JP6328629B2 - 新規ポリアミド、その調製方法およびその使用 - Google Patents

新規ポリアミド、その調製方法およびその使用 Download PDF

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Description

本発明は、新規ポリアミドに、それを調製するための方法におよびその使用に関する。本発明はより具体的には、生物学的に得られるモノマーから合成されるポリアミドに関する。
用語「生物学的に得られる」は、問題の材料が再生可能資源に由来することを意味する。再生可能資源は天然−動物または植物−資源であり、その資源は、人間の時間尺度で短期間で再生することができる。この資源に関しては消費されるとすぐに再生可能であることが特に必要である。
化石材料から誘導される材料とは異なり、再生可能出発原料は、大きな比率の14Cを含有する。この特性は特に、標準ASTM D6866に記載された方法の1つによって、特に質量分光分析法または液体シンチレーション分光分析法によって定量されてもよい。
これらの再生可能資源は一般に、サトウキビ、トウモロコシ、カッサバ、小麦、ナタネ、ヒマワリ、パーム、トウゴマ等の木、植物などの栽培または非栽培植物質から、または脂肪(獣脂等)などの動物性物質から製造される。
生物学的に得られるモノマーから合成されたポリマーは、環境フットプリントを低減することができるので、現在では非常に重要である。生物学的に得られるモノマーの多数の組合せまたは生物学的に得られるモノマーと化石資源から誘導されるモノマーとの多数の組合せがあり、それらを使用してポリマーを生成させてもよく、その時それらは生物学的に得られると称される。これらの生物学的に得られるポリマーのいくつかを使用して、化石資源から誘導されるポリマーに取って代わってもよい。これは例えば、ヘキサメチレンジアミン(化石資源)からおよびヒマシ油から誘導される生物学的に得られるセバシン酸から合成されたポリアミドPA6.10の場合であり、それは特に自動車用途において(化石資源から誘導される)PA12に取って代わることができる。
生物学的に得られるモノマーの中で、例えばグルコースなどの糖からそれ自体得られる、例えばヒドロキシメチルフルフラール(HMF)から得られる2,5−フランジカルボン酸に大きな関心が寄せられている。
エチレングリコール、1,3−プロパンジオールまたは1,4−ブタンジオールなどのジオールと組合せて、2,5−フランジカルボン酸を化石資源から誘導されるテレフタル酸の直接の代用品として特に使用して、包装用途であっても織物用途であっても、優れた性質を有する半結晶性ポリエステルを合成する。したがって、ポリエチレンフラノエート(PEF)をボトルの製造用のポリエチレンテレフタレート(PET)の代わりに使用してもよい。
工業的に、PETタイプのポリエステルは主に、テレフタル酸とジオールとの間の直接エステル化経路によって合成される。
しかしながら、この反応中に、2,5−フランジカルボン酸がフラン(それは毒性、発癌性および易燃性の分子である)に分解するので、高品質のPEFを合成するためにこれらの工業ユニットの改良が必要であることが判明している。
したがって、PETの製造のためのジメチルテレフタレートからの別の工業経路によってPEFを合成することがより賢明である。PEFに適用されるとき、この「ジエステル」経路は、ジメチル2,5−フラノエートと過剰なジオールとの間の反応であり、過剰なジオールは真空下での蒸留によって除去されてポリエステル鎖を成長させる。
PA66、PA6、PA11、PA12およびPA46またはポリフタルアミドPA6T/66、PA6T/MTおよびPA6T/6I、PA10TおよびPA9Tなどの半結晶性ポリアミドは、自動車、織物などの用途においてまたは電気およびエレクトロニクス(E&E)分野において広範囲に使用される工業用ポリマーである。それらは、世界的に販売されているポリアミドの圧倒的多数を占めている。非晶質性はしばしば適用性能および使用温度範囲を制限するので、非晶質ポリアミドは、それらの部品向けに、十分とはいえない。
また、テレフタル酸を生物学的に得られるモノマーと取り代えるために特に、ポリアミドが2,5−フランジカルボン酸から合成された。2,5−フランジカルボン酸から誘導されたポリエステルとは対照的に、Chemie Ingenieur Technik(Polymere)2009,81,11,1829−1835に公開されたUlrich Fehrenbacherによる最近の研究から、2,5−フランジカルボン酸のメチルジエステル誘導体からおよび生物学的に得られる商用ジアミン(例えば1,10−ジアミノデカン)から製造されるかまたは化石資源(例えばヘキサメチレンジアミンもしくは1,12−ジアミノドデカン)から誘導されたポリアミドは非晶質であると考えられる。
この特性は、2,5−フランジカルボン酸からのポリアミドが化石資源から誘導された半結晶性ポリアミドに取って代わることができないので、2,5−フランジカルボン酸からのポリアミドの開発の限界を示す。
さらに、ポリエステルについては、ポリアミド製造のための2,5−フランジカルボン酸の使用は、それが毒性であるフランを生成するので避けられるべきである。
これらのポリアミドの開発の別の限界は、「ジエステルアミノリシス」プロセス、すなわち、ジアミンをジエステルと反応させることにあるプロセスに頼ることである。具体的には、このようなプロセスは、「ジエステル」経路によって合成されるポリエステルの場合とは対照的に、2つの主な欠点を有する。第一の欠点は、ポリアミドの熱的性質(例えば結晶化)に影響を与える副反応が生じることである。第二の欠点は、高いモル質量のポリアミドを得るためにジアミンのおよびジエステルの化学量論量を操作することが必要であることである。しかしながら、工業的な観点からジアミンのおよびジエステルのこの化学量論量を制御するのは難しい。
したがって、新規ポリアミドを提案する必要が依然としてあり、それらは好ましくは半結晶性であり、生物学的に得られる分子から誘導され、化石資源から誘導されるポリアミドに取って代わることができる。
さらにまた、簡単で、クリーンで且つ再現性がよく、ポリアミド66などの標準ポリアミドのために既に使用可能な工業装置を有利には使用するこれらの生物学的に得られるポリアミドのための合成経路を見出す必要がある。さらに、これらのポリアミドを合成するための製造法は有利には、高いモル質量を達成することができるべきである。
これに関連して、全く意外にも、テトラヒドロフラン環を含有する二酸または誘導体が、特にジアミンと組合せて、ポリアミドの通常の用途において特に有利な性質を有する新規ポリアミドを合成できることが発見された。有利にも生物学的に得られる、これらの二酸または誘導体は、生物学的に得られる2,5−フランジカルボン酸から特に得られてもよい。
したがって、本発明の1つの主題は、下式Iの反復単位を含む新規ポリアミドである。
Figure 0006328629
(式中、
Rは、共有結合または飽和もしくは不飽和脂肪族炭化水素、飽和もしくは不飽和脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、アリール脂肪族炭化水素およびアルキル芳香族炭化水素から選択される二価の炭化水素系基を表す)
また、本発明の主題は、
− それぞれ下式IV、IV’、IV’’およびIV’’’:
Figure 0006328629
(式中、同一であるかまたは異なる、RおよびRは、C1〜C4アルキルである)
