JP7352171B2 - Polyamide compound and its manufacturing method - Google Patents

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JP7352171B2 JP2019222691A JP2019222691A JP7352171B2 JP 7352171 B2 JP7352171 B2 JP 7352171B2 JP 2019222691 A JP2019222691 A JP 2019222691A JP 2019222691 A JP2019222691 A JP 2019222691A JP 7352171 B2 JP7352171 B2 JP 7352171B2
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Description

本開示は、ポリアミド化合物、及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to polyamide compounds and methods of manufacturing the same.

自己修復性(自己治癒性)を有するポリマーが知られている。従来の自己修復性を有するポリマーの骨格は、ウレタン、ウレアである(例えば非特許文献1~2参照)。これらのポリマーでは、分子間の水素結合を増加させることにより、自己修復する性質を持たせている。
現在のところ、自己修復性を有するポリマーとして、上述のウレタン系ポリマー等の限定されたポリマーが開発されているのみである。よって、これらの限定されたポリマーのみでは、適用範囲が限られてしまう。
また、従来の自己修復性を有するポリマーは、自己修復に際して、長時間を必要としていた。
このような状況のもと、自己修復性を有する新規ポリマーの開発が望まれている。
Polymers having self-repairing properties (self-healing properties) are known. The skeletons of conventional polymers having self-healing properties are urethane and urea (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2). These polymers have self-healing properties by increasing the number of hydrogen bonds between molecules.
At present, only a limited number of polymers such as the above-mentioned urethane-based polymers have been developed as polymers having self-healing properties. Therefore, the range of application is limited using only these limited polymers.
Moreover, conventional polymers having self-healing properties require a long time for self-healing.
Under these circumstances, the development of new polymers with self-healing properties is desired.

M. Hendrich, L. Lewerdomski, P. Vana. J. Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry. 53, 2809-2819 (2015).M. Hendrich, L. Lewerdomski, P. Vana. J. Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry. 53, 2809-2819 (2015). E. D’Elia, S. Barg, N. Ni, V. G. Rocha, E. Saiz. Advanced Materials. 27, 4788-4794 (2015).E. D’Elia, S. Barg, N. Ni, V. G. Rocha, E. Saiz. Advanced Materials. 27, 4788-4794 (2015).

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、自己修復性を有する新規ポリマーを提供することを目的とする。
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a novel polymer having self-healing properties.
The present disclosure can be realized as the following forms.

〔1〕下記一般式(1)で表されるジカルボン酸単位と、下記一般式(2)で表されるジカルボン酸単位と、下記一般式(3)で表されるジアミン単位と、を含有する、ポリアミド化合物。

Figure 0007352171000001

(xは6~12の整数を示し、yは8~18の整数を示す。)
Figure 0007352171000002

Figure 0007352171000003

(nは6~12の整数を示し、mは8~18の整数を示す。) [1] Contains a dicarboxylic acid unit represented by the following general formula (1), a dicarboxylic acid unit represented by the following general formula (2), and a diamine unit represented by the following general formula (3) , polyamide compound.
Figure 0007352171000001

(x represents an integer from 6 to 12, and y represents an integer from 8 to 18.)
Figure 0007352171000002

Figure 0007352171000003

(n represents an integer from 6 to 12, m represents an integer from 8 to 18.)

〔2〕下記一般式(4)で表される構造を有するジカルボン酸化合物と、下記一般式(5)で表される構造を有するジカルボン酸化合物と、下記一般式(6)で表される構造を有するジアミン化合物と、を反応させることを特徴とする請求項1に記載のポリアミド化合物の製造方法。

Figure 0007352171000004

(xは6~12の整数を示し、yは8~18の整数を示す。)
Figure 0007352171000005

Figure 0007352171000006

(nは6~12の整数を示し、mは8~18の整数を示す。) [2] A dicarboxylic acid compound having a structure represented by the following general formula (4), a dicarboxylic acid compound having a structure represented by the following general formula (5), and a structure represented by the following general formula (6) The method for producing a polyamide compound according to claim 1, characterized in that the method comprises reacting a diamine compound having the following.
Figure 0007352171000004

(x represents an integer from 6 to 12, and y represents an integer from 8 to 18.)
Figure 0007352171000005

Figure 0007352171000006

(n represents an integer from 6 to 12, m represents an integer from 8 to 18.)

本開示のポリアミド化合物は、自己修復性(自己治癒の特性)に優れる。ここで自己修復性とは、ポリアミド化合物からなる成形体を切断し、切断面同士を合わせると、切断面が接着されて、切断面が消失又は減少し、元の状態に戻る(復元する)性質を意味する。 The polyamide compound of the present disclosure has excellent self-healing properties (self-healing properties). Self-healing property here refers to the property that when a molded product made of a polyamide compound is cut and the cut surfaces are brought together, the cut surfaces are glued together, disappear or reduce, and return to their original state (restore). means.

また、本開示のポリアミド化合物の製造方法によれば、自己修復性に優れたポリアミド化合物を製造することができる。 Further, according to the method for producing a polyamide compound of the present disclosure, a polyamide compound with excellent self-healing properties can be produced.

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。 The matter presented herein is exemplary and is intended to be an illustrative description of embodiments of the invention, and is intended to be a description that will most effectively and easily understand the principles and conceptual features of the invention. This is stated for the purpose of providing an idea. In this regard, it is not intended to present more structural details of the invention than are necessary for a fundamental understanding of the invention, and the description together with the drawings illustrates some aspects of the invention. It will be clear to those skilled in the art how to implement it in practice.

〔1〕ポリアミド化合物
本開示のポリアミド化合物は、下記一般式(1)で表されるジカルボン酸単位と、下記一般式(2)で表されるジカルボン酸単位と、下記一般式(3)で表されるジアミン単位と、を含有する。

Figure 0007352171000007

(xは6~12の整数を示し、yは8~18の整数を示す。)
Figure 0007352171000008

Figure 0007352171000009

(nは6~12の整数を示し、mは8~18の整数を示す。) [1] Polyamide Compound The polyamide compound of the present disclosure comprises a dicarboxylic acid unit represented by the following general formula (1), a dicarboxylic acid unit represented by the following general formula (2), and a dicarboxylic acid unit represented by the following general formula (3). diamine unit.
Figure 0007352171000007

(x represents an integer from 6 to 12, and y represents an integer from 8 to 18.)
Figure 0007352171000008

Figure 0007352171000009

(n represents an integer from 6 to 12, m represents an integer from 8 to 18.)

一般式(1)におけるxは6~12の整数であり、好ましくは7~11の整数であり、より好ましくは9~10の整数である。
一般式(1)におけるyは8~18の整数であり、好ましくは9~15の整数であり、より好ましくは10~12の整数である。
一般式(3)におけるnは6~12の整数であり、好ましくは7~11の整数であり、より好ましくは8~10の整数である。
一般式(3)におけるmは8~18の整数であり、好ましくは9~17の整数であり、より好ましくは10~16の整数である。
x in general formula (1) is an integer of 6 to 12, preferably an integer of 7 to 11, more preferably an integer of 9 to 10.
In general formula (1), y is an integer of 8 to 18, preferably an integer of 9 to 15, more preferably an integer of 10 to 12.
In general formula (3), n is an integer of 6 to 12, preferably an integer of 7 to 11, more preferably an integer of 8 to 10.
m in the general formula (3) is an integer of 8 to 18, preferably an integer of 9 to 17, more preferably an integer of 10 to 16.

