JPS6131431A - Ultrahigh molecular weight nylon 6 and preparation thereof - Google Patents

Ultrahigh molecular weight nylon 6 and preparation thereof

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JPS6131431A
JPS6131431A JP15310484A JP15310484A JPS6131431A JP S6131431 A JPS6131431 A JP S6131431A JP 15310484 A JP15310484 A JP 15310484A JP 15310484 A JP15310484 A JP 15310484A JP S6131431 A JPS6131431 A JP S6131431A
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nylon
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caprolactam
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和彦 小林
Nobuo Osanawa
信夫 長縄
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Abstract

PURPOSE:Nylon 6, obtained by polymerizing epsilon-caprolactam thermally with a Grignard compound, acyllactam compound and organoaluminum compound, and having ultrahigh molecular weight suitable for special molding and processing, e.g. gel spinning, etc. CONSTITUTION:Subtantially anhydrous epsilon-caprolactam is thermally polymerized with 0.1-3mol%, based on the above-mentioned lactam, Grignard compouund, e.g. megnesium halide lactamate. 0.01-1mol%, based on the above-mentioned lactam, acyllactam compound in the presence of 0.01-3mol%, based on the above-mentioned lactam, organoaluminum compound expressed by the formula RnAlX3-n (R is 1-5C alkyl; X is halogen; n is an iteger 1-3) at 100-200 deg.C temperature to afford the aimed nylon 6 having >=3X10<5> weight-average molecular weight measured by the gel permeation chromatography.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はゲル紡糸、ゾーン延伸、同相押出しなどの特殊
な成形加工用に適した超高分子量ナイロン6およびその
製造法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an ultra-high molecular weight nylon 6 suitable for special forming processes such as gel spinning, zone stretching, and in-phase extrusion, and a method for producing the same.

〈従来の技術〉 近年、合成高分子の極限性能(たとえば極限強度、弾性
率)を引き出すための、成形加工方法に関する研究が活
発に行なわれている。ポリオレフィン、ポリアミド、ポ
リエステルなどの合成高分子の強度、弾性率の発現は高
分子の分子構造のみならず成形加工法にも大きく左右さ
れることはよく知られており、現在通常に行なわれる加
工方法では、繊維、フィルム、プラスチックいずれの成
形那工品においても高分子材料のもつ理論強度、理論弾
性率の5〜10%程度のレベルを得ているに過ぎない。
<Prior Art> In recent years, research has been actively conducted on molding methods to bring out the ultimate performance (eg, ultimate strength, elastic modulus) of synthetic polymers. It is well known that the strength and elastic modulus of synthetic polymers such as polyolefins, polyamides, and polyesters are greatly influenced not only by the molecular structure of the polymer but also by the molding method. However, molded products such as fibers, films, and plastics only have a level of about 5 to 10% of the theoretical strength and theoretical elastic modulus of polymer materials.

これはいずれの加工品においても分子の配向が不十分な
ことが主因であり、近年各所で研究されている超延伸、
ゾーン延伸、同相押し出し、ゲル紡糸などの加工手法は
分子を高度に配向させ、その高分子の持つ理論強度、弾
性率に近い極限性能を引き出すことを目的としたもので
ある。そしてこれらの加工法の開発が進むにつれこれら
の加工法を適用するためには、加工する高分子が直鎖線
状でありその分子量が従来の汎用品より1〜2桁高いレ
ベルにあることが必須であり、分子量が高ければ高いほ
ど良好な結果が得られることが明らかになってきた。
This is mainly due to insufficient molecular orientation in any processed product, and super-stretching, which has been researched in various places in recent years,
Processing methods such as zone stretching, in-phase extrusion, and gel spinning aim to highly orient molecules and bring out ultimate performance close to the theoretical strength and elastic modulus of the polymer. As the development of these processing methods progresses, in order to apply these processing methods, it is essential that the polymer to be processed is linear and its molecular weight is one to two orders of magnitude higher than that of conventional general-purpose products. It has become clear that the higher the molecular weight, the better the results.