Figure 0006328629
の少なくとも1つのジカルボン酸または少なくとも1つのカルボン酸ジエステルまたは少なくとも1つのジニトリルまたは少なくとも1つのアシルジクロリドと
− 下式V:
N−R−NH (V)
の少なくとも1つのジアミンとの間の重縮合反応を含み、Rは上に定義されている、本発明のポリアミドを調製するための方法である。
さらに、本発明の主題は成形、射出成形、射出/ブロー成形、押出/ブロー成形、押出または紡糸によって物品を作製するための本発明のポリアミドの使用である。したがって、本発明はまた、本発明によるポリアミドから得られる物品を目的とし、前記物品は、成形品または押出品、糸、繊維、フィラメントまたはフィルムの形態をとることができる。
このように得られた物品は、工業用プラスチック(自動車、E&E、消費財等)、工業用糸、繊維工業、パッケージング等の多くの分野において用途がある。
また、本発明は、少なくとも本発明のポリアミドと、任意選択により補強充填剤および/または様々な添加剤とを含む組成物に関する。
本発明による新規ポリアミドは、上に記載されたように式Iの反復単位を含み、式中、Rは、共有結合または飽和もしくは不飽和脂肪族炭化水素、飽和もしくは不飽和脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、アリール脂肪族炭化水素およびアルキル芳香族炭化水素から選択される二価の炭化水素系基を表す。
用語「飽和脂肪族基」は、例えば、1〜36個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐アルキル基を意味する。好ましくは、4〜14個の炭素原子を有する直鎖アルキル基が選択される。
用語「不飽和脂肪族基」は、例えば、本発明が、共役していても共役していなくてもよい1つまたは複数の二重結合、または代わりに三重結合などの、脂肪族炭化水素系鎖上の不飽和の存在を排除しないことを意味する。
上記の脂肪族基の炭化水素系鎖は任意選択により、ヘテロ原子(例えば酸素、窒素、リンもしくは硫黄)または官能基(例えばカルボニル)によって割り込まれてもよく、または反応条件下でもしくは意図される適用に対してそれらが妨げにならないならば1つまたは複数の置換基(例えばヒドロキシルもしくはスルホン)を有してもよい。
脂肪族基Rについての好ましい例として、次の基が挙げられてもよい:−(CH−、−(CH−、−(CH−、−(CH)−CH(CH)−(CH−、−(CH10−および−(CH12−。
式(I)中、Rはまた、好ましくは単環式または二環式である、脂環式(または炭素環式)基を表してもよい。各々の環中の炭素原子の数は4〜8個の炭素原子の範囲であってもよいが、それは好ましくは4、5または6個の炭素原子に等しい。炭素環は飽和していてもよく、または環中に1または2個の不飽和、好ましくは1〜2個の二重結合を含んでもよい。
Aのための炭素環式および単環式基の好ましい例として、1,4−シクロヘキシルまたは1,3−シクロヘキシル基、好ましくはトランス立体異性体あるいは4,4’−メチレンビス(シクロヘキシル)基が挙げられてもよい。
本発明の他の有利な実施形態において、Rはまた、有利には、少なくとも5個の炭素原子をその芳香環中に含む芳香族の二価炭化水素系基を表してもよく、それは窒素原子などのヘテロ原子によって割り込まれていてもよい。好ましくは、二価の芳香族炭化水素系基は、1,4−ベンゼン、1,3−ベンゼンまたは2,6−ナフタレン基などの、6〜18個の炭素原子を含む。それはまた、1,4−フェニレン−2,5−ジメチルなどの二価のアルキル芳香族炭化水素系基、またはnおよびn’が有利には1〜4の整数である基−(CH−Ph−(CHn’−などの二価のアリール脂肪族炭化水素系基であってもよく、−(CH2)n−基の位置は1,3および1,4である。芳香族基Rについての好ましい例として、1,4−ベンゼン、1,3−ベンゼンまたは1,3位および1,4位の−(CH)−Ph−(CH)−基が選択される。
本発明の特定の一実施形態によれば、Rは、本発明の意味において生物学的に得られる二価の炭化水素系基である(標準ASTM D6866)。
本発明の好ましい一実施形態によれば、本発明のポリアミドは、500〜50000g/モル、好ましくは2000〜30000g/モル、さらにより有利には5000〜25000g/モルの真数平均モル質量Mnを有する。
真数平均モル質量は、ゲル透過クロマトグラフィーなどの様々な公知の方法によって測定される。用語「真数平均モル質量」は、それらがポリスチレン等価物としての測定値ではないことを意味すると理解されるべきである。
第一の有利な実施形態によれば、本発明によるポリアミドは、式Iの反復単位を主として含む。式Iのこの反復単位は有利には、上に定義されたような式IVのジカルボン酸モノマーと式V:HN−R−NH (V)(Rは上に定義されている)のジアミンモノマーとの間の重縮合反応から誘導される。先に説明したように、ジカルボン酸はまた、相当するメチル、エチル、プロピルもしくはブチルジエステル(式IV’)または代わりに、相当するジニトリル(式IV’’)、または代わりにアシルクロリド(式IV’’’)で置換されてもよい。
用語「主として」は、ポリアミドが完全に式Iの反復単位からなるホモポリアミドであってもよいこと、しかしまた、それが式Iの単位とは異なる他の反復単位(これらの反復単位は、他のジカルボン酸、他のジアミン、アミノ酸および/またはラクタムなどのコモノマーから誘導され得る)を含むコポリマーであってもよいことを意味する。これらのコモノマーは、本発明のポリアミドの調製のために導入されるモノマーの総量の50モル%まで、好ましくは30モル%まで、さらにより有利には15モル%までに相当してもよい。
第二の有利な実施形態によれば、本発明によるポリアミドは、式Iの反復単位をわずかに含む。式Iのこの反復単位は有利には、上に定義されたような式IVのジカルボン酸モノマーと式V:HN−R−NH (V)(Rは上に定義されている)のジアミンモノマーの間の重縮合反応から誘導される。先に説明したように、ジカルボン酸はまた、相当するメチル、エチル、プロピルもしくはブチルジエステル(式IV’または代わりに相当するジニトリル(式IV’’)、または代わりにアシルクロリド(式IV’’’)で置換されてもよい。
用語「わずかに」は、ポリアミドが式Iの単位とは異なる他の単位(これらの反復単位は、他のジカルボン酸、他のジアミン、アミノ酸および/またはラクタムなどのモノマーから誘導され得る)を含むコポリマーであることを意味する。これらのモノマーはその場合には、本発明のポリアミドの調製のために導入されるモノマーの総量の、95モル%まで、好ましくは70モル%までに相当してもよい。言い換えれば、式Iの反復単位の前駆体モノマーはその場合には、本発明のポリアミドの調製のために導入されるモノマーの総量の、5モル%まで、好ましくは30モル%までに相当してもよい。問題のコポリマーは、例えば、上記の割合での、PA6T/6TF、PA10T/10TF、PA6T/6TF/66、PA66/6TF、PA12T/12TFおよびPA610/6TFであってもよい。
本発明のコポリマーは、PA6T/6TF、PA10T/10TF、PA6T/6TF/66、PA66/6TF、PA12T/12TFおよびPA610/6TFからなる群の中で選択されてもよい。
