JPS621626B2 - - Google Patents

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JPS621626B2
JPS621626B2 JP56078704A JP7870481A JPS621626B2 JP S621626 B2 JPS621626 B2 JP S621626B2 JP 56078704 A JP56078704 A JP 56078704A JP 7870481 A JP7870481 A JP 7870481A JP S621626 B2 JPS621626 B2 JP S621626B2
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JP
Japan
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formula
fibers
fiber
para
weight
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JP56078704A
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Japanese (ja)
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JPS57195136A (en
Inventor
Motoo Takayanagi
Chisato Kajama
Teruo Katayose
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Asahi Kasei Kogyo KK filed Critical Asahi Kasei Kogyo KK
Priority to JP7870481A priority Critical patent/JPS57195136A/en
Publication of JPS57195136A publication Critical patent/JPS57195136A/en
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、オレフイン系アイオノマー重合体に
対し、芳香族ポリアミド繊維の表面がN−置換反
応により変性された繊維を添加して得られる新規
な芳香族ポリアミド繊維強化アイオノマー樹脂組
成物に関するものである。 耐熱性高分子として、アミド結合にて結合され
た二価の炭化水素基のすべてが芳香族環性基であ
る、いわゆる全芳香族ポリアミドが繊維、フイル
ムなどとして実用に供され、注目されていること
は知られている。中でも、特公昭47−2489号その
他により、その芳香族環性基がパラフエニレン基
で代表されるパラ配向的全芳香族ポリアミドから
なる繊維、フイルム等の成形物は、高強力、高弾
性率、すぐれた耐熱性の故に種々の用途に有用で
ある。特に繊維は、その高強力、高弾性率の性質
のため、強化用繊維として種々の熱可塑性樹脂お
よび熱硬化性樹脂に添加され、該組成物の力学的
性質、耐熱性等が検討されている例えば、特公昭
47−51829号、特公昭52−500号、ポリマー・エン
ジニアリング・サイエンス誌、第14巻、633頁
(1974年)、ジヤーナル・オブ・アプライド・ポリ
マー・サイエンス誌、第20巻、435頁(1976年)、
ラバー・ケミカル・テクノロジー誌、第50巻、
945頁(1977年)参照〕。 しかし、該組成物は、パラ配向的全芳香族ポリ
アミド繊維とマトリツクス樹脂との接着性が悪
く、良好な力学的性質および耐熱性を示さない。
また、パラ配向的全芳香族ポリアミドは、自己分
子間相互の親和性が高いので、マトリツクス樹脂
との混合時に凝集しやすく、繊維が均一に分散し
た組成物を得にくい欠点を有する。 本発明者らは、これらの現状に鑑み、鋭意研究
の結果、パラ配向的全芳香族ポリアミド繊維の表
面をN−置換反応で変性することにより、上記問
題を解決できることを見出し、本発明に到達した
のである。 すなわち、本発明は、オレフイン系アイオノマ
ー重合体40〜99.9重量部と、一般式−NH−Ar1
NH−CO−Ar2−CO−および/または−NH−
Ar3−CO−なる繰返し単位よりなるパラ配向的
全芳香族ポリアミド繊維の表面が、下記のQ1
Q6の群から選ばれた1種または2種以上の基で
N−置換変性された繊維60〜0.1重量部とからな
る芳香族ポリアミド繊維強化アイオノマー樹脂組
成物である。 Q1=−Ck2k+1、Q2=(−CH2)−lAr4
The present invention relates to a novel aromatic polyamide fiber-reinforced ionomer resin composition obtained by adding fibers whose surfaces have been modified by N-substitution reaction to an olefinic ionomer polymer. As heat-resistant polymers, so-called fully aromatic polyamides, in which all of the divalent hydrocarbon groups bonded through amide bonds are aromatic cyclic groups, are being used practically as fibers, films, etc., and are attracting attention. This is known. Among them, according to Japanese Patent Publication No. 47-2489 and others, molded products such as fibers and films made of para-oriented wholly aromatic polyamides whose aromatic cyclic groups are represented by paraphenylene groups have high strength, high elastic modulus, and excellent properties. Due to its heat resistance, it is useful in a variety of applications. In particular, fibers are added to various thermoplastic resins and thermosetting resins as reinforcing fibers due to their properties of high strength and high elastic modulus, and the mechanical properties, heat resistance, etc. of the compositions are being studied. For example, Tokko Akira
No. 47-51829, Special Publication No. 52-500, Journal of Polymer Engineering Science, Vol. 14, p. 633 (1974), Journal of Applied Polymer Science, Vol. 20, p. 435 (1976) ),
Rubber Chemical Technology Magazine, Volume 50,
See page 945 (1977)]. However, this composition has poor adhesion between the para-oriented wholly aromatic polyamide fibers and the matrix resin, and does not exhibit good mechanical properties and heat resistance.
Furthermore, para-oriented wholly aromatic polyamide has a high affinity between self-molecules, so it tends to aggregate when mixed with a matrix resin, and has the disadvantage that it is difficult to obtain a composition in which fibers are uniformly dispersed. In view of these current circumstances, the present inventors have conducted extensive research and found that the above problems can be solved by modifying the surface of para-oriented wholly aromatic polyamide fibers by N-substitution reaction, and have thus arrived at the present invention. That's what I did. That is, the present invention comprises 40 to 99.9 parts by weight of an olefinic ionomer polymer and a compound having the general formula -NH- Ar1-
NH−CO−Ar 2 −CO− and/or −NH−
The surface of the para-oriented wholly aromatic polyamide fiber consisting of repeating units Ar 3 −CO− has the following Q 1 to
This is an aromatic polyamide fiber-reinforced ionomer resin composition comprising 60 to 0.1 parts by weight of fibers modified by N-substitution with one or more groups selected from the group Q6 . Q 1 =-C k H 2k+1 , Q 2 = (-CH 2 ) -l Ar 4 ,

