリマーの平均分子量を提供する。本開示のポリアミドは、約１０，０００Ｄａ以上、約１０，２００Ｄａ以上、約１０，４００Ｄａ以上、約１０，６００Ｄａ以上、約１０，８００Ｄａ以上、約１１，０００Ｄａ以上、約１１，２００Ｄａ以上、約１１，４００Ｄａ以上、約１１，６００Ｄａ以上、約１１，８００Ｄａ以上、約１２，０００Ｄａ以上、約１２，２００Ｄａ以上、約１２，４００Ｄａ以上、約１２，６００Ｄａ以上、約１２，８００Ｄａ以上、約１３，０００Ｄａ以上、約１３，２００Ｄａ以上、約１３，４００Ｄａ以上、約１３，６００Ｄａ以上、約１３，８００Ｄａ以上、約１４，０００Ｄａ以上、約１４，２００Ｄａ以上、約１４，４００Ｄａ以上、約１４，６００Ｄａ以上、約１４，８００Ｄａ以上、約１５，０００Ｄａ以下、約１５，２００Ｄａ以下、約１５，４００Ｄａ以下、約１５，６００Ｄａ以下、約１５，８００Ｄａ以下、約１６，０００Ｄａ以下、約１６，２００Ｄａ以下、約１６，４００Ｄａ以下、約１６，６００Ｄａ以下、約１６，８００Ｄａ以下、約１７，０００Ｄａ以下、約１７，２００Ｄａ以下、約１７，４００Ｄａ以下、約１７，６００Ｄａ以下、約１７，８００Ｄａ以下、約１８，０００Ｄａ以下、約１８，２００Ｄａ以下、約１８，４００Ｄａ以下、約１８，６００Ｄａ以下、約１８，８００Ｄａ以下、約１９，０００Ｄａ以下、約１９，２００Ｄａ以下、約１９，４００Ｄａ以下、約１９，６００Ｄａ以下、約１９，８００Ｄａ以下、約２０，０００Ｄａ以下、約２０，２００Ｄａ以下、約２０，４００Ｄａ以下、約２０，６００Ｄａ以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＭｎを有する。
本開示の二重末端封止ポリマーは、約１１，０００Ｄａ以上、約１１，２００Ｄａ以上、約１１，４００Ｄａ以上、約１１，６００Ｄａ以上、約１１，８００Ｄａ以上、約１２，０００Ｄａ以上、約１２，２００Ｄａ以上、約１２，４００Ｄａ以上、約１２，６００Ｄａ以上、約１２，８００Ｄａ以上、約１３，０００Ｄａ以上、約１３，２００Ｄａ以上、約１３，４００Ｄａ以上、約１３，６００Ｄａ以上、約１３，８００Ｄａ以上、約１４，０００Ｄａ以上、約１４，２００Ｄａ以上、約１４，４００Ｄａ以上、約１４，６００Ｄａ以上、約１４，８００Ｄａ以上、約１５，０００Ｄａ以下、約１５，２００Ｄａ以下、約１５，４００Ｄａ以下、約１５，６００Ｄａ以下、約１５，８００Ｄａ以下、約１６，０００Ｄａ以下、約１６，２００Ｄａ以下、約１６，４００Ｄａ以下、約１６，６００Ｄａ以下、約１６，８００Ｄａ以下、約１７，０００Ｄａ以下、約１７，２００Ｄａ以下、約１７，４００Ｄａ以下、約１７，６００Ｄａ以下、約１７，８００Ｄａ以下、約１８，０００Ｄａ以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＭｎを有し得る。
重量平均分子量（Ｍｗ）も、ポリマーを表すために用いられ得る。Ｍｗは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって特定することができる。同様に、Ｍｗは、以下の式８に従って算出することができる。
この式では、小さい分子よりも大きい分子の方が、測定値に対する影響が大きい。本開示のポリアミドは、約２２，０００Ｄａ以上、約２３，０００Ｄａ以上、約２４，０００以上、約２５，０００以上、約２６，０００以上、約２７，０００以上、約２８，０００Ｄａ以上、約２９，０００Ｄａ以上、約３０，０００Ｄａ以上、約３１，０００Ｄａ以上、約３２，０００Ｄａ以上、約３３，０００Ｄａ以上、約３５，０００Ｄａ以上、約３６，０００Ｄａ以上、約３７，０００Ｄａ以上、約３８，０００Ｄａ以上、約３９，０００Ｄａ以上、約４０，０００Ｄａ以上、約４１，０００Ｄａ以上、約４２，０００Ｄａ以上、約４３，０００Ｄａ以下、約４４，０００Ｄａ以下、約４５，０００Ｄａ以下、約４６，０００Ｄａ以下、約４７，０００Ｄａ以下、約４８，０００Ｄａ以下、約４９，０００Ｄａ以下、約５０，０００Ｄａ以下、約５１，０００Ｄａ以下、約５２，０００Ｄａ以下、約５３，０００Ｄａ以下、約５４，０００Ｄａ以下、約５５，０００Ｄａ以下、約５６，０００Ｄａ以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＭｗを有する。
本開示の二重末端封止ポリマーにおいて、Ｍｗは、約２２，０００Ｄａ以上、約２３，０００Ｄａ以上、約２４，０００以上、約２５，０００以上、約２６，０００以上、約２７，０００以上、約２８，０００Ｄａ以下、約２９，０００Ｄａ以下、約３０，０００Ｄａ以下、約３１，０００Ｄａ以下、約３２，０００Ｄａ以下、約３３，０００Ｄａ以下、約３５，０００Ｄａ以下、約３６，０００Ｄａ以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値であり得る。
分散度又は多分散指数と称されるＭｗのＭｎに対する比は、ポリマーに関するさらなる情報を提供する。具体的には、ポリマーの分散度は、任意のポリマーサンプル中における分子量分布の尺度である。サンプルが均一な状態に近づくに従って、分散度は１に近づく。本開示のポリアミドは、約１．８以上、約１．９以上、約２．０以上、約２．１以上、約２．２以上、約２．３以上、約２．４以上、約２．５以上、約２．６以上、約２．７以上、約２．８以下、約２．９以下、約３．０以下、約３．１以下、約３．２以下、約３．３以下、約３．４以下、約３．５以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値の分散度を有する。