式IVのジカルボン酸モノマー、式IV’のジエステルモノマー、式IV’’のジニトリルモノマーおよび式IV’’’のアシルジクロリドモノマーは、シスもしくはトランス立体異性体であってもまたはそれらの混合物であってもよい。好ましくは、トランス立体異性体が選択される。シス立体異性体については、位置2および5位のキラル炭素はR,SもしくはS,Rまたはメソ混合物であってもよい。トランス立体異性体については、2位および5位のキラル炭素はS,SもしくはR,Rまたはラセミ混合物であってもよい。
有利には生物学的に得られる、式IVの二酸は、2,5−フランジカルボン酸(FDCA)もしくはその酸のメチルジエステルから、例えばRaneyニッケルでの、接触水素化、引き続き加水分解によって、例えば、合成されてもよい。
有利には生物学的に得られる、式IV’のジエステルは、メタノール、エタノール、プロパノールもしくはブタノールなどの一価アルコールでのTHFDCA(式IVの二酸)のエステル化によって、またはメタノール、エタノール、プロパノールもしくはブタノールなどの一価アルコールでのFDCAのエステル化、引き続き、例えばRaneyニッケルでの、接触水素化によって、例えば、合成されてもよい。
有利には生物学的に得られる、式IV’’のジニトリルは、アンモニアでのTHFDCA(式IVの二酸)のニトリル化によって、例えば、合成されてもよい。
有利には生物学的に得られる、式IV’’’のアシルジクロリドは、THFDCA(式IVの二酸)と塩化チオニルとの反応から、例えば、得られてもよい。
これらの様々なモノマーを得るための方法は、当業者に公知である従来法である。
これらのモノマーは、それらが本発明のポリアミドに半結晶特性を与えることができるので、特に有利である。
式Vのジアミンモノマーは有利には、ヘキサメチレンジアミン;1,4−ジアミノブタン;1,5−ジアミノペンタン;2−メチル−1,5−ジアミノペンタン;2−メチルヘキサメチレンジアミン;3−メチルヘキサメチレンジアミン;2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン;2,2−ジメチルペンタメチレンジアミン;1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン;1,9−ジアミノノナンジアミン;2−メチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチルノナンジアミン、1,10−ジアミノデカン;1,11−ジアミノウンデカン;1,12−ジアミノドデカン;2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン;2,2,7,7−テトラメチルオクタメチレンジアミン;メタ−キシリレンジアミン;パラ−キシリレンジアミン;イソホロンジアミン;4,4’−ジアミノジフェニルメタン;4,4’−メチレンビス−(シクロヘキシルアミン);1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン;1つまたは複数のアルキル基で置換されていてもよいC2〜C16脂肪族ジアミン、名称Priamineで知られる脂肪酸二量体から生じるC36ジアミン;2,5−ビス(アミノメチル)フランおよび2,5−ビス(アミノメチル)テトラヒドロフラン;パラ−フェニレンジアミン;メタ−フェニレンジアミン;ならびに名称JeffamineまたはElastamineで知られるエトキシル化ジアミン(エチレングリコールのおよび/またはプロピレングリコールのおよび/またはテトラメチレングリコールのエーテルを含むポリエーテルジアミン)から選択される。
これらのモノマーの大多数は、市販されており、生物学的に得られてもよい。これらのモノマーは、それらが本発明のポリアミドに半結晶特性を与えることができるので、特に有利である。
式Vのジアミンモノマーは、2,5−ビス(アミノメチル)フランおよび2,5−ビス(アミノメチル)テトラヒドロフランから選択される。式Vのジアミンモノマーが2,5−ビス(アミノメチル)テトラヒドロフランである特定の実施形態において、問題の化合物は、シスもしくはトランス立体異性体またはそれらの混合物であってもよい。
これらの有利には生物学的に得られるジアミンは、例えば2,5−ビス(アミノメチル)フランについては、2,5−フランジカルボン酸のニトリル化、引き続く選択的な水素化、および2,5−ビス(アミノメチル)テトラヒドロフランを調製するための2,5−ビス(アミノメチル)フランのフラン環の水素化によって合成されてもよい。
本発明によって使用されてもよいジカルボン酸コモノマーは、例えば、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,12−ドデカン二酸、1,3または1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3または1,4−フェニレン二酢酸、1,3または1,4−シクロヘキサン二酢酸、イソフタル酸、5−ヒドロキシイソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、および5−t−ブチルイソフタル酸、スルホ−5−イソフタル酸のアルカリ金属塩(Li、NaまたはK)、および名称Pripolとして公知のC36脂肪酸二量体であってもよい。
これらのコモノマーは市販されており、生物学的に得られてもよい。
(式Vのモノマーとは異なる)ジアミンコモノマーは、例えば、ヘキサメチレンジアミン;1,4−ジアミノブタン;1,5−ジアミノペンタン;2−メチル−1,5−ジアミノペンタン;2−メチルヘキサメチレンジアミン;3−メチルヘキサメチレンジアミン;2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン;2,2−ジメチルペンタメチレンジアミン;1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン;1,9−ジアミノノナンジアミン;2−メチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチルノナンジアミン、1,10−ジアミノデカン;1,11−ジアミノウンデカン;1,12−ジアミノドデカン;2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン;2,2,7,7−テトラメチルオクタメチレンジアミン;メタ−キシリレンジアミン;パラ−キシリレンジアミン;イソホロンジアミン;4,4’−ジアミノジフェニルメタン;4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン);1つまたは複数のアルキル基で置換されていてもよいC2〜C16脂肪族ジアミン、名称Priamineで知られる脂肪酸二量体から生じるC36ジアミン;2,5−ビス(アミノメチル)フランおよび2,5−ビス(アミノメチル)テトラヒドロフラン;パラ−フェニレンジアミン;メタ−フェニレンジアミン;ならびに名称JeffamineまたはElastamineで知られるエトキシル化ジアミン(エチレングリコールのおよび/またはプロピレングリコールのおよび/またはテトラメチレングリコールのエーテルを含むポリエーテルジアミン)から選択されてもよい。
これらのコモノマーは市販されており、生物学的に得られてもよい。
ラクタムまたはアミノ酸コモノマーは、例えば、カプロラクタム、6−アミノヘキサン酸、5−アミノペンタン酸、7−アミノへプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸およびドデカノラクタムから選択されてもよい。
これらのコモノマーは市販されており、生物学的に得られてもよい。