【式】Q4=(−CH2)−o COOM、[Formula] Q 4 = (−CH 2 )− o COOM,

【式】【formula】

【式】 (上記式中、Ar1、Ar2、Ar3は各々独立に二価の
パラ配向的芳香族基を表わし、k、l、m、n、
i、jは任意の整数であり、Ar4
[Formula] (In the above formula, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent a divalent para-oriented aromatic group, k, l, m, n,
i, j are arbitrary integers, and Ar 4 is

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】より選ばれた芳香族 基、R1、R2、R3、R4は同一または相異なる−
NH、−CH3、−CH2CH2、−C2H5、−C3H7
Aromatic groups selected from [Formula], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are the same or different -
NH , -CH3 , -CH2CH2 , -C2H5 , -C3H7 ,

【式】【formula】

【式】−CH2−O −CH2−CH=CH2より選ばれた基、Mは−Hま
たはLi、Na、K、Rb、Csから選ばれたアルカリ
金属を表わす。) 本発明において用いられるオレフイン系アイオ
ノマー重合体としては、1種または2種以上のオ
レフインと不飽和カルボン酸との共重合体のカル
ボキシル基の一部またはすべてを金属イオンで中
和したものをあげることができる。 オレフイン系アイオノマー重合体の典型的な例
としては、エチレン−アクリル酸共重合体、エチ
レン−メタクリル酸共重合体、エチレン−イタコ
ン酸共重合体、エチレン−マレイン酸共重合体、
エチレン−フマール酸共重合体、エチレン−メタ
クリル酸−メタクリル酸アルキル共重合体、およ
びエチレン−アクリル酸−メタクリル酸アルキル
共重合体等のカルボン酸がLi、Na、K等のアル
カリ金属イオン、またはMg、Ca、Zn等のアルカ
リ土類金属イオンで中和したものをあげることが
できる。 本発明に用いられるパラ配向的全芳香族ポリア
ミドとは、二価のパラ配向的芳香族基、すなわ
ち、その二価の結合基同志が、1・4−フエニレ
ン、4・4′−ビフエニレン、1・4−ナフチレン
等のごとく、芳香族環より同軸的に反対方向に、
または1・5−ナフチレンや2・6−ナフチレン
のごとく、平行軸的に反対方向に配置されている
基からなるものである。 その構造の例としては、ポリパラベンズアミ
ド、ポリパラフエニレンテレフタルアミド、ポリ
−4・4′−ジアミノベンズアニリドテレフタルア
ミド、ポリ−N・N′−p−フエニレンビス(p
−ベンズアミド)テレフタルアミド、ポリパラフ
エニレン−2・6−ナフタリツクアミド、コポリ
パラフエニレン/4・4′−(3・3′−ジメチルビ
フエニレン)−テレフタルアミド、コポリパラフ
エニレン/2・5−ピリジレン−テレフタルアミ
ド、コポリパラフエニレン−イソシンコメロンア
ミド/テレフタルアミド等が挙げられる。 これらのパラ配向的全芳香族ポリアミドからの
繊維の製造法は、本発明を実施する上で特に制限
されるものではない。これらのパラ配向的全芳香
族ポリアミドの製造法は、本発明を実施する上で
制限されるものではなく、たとえば、該当するジ
アミンおよびジ酸クロライドから、特公昭35−
14399号公報等で知られる低温溶液重合法により
容易に製造できる。 本発明に用いるパラ配向的全芳香族ポリアミド
繊維は、特公昭42−815号、特公昭50−12485号、
特公昭50−12006号、特開昭47−39458号等の各公
報に記載の方法により、さらに高モジユラス繊維
は、特公昭50−12484号、特公昭50−13365号、特
開昭47−43419号等の各公報に記載の方法により
製造できる。因に市販のものとしては、デユポン
社のケプラー29およびケプラー49(いずれもデユ
ポン社商標で、PPTA繊維といわれる)がある。 本発明に用いるパラ配向的全芳香族ポリアミド
繊維の銘柄等については特に制限されるものでは
なく、構成本数、総デニール等、目的とする用途
に応じて任意に設定できる。また、濃硫酸溶液を
高速撹拌下の水中に滴下するか、あるいは超音波
作用下の水中に滴下して得られるミクロフイブリ
ル〔高分子論文集、第34巻、129頁(1977年)な
ど参照〕も強化繊維として使用できる。 本発明のパラ配向的全芳香族ポリアミド繊維表
面のN−置換反応による変性は、本発明者らの特
願昭55−116970号に記載の方法により実施でき
る。すなわち、前述のパラ配向的全芳香族ポリア
ミド繊維をジメチルスルホキシド(以下DMSOと
略称する)および/またはヘキサメチルホスホル
アミド(以下HMPAと略称する)中にて、ナト
リウムもしくはナトリウムハイドライド、または
それらとDMSOおよび/またはHMPAとの反応物
の存在下に、その表面層をN−ナトリウム化し、
次いで、一般式Q′1=X−Ck2k+1、Q′2=X(−
CH2)−lAr4
[Formula] -CH2 - O- CH2 -CH= CH2 , M represents -H or an alkali metal selected from Li, Na, K, Rb, and Cs. ) The olefin-based ionomer polymer used in the present invention includes a copolymer of one or more olefins and an unsaturated carboxylic acid, with some or all of the carboxyl groups neutralized with metal ions. be able to. Typical examples of olefinic ionomer polymers include ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-itaconic acid copolymer, ethylene-maleic acid copolymer,