本開示の二重末端封止ポリマーは、約１．８以上、約１．９以上、約２．０以上、約２．１以上、約２．２以下、約２．３以下、約２．４以下、約２．５以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値の分散度を有し得る。
Ｍｎ及びＭｗ、さらには分散度は、ガス浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって特定することができる。
Ｚ平均分子量、Ｍｚも、ポリマーを表すために用いられ得る。Ｍｚは、以下の式９に従って算出される。
本開示のポリアミドは、約５８，５００Ｄａ以上、約５９，０００Ｄａ以上、約５９，５００Ｄａ以上、約６０，０００Ｄａ以上、約６０，５００Ｄａ以上、約６１，０００Ｄａ以上、約６１，５００Ｄａ以上、約６２，０００Ｄａ以上、約６２，５００Ｄａ以上、約６３，０００Ｄａ以下、約６３，５００Ｄａ以下、約６４，０００Ｄａ以下、約６４，５００Ｄａ以下、約６５，０００Ｄａ以下、約６５，５００Ｄａ以下、約６６，０００Ｄａ以下、約６６，５００Ｄａ以下、約６７，０００Ｄａ以下、約６７，５００Ｄａ以下、約６８，０００Ｄａ以下、約６８，５００Ｄａ以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＭｚを有する。
ＭｚのＭｗに対する比も、ポリマーを表すために用いられ得る。本開示のポリアミドは、約１．６０以上、約１．６１以上、約１．６２以上、約１．６３以下、約１．６４以下、約１．６５以下、約１．６６以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの範囲内の、ＭｚのＭｗに対する比を有し得る。
ポリアミドはまた、ＡＳＴＭ Ｄ－７８９に記載の方法によって特定されるそのギ酸粘度（ＦＡＶ）によっても表され得る。本開示のポリアミドは、約２８以上、約２９以上、約３０以上、約３１以上、約３２以上、約３３以上、約３４以上、約３５以上、約３６以上、約３７以上、約３８以上、約３９以下、約４０以下、約４１以下、約４２以下、約４３以下、約４４以下、約４５以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＦＡＶを有し得る。
本開示の二重末端封止ポリマーは、約２８以上、約２９以上、約３０以上、約３１以上、約３２以下、約３３以下、約３４以下、約３５以下、約３６以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＦＡＶを有し得る。
ポリアミドはまた、ＧＢ／Ｔ １２００６．１－２００９／ＩＳＯ ３０７：２００７に記載の方法によって特定されるその相対粘度（ＲＶ）によっても表され得る。本開示のポリアミドは、約２．０以上、約２．１以上、約２．２以上、約２．３以上、約２．４以下、約２．５以下、約２．６以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＲＶを有し得る。
本開示の二重末端封止ポリマーは、約２．０以上、約２．１以上、約２．２以下、約２．３以下、約２．４以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値のＲＶを有し得る。
本開示のポリアミドは、ＩＳＯ ６４２７に従って測定した場合の比較的低い抽出可能分含有量を有し得る。例えば、抽出可能分含有量は、約２．０％以下、約１．５％以下、約１．０％以下、約０．５％以下、又は約０．１％以下であり得る。
本開示のポリアミドは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に記載の方法によって特定した場合、２０ｇ／１０分以上、約２５ｇ／１０分以上、約３０ｇ／１０分以下、約３５ｇ／１０分以下、約４０ｇ／１０分以下、又はこれらの値によって包含されるいずれかの値のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有し得る。
本開示の末端封止ポリマーは、予想外なことに、高分子量であっても、低い粘度を呈する。驚くべきことに、末端封止剤の選択が、出来上がったポリマーの粘度に対して影響を有し得ることが見出された。特に、二重末端封止ポリマーは、より高い分子量でより低い粘度をもたらすものと思われるが、二重末端封止だけでは、本開示の驚くべき結果を実現するのに充分ではないと思われる。類似の分子量及び総末端封止パーセントを有する二重末端封止ポリマーであっても、用いられる末端封止剤に応じて、予測できない形で粘度が変動し得る。
例えば、以下でさらに実証されるように、ポリマーのＮ末端に対する末端封止剤としてのステアリン酸対酢酸の選択は、ほとんど影響がないと思われる一方で、シクロヘキシルアミン対ステアリルアミン（オクタデシルアミン）の選択は、ポリマーの粘度に対して大きな影響を有すると思われる。
２．ポリアミドの合成
上記の式１に示されるように、ポリアミドは、まずラクタムを加水分解して、アミン末端基及びカルボキシル末端基を有するモノマーを得ることによって合成することができる。ラクタムは、例えば、β－ラクタム（２－アゼチジノン）、γ－ラクタム（２－ピロリドン）、δ－ラクトン（２－ピペリジノン）、又はε－ラクタム（カプロラクタム）であってよい。加水分解は、塩基性条件下又は酸性条件下で行われてよい。加水分解は、１つ以上の触媒の存在下で行われてよい。１つ以上の触媒は、亜リン酸、アルキル置換及びアリール置換ホスホン酸、次亜リン酸、及びリン酸から成る群より選択され得る。