先述のように、本発明によるポリアミドを製造するためのいくつかの方法が考えられてもよい。これらの方法は連続法であっても回分法であってもよい。
本発明によって提案される第一の方法は、本発明によるポリアミドを調製するための方法であり、それは、
・下式IV:
Figure 0006328629
の少なくとも1つのジカルボン酸と
・下式V:
N−R−NH (V)
の少なくとも1つのジアミンとの間の重縮合反応を含み、Rは上に定義されている。
本発明の好ましい一実施形態によれば、式Vの少なくとも1つのジアミンは、標準ASTM D6866により生物学的に得られるものである。
本発明の好ましい一実施形態によれば、式IVのジカルボン酸は、標準ASTM D6866により生物学的に得られるものである。
この第一の方法は、ジカルボン酸およびジアミンから得られるタイプのポリアミドを調製するための標準的方法、特に、アジピン酸およびヘキサメチレンジアミンからポリアミド66を製造するための方法または溶融アジピン酸およびメタ−キシリレンジアミンから出発する直接アミド化によってポリアミドMXD6を製造するための方法にその条件において似ている。ポリアミド66およびMXD6を製造するためのこれらの方法は当業者に公知である。ジカルボン酸およびジアミンから得られるタイプのポリアミドを製造するための方法は、一般に水などの溶媒中で二酸とジアミンとを、化学量論量で、混合することによって得られる塩を出発原料として一般に使用する。したがって、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)の製造においては、アジピン酸をヘキサメチレンジアミンと一般に水中で混合してアジピン酸ヘキサメチレンジアンモニウムを得るが、それはナイロン塩または「N塩」としてより一般的に知られている。
したがって、本発明によるポリアミドの製造においては、式IVのジカルボン酸を式Vのジアミンと一般に水中で混合して2つのモノマーの塩を得る。上に説明されたように、これらのモノマーは、50モル%まで、好ましくは30モル%まで、さらにより有利には15モル%までの先述のような他のコモノマーを含んでもよい。
塩溶液は任意選択により、水の部分的または全蒸発によって濃縮される。
ポリアミドは、高い温度および高い圧力下でモノマーの水溶液(例えば上に記載されたような塩溶液)を、またはモノマーを含む液体を加熱して、同時に固相の形成を避けながら、水および/または液体を蒸発させることによって得られる。
また、重合媒体は、消泡剤、鎖制限剤(酸および/またはアミン官能基と反応することができる一官能性分子)、分岐剤(すなわち、カルボン酸およびアミン基から選択される少なくとも3つの官能基を有する分子)、触媒、(紫外線、熱または光に対する)安定剤、艶消剤(例えばTiO等)、潤滑剤または顔料などの添加剤を含んでもよい。
重縮合反応は一般に、約0.5〜3.5MPa(0.5〜2.5MPa)の圧力および約180〜320℃(215〜300℃)の温度において行われる。重縮合は一般に、所望の進行度を達成するために大気圧または減圧で溶融体の状態で継続される。
重縮合生成物は、溶融ポリマーまたはプレポリマーである。この段階において、反応媒体は、脱離生成物、特に水の蒸気から本質的になる気相を含んでもよく、水は、生成したおよび/または気化した場合がある。
この生成物は、気相を分離除去するための工程と、所望の重縮合度を達成するための仕上げ工程とにかけられてもよい。気相の分離は、例えば、連続法のためのサイクロンタイプの装置において行われてもよい。このような装置は公知である。
仕上げは、大気圧の領域の圧力または減圧下において、所望の進行度を達成するのに十分である時間、重縮合生成物を溶融形態に維持することに存する。このような操作は当業者に公知である。仕上げ工程の温度は有利には、200℃以上であり、全ての場合においてポリマーの凝固温度よりも高い。仕上げ装置内の滞留時間は好ましくは5分以上である。
ポリアミドMXD6の重合により好適である方法の場合、2つのモノマーは、塩化段階を経由して進行することなしに反応器へ導入される:これはそのとき直接アミド化法と言われる。この場合、反応は一般に大気圧において行われる。
また、重縮合生成物は、固相または液相の後縮合工程を受けてもよい。この工程は当業者に公知であり、重縮合度を所望の値まで増加させることを可能にする。
したがって、本発明の方法によって得られた溶融形態のポリアミドは、任意選択の後縮合工程のためにおよび/または溶融後に引き続いて行われる成形のために、直接に成形されてもよいし、または押出および粒状化されてもよい。
本発明によるポリアミドを調製するための第二の方法は、「ジエステルアミノリシス」方法であり、すなわち、先述のような式Vの少なくとも1つのジアミンは、式IV’の少なくとも1つのジエステル、好ましくは先述のような式IVのカルボン酸のメチル、エチル、プロピルもしくはブチルジエステルと反応させられる。異なるモノマーに適用される同様な方法は、Chemie Ingenieur Technik(Polymere)2009,81,11,1829−1835のUlrich Fehrenbacherからの文献にさらに説明されている。本発明の好ましい一実施形態によれば、式Vの少なくとも1つのジアミンは、標準ASTM D6866により生物学的に得られるものである。本発明の好ましい一実施形態によれば、式IV’の少なくとも1つのジエステルは、標準ASTM D6866により生物学的に得られるものである。
本発明はまた、本発明によるポリアミドを調製するための別の方法を提起し、前記方法は、先述のような式Vの少なくとも1つのジアミンと本説明で先述のような式IV’’の少なくとも1つのジニトリルとの間の反応を含む。異なるモノマーに適用される同様な方法はさらに、国際公開第2001/079327号パンフレットに記載されている。本発明の好ましい一実施形態によれば、式Vの少なくとも1つのジアミンは、標準ASTM D6866により生物学的に得られるものである。本発明の好ましい一実施形態によれば、式IV’’の少なくとも1つのジニトリルは、標準ASTM D6866により生物学的に得られるものである。
最後に、本発明はまた、本発明によるポリアミドを調製するための別の方法を提供し、前記方法は、上述のような式Vの少なくとも1つのジアミンを本説明の上述のような式IV’’’の少なくとも1つの酸ジクロリドと反応させる工程を含み、この反応は一般に、溶液中でまたは界面重合によって実施される。これは、当業者に公知の合成法であり、Kevlar(登録商標)などの芳香族ポリアミドの合成のために特に使用されている。
このポリアミドを使用して成形、射出成形、射出/ブロー成形、押出/ブロー成形、押出または紡糸によって物品を作製してもよい。したがって、物品は、成形品または押出品、フィルム、糸、繊維またはフィラメントの形態をとってもよい。
このように得られた物品は、工業用プラスチック(自動車、E&E、消費財)、工業用糸、繊維工業、パッケージング等の多くの分野において用途がある。
また、本発明は、少なくとも本発明のポリアミドと、任意選択により補強充填剤および/または様々な添加剤とを含む組成物に関する。
このような組成物は有利には、組成物の総重量に対して、1重量%〜80重量%の本発明によるポリアミドを含む。この組成物は特に、他のタイプのポリマー、特に例えば熱可塑性ポリマーを含んでもよい。