ポリアミド化合物は、ポリアミド化合物の効果を損なわない範囲で、上記以外の構成単位をさらに含んでいてもよい。 The polyamide compound may further contain structural units other than those mentioned above, as long as the effects of the polyamide compound are not impaired.

ポリアミド化合物において、ジカルボン酸単位の含有量は、特に限定されない。ジカルボン酸単位の含有量は、通常、5%~50モル%であり、好ましくは20%~50モル%であり、更に好ましくは30%~50モル%である。
本発明のポリアミド化合物において、ジアミン単位の含有量は、特に限定されない。ジアミン単位の含有量は、通常、5%~50モル%であり、好ましくは20%~50モル%であり、更に好ましくは30%~50モル%である。
ジカルボン酸単位とジアミン単位との含有量の割合は、重合反応の観点から、ほぼ同量であることが好ましく、ジカルボン酸単位の含有量がジアミン単位の含有量の±1モル%であることがより好ましい。
In the polyamide compound, the content of dicarboxylic acid units is not particularly limited. The content of dicarboxylic acid units is usually 5% to 50 mol%, preferably 20% to 50 mol%, and more preferably 30% to 50 mol%.
In the polyamide compound of the present invention, the content of diamine units is not particularly limited. The content of diamine units is usually 5% to 50 mol%, preferably 20% to 50 mol%, and more preferably 30% to 50 mol%.
The content ratio of dicarboxylic acid units and diamine units is preferably approximately the same amount from the viewpoint of polymerization reaction, and the content of dicarboxylic acid units is preferably ±1 mol% of the content of diamine units. More preferred.

〔1-1〕ジカルボン酸単位
ポリアミド化合物では、上述のように少なくとも下記一般式(1)(2)で表されるジカルボン酸単位を含有する。

Figure 0007352171000010

(xは6~12の整数を示し、yは8~18の整数を示す。)
Figure 0007352171000011
[1-1] Dicarboxylic acid unit As described above, the polyamide compound contains at least dicarboxylic acid units represented by the following general formulas (1) and (2).
Figure 0007352171000010

(x represents an integer from 6 to 12, and y represents an integer from 8 to 18.)
Figure 0007352171000011

一般式(1)のジカルボン酸単位として、以下の式(7)に示す単位が特に好ましい。式(7)に示す単位は、植物由来であり、地球温暖化防止や資源リスク低減の観点から好ましい。式(7)に示す単位を入れることで、自己修復性に非常に優れたポリアミド化合物となる。

Figure 0007352171000012
As the dicarboxylic acid unit of general formula (1), the unit shown in the following formula (7) is particularly preferable. The unit shown in formula (7) is derived from plants and is preferable from the viewpoint of preventing global warming and reducing resource risks. By incorporating the unit shown in formula (7), a polyamide compound with extremely excellent self-healing properties can be obtained.
Figure 0007352171000012

上述のように、ポリアミド化合物は、一般式(1)で表されるジカルボン酸単位、及び一般式(2)で表されるジカルボン酸単位を含んでいる。ポリアミド化合物中のジカルボン酸単位の合計100モル%中に、一般式(1)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(2)で表されるジカルボン酸単位の合計を、50モル%以上100モル%以下含むことが好ましく、60モル%以上100モル%以下含むことが更に好ましく、70モル%以上100モル%以下含むことが特に好ましい。この範囲内とすると、自己修復性が優れるからである。
一般式(1)で表されるジカルボン酸単位:一般式(2)で表されるジカルボン酸単位のモル比は、自己修復性が特に優れるという観点から、99:1~1:99であることが好ましく、95:5~25:75であることが更に好ましく、90:10~30:70であることが更に好ましい。
As mentioned above, the polyamide compound contains a dicarboxylic acid unit represented by the general formula (1) and a dicarboxylic acid unit represented by the general formula (2). The total of dicarboxylic acid units represented by general formula (1) and dicarboxylic acid units represented by general formula (2) is 50 mol% or more and 100 mol% in total of dicarboxylic acid units in the polyamide compound. % or less, more preferably 60 mol% or more and 100 mol% or less, particularly preferably 70 mol% or more and 100 mol% or less. This is because when it is within this range, self-repairing properties are excellent.
The molar ratio of dicarboxylic acid units represented by general formula (1) to dicarboxylic acid units represented by general formula (2) should be 99:1 to 1:99 from the viewpoint of particularly excellent self-healing properties. The ratio is preferably 95:5 to 25:75, and even more preferably 90:10 to 30:70.

一般式(1)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位と、一般式(2)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位とは、ランダムにポリアミド化合物中に存在していてもよい。
また、一般式(1)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位と、一般式(2)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位とが、それぞれブロック状になってポリアミド化合物中に存在していてもよい。すなわち、このブロック状の場合には、一般式(1)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位のみが集まっているブロックと、一般式(2)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位のみが集まっているブロックが存在することになる。そして、これらのブロックを有するポリアミド化合物では、一般式(1)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位のみからなるポリアミド化合物の性質を備えている。さらに、このポリアミド化合物では、一般式(2)で表されるジカルボン酸単位及び一般式(3)で表されるジアミン単位からなるくり返し単位のみからなるポリアミド化合物の性質も兼ね備えている。
A repeating unit consisting of a dicarboxylic acid unit represented by general formula (1) and a diamine unit represented by general formula (3), and a dicarboxylic acid unit represented by general formula (2) and a diamine unit represented by general formula (3). The repeating units consisting of diamine units may be randomly present in the polyamide compound.
Furthermore, a repeating unit consisting of a dicarboxylic acid unit represented by the general formula (1) and a diamine unit represented by the general formula (3), a dicarboxylic acid unit represented by the general formula (2), and a dicarboxylic acid unit represented by the general formula (3) Repeating units consisting of diamine units represented by may be present in the polyamide compound in the form of blocks. That is, in the case of this block shape, there is a block in which only repeating units consisting of dicarboxylic acid units represented by general formula (1) and diamine units represented by general formula (3) are assembled, and a block in which only repeating units consisting of dicarboxylic acid units represented by general formula (1) and diamine units represented by general formula ) There is a block in which only repeating units consisting of dicarboxylic acid units represented by the formula (3) and diamine units represented by the general formula (3) are assembled. Polyamide compounds having these blocks have the properties of polyamide compounds consisting only of repeating units consisting of dicarboxylic acid units represented by general formula (1) and diamine units represented by general formula (3). . Furthermore, this polyamide compound also has the properties of a polyamide compound consisting only of repeating units consisting of dicarboxylic acid units represented by general formula (2) and diamine units represented by general formula (3).