ナイロン6の一般的な製造法としては、ε−カプロラク
タムの溶融重合、溶融重合と固相重合の組合せ、あるい
はアニオン重合などが挙げられるが、このうち溶融重合
では、重合鑵からのポリマあ吐出工程がネックとなって
高分子呈上が困難であり、溶融重合で得られたナイロン
6を更に減圧上加熱して固相重合を行なっても到達でき
るポリマのM量平均分子量は高々IO〜15万程度であ
り、特殊な成形加工法を適用するには不十分である。ε
−カプロラクタムのアニオン重合は、主として塩基性触
媒と助触媒の存在下にε−カプロラクタムをε−カプロ
ラクタムの融点以上、ナイロン6の融点以下の温度で重
合せしめるものであり、溶融重合、面相重合などに比べ
て高分子量のナイロン6が得られることが知られている
Common methods for producing nylon 6 include melt polymerization of ε-caprolactam, a combination of melt polymerization and solid phase polymerization, or anionic polymerization. Among these, melt polymerization involves a process of discharging the polymer from a polymerization iron. However, even if nylon 6 obtained by melt polymerization is further heated under reduced pressure to perform solid phase polymerization, the average molecular weight of the polymer that can be achieved is at most IO to 150,000. This is insufficient to apply special molding methods. ε
-Anionic polymerization of caprolactam is a process in which ε-caprolactam is mainly polymerized in the presence of a basic catalyst and a co-catalyst at a temperature above the melting point of ε-caprolactam and below the melting point of nylon 6, and is used for melt polymerization, surface phase polymerization, etc. It is known that nylon 6 with a higher molecular weight can be obtained by comparison.

しかし、従来公知のカリウム、ナトリウムなどのアルカ
リ金属を主触媒とし、ヘキサメチレンジイソシアネート
、フェニルイソシアネートなどの有機イソシアネート化
合物を助触媒とする方法(例えば特公昭41−1943
9号公報)で得られるポリマの重量平均分子量は20万
程度でいまだ十分とはいえず、カリウム、ナトリウムな
どのアルカリ金属と三塩化リン、五塩化リンなどのハロ
ゲン化リン化合物の組合せを触媒として用いて重合して
得られるポリマは溶媒不溶の高度に交鎖結合したゲル化
物でありこれを成形加工することはできない。また、ア
ルカリ金属とN−アルミニウムーε−カプロラクタムと
を組合せてε−カプロラクタムをアニオン重合し、超高
分子量ナイロン6を得る方法が開示されている(例えば
特公昭43−1621号公報)が、この場合も溶媒に可
溶な範囲で得られるポリマの重量平均分子量は高々25
万程度でありまだ満足すべき分子量レベルに到達してい
ない。
However, conventional methods using an alkali metal such as potassium or sodium as a main catalyst and an organic isocyanate compound such as hexamethylene diisocyanate or phenyl isocyanate as a promoter (for example, Japanese Patent Publication No. 41-1943
The weight-average molecular weight of the polymer obtained using the method (No. 9) is about 200,000, which is still not sufficient, and a combination of an alkali metal such as potassium or sodium and a phosphorus halide compound such as phosphorus trichloride or phosphorus pentachloride is used as a catalyst. The polymer obtained by polymerization using this method is a highly cross-linked gelled product that is insoluble in solvents and cannot be molded. In addition, a method for anionically polymerizing ε-caprolactam by combining an alkali metal and N-aluminum-ε-caprolactam to obtain ultra-high molecular weight nylon 6 has been disclosed (for example, Japanese Patent Publication No. 1621/1983). In this case, the weight average molecular weight of the polymer obtained within the range that is soluble in the solvent is at most 25.
The molecular weight level is about 10,000, and has not yet reached a satisfactory molecular weight level.

〈本発明が解決しようとする問題点〉 本発明者らが解決せんとする課題は高分子の極限性能を
引き出す特殊な成形加工用に適した従来知られていなか
ったような極めて高い分子量を有し、かつ交鎖結合のな
い溶媒可溶の新規なナイロン6を提供することおよび該
ナイロン6を短時間に高収率で製造する方法を確立する
ことである。
<Problems to be Solved by the Present Invention> The problem to be solved by the present inventors is to develop polymers with extremely high molecular weight, hitherto unknown, suitable for special molding processes that bring out the ultimate performance of polymers. The object of the present invention is to provide a novel solvent-soluble nylon 6 without cross-linking, and to establish a method for producing the nylon 6 in a short time with high yield.