上記の式１に示されるように、ポリアミドは、まずラクタムを加水分解して、アミン末端基及びカルボキシル末端基を有するモノマーを得ることによって合成することができる。ラクタムは、例えば、β－ラクタム（２－アゼチジノン）、γ－ラクタム（２－ピロリドン）、δ－ラクトン（２－ピペリジノン）、又はε－ラクタム（カプロラクタム）であってよい。加水分解は、塩基性条件下又は酸性条件下で行われてよい。加水分解は、１つ以上の触媒の存在下で行われてよい。１つ以上の触媒は、亜リン酸、アルキル置換及びアリール置換ホスホン酸、次亜リン酸、及びリン酸から成る群より選択され得る。
加水分解は、約２３０℃以上、約２３５℃以上、約２４０℃以上、約２４５℃以上、約２５０℃以下、約２５５℃以下、約２６０℃以下、約２６５℃以下、約２７０℃以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値の温度で行われ得る。
加水分解は、約４０ｐｓｉｇ以上、約４５ｐｓｉｇ以上、約５０ｐｓｉｇ以上、約５５ｐｓｉｇ以下、約６０ｐｓｉｇ以下、約６５ｐｓｉｇ以下、約７０ｐｓｉｇ以下、又はこれらの終点を包含するいずれかの範囲内の圧力で行われ得る。
ラクタムの加水分解に続いて、モノマーが重縮合条件に掛けられ得る。重縮合は、１つ以上の触媒の存在下で行われてよい。１つ以上の触媒は、亜リン酸、アルキル置換及びアリール置換ホスホン酸、次亜リン酸、及びリン酸から成る群より選択され得る。
重縮合は、約２３０℃以上、約２３５℃以上、約２４０℃以上、約２４５℃以上、約２５０℃以下、約２５５℃以下、約２６０℃以下、約２６５℃以下、約２７０℃以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値の温度で行われ得る。
上記の式１に示されるように、重縮合反応において水が生成される。水の除去プロセスは、窒素（Ｎ２）の注入を介して適用され、及び／又は真空プロセスが適用されてもよい。過剰の水を除去するために、加圧又は真空プロセスが導入され、それを行うことで、重縮合反応の平衡が生成物の側（すなわち、右側）に推進されて、ポリアミドポリマーに対する重合の度合いが高まる結果となる。可能な限り重縮合反応の平衡を連続的に右側へ推進するために、最大のガス添加又は真空が用いられ、それによって、重合の度合いが高められたポリアミドポリマーが得られる。
重縮合によって、アミン末端基及びカルボキシル末端基を有するポリアミドが得られる。これらの末端基は、上記で考察したように、重合プロセスを停止するために、末端封止剤によって封止され得る。
本開示のポリアミドを合成するために、連続する複数ケトル（multi-kettle train）が用いられ得る。例えば、典型的なポリアミドポリマーは、連続する複数ケトルをおよそ１３，０００ｌｂ／時間～１５，０００ｌｂ／時間の運転率（run rate）で用いて合成され得る。理論に束縛されるものではないが、より低い速度又は運転率で重縮合工程を運転すると、より低い分散度又はより狭い分子量分布のポリアミドポリマーが得られ得るものと考えられる。例えば、約２０％低い、約２５％低い、約３０％低い、約３５％低い、又は約４０％低い運転率であり得る。例えば、運転率は、約９０００ｌｂ／時間以上、約１０，０００ｌｂ／時間以上、約１１，０００ｌｂ／時間以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値であり得る。
より低い運転率又は反応率、及びそれに伴う任意のケトル中での反応体の滞留時間の増加が、認識できるほどのより狭い分子量分布（低い分散度）となる理由であった可能性があると考えられる。分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって確認した。上記で述べたように、狭い分子量分布は、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ比）によっても示される。これらの条件により、ポリマー＃１、平均Ｍｗ／Ｍｎが３．４５、ＦＡＶが４１～４３である二重末端封止ポリマー、及びポリマー＃２、平均Ｍｗ／Ｍｎが３．３３、ＦＡＶが３５～３７である二重末端封止ポリマー、が合成される結果となった。
３．配合材料
本開示のポリアミドは、配合されて、ガラス繊維入り材料を提供することができる。一般に、ガラス繊維入り配合物は、その対応する元のポリマーよりも強いが、元のポリマーと比較してメルトフローインデックス（ＭＦＩ）及びギ酸粘度（ＦＡＶ）が高く、そのことが加工の困難さに繋がる場合がある。
本開示のポリアミドは、配合されて、ガラス繊維入り材料を提供することができる。一般に、ガラス繊維入り配合物は、その対応する元のポリマーよりも強いが、元のポリマーと比較してメルトフローインデックス（ＭＦＩ）及びギ酸粘度（ＦＡＶ）が高く、そのことが加工の困難さに繋がる場合がある。
驚くべきことに、本開示のポリアミドは、その加工性を低下させることなく、配合材料に用いることができることが見出された。具体的には、以下でさらに説明し、図２に示されるように、非末端封止及び単一末端封止のベース樹脂と比較して、本開示の二重末端封止ガラス繊維入り配合物において、予想外なメルトフローの改善が見られた。この改善されたメルトフローにより、成形時の加工性が改善され得る。改善された加工性により、材料を高アスペクト比のモールドに用いることができるようになり、及び成形の生産性を高めることも可能となり得る。
本開示のポリアミドの配合材料は、ガラス繊維を、約３０重量％以上、約３１重量％以上、約３２重量％以上、約３３重量％以上、約３４重量％以上、約３５重量％以上、約３６重量％以下、約３７重量％以下、約３８重量％以下、約３９重量％以下、約４０重量％以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値の量で含み得る。