一般式(1)(2)で表されるジカルボン酸単位以外のジカルボン酸単位を構成しうる化合物は、特に限定されない。
例えば、ジカルボン酸化合物の具体例としては、シュウ酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの炭素数2~25の直鎖脂肪族ジカルボン酸、又は、トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した炭素数14~48の二量化脂肪族ジカルボン酸(ダイマー酸)及びこれらの水素添加物(水添ダイマー酸)などの脂肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、および、テレフタル酸、イソフタル酸、1,3-ベンゼン二酢酸、1,4-ベンゼン二酢酸などの芳香族ジカルボン酸を例示できる。また、これらのジカルボン酸化合物の誘導体を用いてもよい。誘導体としては、カルボン酸ハロゲン化物等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリアミド化合物中のジカルボン酸単位の合計を100モル%とした場合に、上述の一般式(1)(2)で表されるジカルボン酸以外のジカルボン酸単位の含有量は特に限定されない。一般式(1)(2)で表されるジカルボン酸以外のジカルボン酸単位の含有量は、50モル%未満であることが好ましく、20モル%未満であることが更に好ましく、10モル%未満であることが特に好ましい。一般式(1)(2)で表されるジカルボン酸単位以外のジカルボン酸単位の含有量をこの範囲とすると、自己修復性が向上するからである。
Compounds that can constitute dicarboxylic acid units other than the dicarboxylic acid units represented by general formulas (1) and (2) are not particularly limited.
For example, specific examples of dicarboxylic acid compounds include oxalic acid, malonic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, etc. 25 linear aliphatic dicarboxylic acids or dimerized aliphatic dicarboxylic acids having 14 to 48 carbon atoms (dimer acids) obtained by dimerizing unsaturated fatty acids obtained by fractional distillation of triglycerides, and their hydrogenated products (hydrogenated aliphatic dicarboxylic acids such as dimer acid), alicyclic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and terephthalic acid, isophthalic acid, 1,3-benzenediacetic acid, 1,4-benzenediacetic acid, etc. Examples include aromatic dicarboxylic acids. Further, derivatives of these dicarboxylic acid compounds may also be used. Examples of derivatives include carboxylic acid halides. These can be used alone or in combination of two or more.
When the total of dicarboxylic acid units in the polyamide compound is 100 mol%, the content of dicarboxylic acid units other than the dicarboxylic acids represented by the above-mentioned general formulas (1) and (2) is not particularly limited. The content of dicarboxylic acid units other than dicarboxylic acids represented by general formulas (1) and (2) is preferably less than 50 mol%, more preferably less than 20 mol%, and less than 10 mol%. It is particularly preferable that there be. This is because when the content of dicarboxylic acid units other than the dicarboxylic acid units represented by general formulas (1) and (2) is within this range, self-healing properties are improved.

〔1-2〕ジアミン単位
ポリアミド化合物中のジアミン単位には、少なくとも一般式(3)で表されるジアミン単位が含まれる。

Figure 0007352171000013

(nは6~12の整数を示し、mは8~18の整数を示す。) [1-2] Diamine unit The diamine unit in the polyamide compound includes at least a diamine unit represented by general formula (3).
Figure 0007352171000013

(n represents an integer from 6 to 12, m represents an integer from 8 to 18.)

ポリアミド化合物中のジアミン単位の合計を100モル%とした場合に、上述の一般式(3)で表されるジアミン単位の含有量は特に限定されない。一般式(3)で表されるジアミン単位を5モル%以上100モル%以下含むことが好ましく、20モル%以上100モル%以下含むことが更に好ましく、30モル%以上100モル%以下含むことが特に好ましい。一般式(3)で表されるジアミン酸単位の含有量をこの範囲とすると、自己修復性が優れるからである。 When the total amount of diamine units in the polyamide compound is 100 mol%, the content of the diamine units represented by the above general formula (3) is not particularly limited. It is preferable that the diamine unit represented by the general formula (3) is contained in 5 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 20 mol% or more and 100 mol% or less, and 30 mol% or more and 100 mol% or less. Particularly preferred. This is because when the content of diamic acid units represented by general formula (3) is within this range, self-healing properties are excellent.

ポリアミド化合物は、一般式(3)で表されるジアミン単位以外のジアミン単位を含んでいてもよい。一般式(3)で表されるジアミン単位以外のジアミン単位を構成しうる化合物は、特に限定されない。
例えば、一般式(3)で表されるジアミン単位以外のジアミン単位を構成するジアミンとしては、公知の脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、芳香族ジアミン、ジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。
The polyamide compound may contain diamine units other than the diamine unit represented by general formula (3). Compounds that can constitute diamine units other than the diamine units represented by general formula (3) are not particularly limited.
For example, examples of diamines constituting diamine units other than the diamine unit represented by general formula (3) include known aliphatic diamines, alicyclic diamines, aromatic diamines, diaminoorganosiloxanes, and the like.

一般式(3)で表されるジアミン単位以外のジアミン単位を構成しうる脂肪族ジアミンとして、例えば1,1-メタキシリレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、ペンタメチレンジアミンなどを挙げることができる。
脂環式ジアミンとして、例えば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)シクロヘキサンなどを挙げることができる。
芳香族ジアミンとして、例えばo-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、1,5-ジアミノナフタレン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,7-ジアミノフルオレン、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニル、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’-(m-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,6-ジアミノピリジン、3,4-ジアミノピリジン、2,4-ジアミノピリミジン、3,6-ジアミノアクリジン、3,6-ジアミノカルバゾール、N-メチル-3,6-ジアミノカルバゾール、N-エチル-3,6-ジアミノカルバゾール、N-フェニル-3,6-ジアミノカルバゾール、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-ベンジジン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)-N,N’-ジメチルベンジジン、1,4-ビス-(4-アミノフェニル)-ピペラジン、3,5-ジアミノ安息香酸、ドデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,4-ジアミノベンゼン、ドデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、テトラデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ-2,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-3,5-ジアミノベンゼン、コレスタニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、コレステニルオキシ-2,4-ジアミノベンゼン、3,5-ジアミノ安息香酸コレスタニル、3,5-ジアミノ安息香酸コレステニル、3,5-ジアミノ安息香酸ラノスタニル、3,6-ビス(4-アミノベンゾイルオキシ)コレスタン、3,6-ビス(4-アミノフェノキシ)コレスタン、4-(4’-トリフルオロメトキシベンゾイロキシ)シクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート、4-(4’-トリフルオロメチルベンゾイロキシ)シクロヘキシル-3,5-ジアミノベンゾエート、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ブチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-ヘプチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-((アミノフェノキシ)メチル)フェニル)-4-ヘプチルシクロヘキサン、1,1-ビス(4-((アミノフェニル)メチル)フェニル)-4-(4-ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキサン、2,4-ジアミノーN,N―ジアリルアニリン、4-アミノベンジルアミン、3-アミノベンジルアミン、1-(2,4-ジアミノフェニル)ピペラジン-4-カルボン酸、4-(モルホリン-4-イル)ベンゼン-1,3-ジアミン、1,3-ビス(N-(4-アミノフェニル)ピペリジニル)プロパン、α-アミノ-ω-アミノフェニルアルキレンなどを挙げることができる。
これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of aliphatic diamines that can constitute diamine units other than the diamine units represented by general formula (3) include 1,1-methaxylylene diamine, 1,3-propanediamine, and pentamethylene diamine. .
Examples of the alicyclic diamine include 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine) and 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane.
Examples of aromatic diamines include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-Diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl, 2,7-diaminofluorene, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl, 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene , 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 4,4'-(p-phenylenediisopropylidene)bisaniline , 4,4'-(m-phenylenediisopropylidene)bisaniline, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 3,6-diaminoacridine, 3,6-diaminocarbazole, N-methyl-3,6-diaminocarbazole, N-ethyl-3,6-diaminocarbazole, N-phenyl-3,6-diaminocarbazole, N,N'-bis(4-aminophenyl)-benzidine, N,N'-bis(4-aminophenyl)-N,N'-dimethylbenzidine, 1,4 -bis-(4-aminophenyl)-piperazine, 3,5-diaminobenzoic acid, dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, tetradecanoxy-2,4-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2 , 4-diaminobenzene, octadecanoxy-2,4-diaminobenzene, dodecanoxy-2,5-diaminobenzene, tetradecanoxy-2,5-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,5-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,5-diaminobenzene , octadecanoxy-2,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestenyloxy-3,5-diaminobenzene, cholestanyloxy-2,4-diaminobenzene, cholestenyloxy-2,4 -Diaminobenzene, cholestanyl 3,5-diaminobenzoate, cholestenyl 3,5-diaminobenzoate, lanostanil 3,5-diaminobenzoate, 3,6-bis(4-aminobenzoyloxy)cholestane, 3,6-bis (4-Aminophenoxy)cholestane, 4-(4'-trifluoromethoxybenzoyloxy)cyclohexyl-3,5-diaminobenzoate, 4-(4'-trifluoromethylbenzoyloxy)cyclohexyl-3,5-diamino Benzoate, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-butylcyclohexane, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-heptylcyclohexane, 1, 1-bis(4-((aminophenoxy)methyl)phenyl)-4-heptylcyclohexane, 1,1-bis(4-((aminophenyl)methyl)phenyl)-4-(4-heptylcyclohexyl)cyclohexane, 2 , 4-diamino-N,N-diallylaniline, 4-aminobenzylamine, 3-aminobenzylamine, 1-(2,4-diaminophenyl)piperazine-4-carboxylic acid, 4-(morpholin-4-yl)benzene Examples include -1,3-diamine, 1,3-bis(N-(4-aminophenyl)piperidinyl)propane, and α-amino-ω-aminophenylalkylene.
These can be used alone or in combination of two or more.