く問題点を解決するための手段〉 上記課題は、ゲル浸透クロマトグラフ法によって測定し
たM鼠平均分子量が3XIO’以上である新規な超高分
子量ナイロン6を提供することによって解決され、また
上記課題は実會的に無水のε−カプロラクタムを該ラク
タムに対して0.1〜3モル%のグリニヤール化合物ま
たはハロゲン化マグネシウムラクタメート化合物、前記
ラクタムに対して0.01〜1モル%のアシルラクタム
化合物および前記ラクタムに対して0.01−3モル%
の一般式RnAlX3−n〔ここでRは炭素数1〜5の
アルキル基、Xはハロゲンi子、nは1〜3の整数を表
わす。〕で示される有機アルミニウム化合物の存在下に
100〜200℃の温度で加熱重合することによってか
かる新規な超高分子量ナイロン6を製造する方法を提供
することによって解決される。
Means for Solving the Problems> The above problems have been solved by providing a novel ultra-high molecular weight nylon 6 having a mouse average molecular weight of 3XIO' or more as measured by gel permeation chromatography, and Actually, anhydrous ε-caprolactam is mixed with a Grignard compound or a halogenated magnesium lactamate compound in an amount of 0.1 to 3 mol % based on the lactam, and an acyl lactam compound in an amount of 0.01 to 1 mol % based on the lactam. and 0.01-3 mol% relative to the lactam.
General formula RnAlX3-n [where R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a halogen i atom, and n is an integer of 1 to 3. ] The problem is solved by providing a method for producing such a novel ultra-high molecular weight nylon 6 by thermal polymerization at a temperature of 100 to 200° C. in the presence of an organoaluminum compound shown in the following.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

まず、本発明の新規な超高分子量ナイロン6の製造法に
ついて説明して後、得られた超高分子量ナイロン6につ
いて説明する。
First, the novel method for producing ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention will be explained, and then the obtained ultra-high molecular weight nylon 6 will be explained.

本発明の超高分子量ナイロン6は、 実質的に無水のε−カプロラクタムを、グリニヤール化
合物またはハロゲン化マグネシウムラクタメート化合物
アシルラクタム化合物および有機アルミニウム化合物の
存在下に加熱重合することによって得られる。
The ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention is obtained by thermally polymerizing substantially anhydrous ε-caprolactam in the presence of a Grignard compound or a halogenated magnesium lactamate compound, an acyllactam compound, and an organoaluminum compound.

原料として用いられるε−カプロラクタムはいかなる方
法で製造されたものも使用可能であり、実質的に無水の
ものであればよい。
The ε-caprolactam used as a raw material can be produced by any method, as long as it is substantially anhydrous.

本発明の超高分子量ナイロン6を製造するためには、重
合触媒の選択が重要である。本発明では重合触媒として
グリニヤール化合物またはハロゲン化マグネシウムラク
タメート化合物、アシルラクタム化合物および有機アル
ミニウム −化合物を用いる。
In order to produce the ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention, selection of the polymerization catalyst is important. In the present invention, Grignard compounds, halogenated magnesium lactamate compounds, acyllactam compounds and organoaluminum compounds are used as polymerization catalysts.

本発明で用いられるグリニヤール化合物とはハロゲン化
炭化水素と金属マグネシウムとの反応で得られる一般式
に’ MgXで表わされる化合物(式中、R′は炭化水
禁基、Xはハロゲンを示す)であり、たとえば、好まし
くはメチルマグネシウムアイオダイド、エチルマグネシ
ウムプロミド、n−ブチルマグネシウムクロリド、フェ
ニルマグネシウムプロミド、シクロヘキシルマグネシウ
ムクロリド、ベンジルマグネシウムプロミド、アリルマ
グネシウムプロミドなどを挙げることができる。これら
のグリニヤール化合物はε−カプロラクタムと反応して
ハロゲン化マグネシウムラクタメートを生成するため、
グリニヤール化合物の代りに別途合成したハロゲン化マ
グネシウムラクタメートを用いても本発明の目的は同様
に達成される。
The Grignard compound used in the present invention is a compound obtained by the reaction of a halogenated hydrocarbon and metal magnesium and represented by the general formula 'MgX (in the formula, R' is a hydrocarbon group and X represents a halogen). For example, preferred examples include methylmagnesium iodide, ethylmagnesium bromide, n-butylmagnesium chloride, phenylmagnesium bromide, cyclohexylmagnesium chloride, benzylmagnesium bromide, and allylmagnesium bromide. These Grignard compounds react with ε-caprolactam to produce halogenated magnesium lactamates;
The object of the present invention can be similarly achieved by using a separately synthesized halogenated magnesium lactamate in place of the Grignard compound.