ガラス繊維入り材料のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に記載の方法によって特定された場合、約３０ｇ／１０分以上、約３１ｇ／１０分以上、約３２ｇ／１０分以上、約３３ｇ／１０分以上、約３４ｇ／１０分以上、約３５ｇ／１０分以上、約３６ｇ／１０分以上、約３７ｇ／１０分以上、約３８ｇ／１０分以下、約３９ｇ／１０分以下、約４０ｇ／１０分以下、約４１ｇ／１０分以下、約４２ｇ／１０分以下、約４３ｇ／１０分以下、約４４ｇ／１０分以下、約４５ｇ／１０分以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの範囲内であり得る。
本開示のポリアミドのギ酸粘度（ＦＡＶ）は、以下でさらに考察されるように、配合後に大きく上昇するとは考えられない。具体的には、本開示のガラス繊維入り配合物のＦＡＶは、ＡＳＴＭ Ｄ－７８９に記載の方法によって特定された場合、約３３以上、約３４以上、３５以上、約３６以上、約３７以上、約３８以上、約３９以下、約４０以下、約４１以下、約４２以下、約４３以下、又はこれらの終点によって包含されるいずれかの値であり得る。
以下でさらに考察されるように、「高メルトフロー」二重末端封止ナイロン－６ポリアミドを、プロセス促進添加剤（process enhancing additive）としてナイロン－６６ガラス繊維入り配合物に添加した場合に、さらなる予想外の改善が見られる。非末端封止ナイロン６は、約１０重量％以上、約１２重量％以上、約１５重量％以上、約１７重量％以下、約２０重量％以下、又はこれらの終点を包含するいずれかの範囲内の量で添加され得る。１５重量％の非末端封止ナイロン６（ナイロンの重量／重量ベース）ポリアミドを添加することにより、メルトフローインデックス（ＭＦＩ）で測定されるメルトフローが、８３％改善された。二重末端封止ナイロン６は、約１０重量％以上、約１２重量％以上、約１５重量％以上、約１７重量％以下、約２０重量％以下、はこれらの終点を包含するいずれかの範囲内の量で添加され得る。１５％の二重末端封止ナイロン６（ナイロンの重量／重量ベース）を添加した場合にも、メルトフローの改善が見られ、この場合、メルトフローインデックス（ＭＦＩ）で測定されるメルトフローは、１６０％改善された。
ナイロン－６６ガラス繊維入り配合物に対するメルトフローのこの改善により、改善された表面仕上げ、射出成形時に必要とされるエネルギーの低下、より小さい成形機を用いての同じパーツの成形能力、高アスペクト比パーツの成形、及びマルチキャビティモールドによるより多くのパーツの成形が可能と成り得る。
実施例
例１：抽出可能分の測定
キャピラリー溶融安定性試験を介してオリゴマー及びＴＯＣ（全有機炭素）の試験を行い、ある期間にわたる高温への曝露後のカプロラクタムの再生量を特定した。６つのサンプルを、２７５℃×３０分間でキャピラリー粘度測定溶融安定性を用いて試験し、カプロラクタムの再生を特定した。試験の前に、サンプルを、８０℃で１２時間にわたって真空乾燥した。サンプルに２０００±２５０ｐｐｍの水を吸収させた後に、試験を再度行った。ポリマー１及びポリマー２に対する初期結果は、いずれも同様の抽出可能分レベルを示している（ポリマー１に対しては０．９４重量％、ポリマー２に対しては０．５９重量％）。しかし、熱及び水分への曝露後、ポリマー２は、ポリマー１よりも僅かな抽出可能分レベルを呈している。
例１：抽出可能分の測定
キャピラリー溶融安定性試験を介してオリゴマー及びＴＯＣ（全有機炭素）の試験を行い、ある期間にわたる高温への曝露後のカプロラクタムの再生量を特定した。６つのサンプルを、２７５℃×３０分間でキャピラリー粘度測定溶融安定性を用いて試験し、カプロラクタムの再生を特定した。試験の前に、サンプルを、８０℃で１２時間にわたって真空乾燥した。サンプルに２０００±２５０ｐｐｍの水を吸収させた後に、試験を再度行った。ポリマー１及びポリマー２に対する初期結果は、いずれも同様の抽出可能分レベルを示している（ポリマー１に対しては０．９４重量％、ポリマー２に対しては０．５９重量％）。しかし、熱及び水分への曝露後、ポリマー２は、ポリマー１よりも僅かな抽出可能分レベルを呈している。
例２：引張強度
図１に示されるように、引張強度を、非末端封止（ＵＴ）、単一末端封止（ＭＴ）、及び二重末端封止（ＤＴ）の様々な材料について、ＡＳＴＭ Ｄ－６３８に記載の方法を用いて試験した。結果は、引張強度が末端封止と無関係であると思われることを示している。さらに、試験した材料では、ギ酸粘度（ＦＡＶ）も３６（図１のポリマー２）から６０（図１のＤＴ＃１）まで変動したが、引張強度は、ＦＡＶにも無関係であると思われる。
図１に示されるように、引張強度を、非末端封止（ＵＴ）、単一末端封止（ＭＴ）、及び二重末端封止（ＤＴ）の様々な材料について、ＡＳＴＭ Ｄ－６３８に記載の方法を用いて試験した。結果は、引張強度が末端封止と無関係であると思われることを示している。さらに、試験した材料では、ギ酸粘度（ＦＡＶ）も３６（図１のポリマー２）から６０（図１のＤＴ＃１）まで変動したが、引張強度は、ＦＡＶにも無関係であると思われる。
例３：ガラス繊維入り材料の射出成形
二重末端封止ナイロン－６樹脂を、プロセス潤滑剤、着色顔料、無機又はガラス強化材、安定剤、及び他の機能調整剤を含み得る添加剤と共に配合する。配合は、典型的には、ゾーン加熱、添加剤フィーダー、及び押出しダイを備えた共回転二軸押出機を用いることによって行われる。配合押出機を、ポリアミドの融点を超える温度まで予備加熱し、続いて、ポリアミド樹脂及び所望される添加剤をスクリューに供給する。スクリューを一定の速度で回転させて、成分を充分に混合し、溶融配合物又は混合物をダイを通して押出す。溶融ストランドをダイを通して押出し、水浴中に落とし、そこで、ストランドは固化、冷却される。固体ストランドを、回転ブレード式ペレタイザーを用いて標準サイズのペレットに切断する。次に、続いての加工前に、切断したペレットを、２０００ｐｐｍ未満の水の水分レベルまで乾燥させる。加工は、射出成形によって行われてよく、これは、一軸押出機中で配合物又は混合物を再溶融すること、及び続いて、溶融物を温度制御したモールド中へ高速射出成形することを含む。