また、組成物は補強剤または増量剤を含んでもよい。補強剤または増量剤は、ポリアミド組成物を製造するために慣例的に使用される充填剤である。特に、補強繊維充填剤、例えばガラス繊維、炭素繊維または有機繊維、非繊維質充填剤、例えば粒状または層状充填剤および/または剥脱性もしくは非剥脱性ナノ充填剤、例えばアルミナ、カーボンブラック、粘土、リン酸ジルコニウム、カオリン、炭酸カルシウム、銅、珪藻土、黒鉛、マイカ、シリカ、二酸化チタン、ゼオライト、タルク、ウォラストナイト、ポリマー充填剤、例えばジメタクリレート粒子、ガラスビーズまたはガラス粉末が挙げられてもよい。
本発明による組成物は、組成物の総重量に対して、5重量%〜60重量%、有利には10重量%〜40重量%の補強剤または増量剤を含んでもよい。
先に定義されたようなポリアミドを含む本発明による組成物は、少なくとも1つの耐衝撃性改良剤、すなわち、ポリアミド組成物の衝撃強さを改良することができる化合物を含んでもよい。これらの耐衝撃性改良剤化合物は有利には、ポリアミドと反応性である官能基を含む。本発明によれば、用語「ポリアミドと反応性である官能基」は、特に共有結合性、イオンまたは水素相互作用またはファンデルワールス結合によって、ポリアミドの酸またはアミン官能基と反応するまたは化学的に相互作用することができる基を意味する。このような反応性基は、ポリアミド母材中の耐衝撃性改良剤の良好な分散を確実にする。良好な分散は一般に、母材中で0.1〜2μmの平均サイズを有する耐衝撃性改良剤によって得られる。
また、本発明による組成物は、ポリアミド組成物の製造のために通常使用される添加剤を含んでもよい。したがって、潤滑剤、難燃剤、光安定剤および/または熱安定剤、可塑剤、成核剤、紫外線安定剤、触媒、酸化防止剤、帯電防止剤、染料、艶消剤、成形添加剤または他の従来の添加剤が挙げられてもよい。
これらの充填剤および添加剤はまた、各々の充填剤または添加剤に適した通常の手段によって、例えば重合の間に改質ポリアミドに添加されてもよいし、または溶融体中に混合されてもよい。ポリアミド組成物は一般に、組成物に含まれる様々な化合物を、熱を使用せずにまたは溶融体中で混合することによって得られる。このプロセスは、様々な化合物の性質に応じて多かれ少なかれ高温において、多かれ少なかれ高剪断において行われる。化合物は同時にまたは連続的に導入されてもよい。その内部で材料を加熱し、次に溶融させ、剪断力にかけ、そして搬送する押出装置が一般に使用される。
化合物を全て単一操作で、例えば押出操作の間に溶融段階において混合することができる。例えば、ポリマー材料の顆粒を溶融させて多かれ少なかれ高剪断にかけるために顆粒の混合を行い、それらを押出装置に導入することができる。特定の実施形態によれば、化合物のいくらかの、任意選択により溶融体での、予備混合が最終組成物の調製前に行われてもよい。
本発明による組成物は、押出装置を使用して調製されるとき、顆粒の形態で好ましくは状態調節される。顆粒は、物品を得るために溶融を伴う方法を使用して成形することを意図される。したがって、物品は本組成物によって構成される。一般的な一実施形態によれば、改質ポリアミドは、例えば二軸スクリュー押出装置で棒状体の形態で押し出され、次にそれらは顆粒に細断される。次に、成形品は、上に製造された顆粒を溶融させ、溶融形態の組成物を成形装置、例えば射出成形装置に供給することによって製造される。
本発明による組成物は、例えば押出、特にプレート、シートまたはフィルムの押出によって、成形、特に射出成形、回転成形、ブロー成形、特に射出/ブロー成形、または紡糸によって前記組成物を成形することによって得られる物品の作製を可能にする。挙げられてもよい物品には、例えば、自動車またはエレクトロニクスおよび電気工業において使用される物品が含まれる。
得られる物品は特に、成形品、ブロー成形品または押出品、糸、繊維、フィラメントまたはフィルムであってもよい。
本発明によるポリアミドは多くの利点を有する。第一に、それは有利には、少なくとも部分的に生物学的に得られ、その環境フットプリントを低減することを可能にする。また、それは非常に有利な機械的性質、高いモル質量を有し、使用されるジアミンに依存して半結晶性であり得る。最後に、本発明のポリアミドは、工業用プラスチック(自動車、E&E、消費財)、工業用糸、繊維工業、パッケージング等の分野において慣例的に使用されるポリアミドに取って代わることができる。
また、本発明の方法は多くの利点を有する。特に、それが「塩」タイプの方法であるとき、ジカルボン酸とジアミンとの間の化学量論を制御することは非常に容易である。さらに、本方法は、非常に毒性の生成物であるフランなどの分解生成物を全く生じない。さらに、本発明によるポリアミドの調製は、ジカルボン酸およびジアミンから得られるタイプのポリアミド、特にポリアミド66を製造するために工場において通常に使用される工業用装置を使用して行われてもよく、したがって、いかなる更なる産業投資をも必要としない。
本発明の他の詳細または利点は、以下に示された実施例を考慮に入れていっそう明らかになるであろう。
溶融温度(Tm、および関連エンタルピーHm)、結晶化温度(Tc)、ならびにガラス遷移温度(Tg)は、10℃/分の加熱および冷却速度で、Perkin Elmer Pyris 1を使用する示差走査熱量測定法(DSC)によって測定される。
熱安定性は、10℃/分の加熱速度で40℃から600℃まで10mgの試料を加熱することによって、Perkin Elmer TGA7を使用する窒素下の熱重量分析(TGA)によって評価される。1%、3%および10%の減量に相当する分解温度が記録され、それぞれ、Tdec1%、Tdec3%およびTdec10%と呼ばれる。
ポリアミドの1H NMR分析は、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール−d2または重水素化HFIPが良好な溶媒ではない場合にはDSO中でBruker AV500を使用して行われる。
アミン末端基(AEG)およびカルボン酸末端基(CEG)濃度(ミリモル/kg単位での)は、滴定によって測定される。数平均分子量Mn−EGは、Mn−EG=2000000/(AEG+CEG)によって末端基濃度から計算される。
粘度指数(VI、mL/g単位での)は、ISO307に従って溶媒としてのギ酸中で測定される。
実施例1:2,5−フランジカルボン酸(FDCA)およびヘキサメチレンジアミンからのポリアミドの調製
2,5−フランジカルボン酸(FDCA)とヘキサメチレンジアミンとの塩を、2gのFDCA(0.0128モル)を4.59gの32.5%ヘキサメチレンジアミン水溶液(0.0128モル)に添加することによって調製する。塩化の間に発熱性が生じ、次に反応媒体は50℃に2時間維持され、完全に透明になる。この塩を回収し、次に赤外線検出器と連結している熱重量分析によって分析する:これは、塩を10℃/分で加熱することを伴う。COのおよびフランのかなりの発生が245℃以上で、すなわち、塩6FDCAの加熱中に検出され、それは、2,5−フランジカルボン酸単位の分解のサインである。したがって、この経路によって高分子量のポリアミドを調製することはできない。
実施例2:THFDCAとジアミンとからのポリアミドの調製
ヘキサメチレンジアミンのおよび2,5−テトラヒドロフランジカルボン酸(THFDCAまたはTFと言われるモノマー)の塩を、化学量論量のモノマー(2gのTF(0.0125モル)および1.45gのヘキサメチレンジアミン)をエタノール中で室温において混合することによって調製する。反応媒体を70℃において2時間加熱する。冷却後に、乾燥塩を濾過および乾燥によって回収する。これは6TFと呼ばれる塩である。