ポリアミド化合物中のジアミン単位の合計を100モル%とした場合に、上述の一般式(3)で表されるジアミン単位以外のジアミン単位の含有量は特に限定されない。一般式(3)で表されるジアミン単位以外のジアミン単位の含有量は、50モル%未満であることが好ましく、30モル%未満であることが更に好ましく、10モル%未満であることが特に好ましい。一般式(3)で表されるジアミン単位以外のジアミン単位の含有量をこの範囲とすると、自己修復性が良好となる。 When the total amount of diamine units in the polyamide compound is 100 mol%, the content of diamine units other than the diamine units represented by the above-mentioned general formula (3) is not particularly limited. The content of diamine units other than the diamine units represented by general formula (3) is preferably less than 50 mol%, more preferably less than 30 mol%, particularly less than 10 mol%. preferable. When the content of diamine units other than the diamine units represented by general formula (3) is within this range, self-healing properties will be good.

〔1-3〕ポリアミド化合物の分子量
本発明のポリアミド化合物の分子量は、特に限定されない。一般的には、数平均分子量(Mn)は、1000以上100000以下であることが好ましく、2000以上90000以下であることが更に好ましく、3000以上80000以下であることが特に好ましい。同様に、重量平均分子量(Mw)は、3000以上400000以下であることが好ましく、6000以上300000以下であることが更に好ましく、40000以上250000以下であることが特に好ましい。ここでいう分子量は、いずれもポリスチレン換算の値を意味する。
ポリアミド化合物の分子量はGPC(Gel Permeation Chromatography)により測定を行い求めることができる。
[1-3] Molecular weight of polyamide compound The molecular weight of the polyamide compound of the present invention is not particularly limited. Generally, the number average molecular weight (Mn) is preferably 1,000 or more and 100,000 or less, more preferably 2,000 or more and 90,000 or less, particularly preferably 3,000 or more and 80,000 or less. Similarly, the weight average molecular weight (Mw) is preferably 3,000 or more and 400,000 or less, more preferably 6,000 or more and 300,000 or less, and particularly preferably 40,000 or more and 250,000 or less. All molecular weights herein mean values in terms of polystyrene.
The molecular weight of the polyamide compound can be determined by measurement using GPC (Gel Permeation Chromatography).

〔1-4〕ポリアミド化合物の特性
ポリアミド化合物は、長鎖を有する一般式(1)で表されるジカルボン酸単位、長鎖を有する一般式(3)で表されるジアミン単位、一般式(2)で表されるジカルボン酸単位の組合せに特徴を有している。この特徴的な組合せによって、高い自己修復性を有していると推測される。
また、ポリアミド化合物の他の特徴は、エネルギー吸収性が高いことが挙げられる。また、他の特徴としては、非結晶性(透明性)であることが挙げられる。
なお、これらの特徴は、ウレタン系のポリマーにはない特徴である。
[1-4] Characteristics of the polyamide compound The polyamide compound contains a long chain dicarboxylic acid unit represented by the general formula (1), a long chain diamine unit represented by the general formula (3), and a long chain diamine unit represented by the general formula (2). ) is characterized by a combination of dicarboxylic acid units. It is presumed that this characteristic combination provides high self-healing properties.
Another feature of polyamide compounds is that they have high energy absorption. Another characteristic is that it is non-crystalline (transparent).
Note that these characteristics are not found in urethane-based polymers.

〔2〕ポリアミド化合物の製造方法
ポリアミド化合物の製造方法は、下記一般式(4)で表される構造を有するジカルボン酸化合物と、下記一般式(5)で表される構造を有するジカルボン酸化合物と、下記一般式(6)で表される構造を有するジアミン化合物と、を反応させることを特徴とする。

Figure 0007352171000014

(xは6~12の整数を示し、yは8~18の整数を示す。)
Figure 0007352171000015

Figure 0007352171000016

(nは6~12の整数を示し、mは8~18の整数を示す。) [2] Method for producing a polyamide compound The method for producing a polyamide compound includes a dicarboxylic acid compound having a structure represented by the following general formula (4), a dicarboxylic acid compound having a structure represented by the following general formula (5), , and a diamine compound having a structure represented by the following general formula (6).
Figure 0007352171000014

(x represents an integer from 6 to 12, and y represents an integer from 8 to 18.)
Figure 0007352171000015

Figure 0007352171000016

(n represents an integer from 6 to 12, m represents an integer from 8 to 18.)

上記一般式(4)の「x」「y」については、上記一般式(1)の「x」「y」の説明をそのまま適用する事ができる。
上記一般式(6)の「n」「m」については、上記一般式(3)の「n」「m」の説明をそのまま適用する事ができる。
Regarding "x" and "y" in the above general formula (4), the explanation of "x" and "y" in the above general formula (1) can be applied as is.
Regarding "n" and "m" in the above general formula (6), the explanation of "n" and "m" in the above general formula (3) can be applied as is.

ジカルボン酸化合物としては、ジカルボン酸の他、ジカルボン酸のカルボキシル基の水酸基が他のヘテロ原子(炭素、水素、金属以外の原子)に置換したカルボン酸誘導体も用いることができる。カルボン酸誘導体としては、例えば、水酸基がハロゲンに代わったハロゲン化アシル(酸ハロゲン化物)が挙げられる。 As the dicarboxylic acid compound, in addition to the dicarboxylic acid, a carboxylic acid derivative in which the hydroxyl group of the carboxyl group of the dicarboxylic acid is substituted with another hetero atom (atom other than carbon, hydrogen, or metal) can also be used. Examples of carboxylic acid derivatives include acyl halides (acid halides) in which the hydroxyl group is replaced by a halogen.