Carboxylic acids such as ethylene-fumaric acid copolymer, ethylene-methacrylic acid-alkyl methacrylate copolymer, and ethylene-acrylic acid-alkyl methacrylate copolymer are alkali metal ions such as Li, Na, and K, or Mg Examples include those neutralized with alkaline earth metal ions such as , Ca, and Zn. The para-oriented wholly aromatic polyamide used in the present invention is a divalent para-oriented aromatic group, that is, the divalent bonding groups are 1,4-phenylene, 4,4'-biphenylene, 1・Like 4-naphthylene, coaxially opposite direction from the aromatic ring,
Or it consists of groups arranged in opposite directions along parallel axes, such as 1,5-naphthylene and 2,6-naphthylene. Examples of its structures include polyparabenzamide, polyparaphenylene terephthalamide, poly-4,4'-diaminobenzanilide terephthalamide, poly-N/N'-p-phenylene bis(p
-benzamide) terephthalamide, polyparaphenylene-2,6-naphthalitukuamide, copolyparaphenylene/4,4'-(3,3'-dimethylbiphenylene)-terephthalamide, copolyparaphenylene/2 -5-pyridylene-terephthalamide, copolyparaphenylene-isocincomelonamide/terephthalamide, etc. The method for producing fibers from these para-oriented wholly aromatic polyamides is not particularly limited in carrying out the present invention. The method for producing these para-oriented wholly aromatic polyamides is not limited in carrying out the present invention, and for example, from the corresponding diamine and diacid chloride,
It can be easily produced by the low-temperature solution polymerization method known from Publication No. 14399 and the like. The para-oriented wholly aromatic polyamide fiber used in the present invention is disclosed in Japanese Patent Publication No. 42-815, Japanese Patent Publication No. 50-12485,
Further, high modulus fibers can be produced by methods described in Japanese Patent Publications No. 50-12006, Japanese Patent Publications No. 47-39458, etc.; It can be manufactured by the method described in each publication such as No. Commercially available products include DuPont's Kepler 29 and Kepler 49 (both trademarks of DuPont and called PPTA fibers). The brand of para-oriented wholly aromatic polyamide fiber used in the present invention is not particularly limited, and can be arbitrarily set depending on the intended use, such as the number of fibers, total denier, etc. Microfibrils obtained by dropping a concentrated sulfuric acid solution into water under high-speed stirring or into water under ultrasonic action [see Kobunshi Ronshu, Vol. 34, p. 129 (1977), etc. ] can also be used as reinforcing fibers. Modification of the surface of the para-oriented wholly aromatic polyamide fiber of the present invention by N-substitution reaction can be carried out by the method described in Japanese Patent Application No. 116970/1983 by the present inventors. That is, the para-oriented wholly aromatic polyamide fibers described above are mixed with sodium or sodium hydride, or with DMSO in dimethyl sulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO) and/or hexamethylphosphoramide (hereinafter abbreviated as HMPA). and/or N-sodification of the surface layer in the presence of reactants with HMPA,
Then, the general formula Q′ 1 =X−C k H 2k+1 , Q′ 2 =X(−
CH 2 ) − l Ar 4 ,