1,10−ジアミノデカンのおよび2,5−テトラヒドロフランジカルボン酸の塩を、化学量論量のモノマー(2gのTF(0.0125モル)および2.153gの1,10−ジアミノデカン)を水中20%で室温において混合することによって調製する。反応媒体を70℃において2時間加熱する。冷却後に、乾燥塩を濾過および乾燥によって回収する。これは10TFと呼ばれる塩である。
各々の塩がその融点よりも高い温度に加熱され、アミド化反応が行われる。得られたポリアミドは、満足できる熱的特性を有する。
実施例3:ジエステル経路によるホモポリアミドの合成
ジメチル2,5−テトラヒドロフラノエート シス/トランス90/10(dmTHFDCA シス/トランス90/10と呼ばれる)を次の通り合成する。還流冷却器および温度計を備えた3Lフラスコ中でフラン−2,5−ジカルボン酸(FDCA)(200g、1.28モル)、HSO(98%、90ml)を1.4Lのメタノールに溶解させた。反応混合物を還流下に22時間攪拌した。室温に冷却した後、混合物を真空で濃縮し、残留物を1.5LのDCMに溶解させた。得られた溶液を水(2×400ml)、飽和NaHCO溶液(2×300ml)、およびブライン(2×300ml)によって洗浄した。有機層を乾燥させ、真空で濃縮して203gの白色固体(86%収率)を得て、この固体をさらなる精製なしに次工程のために使用した。
5LのParr反応器中で得られた白色固体(250g、1.36モル)、Pd/C(10%、25.0g)を、2.5Lのメタノールに懸濁させた。反応混合物を、20バールでの水素の雰囲気下で50℃において攪拌し、LC/MSによってモニターした。反応が完了したとき、混合物を、シリカゲルを通して濾過し、濾液を真空で濃縮し、減圧下に蒸留して228gの無色オイル(85℃/50Pa、89%収率)を得た。
2,5−テトラヒドロフランジカルボン酸 シス/トランス90/10(THFDCAと呼ばれる)を次の通り合成する。還流冷却器を備えた50mlの丸底フラスコ中で、dmTHFDCA(1g、5.3ミリモル)を1mlのTFAおよび5mlの水に溶解させた。混合物を100℃において加熱し、LC−MSによってモニターした。反応が完了したとき、混合物を真空下に濃縮して0.78gの白色固体(92%収率)を得た。必要ならば、この生成物を再結晶によってさらに精製する。
ジメチル2,5−テトラヒドロフラノエート シス/トランス90/10(dmTHFDCA シス/トランス90/10と呼ばれる)および化学量論量のジアミンから出発してポリアミドを合成する。評価されるジアミンは、全てがSigma−Aldrichによって供給される、ヘキサメチレンジアミン、1,10−ジアミノデカン、1,4−ジアミノブタン、メタ−キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、異性体の1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンおよび4,4’−メチレンビス(2−メチルシクロヘキシルアミン)混合物である。
同じ方法を使用して異なるポリアミドをすべて合成する。ここでは、PA10TFの合成について使用される方法を記載する。
ガラス反応器に、記載された手順に従って我々自身で調製した16,002gのdmTHFDCA シス/トランス90/10(純度98%、0.083モル)および14,666gの1,10−ジアミノデカン(純度98%、0,083モル)を導入する。窒素ブランケットをそのとき使用し、モノマーを、機械撹拌機を使用して攪拌する。ガラス反応器を、80℃に調整される加熱浴に浸漬し、次に1.5℃/分の加熱速度で最終温度(230℃)まで加熱する。ジエステルとジアミンとの間の反応中に生成するメタノール(浴が90℃にあるときに反応混合物における沸騰の出現の始まり)を蒸留によって除去する。反応器が最終温度にあるとき、ガラス反応器の圧力を約60ミリバールに下げ、真空下に30分間維持する。窒素を導入して大気圧に戻し、攪拌を停止し、ガラス反応器を加熱浴から取り出して反応混合物を冷却する。黄色がかった透明な固体が回収される。
重水素化HFIP中での1H NMR分析は、THFDCAと1,10−ジアミノデカンとの間の反応を裏付ける。熱的性質分析は、PA10TF シス/トランス90/10がTg=47℃の非晶質固体であり、280℃超まで非常に良好な熱安定性を有し、TgとTdec1%との間に広い加工ウィンドウを与えることを示す。
同様な方法を、dmTHFDCA シス/トランス90/10および様々なジアミンを使ったポリアミドの合成のために使用する。ホモポリアミドの熱的性質を表1に報告する。
いずれの場合にも、全ホモポリアミドは、使用されるジアミンの剛性に依存して、162℃までのTgの全て黄色がかった透明な非晶質固体である。それらは、他の既存の市販非晶質ポリアミドと競合することができる。
Figure 0006328629
実施例4:塩経路を使用するPA66/6TFコポリアミドの合成
PA66/6TF 95/5、90/10および80/20モル/モルの合成のためにTHFDCA シス/トランス95/5の試料を使用する。これらのコポリアミドの重合は、古典的なPA66合成法を使用して行う:水中52重量%の濃度および70℃において二酸混合物(アジピン酸およびTHFDCA)とヘキサメチレンジアミンとで構成される水性塩を調製し、加熱により水を除去することによって大気圧下で70重量%まで水性塩を濃縮し、次に17,5バール圧力下で反応器を加熱し(加圧下での水の蒸留)、反応混合物の温度が250℃に達したときに大気圧へ圧抜きし、大気圧で30分間272℃において反応を仕上げる。コポリアミドを圧力下で反応器から押し出し、冷水浴中で冷却してストランドを得て、次にペレット化する。
PA66/6TF 95/5モル/モルについては、142,62g(0,544モル)のナイロン66塩(アジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの化学量論的塩)、水中32,5%の11,78g(0,0330モル)のヘキサメチレンジアミン、4,57g(0,029モル)のTHFDCA、130gの水および2gの消泡剤を混合することによって反応を開始させた。
PA66/6TF 90/10モル/モルについては、134,48g(0,513モル)のナイロン66塩(アジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの化学量論的塩)、水中32,5%の20,50g(0,057モル)のヘキサメチレンジアミン、9,12g(0,057モル)のTHFDCA、124gの水および2gの消泡剤を混合することによって反応を開始させた。
PA66/6TF 80/20モル/モルについては、118,96g(0,453モル)のナイロン66塩(アジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの化学量論的塩)、水中32,5%の40,55g(0,113モル)のヘキサメチレンジアミン、18,13g(0,113モル)のTHFDCA、109gの水および2gの消泡剤を混合することによって反応を開始させた。
これらのコポリアミドの性質を表2に報告する。