二重末端封止ナイロン－６樹脂を、プロセス潤滑剤、着色顔料、無機又はガラス強化材、安定剤、及び他の機能調整剤を含み得る添加剤と共に配合する。配合は、典型的には、ゾーン加熱、添加剤フィーダー、及び押出しダイを備えた共回転二軸押出機を用いることによって行われる。配合押出機を、ポリアミドの融点を超える温度まで予備加熱し、続いて、ポリアミド樹脂及び所望される添加剤をスクリューに供給する。スクリューを一定の速度で回転させて、成分を充分に混合し、溶融配合物又は混合物をダイを通して押出す。溶融ストランドをダイを通して押出し、水浴中に落とし、そこで、ストランドは固化、冷却される。固体ストランドを、回転ブレード式ペレタイザーを用いて標準サイズのペレットに切断する。次に、続いての加工前に、切断したペレットを、２０００ｐｐｍ未満の水の水分レベルまで乾燥させる。加工は、射出成形によって行われてよく、これは、一軸押出機中で配合物又は混合物を再溶融すること、及び続いて、溶融物を温度制御したモールド中へ高速射出成形することを含む。
例４：ガラス繊維入り配合物の特性
ナイロン－６ポリアミドの末端封止（単一末端封止及び二重末端封止の両方）の効果を、ガラス繊維入り配合物で評価した。メルトフローインデックス（ＭＦＩ）及び機械的特性を評価して、低粘度の末端封止ポリアミドに伴う機械的特性の保持又は改善と合わせてメルトフローの予想外の改善があるかどうかを特定した。製剤中のガラス繊維及び他の成分の量を、以下の表１に示し、表中、「ＮＴ」は、非末端封止を表し、「ＭＴ」は、単一末端封止を表し、「ＤＴ」は、二重末端封止を表す。「ＭＢ」は、５０％のカーボンブラック、及び第１列に記載のナイロン成分の５０％から成るマスターバッチを意味する。
ナイロン－６ポリアミドの末端封止（単一末端封止及び二重末端封止の両方）の効果を、ガラス繊維入り配合物で評価した。メルトフローインデックス（ＭＦＩ）及び機械的特性を評価して、低粘度の末端封止ポリアミドに伴う機械的特性の保持又は改善と合わせてメルトフローの予想外の改善があるかどうかを特定した。製剤中のガラス繊維及び他の成分の量を、以下の表１に示し、表中、「ＮＴ」は、非末端封止を表し、「ＭＴ」は、単一末端封止を表し、「ＤＴ」は、二重末端封止を表す。「ＭＢ」は、５０％のカーボンブラック、及び第１列に記載のナイロン成分の５０％から成るマスターバッチを意味する。
溶融安定性サンプルのＦＡＶ値を、規格ＡＳＴＭ Ｄ－７８９のギ酸粘度試験法を用いて測定した。ＲＶ値を、以下の式１０に示すようにして特定した。
式１０：
ＲＶ（９６％Ｈ２ＳＯ４ＡＳＴＭ Ｄ－７８９）＝０．６５１×ＦＡＶ０．３５７
以下の表２は、ＦＡＶ及びＲＶの両方に対して得た結果のリストである。
式１０：
ＲＶ（９６％Ｈ２ＳＯ４ＡＳＴＭ Ｄ－７８９）＝０．６５１×ＦＡＶ０．３５７
以下の表２は、ＦＡＶ及びＲＶの両方に対して得た結果のリストである。
図２は、３３％ガラス繊維入り配合物に対するギ酸粘度（ＦＡＶ）対メルトフローインデックス（ＭＦＩ）の傾向を、その末端封止に応じて示し、非末端封止ポリアミドを「ＵＴ」として表し、単一末端封止ポリアミドを「ＭＴ」として表し、二重末端封止ポリアミドを「ＤＴ」として表す。
図３は、引張強度及びノッチ付き衝撃強度などの機械的特性を示し、末端封止の変化にかかわらず比較的に一定に維持されており、非末端封止ポリアミドを「ＵＴ」として表し、単一末端封止ポリアミドを「ＭＴ」として表し、二重末端封止ポリアミドを「ＤＴ」として表す。比較のために、相対粘度（ＲＶ）が２．７で「２．７ＲＶ ｃｏｍｐ」として表されるサンプル及びＲＶが２．４で「２．４ＲＶ ｃｏｍｐ」として表されるサンプルの２つのさらなるナイロンサンプルを含む。
表３に示される規格による方法を用いた引張伸び、引張弾性率、ノッチなしシャルピー、曲げ弾性率、及び曲げ強度などの他の機械的特性についても、同じ傾向が見られる。試験の結果を、表４及び表５に示す。
例５：未配合材料及び配合材料のＦＡＶ
ギ酸粘度（ＦＡＶ）を、配合の前及び配合の後で、様々な非末端封止、単一末端封止、及び二重末端封止の材料に対して測定した。以下の表６は、ＦＡＶの変化を示す。
ギ酸粘度（ＦＡＶ）を、配合の前及び配合の後で、様々な非末端封止、単一末端封止、及び二重末端封止の材料に対して測定した。以下の表６は、ＦＡＶの変化を示す。
非末端封止及び単一末端封止のポリアミドは、配合後に著しいＦＡＶの変化を示すが、本開示の二重末端封止ポリアミドは（ポリマー１及びポリマー２）、ＦＡＶの変化をほとんど示さない。このデータを、図４にグラフの形で提示する。
例６：未配合材料におけるスパイラルフローの改善
末端封止材料が、加工時のモールド中において対応する非末端封止材料よりも良好に流動するかどうかを特定するために、２つのサンプルを比較した。ＵＴ＃２を、類似のＭｗ及びＭｎである代表的な非末端封止材料として選択し、ポリマー２を、二重末端封止材料として選択した。スパイラルフローを、ＡＳＴＭ Ｄ３１２３に従って測定して、射出成形プロセス時のモールド中での材料流動長さを示した。図５に示されるように、二重末端封止ポリマー（ポリマー２）は、同じ条件下で２３ｍｍの流動経路を有していた非末端封止ポリマー（ＵＴ＃２）よりも長い流動経路（３３ｍｍ）を有していた。これらの結果から、本開示の末端封止ポリマーが、射出成形時に非末端封止ポリマーよりも良好な又は高い流動性を示すことが示唆される。