ポリアミド化合物は、ジアミン単位を構成しうるジアミン成分と、ジカルボン酸単位を構成しうるジカルボン酸成分と、を重縮合させることで製造することができる。重縮合条件等を調整することで重合度を制御できる。
また、他の方法でも製造できる。ポリアミド化合物を製造する方法としては、例えば、(1)酸または塩基触媒を利用する方法、(2)カルボン酸の活性法、(3)トランスエステル化を利用する方法、(4)縮合剤を利用する方法などが好適に用いられている。ここでは、好適な製造方法として、カルボン酸を活性化した酸クロリドを用いたポリアミド化合物の製造方法を例示する。
A polyamide compound can be manufactured by polycondensing a diamine component that can constitute a diamine unit and a dicarboxylic acid component that can constitute a dicarboxylic acid unit. The degree of polymerization can be controlled by adjusting polycondensation conditions and the like.
It can also be manufactured by other methods. Examples of methods for producing polyamide compounds include (1) a method using an acid or base catalyst, (2) a method using carboxylic acid activation, (3) a method using transesterification, and (4) a method using a condensing agent. The method of doing so is preferably used. Here, as a suitable manufacturing method, a method for manufacturing a polyamide compound using an acid chloride obtained by activating a carboxylic acid will be exemplified.

例えば、下記の製造スキームに沿って製造することができる。この方法では、2種のジカルボン酸を活性化して酸クロリドとし、酸クロリドとジアミンとを反応させてポリアミド化合物としている。 For example, it can be manufactured according to the following manufacturing scheme. In this method, two types of dicarboxylic acids are activated to form acid chloride, and the acid chloride and diamine are reacted to form a polyamide compound.

Figure 0007352171000017
Figure 0007352171000017

なお、ジカルボン酸を活性化して酸クロリドとしてからジアミンと反応させると、効率的に、自己修復性に優れたポリアミド化合物を製造することができる。 Note that by activating the dicarboxylic acid to form an acid chloride and then reacting it with a diamine, a polyamide compound with excellent self-healing properties can be efficiently produced.

また、重縮合時に分子量調整剤としてモノアミンやモノカルボン酸を加えてもよい。また、重縮合反応を抑制して所望の重合度とするために、ポリアミド化合物を構成するジアミン成分とカルボン酸成分との比率(モル比)を1からずらして調整してもよい。 Moreover, a monoamine or monocarboxylic acid may be added as a molecular weight regulator during polycondensation. Further, in order to suppress the polycondensation reaction and obtain a desired degree of polymerization, the ratio (molar ratio) between the diamine component and the carboxylic acid component constituting the polyamide compound may be adjusted to be shifted from 1.

上述の酸クロリド等のカルボン酸ジハライドとジアミンとの反応により脱ハロゲン化水素反応で重合する場合には、反応が急激に進行するため反応速度制御のため比較的低温で反応させることが好ましい。
例えば、-40℃~100℃の範囲で行なうことが好ましい。
反応溶媒としては、特に限定されず、公知の溶媒は広く適用できる。例えば、反応溶媒としての有機極性溶媒として、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホン、ジメチルホルムアミド、N-メチルカプロラクタム、テトラメチル尿素、N,N′-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、又は2種以上の混合溶媒として用いてもよい。また、必要に応じて塩化水素、ハロゲン化金属塩、たとえば塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化カリウム等を併用して溶解性を向上してもよい。
When polymerizing by dehydrohalogenation reaction by reacting a carboxylic acid dihalide such as the above-mentioned acid chloride with a diamine, the reaction proceeds rapidly, so it is preferable to carry out the reaction at a relatively low temperature in order to control the reaction rate.
For example, it is preferable to carry out the reaction at a temperature in the range of -40°C to 100°C.
The reaction solvent is not particularly limited, and a wide variety of known solvents can be used. For example, examples of organic polar solvents used as reaction solvents include dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfone, dimethylformamide, N-methylcaprolactam, tetramethylurea, N,N'-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. . These may be used alone or as a mixed solvent of two or more. Further, if necessary, hydrogen chloride and a metal halide salt such as lithium chloride, calcium chloride, potassium chloride, etc. may be used in combination to improve solubility.

また、生成したポリアミド化合物の溶媒への溶解度、溶液粘度によって異なるが、ポリアミド化合物の濃度(ポリマー濃度)は特に限定されない。ポリアミド化合物の濃度は、例えば、生産性等の観点から、0.1~40質量%が好ましい。
ポリアミド化合物の濃度は、ポリアミド化合物組成の内容と組成比、溶解度、溶液粘度、取扱性、脱泡の容易性から総合的に判断して決められる。
Further, the concentration of the polyamide compound (polymer concentration) is not particularly limited, although it varies depending on the solubility of the produced polyamide compound in the solvent and the viscosity of the solution. The concentration of the polyamide compound is preferably 0.1 to 40% by mass, for example, from the viewpoint of productivity and the like.
The concentration of the polyamide compound is determined comprehensively from the content and composition ratio of the polyamide compound composition, solubility, solution viscosity, handleability, and ease of defoaming.

原料の添加方法は、特に限定されない。例えば、反応溶媒にジアミンを添加し、低温下で溶解したのち、一方の原料である酸クロライド等のジカルボン酸ハライドを添加する。この場合ジアミンの劣化を防ぐために不活性雰囲気下(例えば窒素雰囲気下、アルゴンガス雰囲気下)で行うことが好ましい。ジアミンと酸ハライドとのモル比率は、基本的には等モルとすべきであるが、重合度の制御のため一方の原料であるジアミンあるいは酸成分を過剰に加えてもよいし、単官能の有機物、たとえばアニリン、ナフチルアミン、酢酸クロライド、ベンゾイルクロライド等の化合物を適量加えてもよい。 The method of adding the raw materials is not particularly limited. For example, diamine is added to the reaction solvent and dissolved at low temperature, and then one of the raw materials, dicarboxylic acid halide such as acid chloride, is added. In this case, it is preferable to carry out the reaction under an inert atmosphere (for example, under a nitrogen atmosphere or an argon gas atmosphere) in order to prevent deterioration of the diamine. The molar ratio of diamine and acid halide should basically be equimolar, but in order to control the degree of polymerization, an excess of one of the raw materials, diamine or acid component, may be added, or a monofunctional An appropriate amount of an organic substance such as aniline, naphthylamine, acetic acid chloride, benzoyl chloride, etc. may be added.

また、上述のポリアミド化合物の場合、特性を改良するために、ジアミンあるいは酸クロライドの一部を反応せしめたのち、残りの原料を添加するというようにポリマーのブロック化を意図した添加方法も採用してよい。 In addition, in the case of the above-mentioned polyamide compounds, in order to improve their properties, we also adopt an addition method that aims to form polymer blocks, such as reacting a portion of the diamine or acid chloride and then adding the remaining raw materials. It's fine.

このようにして得た重合反応物(ポリアミド化合物)は、副生物であるハロゲン化水素を伴うために、中和を必要とする。中和剤は一般に知られている塩基性化合物であれば特に限定されない。
中和剤としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ベンジルジメチルアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、テトラエチルアンモニウム塩等を好適に用いることができる。また、このような中和剤は、単独に粉体で添加してもよいが、微粉化して有機溶媒中にスラリーとして分散せしめたものを用いるのが、反応性,操作性の上からも好ましい。
The polymerization reaction product (polyamide compound) thus obtained requires neutralization because it contains hydrogen halide as a by-product. The neutralizing agent is not particularly limited as long as it is a generally known basic compound.
As the neutralizing agent, triethylamine, tripropylamine, benzyldimethylamine, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium oxide, calcium oxide, tetraethylammonium salt, etc. are preferably used. be able to. Further, although such a neutralizing agent may be added alone in the form of a powder, it is preferable to use one that has been pulverized and dispersed in an organic solvent as a slurry from the viewpoint of reactivity and operability. .