THFDCAがPA66鎖中により多く含まれるほど、Tm、HmおよびTcはより低くなる。より良好な表面形態を有する成形品を得るためにまたは繊維紡糸のために、コモノマーを使用して結晶化動力学を低下させる。比較として、同じ方法 80/20モル/モルを使用して合成されたPA66/6I 80/20モル/モル(I=イソフタル酸)は次の熱的性質を有する:Tm=240℃、Tc=193℃およびTg=76℃。同様な含有量でコモノマーとしてTHFDCAまたはイソフタル酸を有するPA66コポリアミドは、同様な結晶化動力学を示すが、THFDCAはTgを上昇させない。
我々の条件で、THFDCAのシス/トランス比はPA66/6TF 80/20モル/モルの合成後に95/5から82/18モル/モルに変化することが観察された。
Figure 0006328629
コポリアミドのペレットを次に、真空下に90℃において16時間乾燥させ、その後280℃のバレル温度および70℃での金型温度のマイクロ押出機DSM MIDI 2000を使用して射出成形にかけて検体(試験片90×13×1.6mm)を得る。
コポリアミドの吸水率(RH 100、23℃、飽和)を、室温における水中に検体を入れることによって、そして重量の変化が全く観察されなくなるまで検体の重量を追跡することによって分析する。吸水率は、(mf−mi)/mi(mi=試験前の検体の初期重量(乾燥)、mf=検体が水で飽和したときの最終重量)を計算することによって求める。
PA66/6THF 100/0、95/5、90/10および80/20モル/モルはそれぞれ、8,5重量%、9,9重量%、11重量%、14重量%の水を吸収する。それは、コモノマーとしてのイソフタル酸で得られる吸水率よりも高い。これらのコポリマーは、織物繊維の吸湿を増加させてより高い着心地良さをもたらすために興味深いだろう。
実施例5:塩経路を使用するポリフタルアミドコポリアミドの合成
水性塩経路を使用してPA6T/6TF 50/50モル/モルおよびPA10T/10TF 60/40モル/モルを合成した。これらの合成のためにTHFDCA シス/トランス95/5の試料を使用する。
これらのコポリアミドの重合は、2、3の修正を加えて古典的なPA66合成法を使用して行う:二酸混合物(テレフタル酸およびTHFDCA)とジアミンとで構成される水性塩を水中52重量%の濃度および70℃において調製し、反応器を密閉し、17,5バール圧力下で反応器を加熱し(圧力下での水の蒸留)、反応混合物の温度が260℃に達したときに大気圧へ圧抜きし、そして大気圧で10分間290℃において反応を仕上げる。コポリアミドを反応器から押し出し、冷水浴中で冷却してストランドを得て、次にペレット化する。
PA6T/6TF 50/50モル/モルについては、49,89g(0,1767モル)のナイロン 6T塩(テレフタル酸とヘキサメチレンジアミンとの化学量論的塩)、水中30.85%の66,61g(0,1768モル)のヘキサメチレンジアミン、28,34g(0,177モル)のTHFDCA、43,9gの水および2gの消泡剤を混合することによって反応を開始させた。
PA10T/10TF 60/40モル/モルについては、28,61g(0,172モル)のテレフタル酸、50,39g(0,287モル)の1,10−ジアミノデカン(純度=98%)、18,39g(0,115モル)のTHFDCA、86,62gの水および2gの消泡剤を混合することによって反応を開始させた。
Figure 0006328629
THFDCAは、ポリフタルイミドに使用してPA6TおよびPA10Tの熱的性質を調節することができる。

Claims (14)

  1. 下式I:
    Figure 0006328629
    (式中、
    Rは、共有結合または飽和もしくは不飽和脂肪族炭化水素、飽和もしくは不飽和脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、アリール脂肪族炭化水素およびアルキル芳香族炭化水素から選択される二価の炭化水素系基を表す)
    の反復単位を含むポリアミド。
  2. Rが、1〜36個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐アルキル基、好ましくは4〜14個の炭素原子を有する直鎖アルキル基から選択される、請求項1に記載のポリアミド。
  3. Rが、−(CH−、−(CH−、−(CH−、−(CH)−CH(CH)−(CH−、−(CH10−および−(CH12−
    から選択される請求項1または2に記載のポリアミド。
  4. Rが、6〜18個の炭素原子を含む二価の芳香族炭化水素系基、好ましくは基1,4−ベンゼン、1,3−ベンゼンならびに1,3位および1,4位の−(CH)−Ph−(CH)−である、請求項1に記載のポリアミド。
  5. 式Iの反復単位から完全になるホモポリアミドであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリアミド。
  6. 式Iの単位とは異なる他の反復単位を含むコポリマーであって、前記反復単位は、ジカルボン酸、ジアミン、アミノ酸および/またはラクタムなどのコモノマーから生じる、コポリマーであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリアミド。
  7. PA6T/6TF、PA10T/10TF、PA6T/6TF/66、PA66/6TF、PA12T/12TFおよびPA610/6TFから構成される群の中で選択されるコポリマーであることを特徴とする、請求項6に記載のポリアミド。
  8. ・それぞれ下式IV、IV’、IV’’、IV’’’:
    Figure 0006328629
    (式中、同一であるかまたは異なる、RおよびRは、C1〜C4アルキルから選択される)
    Figure 0006328629
    の少なくとも1つのジカルボン酸または少なくとも1つのカルボン酸ジエステル、少なくとも1つのジニトリルまたは少なくとも1つのアシルジクロリドと
    ・下式V:
    N−R−NH (V)
    の少なくとも1つのジアミンとの間の重縮合反応を含み、Rは請求項1〜4の一項において定義されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリアミドを調製するための方法。
  9. 式Vの少なくとも1つのジアミンが標準ASTM D6866により生物学的に得られるものであることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
  10. ・下式IV:
    Figure 0006328629
    の少なくとも1つのジカルボン酸と
    ・下式V:
    N−R−NH (V)
    の少なくとも1つのジアミンとの間の重縮合反応を含み、Rは請求項1〜4の一項において定義されることを特徴とする、請求項8または9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 式IVの少なくとも前記ジカルボン酸が、標準ASTM D6866により生物学的に得られるものであることを特徴とする、請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 成形、射出成形、射出/ブロー成形、押出/ブロー成形、押出または紡糸によって物品を製造するための、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリアミドの使用。
  13. 成形品または押出品、糸、繊維、フィラメントまたはフィルムである、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリアミドから得られる物品。