末端封止材料が、加工時のモールド中において対応する非末端封止材料よりも良好に流動するかどうかを特定するために、２つのサンプルを比較した。ＵＴ＃２を、類似のＭｗ及びＭｎである代表的な非末端封止材料として選択し、ポリマー２を、二重末端封止材料として選択した。スパイラルフローを、ＡＳＴＭ Ｄ３１２３に従って測定して、射出成形プロセス時のモールド中での材料流動長さを示した。図５に示されるように、二重末端封止ポリマー（ポリマー２）は、同じ条件下で２３ｍｍの流動経路を有していた非末端封止ポリマー（ＵＴ＃２）よりも長い流動経路（３３ｍｍ）を有していた。これらの結果から、本開示の末端封止ポリマーが、射出成形時に非末端封止ポリマーよりも良好な又は高い流動性を示すことが示唆される。
例７：ガラス繊維入り配合物におけるメルトフローの改善
ガラス繊維入りナイロン－６６のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に記載の方法を用いて、追加のポリアミドあり及びなしの両方で試験した。以下の表７に示されるように、１５％の低ＦＡＶ二重末端封止ポリアミド（ポリマー２など）をガラス繊維入りナイロン－６６に添加した場合、メルトフローが大きく増加した。
ガラス繊維入りナイロン－６６のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に記載の方法を用いて、追加のポリアミドあり及びなしの両方で試験した。以下の表７に示されるように、１５％の低ＦＡＶ二重末端封止ポリアミド（ポリマー２など）をガラス繊維入りナイロン－６６に添加した場合、メルトフローが大きく増加した。
対照的に、表７に示されるように、類似のＦＡＶ（４０ＦＡＶ）である非末端封止ポリアミドＵＴ＃１（非末端封止サンプル＃１）を添加した場合は、メルトフローインデックス（ＭＦＩ）の改善は非常により小さかった。
例８：１２リットルスケールでの単一末端封止ポリアミド及び二重末端封止ポリアミドの典型的な合成方法
以下は、１２リットルスケールで単一末端封止ポリアミド及び二重末端封止ポリアミドを合成するために用いた典型的な方法である。当業者であれば、所望される最終生成物に基づいて、反応条件及び試薬を調節することができるであろう。
以下は、１２リットルスケールで単一末端封止ポリアミド及び二重末端封止ポリアミドを合成するために用いた典型的な方法である。当業者であれば、所望される最終生成物に基づいて、反応条件及び試薬を調節することができるであろう。
カプロラクタム（５５８４ｇ）及び酢酸（１３．５ｇ）を、１２Ｌの反応容器に投入する。次に脱イオン水（１０２ｇ）を添加する。反応器の加圧試験を窒素で行った後、反応器の内容物をゆっくり２３０℃まで加熱して反応を開始する。反応器を６０分間にわたって２３０℃に維持し、その後、窒素をパージしながら、２０分間掛けて反応器を２５０℃に加熱する。３時間の反応時間後、続いて溶融ポリマーを重力によって単一ストランドに押出し、氷水で急冷し、ペレット化する。ペレットを浸出及び乾燥に掛けた後、ギ酸中での溶液粘度をＡＳＴＭ Ｄ７８９の方法に従って特定する。末端基分析も、この乾燥ポリアミドに対して行う。
二重末端封止ポリアミドの作製には、多少改変した方法を用いることができる。カプロラクタム（５５１３ｇ）及びシクロヘキシルアミン（ＣＨＡ）（２１．３ｇ）及びステアリン酸（６３．８ｇ）を、１２Ｌの反応容器に投入する。脱イオン水（１０１ｇ）を添加する。反応器の加圧試験を窒素で行った後、反応器の内容物をゆっくり２３０℃まで加熱して反応を開始する。次に、反応器を６０分間にわたって２３０℃に維持し、続いて２０分間の時間にわたる昇温によって２５０℃の温度に加熱して重合を開始する。７時間の反応後、続いて溶融ポリマーを重力によって単一ストランドに押出し、氷水で急冷し、ペレット化する。ペレットを浸出及び乾燥に掛けた後、ギ酸中での溶液粘度をＡＳＴＭ Ｄ７８９の方法に従って特定する。末端基分析も、この乾燥ポリアミドに対して行う。
例９：単一末端封止及び二重末端封止ポリマー対非末端封止ポリマーの溶融安定性
ポリアミド溶融粘度を、一定のせん断速度でキャピラリーレオメーターを用いることによって測定することは、ポリアミド粘度の経時での上昇を評価するための１つの方法である。溶融安定性の用語は、ポリアミド溶融物が、溶融配合時又はキャピラリーレオメーター測定時におけるポリアミド粘度の上昇に抵抗する傾向を表すために用いられる。時間による溶融粘度の傾きを、溶融安定性の定量的尺度として用いることができ、低い値の方が良好な溶融安定性を示している。
ポリアミド溶融粘度を、一定のせん断速度でキャピラリーレオメーターを用いることによって測定することは、ポリアミド粘度の経時での上昇を評価するための１つの方法である。溶融安定性の用語は、ポリアミド溶融物が、溶融配合時又はキャピラリーレオメーター測定時におけるポリアミド粘度の上昇に抵抗する傾向を表すために用いられる。時間による溶融粘度の傾きを、溶融安定性の定量的尺度として用いることができ、低い値の方が良好な溶融安定性を示している。
ポリアミド６（ＰＡ６）のサンプルをカプロラクタムから作製した。以下の表８は、サンプルが非末端封止（ＵＴ）、単一末端封止（ＭＴ）、又は二重末端封止（ＤＴ）であるかどうか、さらには末端封止レベル及び用いた末端封止剤を示し、末端封止レベルの相違は、総末端封止パーセントに影響する。酸末端封止剤及びアミン末端封止剤の量は、反応器に投入したｍｅｑ／ｋｇとして記載する。