グリニヤール化合物またはハロゲン化マグネシウムラク
タメート化合物(以下単にグリニヤール化合物と称する
)の使用量は、ε−カプロラクタムに対して0.1〜3
モル%、好ましくは0.3〜1モル%である。使用量が
0.1モル%より少ないと重合速度が低下して好ましく
なく、一方、使用量が3モル%を越えると生成するナイ
ロン6の分子1が低下するので好ましくない。
The amount of Grignard compound or halogenated magnesium lactamate compound (hereinafter simply referred to as Grignard compound) used is 0.1 to 3 to ε-caprolactam.
mol %, preferably 0.3 to 1 mol %. If the amount used is less than 0.1 mol %, the polymerization rate will decrease, which is undesirable. On the other hand, if the amount used exceeds 3 mol %, the number of molecules 1 of nylon 6 produced will decrease, which is not preferred.

本発明で用いられるアシルラクタム化合物とは、N−ア
シルラクタム単位を分子中に含む化合物であり、N−ア
シルラクタム官能基の数は1分子当り1〜2個であるの
が好ましい。好適なアシルラクタム化合物の例としては
、アセチルカプロラクタム、アセチルピロリドン、ブチ
リルカプロラクタム、ベンゾイルカプロラクタム、ベン
ゾイルピロリドン、アジボイルビスカプロラククム、ア
ジポイルビスピロリドン、アジポイルビスラウロラクタ
ム、テレフタロイルビスカプロラクタム、イソフタロイ
ルビスカプロラクタム、セバコイルビスピロリドン、2
−クロロテレフタロイルビスカプロラクタム、2,5−
ジクロロテレフタロイルビスカプロラクタムなどを挙げ
ることができる。アシルラクタム化合物の使用量はε−
カプロラクタムに対して0.01−1モル%、好ましく
は0.03−0.5mo1%である。使用量が0.01
モル%より少ないと重合速度が低下して好ましくなく、
一方便用量が1モル%を越えると生成するナイロン6の
分子量が低下するので好ましくない。
The acyllactam compound used in the present invention is a compound containing an N-acyllactam unit in the molecule, and the number of N-acyllactam functional groups is preferably 1 to 2 per molecule. Examples of suitable acyllactam compounds include acetylcaprolactam, acetylpyrrolidone, butyrylcaprolactam, benzoylcaprolactam, benzoylpyrrolidone, adiboylbiscaprolactum, adipoylbispyrrolidone, adipoylbislaurolactam, terephthaloylbiscaprolactam, Isophthaloyl biscaprolactam, sebacoyl bispyrrolidone, 2
-chloroterephthaloyl biscaprolactam, 2,5-
Examples include dichloroterephthaloyl biscaprolactam. The amount of acyllactam compound used is ε-
The amount is 0.01-1 mol%, preferably 0.03-0.5 mol%, based on caprolactam. Usage amount is 0.01
If it is less than mol%, the polymerization rate decreases, which is undesirable.
On the other hand, if the amount of stool exceeds 1 mol%, the molecular weight of the produced nylon 6 will decrease, which is not preferable.

本発明で用いられる一般式RnAlX3−11 (ここ
でRは炭素数1〜5のアルキル基、Xはハロゲン原子、
nは1〜3の整数を表わす。〕で表わされる有機アルミ
ニウム化合物としては、好ましくはトリエチルアルミニ
ウム、トリーローブチルアルミニウム、ジエチルアルミ
ニウムクロリド、ジ−ミープロピルアルミニウムプロミ
ド、エチルアルミニウムジクロリド、n−ブチルアルミ
ニウムダブロミドなどを例として挙げることができる。
General formula RnAlX3-11 used in the present invention (where R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a halogen atom,
n represents an integer from 1 to 3. ] Preferred examples of the organoaluminum compound represented by the formula include triethylaluminum, trilobylaluminum, diethylaluminum chloride, di-propylaluminum bromide, ethylaluminum dichloride, n-butylaluminum dabromide, and the like. .

これら有機アルミニウム化合物の使用量はε−カプロラ
クタムに対して0.01〜3モル%であり、0.03〜
2モル%であることが更に好ましい。有機アルミニウム
化合物の使用量が0.01モル%に満たない場合には生
成するナイロ賑 ン6の高分子量化の効果が小さく、使用量が3モル%を
越えると生成するナイロン6が溶媒不溶のゲルとなり好
ましくない。
The amount of these organoaluminum compounds used is 0.01 to 3 mol% relative to ε-caprolactam, and 0.03 to 3 mol%.
More preferably, it is 2 mol%. When the amount of organoaluminum compound used is less than 0.01 mol%, the effect of increasing the molecular weight of the produced nylon 6 is small, and when the amount used exceeds 3 mol%, the produced nylon 6 becomes solvent-insoluble. It becomes a gel, which is not desirable.

