JP6185981B2 - フラン系ポリアミド - Google Patents
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Description
この場合に、ポリマーは、
a.m−フェニレンジアミンを含む芳香族ジアミンと、
b.フランジカルボン酸又はその誘導体を含む芳香族二酸又はその誘導体と、
から得られる。
a)芳香族ジアミンモノマーを極性溶媒に溶解させて不活性雰囲気下にてジアミン溶液を形成するステップであって、極性溶媒はジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、及びジメチルスルホキシドからなる群から選択され、且つ、芳香族ジアミンはm−フェニレンジアミンを含むステップと、
b)芳香族二酸モノマー又はその誘導体を−5〜35℃の範囲の温度でジアミン溶液に加えて反応混合物を形成するステップであって、芳香族二酸はフランジカルボン酸又はその誘導体を含むステップと、
c)温度の更なる上昇がなくなるまで、又は反応混合物の所望の粘度が達成されるまで、反応を継続するステップと、
d)ポリマーを反応混合物から単離するステップと、
を含む本発明のポリマー組成物を調製するプロセスが存在する。
この場合に、ポリマーは、
a.m−フェニレンジアミンを含む芳香族ジアミンと、
b.フランジカルボン酸又はその誘導体を含む芳香族二酸又はその誘導体と、
から得られる。
a)0.1〜50重量%の本発明のポリマー組成物の繊維混合物を形成するステップと、
b)繊維混合物を紡糸して繊維にするステップと、
を含む。
1H−NMR及び13C−NMRスペクトルは、重水素化クロロホルム(CD2Cl2)において、400MHzのNMRにて記録された。プロトンの化学シフトは、内部標準である重水素化溶媒の共鳴を使用してppmで表される。ASTM D3418−08に従って実施された示差走査熱量測定(DSC)によって、ポリマーの熱転移が求められた。
以下の実施例において使用される、2,5−フランジカルボン酸(99+%純度)は、AstaTech Inc.(Bristol,PA)より入手した。塩化チオニル(>99%純度)、ペンタン(無水、>99%純度)、酸化カルシウム(99.995%、微量金属に基づく)、ジメチルアセトアミド(DMAc)(無水、99.8%純度)、及び塩化リチウム(>99%)は、Aldrichより調達した。ジメチルホルムアミド(エキストラドライ、99.8%純度)は、ACROS Organicsより調達した。メタフェニレンジアミン(MPD)(>99%純度)は、DuPont(Wilmington,DE)より入手した。特に明記しない限り、化学物質は、入荷したままの状態で使用した。塩化リチウムは、使用する前に、真空オーブンにて乾燥させた。
A.フラン二酸塩化物(FDC−Cl)の調製
FDC−Cl、塩化イソフタロイル(IPL)、及びメタフェニレンジアミンからなるコポリマー組成物を、FDC−Clの50%をIPLで置き換えることによって、実施例1.2の手順によって合成した。ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって求められたポリマーの重量平均分子量は、100994g/モルであった。Tgは、およそ279.1℃(DSC、10℃/分、第2加熱)であった。
実施例1.2と同一の手順を使用して、ポリアラミドを、イソフタル酸及びm−フェニレンジアミンのみから作製した。
本明細書における繊維を紡糸する特定の方法の一つは、10〜15重量%のポリマーを含有するDMAc/LiCl/CaCl2溶液から紡糸するものである。これらの実施において使用するポリマーは、実施例2に従って作製される。繊維を紡糸するのに使用されるセットアップを図1に概略的に示す。溶液は、ギアポンプ1によって供給されることができ、溶液が0.005”の直径を有する1つの孔を備える紡糸口金3を介して出る前に、スピンセル2に滞留する。紡糸溶液のジェット速度の範囲は、100〜300ft/分であることができる。繊維は、押し出されて室温の脱イオン水で満たされた凝集浴4に直接入ることができる。凝集浴の繊維の滞留時間は、15〜60秒であることができる。繊維は、セラミックガイドを介して凝集浴から取り出されることができる。繊維は、60〜250ft/分の速度で、ポリエチレンテレフタレートのボビン5に、巻き付けられることができる。次いで、巻き付けられた繊維のボビンは、洗浄され脱イオン水に浸漬され、一連のバッチステップにおいて室温で空気乾燥される。
繊維を、比較例Aのポリアラミドを使用して実施例3と同一の手順を使用して紡糸した。条件及び繊維の特性を、以下の表3に示す。
1.ポリマーを含む組成物であって、前記ポリマーは、以下に示される式
前記ポリマーは、
a.m−フェニレンジアミンを含む芳香族ジアミンと、
b.フランジカルボン酸又はその誘導体を含む芳香族二酸又はその誘導体と、
から得られる、組成物。
2.前記ポリマーは、以下の式
3.前記芳香族ジアミンは、p−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、3,3’−ジメチルベンジジン、2,6−ナフチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、1,12−ドデカンジアミン、1,2−エチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメタンアミン、1,12−ドデカンジアミン、及びそれらの混合物からなる群から選択されるジアミンコモノマーを更に含む、上記1に記載の組成物。