次に、結晶化温度（Ｔｃ）及び融点（Ｔｍ）を、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を介してサンプルに対して特定した。結果を、ＦＡＶ、ＲＶ、及びＭｎと共に以下の表９に示す。アミン末端基は、表９中、ｍｅｑ／ｋｇで示す。
表１０は、式５に従って特定されるＮ末端の末端封止パーセント（％ＮＨ２）、式６に従って特定されるＣ末端の末端封止パーセント（％ＣＯＯＨ）、及び式４に従って特定される総末端封止パーセント（％ＴＴ）、さらには２６０℃でのゼロせん断粘度、２３５℃での１．２１におけるメルトフローレート、及びスパイラルフローを示す。
図６Ｂは、ＰＡ６の例における粘度／時間傾き値のヒストグラムを示し、値は、サンプルの総末端封止％のレベルと共に、溶融安定性のレベルにグループ分けされている（良、より良、最良など）。一部のサンプルは、類似の相対的溶液粘度であるが総末端封止％が低く、粘度／時間傾きが高いサンプルと比較して、改善したメルトフロー（２３５℃、１．２ｋｇでのメルトフローインデックス、ＭＦＩによって測定された場合）を有する可能性があることが示され得る。
アミン末端基の算出されたパーセント（％ＮＨ２）、カルボン酸末端基の算出されたパーセント（％ＣＯＯＨ）、及び総末端封止率（％ＴＴ）を、粘度傾き及びメルトフローインデックスと共に表１０に示す。総末端封止パーセントは、可（０％）、良（２６～２７％）、より良（３４～４３％）、及び最良（５５～５９％）としてランク付けしている。
これらの結果に基づくと、より高い総末端封止％のＰＡ６サンプルは、溶融滞留時間（キャピラリーレオメトリー又は他の溶融プロセスにおいて）の間の溶融粘度上昇を低減するという点で、総末端封止％が低い又は総末端封止％が０％であるＰＡ６よりも良好であり得ると思われる。このことにより、射出成形などの加工工程時のより良好な流動、並びに薄い、長い、及び／又は高アスペクト比の複雑なパーツを成形する能力の改善が得られる結果と成り得る。また、溶融安定性及び流動挙動の改善を進めるのは、単一末端封止と二重末端封止との間の相違ではなく、総末端封止％であると結論付けることもできる。
態様
態様１は、２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）、及び４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）を有する末端封止ポリアミドである。
態様１は、２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）、及び４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）を有する末端封止ポリアミドである。
態様２は、２２，０００Ｄａ～３６，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）、及び４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）を有する、態様１に記載の末端封止ポリアミドである。
態様３は、カルボキシル末端基を有し、カルボキシル末端基の末端封止パーセントが３０重量％～６０重量％である、態様１又は態様２に記載の末端封止ポリアミドである。
態様４は、アミン末端基を有し、アミン末端基の末端封止パーセントが３０重量％～５０重量％である、態様１～３のいずれか１つに記載の末端封止ポリアミドである。
態様５は、２．０～２．６の相対粘度（ＲＶ）を有する、態様１～４のいずれか１つに記載の末端封止ポリアミドである。
態様６は、２０ｇ／１０分～４０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する、態様１～５のいずれか１つに記載の末端封止ポリアミドである。
態様７は、末端封止ポリアミドの重量平均分子量（Ｍｗ）の、末端封止ポリアミドの数平均分子量（Ｍｎ）に対する比が、１．８～３．５である、態様１～６のいずれか１つに記載の末端封止ポリアミドである。
態様８は、ガラス繊維を、末端封止ポリアミドとガラス繊維とを合わせた重量に基づいて、３０重量％～４０重量％の量でさらに含む、態様１～７のいずれか１つに記載の末端封止ポリアミドである。
態様９は、末端封止ポリアミドの合成方法であり、その方法は、ラクタムを加水分解してアミン末端基及びカルボキシル末端基を有するモノマーを提供すること、２３０℃～２７０℃の温度でモノマーを重縮合して、アミン末端基及びカルボキシル基を有するポリアミドポリマーを提供すること、並びに少なくとも１つの鎖末端封止剤との反応によってポリアミドを末端封止して、重量平均分子量（Ｍｗ）が２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａであり、ギ酸粘度（ＦＡＶ）が４５未満である末端封止ポリアミドを提供すること、を含む。
態様１０は、末端封止ポリアミドが、２２，０００Ｄａ～３６，０００Ｄａの重量平均分子量、及び４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）を有する、態様９に記載の方法である。
態様１１は、鎖末端封止剤が、シクロヘキシルアミン、ステアリルアミン、ステアリン酸、及び酢酸から成る群より選択される、態様９又は態様１０に記載の方法である。
態様１２は、末端封止ポリアミドのカルボキシル末端基の末端封止パーセントが３０重量％～６０重量％である、態様９～１１のいずれか１つに記載の方法である。
態様１３は、末端封止ポリアミドのアミン末端基の末端封止パーセントが３０重量％～５０重量％である、態様９～１２のいずれか１つに記載の方法である。