以上の方法で得たポリアミド化合物溶液は、水,メタノール等の貧溶媒中で分離することができる。また、中和反応後の溶液もそのまま成形用溶液として用いることもできる。 The polyamide compound solution obtained by the above method can be separated in a poor solvent such as water or methanol. Further, the solution after the neutralization reaction can also be used as it is as a molding solution.

また、ポリアミド化合物の工業的な重縮合方法としては、特に限定されず、公知の方法が広く用いられる。例えば、加圧塩法、常圧滴下法、加圧滴下法、反応押出法等が挙げられる。また、反応温度は出来る限り低い方が、ポリアミド化合物の黄色化やゲル化を抑制でき、安定した性状のポリアミド化合物が得られる。 Further, the industrial polycondensation method for polyamide compounds is not particularly limited, and known methods are widely used. Examples include a pressurized salt method, a normal pressure dropping method, a pressurized dropping method, and a reactive extrusion method. Moreover, the lower the reaction temperature is, the more yellowing and gelation of the polyamide compound can be suppressed, and a polyamide compound with stable properties can be obtained.

加圧塩法では、ナイロン塩を原料として加圧下にて溶融重縮合を行う方法である。具体的には、ジアミン成分と、ジカルボン酸成分と、必要に応じて他成分を含有するナイロン塩水溶液を調製した後、該水溶液を濃縮し、次いで加圧下にて昇温し、縮合水を除去しながら重縮合させる。缶内を徐々に常圧に戻しながら、ポリアミド化合物の融点+10℃程度まで昇温し、保持した後、更に、0.02MPaGまで徐々に減圧しつつ、そのままの温度で保持し、重縮合を継続する。一定の撹拌トルクに達したら、缶内を窒素で0.3MPaG程度に加圧してポリアミド化合物を回収する。 The pressurized salt method is a method in which melt polycondensation is performed under pressure using nylon salt as a raw material. Specifically, after preparing a nylon salt aqueous solution containing a diamine component, a dicarboxylic acid component, and other components as necessary, the aqueous solution is concentrated and then heated under pressure to remove condensed water. Polycondensate while While gradually returning the pressure inside the can to normal, the temperature was raised to about 10°C above the melting point of the polyamide compound and held there, and then the pressure was gradually reduced to 0.02 MPaG and kept at that temperature to continue polycondensation. do. When a certain stirring torque is reached, the inside of the can is pressurized to about 0.3 MPaG with nitrogen to recover the polyamide compound.

常圧滴下法では、常圧下にて、ジカルボン酸成分と、必要に応じて他成分とを加熱溶融した混合物に、ジアミン成分を連続的に滴下し、縮合水を除去しながら重縮合させる。なお、生成するポリアミド化合物の融点よりも反応温度が下回らないように、反応系を昇温しながら重縮合反応を行う。 In the normal pressure dropping method, the diamine component is continuously dropped under normal pressure into a heated and molten mixture of the dicarboxylic acid component and, if necessary, other components, and polycondensation is carried out while removing condensation water. The polycondensation reaction is carried out while raising the temperature of the reaction system so that the reaction temperature does not fall below the melting point of the polyamide compound to be produced.

加圧滴下法では、まず、重縮合缶にジカルボン酸成分と、必要に応じて他の成分とを仕込み、各成分を撹拌して溶融混合し混合物を調製する。次いで、缶内を好ましくは0.3~0.4MPaG程度に加圧しながら混合物にジアミン成分を連続的に滴下し、縮合水を除去しながら重縮合させる。この際、生成するポリアミド化合物の融点よりも反応温度が下回らないように、反応系を昇温しながら重縮合反応を行う。設定モル比に達したらジアミン成分の滴下を終了し、缶内を徐々に常圧に戻しながら、ポリアミド化合物の融点+10℃程度まで昇温し、保持した後、更に、0.02MPaGまで徐々に減圧しつつ、そのままの温度で保持し、重縮合を継続する。一定の撹拌トルクに達したら、缶内を窒素で0.3MPaG程度に加圧してポリアミド化合物を回収する。
反応押出法は、アミド交換反応により、ポリアミドの骨格中に組み込む方法である。
In the pressure dropping method, first, a dicarboxylic acid component and, if necessary, other components are charged into a polycondensation vessel, and each component is stirred and melted and mixed to prepare a mixture. Next, the diamine component is continuously added dropwise to the mixture while pressurizing the inside of the can preferably to about 0.3 to 0.4 MPaG, and polycondensation is carried out while removing condensation water. At this time, the polycondensation reaction is carried out while raising the temperature of the reaction system so that the reaction temperature does not fall below the melting point of the polyamide compound to be produced. When the set molar ratio is reached, stop dropping the diamine component, and while gradually returning the pressure inside the can to normal pressure, raise the temperature to about 10°C above the melting point of the polyamide compound, maintain it, and then gradually reduce the pressure to 0.02 MPaG. While maintaining the same temperature, polycondensation is continued. When a certain stirring torque is reached, the inside of the can is pressurized to about 0.3 MPaG with nitrogen to recover the polyamide compound.
The reactive extrusion method is a method of incorporating into the skeleton of polyamide by an amidation exchange reaction.

〔3〕ポリアミド化合物を用いたポリアミド組成物
ポリアミド化合物に、用途や性能に応じて、滑剤、結晶化核剤、白化防止剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、酸化防止剤、耐衝撃性改良材等の添加剤を添加させてポリアミド組成物としてもよい。これらの添加剤は、本開示の効果を損なわない範囲で、必要に応じて添加することができる。また、本開示のポリアミド化合物を、要求される用途や性能に応じて、種々の樹脂と混合してポリアミド組成物としてもよい。
[3] Polyamide composition using a polyamide compound A polyamide compound may be added with a lubricant, a crystallization nucleating agent, an anti-whitening agent, a matting agent, a heat-resistant stabilizer, a weather-resistant stabilizer, an ultraviolet absorber, and a plasticizer, depending on the purpose and performance. A polyamide composition may be prepared by adding additives such as a flame retardant, an antistatic agent, a coloring inhibitor, an antioxidant, and an impact modifier. These additives can be added as necessary within a range that does not impair the effects of the present disclosure. Further, the polyamide compound of the present disclosure may be mixed with various resins to form a polyamide composition depending on the required use and performance.

〔4〕ポリアミド化合物の用途
ポリアミド化合物の用途は特に限定されない。例えば、衣類、ペイント、コーティング剤、化粧品、接着剤、電子機器の素材、建築材料、コンクリート補強剤、プリント用のインク、航空機の素材、宇宙船の素材等として用いられる。
[4] Applications of polyamide compounds Applications of polyamide compounds are not particularly limited. For example, it is used in clothing, paint, coatings, cosmetics, adhesives, electronic equipment materials, building materials, concrete reinforcing agents, printing inks, aircraft materials, spacecraft materials, etc.

以下、実施例により更に具体的に説明する。 Hereinafter, a more specific explanation will be given with reference to Examples.

1.ポリアミド化合物の合成
<実施例1>(PA80TC20PAmの合成)
ポリアミド化合物(PA80TC20PAm)の合成は、下記のスキームに沿って行った。なお、「PA80TC20PAm」は、実施例1のポリアミド化合物を示す略号である。TCは、「Terephthaloyl chloride」の略語である。
1. Synthesis of polyamide compound <Example 1> (Synthesis of PA80TC20PAm)
The polyamide compound (PA80TC20PAm) was synthesized according to the scheme below. Note that "PA80TC20PAm" is an abbreviation indicating the polyamide compound of Example 1. TC is an abbreviation for "Terephthaloyl chloride."