4.前記芳香族二酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタリン二酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、マレイン酸、コハク酸、及び1,3,5−ベンゼントリカルボン酸からなる群から選択される二酸コモノマーを更に含む、上記1に記載の組成物。
5.前記ポリマーは、2,5−フラン二酸塩化物、m−フェニレンジアミン、及びイソフタル酸から得られるコポリマーである、上記1に記載の組成物。
6.e)芳香族ジアミンモノマーを極性溶媒に溶解させて不活性雰囲気下にてジアミン溶液を形成するステップであって、前記極性溶媒はジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、及びジメチルスルホキシドからなる群から選択され、且つ、前記芳香族ジアミンは、m−フェニレンジアミンを含むステップと、
f)芳香族二酸モノマー又はその誘導体を−5〜35℃の範囲の温度で前記ジアミン溶液に加えて反応混合物を形成するステップであって、前記芳香族二酸はフランジカルボン酸又はその誘導体を含むステップと、
g)温度の更なる上昇がなくなるまで、又は前記反応混合物の所望の粘度が達成されるまで、前記反応を継続するステップと、
h)前記ポリマーを前記反応混合物から単離するステップと、
を含む、上記1に記載のポリマー組成物を調製するプロセス。
7.芳香族二酸モノマーを加えるステップの前に、塩を前記ジアミン溶液に加えるステップを更に含み、前記塩はアルカリ金属イオンの塩と、アルカリ土類金属イオンの塩とを含む、上記6に記載のプロセス。
8.塩を前記反応混合物に加えるステップを更に含み、前記塩は、アルカリ金属イオンの塩と、アルカリ土類金属イオンの塩とを含む、上記6に記載のプロセス。
9.以下の式
前記ポリマーは、
a.m−フェニレンジアミンを含む芳香族ジアミンと、
b.フランジカルボン酸又はその誘導体を含む芳香族二酸又はその誘導体と、
から得られる、付形物品。
10.前記ポリマーは、以下の一般構造
11.前記芳香族ジアミンは、p−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、3,3’−ジメチルベンジジン、2,6−ナフチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、1,12−ドデカンジアミン、1,2−エチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメタンアミン、1,12−ドデカンジアミン、及びそれらの混合物からなる群から選択されるコモノマーを更に含む、上記9に記載の付形物品。
12.前記芳香族二酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタリン二酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、マレイン酸、コハク酸、及び1,3,5−ベンゼントリカルボン酸からなる群から選択されるコモノマーを更に含む、上記9に記載の付形物品。
13.繊維である上記9に記載の付形物品。
14.上記13に記載の繊維を含む紡績糸条。
15.上記14に記載の糸条を含む織布。
16.上記14に記載の糸条を含む衣類。
17.上記13に記載の繊維を含む不織のウェブ。
18.前記プロセスは、
a)0.1〜50重量%の上記1に記載のポリマー組成物の繊維混合物を形成するステップと、
b)前記繊維混合物を紡糸して繊維にするステップと、
を含む、繊維を調製するプロセス。
Claims (14)
- 2,5−フランジカルボン酸の誘導体は、2,5−フランジカルボン酸クロライドである、請求項1に記載の組成物。
- 2,5−フランジカルボン酸のイソフタル酸に対するモル比は、1:100〜100:1である、請求項1又は2に記載の組成物。
- 2,5−フランジカルボン酸のイソフタル酸に対するモル比は、1:1である、請求項3に記載の組成物。
- a)m−フェニレンジアミンを極性溶媒に溶解させて不活性雰囲気下にてジアミン溶液を形成するステップであって、前記極性溶媒はジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、及びジメチルスルホキシドからなる群から選択される、ステップと、
b)2,5−フランジカルボン酸又はその誘導体及びイソフタル酸又はその酸クロライドを−5〜35℃の範囲の温度で前記ジアミン溶液に加えて反応混合物を形成するステップと、
c)温度の更なる上昇がなくなるまで、又は前記反応混合物の所望の粘度が達成される
まで、前記反応を継続するステップと、
d)前記ポリマーを前記反応混合物から単離し、請求項1に記載のポリマー組成物を形成するステップを含む、請求項1に記載のポリマー組成物を調製する方法。 - b)ステップの前に、塩を前記ジアミン溶液に加えるステップを更に含み、前記塩はアルカリ金属イオンの塩と、アルカリ土類金属イオンの酸化物とを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記アルカリ金属イオンの塩は、塩化リチウムであり、アルカリ土類金属イオンの酸化物は、酸化カルシウムである、請求項6に記載の方法。
- 請求項1で定義されたポリマーを含む付形物品。
- 繊維である請求項8に記載の付形物品。
- 請求項9で定義された繊維を含む紡績糸条。
- 請求項10に記載の紡績糸条を含む織布。
- 請求項10に記載の紡績糸条を含む衣類。
- 請求項9で定義の繊維を含む不織のウェブ。
- 請求項9で定義された繊維を調製する方法であって、
a)0.1〜50重量%の請求項1に記載のポリマー組成物の繊維混合物を形成するステップと、
b)前記繊維混合物を紡糸して繊維にするステップと、
を含む、上記方法。
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