グリニヤール化合物、アシルラクタム化合物および有機
アルミニウム化合物の添加方法には特に制限なく、無水
の溶融ε−カプロラクタムにグリニヤール化合物、有機
アルミニウム化合物およびアシルラクタム化合物を順次
添加し均一混合した後加熱重合する方法、溶融ε−カプ
ロラクタムを二分して一方にグリニヤール化合物と有機
アルミニウム化合物を添加し、他方にアシルラクタム化
合物を添加しておいて、両者を混合した後加熱重合する
方法あるいは溶融ε−カプロラクタムを三分しておいて
各々にグリニヤール化合物、有機アルミニウム化合物、
アシルラクタム化合物を添加しておいて三者を混合し加
熱重合する方法などいかなる添加方法も採用することが
できる。
There are no particular restrictions on the method of adding the Grignard compound, acyllactam compound, and organoaluminum compound, including a method of sequentially adding the Grignard compound, organoaluminum compound, and acyllactam compound to anhydrous molten ε-caprolactam, uniformly mixing, and then heating polymerization; A method in which ε-caprolactam is divided into two parts, a Grignard compound and an organoaluminium compound are added to one side, and an acyllactam compound is added to the other, and the two are mixed and polymerized by heating, or the molten ε-caprolactam is divided into three parts. Grignard compounds, organoaluminum compounds,
Any addition method can be employed, such as a method in which an acyllactam compound is added, the three components are mixed, and the mixture is heated and polymerized.

重合温度は100〜200℃の範囲内である。The polymerization temperature is within the range of 100-200°C.

重合温度が100℃に満たないと重合速度が著しく低下
し、生成するナイロン6の収率分子量のいずれも低くな
り好ましくない。重合温度が200℃を越えると種々の
副反応が顕著になり生成するナイロン6のゲル化、着色
などを招き好ましくない。最も好ましい重合温度は13
0〜170℃であり、この範囲の重合温度で重合を実施
する時に最も短時間で高分子量ポリマが高収率で得られ
る。重合圧力は常圧、加圧、減圧のいずれも適用可能で
あるが、常圧が好ましい。
If the polymerization temperature is less than 100° C., the polymerization rate will drop significantly, and the yield and molecular weight of the produced nylon 6 will both be low, which is not preferable. If the polymerization temperature exceeds 200° C., various side reactions become noticeable and the resulting nylon 6 may become gelled or colored, which is undesirable. The most preferred polymerization temperature is 13
When the polymerization temperature is 0 to 170°C, a high molecular weight polymer can be obtained in a high yield in the shortest time. The polymerization pressure may be normal pressure, increased pressure, or reduced pressure, but normal pressure is preferable.

本発明の重合を行なう際、ε−カプロラクタムの重合性
および生成ポリマの物性を損なわない限りにおいて他の
ラクタム成分を少量(たとえば30モル%以下)共存さ
せて共重合することもできる。共重合可能なラクタムの
例としてはα−ピロリドン、α−ピペリドン、エナント
ラクタム、カプリルラクタム、ラウロラクタムなどを挙
げることができる。
When carrying out the polymerization of the present invention, a small amount (for example, 30 mol % or less) of other lactam components may be present in the copolymerization, as long as the polymerizability of ε-caprolactam and the physical properties of the resulting polymer are not impaired. Examples of copolymerizable lactams include α-pyrrolidone, α-piperidone, enantholactam, capryllactam, and laurolactam.

かくして本発明の超高分子量ナイロン6が得られる。In this way, the ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention is obtained.

本発明の超高分子量ナイロン6はゲル浸透クロマトグラ
フ法によって測定した重量平均分子量が3X、105以
上であるナイロン6である。本発明で用いるゲル浸透ク
ロマトグラフ法による測定条件は、特に限定されないが
、通常は次の測定条件下に測定された重量平均分子量を
いう。
The ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention is nylon 6 having a weight average molecular weight of 3X, 105 or more as measured by gel permeation chromatography. The measurement conditions by gel permeation chromatography used in the present invention are not particularly limited, but the weight average molecular weight is usually measured under the following measurement conditions.