Figure 0007352171000018
Figure 0007352171000018

詳細には、セパラブルフラスコ(Separable flask(1000mL))に窒素雰囲気下、ジアミン(3’)(42.9g, 80.0mmol)とTHF(300mL)を入れ、0℃でメカニカル攪拌機を用い攪拌後、トリエチルアミン(25.2mL,180.0mmol)加えた。その後、酸クロリド(1’)(45.8g,64.0mmol)とTerephthaloyl chloride(2’)(3.3g,16.0mmol)をTHF(100mL)に溶解させ滴下後、室温で2時間反応させた。反応終了後、水とメタノールを用い生成物を再沈殿させ精製し、水を用い洗浄した。生成物は真空乾燥(80℃,8時間)した。収量:85.0g。FT-IR(ATR, cm-1):3296.7(NH,amide),2920.7,2851.2,1640.2(C=O,carbonyl),1549.5,1459.8,1460.8,1376.0,1289.2,721.2. Specifically, diamine (3') (42.9 g, 80.0 mmol) and THF (300 mL) were placed in a separable flask (1000 mL) under a nitrogen atmosphere, and after stirring at 0°C using a mechanical stirrer. , triethylamine (25.2 mL, 180.0 mmol) was added. Then, acid chloride (1') (45.8 g, 64.0 mmol) and Terephthaloyl chloride (2') (3.3 g, 16.0 mmol) were dissolved in THF (100 mL) and added dropwise, followed by reaction at room temperature for 2 hours. Ta. After the reaction was completed, the product was purified by reprecipitation using water and methanol, and washed with water. The product was vacuum dried (80°C, 8 hours). Yield: 85.0g. FT-IR (ATR, cm -1 ): 3296.7 (NH, amide), 2920.7, 2851.2, 1640.2 (C=O, carbonyl), 1549.5, 1459.8, 1460.8 , 1376.0, 1289.2, 721.2.

2.ポリアミド化合物の物性評価
(1)FT-IR測定
一回反射ATR法(ZnSeプリズム)で測定した。測定範囲は、4000cm-1~550cm-1とし、日本分光(株)製、FT-IR-4200+ATR410-Sを用いた。測定結果は、「1.ポリアミド化合物の合成」の末尾に記載した通りである。
2. Evaluation of physical properties of polyamide compound (1) FT-IR measurement Measured by single reflection ATR method (ZnSe prism). The measurement range was 4000 cm -1 to 550 cm -1 , and FT-IR-4200+ATR410-S manufactured by JASCO Corporation was used. The measurement results are as described at the end of "1. Synthesis of polyamide compound".

(2)DSC(Differential Scanning Calorimeter,示差走査熱量計)測定
試料の重さ:5mg,昇温速度:10℃/min, 温度範囲:-150℃~300℃の条件でDSCを測定し、Tg(ガラス転移温度)を求めた。DSC測定には(株)日立ハイテクサイエンス製EXSTAR DSC7020を用いた。
(2) DSC (Differential Scanning Calorimeter) measurement DSC was measured under the conditions of sample weight: 5 mg, heating rate: 10°C/min, temperature range: -150°C to 300°C, and Tg ( glass transition temperature) was determined. EXSTAR DSC7020 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd. was used for the DSC measurement.

(3)TGA(Thermogravimetric Analysis,熱重量分析)測定
試料の重さ:5mg,昇温速度:10℃/min,温度範囲:r.t.~600℃の条件でTG/DTAを測定し、熱分解温度Td(5%重量減少温度)と減量開始温度を求めた。TGA測定には理学電機(株)Thermoplus TG8120を用いた。
(3) TGA (Thermogravimetric Analysis) measurement Sample weight: 5 mg, heating rate: 10°C/min, temperature range: r. t. TG/DTA was measured under conditions of ~600°C, and the thermal decomposition temperature Td (5% weight loss temperature) and weight loss start temperature were determined. Thermoplus TG8120 manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. was used for TGA measurement.

(4)吸水率測定
予め真空乾燥したポリアミド化合物を、熱プレスを用いて成形した。長さ25mmx幅6mmx厚み2mmの試験片を用いた。測定条件は以下のとおりとした。
吸水率測定前に、予め減圧乾燥(温度:30℃、48h以上)した試験片の重さを正確に測定した。その後、イオン交換水(100mL)を入れたビーカー中に24時間浸した。浸した後、試験片をビーカーから取り出し表面についた水を拭いた。重量を正確に測定し、試験片の重量差を求めた。浸漬前後の重さから吸水率を求めた。
(4) Water absorption measurement A polyamide compound that had been vacuum-dried in advance was molded using a hot press. A test piece with a length of 25 mm, a width of 6 mm, and a thickness of 2 mm was used. The measurement conditions were as follows.
Before measuring the water absorption rate, the weight of the test piece, which had been previously dried under reduced pressure (temperature: 30° C., 48 hours or more), was accurately measured. Thereafter, it was immersed in a beaker containing ion-exchanged water (100 mL) for 24 hours. After soaking, the test piece was taken out from the beaker and the water on the surface was wiped. The weight was accurately measured and the weight difference between the test pieces was determined. The water absorption rate was determined from the weight before and after soaking.

(5)DSC測定、TGA測定、吸水率測定の測定結果
実施例のポリアミド化合物のDSC測定、TGA測定、吸水率測定の測定結果を表1に示す。
(5) Measurement results of DSC measurement, TGA measurement, and water absorption measurement Table 1 shows the measurement results of DSC measurement, TGA measurement, and water absorption measurement of the polyamide compound of the example.

Figure 0007352171000019
Figure 0007352171000019

(6)引張試験
(6.1)試験方法
引張特性は、引張試験を行い、降伏応力(引張強度)、破断伸びを評価した。試験片は、短冊状の試験片(40mmx9mmx4mm)を作製して、用いた。測定に当たっては、試験片の幅、厚みを測定して用いた。測定にはTECHNO GRAPH 5AG-X型(島津製作所製)試験機を用いた。測定条件は、引張速度100mm/min、測定温度23℃とした。
自己修復性試験方法は、以下の通りである。試験片の長手方向の略中央をはさみで横断するように切断した。切断後0.5時間(30分)、6時間、24時間放置した各試験片について、切断面同士を5秒間押し付けた後、引張特性を測定した。
(6) Tensile test (6.1) Test method For tensile properties, a tensile test was conducted to evaluate yield stress (tensile strength) and elongation at break. A strip-shaped test piece (40 mm x 9 mm x 4 mm) was prepared and used as the test piece. In the measurement, the width and thickness of the test piece were measured. A TECHNO GRAPH 5AG-X type testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation) was used for the measurement. The measurement conditions were a tensile speed of 100 mm/min and a measurement temperature of 23°C.
The self-healing property test method is as follows. The test piece was cut across approximately the center in the longitudinal direction with scissors. For each test piece that was left for 0.5 hours (30 minutes), 6 hours, and 24 hours after cutting, the cut surfaces were pressed against each other for 5 seconds, and then the tensile properties were measured.