【式】Q′4=X(−CH2 )−oCOOM、[Formula] Q′ 4 =X(−CH 2 )− o COOM,

【式】【formula】

【式】で示されるQ′1〜Q′6の 群から選ばれた1種または2種以上の化合物と反
応させればよい(上記式中、Xは塩素、臭素また
はヨウ素から選ばれたハロゲン基を表わし、その
他は前述のとおりである)。 この反応を実施するに当り、用いられるDMSO
およびHMPAは、必要あれば精製、脱水等の前
処理を施した後用いられることが好ましく、また
反応を阻害しない第1、第2の溶剤を存在せしめ
ることも可能である。 反応の温度および時間に関しても特に制限する
ものではなく、一般には0℃〜系の沸点の間、特
に10〜50℃の間が好ましく用いられ、時間も1分
〜10分間程度が適当である。 本発明の表面変性用置換基を導入するための一
般式Q′1〜Q′6で示される化合物は、先に述べた置
換基Q1〜Q6に、それぞれ対応する化合物であつ
て、Q′1、Q′2、Q′4およびQ′6のハロゲン基として
は、一般に塩素や臭素が用いられるが、反応性等
によつては、ヨウ素化合物を用いることも可能で
ある。一般式Q′3で示されるエポキシド化合物
は、開環反応によりグラフト体であるQ3を与え
る。R1〜R4の具体的な組合せ例は次表に示され
る。
The reaction may be performed with one or more compounds selected from the group Q' 1 to Q' 6 represented by the formula (in the above formula, X is a halogen selected from chlorine, bromine, or iodine). (others are as above). DMSO used in carrying out this reaction
It is preferable that HMPA is used after being subjected to pretreatment such as purification and dehydration if necessary, and it is also possible to include first and second solvents that do not inhibit the reaction. The temperature and time of the reaction are also not particularly limited, and generally a temperature between 0°C and the boiling point of the system, particularly between 10 and 50°C, is preferably used, and a suitable time is about 1 minute to 10 minutes. The compounds represented by the general formulas Q' 1 to Q' 6 for introducing the surface-modifying substituents of the present invention are compounds corresponding to the above-mentioned substituents Q 1 to Q 6 , respectively, and Q As the halogen groups for ' 1 , Q' 2 , Q' 4 and Q' 6 , chlorine or bromine is generally used, but depending on reactivity etc., iodine compounds can also be used. The epoxide compound represented by the general formula Q' 3 gives Q 3 , which is a graft product, through a ring-opening reaction. Specific examples of combinations of R 1 to R 4 are shown in the following table.