溶媒: メタクレゾール/クロロホルム= 30/70
容盪比 流   速 :ll1t/紐 温   度 : 25 ℃ 試料濃度: 0.2 wt% 従来のナイロン6はゲル浸透クロマトグラフ法によって
測定した重量平均分子量が3X10’に満たないもので
あり、本発明により新規な超高分子量ナイロン6が提供
し得た。また、従来のナイロン6は高分子量になるほど
有機溶媒(例えばm−クレゾール)に難溶または不溶と
なる傾向になるが、本発明の超高分子量ナイロン6は有
機溶媒に可溶である。これは、本発明の超高分子量ナイ
ロン6が分子量が大きいにもi   かかわらず、分子
が直鎖線状であり、交鎖結合をほとんど有していないた
めである。微細構造は具体的には不明であるが、本願発
明の超高分子量ナイロン6は従来のナイロン6と異なっ
た微細構造を有するものであることが推定できる。
Solvent: Metacresol/chloroform = 30/70
Container specific flow rate: 11t/string temperature: 25°C Sample concentration: 0.2 wt% Conventional nylon 6 has a weight average molecular weight of less than 3 x 10' as measured by gel permeation chromatography, and the present invention Thus, a new ultra-high molecular weight nylon 6 could be provided. Moreover, conventional nylon 6 tends to become less soluble or insoluble in organic solvents (for example, m-cresol) as the molecular weight increases, but the ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention is soluble in organic solvents. This is because, although the ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention has a large molecular weight, the molecule is linear and has almost no cross-chain bonds. Although the specific microstructure is unknown, it can be presumed that the ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention has a microstructure different from that of conventional nylon 6.

く作用〉 本発明において超高分子量ナイロン6を製造するにあた
り、グリニヤール化合物、アシルラクタム化合物および
Rn A l s−nで表わされるアルミニウム化合物
の3者の混合触媒系を用いることは極めて重要である。
Effect> In producing ultra-high molecular weight nylon 6 in the present invention, it is extremely important to use a mixed catalyst system of three components: a Grignard compound, an acyllactam compound, and an aluminum compound represented by RnAls-n.

なぜならばグリニヤール化合物とアシルラクタム化合物
の2者の組合せの場合には、得られるポリマの重量平均
分子量は高々20〜25万で重合度レベルが不満足であ
るし、グリニヤール化合物とアルミニウム化合物の組合
せおよびアシルラクタム化合物とアルミニウム化合物の
組合せでは重合速度が非常に遅く、低重合度のナイロン
6が低収率で得られるにすぎない。またグリニヤール化
合物の代りにアルカリ金属およびその誘導体を用いた場
合には生成するナイロン6は溶媒不溶のゲルとなるため
好ましくなく、一方アシルラクタム化合物の代りに有機
イソシアネート化合物を用いた場合には重合速度が極端
に低下し、目的の高分子量ナイロン6を効率よく製造で
きない。
This is because in the case of a combination of Grignard compounds and acyllactam compounds, the weight average molecular weight of the resulting polymer is at most 200,000 to 250,000, which is an unsatisfactory degree of polymerization; In the combination of a lactam compound and an aluminum compound, the polymerization rate is very slow, and nylon 6 with a low degree of polymerization can only be obtained in a low yield. Furthermore, when an alkali metal or its derivative is used instead of a Grignard compound, the nylon 6 produced becomes a solvent-insoluble gel, which is undesirable.On the other hand, when an organic isocyanate compound is used instead of an acyllactam compound, the polymerization rate is is extremely reduced, making it impossible to efficiently produce the desired high molecular weight nylon 6.

本発明の超高分子量ナイロン6はグリニヤール化合物、
アシルラクタム化合物、有機アルミニウム化合物の3者
を組合せた混合触媒系を用いることによって初めて得る
ことが可能になったのである。
The ultra-high molecular weight nylon 6 of the present invention is a Grignard compound,
This became possible for the first time by using a mixed catalyst system that combines an acyllactam compound and an organoaluminum compound.

〈実施例〉 以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。な
お以下の例の中でMW′で表わされる重量平均分子量は
、WATER8社製GPC−244型ゲル浸透クロマト
グラフを用いて以下の条件下で測定したものである。
<Example> The present invention will be explained in more detail by giving examples below. In the following examples, the weight average molecular weight expressed as MW' was measured using a GPC-244 gel permeation chromatograph manufactured by WATER 8 under the following conditions.