  14. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリアミドと、任意選択により補強充填剤および/または様々な添加剤とを少なくとも含む組成物。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2015002489A (es) * 2012-08-31 2015-09-07 Eaux Minerales D Evian Et En Abrégé S A E M E Sa Des Botella, metodo para fabricar la misma y uso de monomeros de fdca y diol en dicha botella.
EP3060599A1 (en) 2013-10-21 2016-08-31 Furanix Technologies B.V. Process for preparing a furan-based polyamide, a furan-based oligomer and compositions and articles comprising the furan-based polyamide
JP6149793B2 (ja) * 2014-04-25 2017-06-21 株式会社デンソー ポリアミド化合物を用いた成形品
KR20230006002A (ko) * 2014-07-31 2023-01-10 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 푸란계 폴리아미드 및 그로부터 제조된 물품
JP6460382B2 (ja) * 2014-11-28 2019-01-30 株式会社豊田自動織機 飽和ヘテロ環含有化合物、並びにこれを用いた二次電池用電極及び二次電池、結着剤、蛍光物質
DE102015000124A1 (de) * 2015-01-07 2016-07-07 Clariant International Ltd. Verfahren zur Stabilisierung von Polyamiden
CN107848995B (zh) 2015-04-14 2021-12-28 杜邦公司 用于生产2,5-呋喃二甲酸及其衍生物以及由其制成的聚合物的方法
JP6723005B2 (ja) * 2015-12-03 2020-07-15 ユニチカ株式会社 ポリアミドおよびその成形体
WO2017167691A1 (en) * 2016-04-01 2017-10-05 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc Method for manufacturing a three-dimensional object
EP3418316A1 (de) * 2017-06-19 2018-12-26 Basf Se Polymerfilme mit erhöhter sauerstoffbarriere
JP2021143211A (ja) * 2018-05-23 2021-09-24 宇部興産株式会社 ポリアミド樹脂及びその製造方法
CN109575276A (zh) * 2018-12-06 2019-04-05 浙江新力新材料股份有限公司 一种耐高温尼龙的制备方法
CN110724258B (zh) * 2019-11-11 2021-09-24 四川斯派恩新材料有限公司 一种基于甘氨酸的半芳香族聚酰胺及其制备方法
CN111471297B (zh) * 2020-05-11 2022-12-16 浙江新力新材料股份有限公司 一种生物基透明聚酰胺的制备方法及应用
CN112745499A (zh) * 2020-08-26 2021-05-04 杭州师范大学 一种基于生物基改性透明聚酰胺聚合物及纤维的制备方法
JP7626612B2 (ja) * 2020-12-24 2025-02-04 旭化成株式会社 ポリアミド組成物及び成形体
CN115505120A (zh) * 2022-10-31 2022-12-23 中国五环工程有限公司 一种高性能生物基共聚尼龙及其制备方法
CN118085273A (zh) * 2022-11-15 2024-05-28 华峰集团有限公司 一种聚酰胺树脂及其制备方法与应用
CN120329540B (zh) * 2025-06-19 2025-08-26 山东祥龙新材料股份有限公司 一种半芳香族尼龙及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4395531A (en) * 1981-03-14 1983-07-26 Mitsui Toatsu Chemical Incorporated Process for the preparation of polyamide compounds by the reaction of polycarboxylic acids with diisocyanates in the presence of at least one mono-alkali metal salt of dicarboxylic acid
JPS57179223A (en) * 1981-04-28 1982-11-04 Mitsui Toatsu Chem Inc Preparation of polyamide acid
GB8405049D0 (en) * 1984-02-27 1984-04-04 Raychem Ltd Organic polymers
US5420231A (en) * 1991-02-26 1995-05-30 Hoechst Aktiengesellschaft Aromatic copolyamides, process for preparing them and their use for the production of shaped structures
JP3025629B2 (ja) * 1995-07-05 2000-03-27 日東電工株式会社 高透過性複合逆浸透膜
US5989426A (en) * 1995-07-05 1999-11-23 Nitto Denko Corp. Osmosis membrane
JP3985387B2 (ja) * 1998-04-27 2007-10-03 東レ株式会社 複合半透膜の製造方法
KR100614176B1 (ko) * 1999-09-28 2006-08-21 도레이 가부시끼가이샤 복합 반투막의 제조 방법
US6509439B1 (en) 2000-04-14 2003-01-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the production of polyamides from dinitriles and diamines
JP2003080042A (ja) * 2001-09-10 2003-03-18 Nitto Denko Corp 複合半透膜及びその製造方法
EP2344568B1 (en) * 2008-09-23 2017-12-20 Nexam Chemical AB Acetylenic polyamide
CN102311546A (zh) * 2010-07-06 2012-01-11 东丽纤维研究所(中国)有限公司 一种含有生物质基的聚酰胺树脂

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