態様１４は、ガラス繊維を、ポリアミドとガラス繊維とを合わせた重量に基づいて、３０重量％～４０重量％の量で添加してガラス繊維入りポリアミドを提供することをさらに含む、態様９～１３のいずれか１つに記載の方法である。
態様１５は、ポリアミド組成物であり、組成物の総重量に基づいて８０重量％～９０重量％の量の態様１４に記載のガラス繊維入りポリアミドと、組成物の総重量に基づいて１０重量％～２０重量％の量の第二のポリアミドとを含む。
態様１６は、第二のポリアミドが非末端封止ポリアミド及び二重末端封止ポリアミドから成る群より選択される、態様１５に記載の組成物である。
態様１７は、組成物のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）が３０ｇ／１０分～４５ｇ／１０分である、態様１５又は態様１６に記載の組成物である。
態様１８は、末端封止ポリアミドの重量平均分子量（Ｍｗ）の、末端封止ポリアミドの数平均分子量（Ｍｎ）に対する比が、１．８～３．５である、態様１５～１７のいずれか１つに記載の組成物である。
本発明を例示的な設計に関して記載してきたが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲内でさらに改変されてよい。さらに、本出願は、本発明が属する技術分野における公知の又は慣習的な実践の範囲内に含まれるような本開示からの逸脱も包含することを意図している。
Claims (18)
- ２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）、及び
４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）、
を有する、末端封止ポリアミド。 - ２２，０００Ｄａ～３６，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）、及び
４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）、
を有する、請求項１に記載の末端封止ポリアミド。 - カルボキシル末端基を有し、カルボキシル末端基の末端封止パーセントが３０重量％～６０重量％である、請求項１又は請求項２に記載の末端封止ポリアミド。
- アミン末端基を有し、アミン末端基の末端封止パーセントが３０重量％～５０重量％である、請求項１～３のいずれか一項に記載の末端封止ポリアミド。
- 前記末端封止ポリアミドが、２．０～２．６の相対粘度（ＲＶ）を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の末端封止ポリアミド。
- ２０ｇ／１０分～４０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の末端封止ポリアミド。
- 前記末端封止ポリアミドの重量平均分子量（Ｍｗ）の、前記末端封止ポリアミドの数平均分子量（Ｍｎ）に対する比が、１．８～３．５である、請求項１～６のいずれか一項に記載の末端封止ポリアミド。
- ガラス繊維を、前記末端封止ポリアミドとガラス繊維とを合わせた重量に基づいて、３０重量％～４０重量％の量でさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の末端封止ポリアミド。
- 末端封止ポリアミドの合成方法であって、
ラクタムを加水分解してアミン末端基及びカルボキシル末端基を有するモノマーを提供すること、
２３０℃～２７０℃の温度で前記モノマーを重縮合して、アミン末端基及びカルボキシル基を有するポリアミドポリマーを提供すること、及び
少なくとも１つの鎖末端封止剤との反応によって前記ポリアミドを末端封止して、重量平均分子量（Ｍｗ）が２２，０００Ｄａ～５６，０００Ｄａであり、ギ酸粘度（ＦＡＶ）が４５未満である末端封止ポリアミドを提供すること、
を含む、方法。 - 前記末端封止ポリアミドが、２２，０００Ｄａ～３６，０００Ｄａの重量平均分子量、及び４５未満のギ酸粘度（ＦＡＶ）を有する、請求項９に記載の方法。
- 前記鎖末端封止剤が、シクロヘキシルアミン、ステアリルアミン、ステアリン酸、及び酢酸から成る群より選択される、請求項９又は請求項１０に記載の方法。
- 前記末端封止ポリアミドのカルボキシル末端基の末端封止パーセントが、３０重量％～６０重量％である、請求項９～１１のいずれか一項に記載の方法。
- 前記末端封止ポリアミドのアミン末端基の末端封止パーセントが、３０重量％～５０重量％である、請求項９～１２のいずれか一項に記載の方法。
- ガラス繊維を、前記ポリアミドとガラス繊維とを合わせた重量に基づいて、３０重量％～４０重量％の量で添加してガラス繊維入りポリアミドを提供することをさらに含む、請求項９～１３のいずれか一項に記載の方法。
- ポリアミド組成物であって、
前記組成物の総重量に基づいて８０重量％～９０重量％の量の請求項１４に記載のガラス繊維入りポリアミドと、
前記組成物の総重量に基づいて１０重量％～２０重量％の量の第二のポリアミドと、
を含む、ポリアミド組成物。 - 前記第二のポリアミドが、非末端封止ポリアミド及び二重末端封止ポリアミドから成る群より選択される、請求項１５に記載の組成物。
- 前記組成物のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）が、３０ｇ／１０分～４５ｇ／１０分である、請求項１５又は請求項１６に記載の組成物。
- 前記末端封止ポリアミドの重量平均分子量（Ｍｗ）の、前記末端封止ポリアミドの数平均分子量（Ｍｎ）に対する比が、１．８～３．５である、請求項１５～１７のいずれか一項に記載の組成物。
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