溶媒:メタクレゾール/クロロホルム=30/70容量
比 流   速 = l 躍t/萬IR 温   度 = 25 ℃ 試料濃度: 0.2 wt% 実施例1 無水のε−カプロラクタム56.5F(0,5モル)゛
を二等分して試験管中で90℃に保ち、一方にエチルマ
グネシウムプロミド(3,0モル/1!エーテル溶F&
)0..0025モル(ε−カプロラクタムに対して0
.5モル%)およびトリエチルアルミニウム0.000
5モル(ε−カプロラクタムに対してO,1モル%)を
添加し、エーテルを減圧下に留去してA液とした。他方
にはアジポイルビスカプロラクタムO,168F(ε−
カプロラクタムに対して0.1モル%)を添加して溶解
しB液とした。次いでA液とB液を混合して均一溶液と
し、これを140℃のオイルバス中に浸漬して重合した
。20分で重合は完結し、白色の棒状ポリマが収率97
.3%で得られた。このポリマのMWは7.8X105
であった。また、このポリマは室温でm−クレゾールに
溶解した。
Solvent: Metacresol/Chloroform = 30/70 Volume specific flow rate = 1 t/1000 IR Temperature = 25 °C Sample concentration: 0.2 wt% Example 1 Anhydrous ε-caprolactam 56.5F (0.5 mol )'' was divided into two equal parts and kept at 90°C in a test tube, and one part was mixed with ethylmagnesium bromide (3.0 mol/1! ether-soluble F&
)0. .. 0025 mol (0 for ε-caprolactam)
.. 5 mol%) and triethylaluminum 0.000
5 mol (O, 1 mol % based on ε-caprolactam) was added, and the ether was distilled off under reduced pressure to obtain a liquid A. On the other hand, adipoyl biscaprolactam O, 168F (ε-
0.1 mol % based on caprolactam) was added and dissolved to obtain Solution B. Next, liquid A and liquid B were mixed to form a homogeneous solution, and this was immersed in an oil bath at 140°C for polymerization. Polymerization was completed in 20 minutes, with a yield of 97% of white rod-shaped polymer.
.. Obtained at 3%. The MW of this polymer is 7.8X105
Met. This polymer was also dissolved in m-cresol at room temperature.

比較例1 トリエチルアルミニウムを添加しない以外は実施例1と
全く同様にしてε−カプロラクタムのアニオン重合を実
施したところ重合は45分で完結し白色の棒状ポリマが
得られたがこのポリマのMWは2.1X10Bであり、
重合度が不満足であった。
Comparative Example 1 Anionic polymerization of ε-caprolactam was carried out in the same manner as in Example 1 except that triethylaluminum was not added. The polymerization was completed in 45 minutes and a white rod-shaped polymer was obtained, but the MW of this polymer was 2. .1X10B,
The degree of polymerization was unsatisfactory.

比較例2 エチルマグネシウムプロミドを添加しない以外は実施例
1と全く同様にして重合を実施したところ、重合時間2
時間でも重合はほとんど起っておらず、低収率で低重合
度(MWは5XlO”)のポリマが得られたに過ぎなか
った。
Comparative Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that ethylmagnesium bromide was not added.
Almost no polymerization occurred even after hours, and only a polymer with a low yield and degree of polymerization (MW: 5X1O'') was obtained.

比較例3 無水の溶融ε−カプロラクタムを二等分し、一方にラク
タムに対して0.5モル%のエチルマグネシウムプロミ
ドを、他方にラクタムに対して0.1モル%のトリエチ
ルアルミニウムを添加し、両者を混合して140℃で1
時間重合したが得られたポリマの重合度は著しく低い(
MWはl X 103)ものであった。
Comparative Example 3 Anhydrous molten ε-caprolactam was divided into two equal parts, and 0.5 mol% of ethylmagnesium bromide relative to the lactam was added to one half, and triethylaluminum of 0.1 mol% relative to the lactam was added to the other. , both were mixed and heated to 140°C.
Although polymerized for a long time, the degree of polymerization of the obtained polymer is extremely low (
The MW was l x 103).