(6.2)試験結果
試験結果を表2に示す。いずれの場合においても、切断面同士を押しつけると、5秒という短時間で、切断していない試験片(Pristine)と同等の引張強さ及び破断伸びを示すことが確認された。具体的には、切断後、0.5~24時間放置されたいずれの試験片でも、僅か5秒という短時間での接着によって、切断していない試験片(Pristine)と同等の引張強さ及び破断伸びを示すことが確認された。
(6.2) Test results The test results are shown in Table 2. In either case, it was confirmed that when the cut surfaces were pressed together, they exhibited tensile strength and elongation at break equivalent to those of the uncut test piece (Pristine) in a short time of 5 seconds. Specifically, any test piece that was left for 0.5 to 24 hours after cutting had the same tensile strength and strength as an uncut test piece (Pristine) due to adhesion in just 5 seconds. It was confirmed that it exhibited elongation at break.

Figure 0007352171000020
Figure 0007352171000020

(7)ポリアミド化合物の分子量評価
(7.1)測定方法
ポリアミド化合物の分子量はGPC(Gel Permeation Chromatography)により測定を行い求めた。
測定には、東ソー(株)製(RI 検出器使用)測定装置(HLC-82220GPC)を用い、カラムは、昭和電工(株)製、Shodex GPC KF-806L×3を用い、測定条件は以下のとおりとした。
GPC測定については、溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、標準物質:ポリスチレン(PS)、試料濃度:0.2w/v%、注入量:100μL、流量:1.0mL/min、カラム温度:40℃で測定を行った。
(7) Molecular weight evaluation of polyamide compound (7.1) Measuring method The molecular weight of the polyamide compound was determined by measurement using GPC (Gel Permeation Chromatography).
For the measurement, a measuring device (HLC-82220GPC) manufactured by Tosoh Corporation (using an RI detector) was used, and the column was Shodex GPC KF-806L x 3 manufactured by Showa Denko K.K. The measurement conditions were as follows. I got it right.
For GPC measurement, eluent: tetrahydrofuran (THF), standard substance: polystyrene (PS), sample concentration: 0.2 w/v%, injection volume: 100 μL, flow rate: 1.0 mL/min, column temperature: 40 °C. Measurements were taken.

(7.2)測定結果
表3に測定結果を示す。
(7.2) Measurement results Table 3 shows the measurement results.

Figure 0007352171000021
Figure 0007352171000021

3.実施例の効果
実施例のポリアミド化合物は、ポリマーの骨格にウレタン、ウレア結合を導入せずに、自己修復性を有していることが確認された。
また、切断後に接着したポリアミド化合物の試験片は、短時間で自己修復した。
また、切断後接着した試験片を、引張試験により評価を行った結果、物性が切断前の試験片と同等であることが確認された。よって、実施例のポリアミド化合物は、自己修復性が非常に高いことが分かった。
本実施例のポリアミド化合物は、アミド結合により連結されており、エラストマー特性、自己修復性をもつ樹脂である。本実施例のポリアミド化合物は、短い時間で自己修復する樹脂として非常に有用である。本実施例のポリアミド化合物は、〔1〕自己修復性を有すること、〔2〕エラストマー性を有すること、〔3〕非結晶性(透明性)を有すること、に特徴を有する。特に、切断(破断)後に切断(破断)面を、短時間、再度接触させるだけで自己修復でき、加熱や圧力や化学反応を必要としないという非常に優れた特性を有する。
また、本実施例のポリアミド化合物は、ジカルボン酸単位の原料として、植物由来の化合物を出発原料にできるため、地球温暖化防止や資源リスク低減の観点から有利である。
3. Effects of Examples It was confirmed that the polyamide compounds of Examples had self-healing properties without introducing urethane or urea bonds into the polymer skeleton.
Furthermore, the polyamide compound specimens that were glued together after being cut repaired themselves in a short period of time.
Further, as a result of evaluating the test piece bonded after cutting by a tensile test, it was confirmed that the physical properties were equivalent to those of the test piece before cutting. Therefore, it was found that the polyamide compounds of Examples had very high self-healing properties.
The polyamide compound of this example is a resin that is connected by amide bonds and has elastomer properties and self-healing properties. The polyamide compound of this example is very useful as a resin that self-repairs in a short time. The polyamide compound of this example has the following characteristics: [1] it has self-healing properties, [2] it has elastomer properties, and [3] it has amorphousness (transparency). In particular, it has very excellent properties such as being able to self-repair after being cut (broken) by simply bringing the cut (broken) surface into contact again for a short period of time, and requiring no heat, pressure, or chemical reaction.
Furthermore, the polyamide compound of this example can use a plant-derived compound as a starting material for dicarboxylic acid units, which is advantageous from the viewpoint of preventing global warming and reducing resource risks.

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または本質から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。 The foregoing examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the invention. Although the invention has been described in terms of exemplary embodiments, the language used in describing and illustrating the invention is to be understood to be in a descriptive and illustrative rather than a restrictive sense. Changes may be made in the form as detailed herein without departing from the scope or spirit of the invention and within the scope of the appended claims. Although reference has been made herein to specific structures, materials and embodiments in the detailed description of the invention, it is not intended to limit the invention to the disclosure herein; rather, the invention is defined by the appended claims. It shall cover all functionally equivalent structures, methods and uses within the scope.

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments detailed above, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims of the present invention.

本開示のポリアミド化合物は、幅広い用途に用いられる。特に自己修復性を必要とする用途においては好適に用いられる。用途としては、例えば、衣類、ペイント、コーティング剤、化粧品、接着剤、電子機器、建築材料、コンクリート補強材、プリント用途、航空機、宇宙船等が好適に例示される。 The polyamide compounds of the present disclosure are used in a wide variety of applications. It is particularly suitable for use in applications requiring self-repairing properties. Preferred applications include, for example, clothing, paints, coatings, cosmetics, adhesives, electronic devices, building materials, concrete reinforcing materials, printing applications, aircraft, and spacecraft.

Claims (2)

下記一般式(1)で表されるジカルボン酸単位と、下記一般式(2)で表されるジカルボン酸単位と、下記一般式(3)で表されるジアミン単位と、を含有する、ポリアミド化合物。

Figure 0007352171000022

(xは6~12の整数を示し、yは8~18の整数を示す。)

Figure 0007352171000023

Figure 0007352171000024

(nは6~12の整数を示し、mは8~18の整数を示す。)
A polyamide compound containing a dicarboxylic acid unit represented by the following general formula (1), a dicarboxylic acid unit represented by the following general formula (2), and a diamine unit represented by the following general formula (3). .

Figure 0007352171000022

(x represents an integer from 6 to 12, and y represents an integer from 8 to 18.)

Figure 0007352171000023

Figure 0007352171000024

(n represents an integer from 6 to 12, m represents an integer from 8 to 18.)
下記一般式(4)で表される構造を有するジカルボン酸化合物と、下記一般式(5)で表される構造を有するジカルボン酸化合物と、下記一般式(6)で表される構造を有するジアミン化合物と、を反応させることを特徴とする請求項1に記載のポリアミド化合物の製造方法。

Figure 0007352171000025

(xは6~12の整数を示し、yは8~18の整数を示す。)
Figure 0007352171000026

Figure 0007352171000027

(nは6~12の整数を示し、mは8~18の整数を示す。)
A dicarboxylic acid compound having a structure represented by the following general formula (4), a dicarboxylic acid compound having a structure represented by the following general formula (5), and a diamine having a structure represented by the following general formula (6). 2. The method for producing a polyamide compound according to claim 1, which comprises reacting the compound with the polyamide compound.

Figure 0007352171000025

(x represents an integer from 6 to 12, and y represents an integer from 8 to 18.)
Figure 0007352171000026

Figure 0007352171000027

(n represents an integer from 6 to 12, m represents an integer from 8 to 18.)
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