実施例2 無水の溶融ε−カプロラクタムを二等分し、一方にはラ
クタムに対して1.0モル%のシクロヘキシルマグネシ
ウムクロリドおよびラクタムに対して0.3モル%のジ
−ミープロピルアルミニウムクロリドを加え、減圧下に
溶媒を留去してA液とした。他方にはラクタムに対して
0.25モル%のテレフタロイルビスカプロラクタムを
添加し、B液とした。A液とB液を均一混合し140℃
で重合せしめたところ重合は35分で完結し、ここで得
られたポリマの収率は96.5%、 MWは6.8X1
0’であった。また、このポリマは室温でm−クレゾー
ルに溶解した。
Example 2 Anhydrous molten ε-caprolactam is divided into two equal parts and one is charged with 1.0 mole % cyclohexylmagnesium chloride based on the lactam and 0.3 mole % diamy propylaluminum chloride based on the lactam. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain liquid A. On the other hand, terephthaloyl biscaprolactam was added in an amount of 0.25 mol % based on the lactam to obtain a B solution. Mix A liquid and B liquid uniformly and heat to 140℃.
When polymerization was carried out, the polymerization was completed in 35 minutes, the yield of the polymer obtained here was 96.5%, and the MW was 6.8X1.
It was 0'. This polymer was also dissolved in m-cresol at room temperature.

実施例3〜7 グリニヤール化合物、アシルラクタム化合物、有機アル
ミニウム化合物の種類と量を変えて重合を実施した結果
を第1表に示す。いずれの場合にも短時間に高収率で十
分に高い分子量を有するナイロン6が得られた。
Examples 3 to 7 Table 1 shows the results of polymerizations conducted with different types and amounts of Grignard compounds, acyllactam compounds, and organoaluminum compounds. In either case, nylon 6 having a sufficiently high molecular weight was obtained in a short time in high yield.

得られたポリマはいずれも室温でm−クレゾールに溶解
した。
All of the obtained polymers were dissolved in m-cresol at room temperature.

特開昭Gl−31431(6) 〈発明の効果〉 本発明によりゲル紡糸、ゾーン延伸などの特殊な成形加
工用に適した新規な超高分子量ナイロン6を提供するこ
とが可能となった。しかも本発明の方法により短時間か
つ高収率で製造可能となった。本発明で得られる超高分
子量ナイロン6の分子量はこれまでに全く開示されてい
ない極めて高水準のものであり、本発明により新規な超
高分子量ナイロン6が製造できることが特徴である。
JP-A-Sho Gl-31431 (6) <Effects of the Invention> The present invention has made it possible to provide a novel ultra-high molecular weight nylon 6 suitable for special forming processes such as gel spinning and zone stretching. Furthermore, the method of the present invention enables production in a short time and with high yield. The molecular weight of the ultra-high molecular weight nylon 6 obtained by the present invention is at an extremely high level, which has not been disclosed at all so far, and the present invention is characterized in that a novel ultra-high molecular weight nylon 6 can be produced.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ゲル浸透クロマトグラフ法によつて測定した重量
平均分子量が3×10^5以上である超高分子量ナイロ
ン6。
(1) Ultra-high molecular weight nylon 6 having a weight average molecular weight of 3 x 10^5 or more as measured by gel permeation chromatography.
(2)実質的に無水のε−カプロラクタムを、該ラクタ
ムに対して0.1〜3モル%のグリニャール化合物また
はハロゲン化マグネシウムラクタメート、前記ラクタム
に対して0.01〜1モル%のアシルラクタム化合物お
よび前記ラクタムに対して0.01〜3モル%の一般式
RnAlX_3_−_n〔ここでRは炭素数1〜5のア
ルキル基、Xはハロゲン原子、nは1〜3の整数を表わ
す。〕で示される有機アルミニウム化合物の存在下に1
00〜200℃の温度で加熱重合することを特徴とする
ゲル浸透クロマトグラフ法によつて測定した重量平均分
子量が3×10^5以上である超高分子量ナイロン6の
製造法。
(2) substantially anhydrous ε-caprolactam, a Grignard compound or halogenated magnesium lactamate in an amount of 0.1 to 3 mol % based on the lactam, and an acyl lactam in an amount of 0.01 to 1 mol % based on the lactam; 0.01 to 3 mol% of the compound and the lactam of the general formula RnAlX_3_-_n [where R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a halogen atom, and n is an integer of 1 to 3]. 1 in the presence of an organoaluminum compound represented by
A method for producing ultra-high molecular weight nylon 6 having a weight average molecular weight of 3 x 10^5 or more as measured by gel permeation chromatography, characterized by carrying out thermal polymerization at a temperature of 00 to 200C.
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