【表】 また一般式Q′5で示される化合物は、アクリロ
ニトリルであり、グラフト反応によりQ5を与え
る。 これらの反応例で明らかなように、パラ配向的
全芳香族ポリアミド繊維をDMSOおよび/または
HMPA中で、ナトリウムもしくはナトリウムハ
イドライド、またはそれらとDMSOおよび/また
はHMPAとの反応物と反応させたN−ナトリウ
ム化全芳香族ポリアミド繊維は、その表面層のポ
リアミドがN−ナトリウム化されており、広範囲
の試薬と反応して、上記のN−置換基に限らず、
巾広い変成、修飾が可能な前駆体繊維として有用
であることは、容易に理解される。 本発明の樹脂組成物の特徴を以下に述べる。 一般式Q1=−Ck2k+1および/またはQ2=(−
CH2)−lAr4で示される基によりパラ配向的全芳香
族ポリアミド繊維の表面が変性された繊維は、ア
イオノマー樹脂に極めて良好に分散し、特に添加
量が少ない時でも均一に分散する特徴を有する。
また、一般式
[Table] Furthermore, the compound represented by the general formula Q' 5 is acrylonitrile, and gives Q 5 through a graft reaction. As is clear from these reaction examples, para-oriented wholly aromatic polyamide fibers are treated with DMSO and/or
N-sodiumated wholly aromatic polyamide fibers reacted with sodium or sodium hydride, or their reaction products with DMSO and/or HMPA in HMPA, the polyamide in the surface layer is N-sodiumated, Reacts with a wide range of reagents, including but not limited to the N-substituents listed above.
It is easily understood that it is useful as a precursor fiber that can be modified and modified in a wide range. The characteristics of the resin composition of the present invention will be described below. General formula Q 1 =-C k H 2k+1 and/or Q 2 =(-
The surface-modified para-oriented fully aromatic polyamide fibers with groups represented by CH 2 ) -l Ar 4 disperse extremely well in ionomer resins, and have the characteristic of being uniformly dispersed even when the amount added is small. has.
Also, the general formula

【式】Q4=(− CH2)−oCOOM、[Formula] Q 4 = (- CH 2 ) - o COOM,

【式】およ び/または[Formula] and and/or

【式】で示される基により該繊 維の表面が変性された繊維は、アイオノマー樹脂
との接着性が極めて良好で、本発明の樹脂組成物
の引張強度、引張り弾性率、曲げ強度等の力学的
性質および耐熱性を著しく向上させる特徴を有す
る。 本発明の樹脂組成物における表面が変性された
パラ配向的全芳香族ポリアミド繊維含有量は0.1
〜60重量%であり、さらに好ましくは1〜40重量
%である。本発明の樹脂組成物中で該ポリアミド
繊維が0.1%未満の場合は、強化材としての実質
的効果が認められないため好ましくない。本発明
の特徴を発揮するためには少くとも0.1重量%、
好ましくは1重量%の該ポリアミド繊維の添加が
必要である。該ポリアミド繊維の添加量が多くな
ると成形加工性を著しく低下させるため、その添
加量の限度は60重量%、好ましくは40重量%まで
である。 本発明の樹脂組成物の混合方法はいかなる方法
によつてもよく、たとえば押出機、加熱ロール、
バンバリーミキサー、ニーダーブレンダーなどの
溶融混合法、アイオノマー重合体を溶媒に溶解し
て該ポリアミド繊維を添加する溶液法等が用いら
れる。 本発明の樹脂組成物は、他にガラス繊維、炭素
繊維、ホイスカー、ガラスビーズ、雲母、アスベ
ストの強化材および/または特殊な目的のために
他の添加剤、たとえば、顔料、難燃剤、安定剤、
離型剤等を含有せしめることもできる。 以下、本発明を一層明確にするために実施例を
挙げて説明するが、本発明は、実施例により範囲
を限定されるものではない。なお、実施例中、部
とは重量部を示す。 実施例 1 ジメチルスルホキシド(DMSO)1000g中にナ
トリウムハイドライド3.6gを添加し、70℃にて
1時間加熱して完全に溶解した後、30℃まで冷却
した。 直径12μm、長さ5mmのポリパラフエニレンテ
レフタルアミド(以下PPTAと略称する)繊維10
gを上記DMSO系に添加し、30℃で1時間撹拌し
た。次いでモノクロル酢酸10gを添加して、50℃
にて3時間反応させた後、水を少量加えて反応を
停止させ、ガラスフイルターにより繊維を分離し
た。この繊維をアセトンおよび水で交互に3回洗
浄した後、真空下に40℃で乾燥した。 繊維の表面反応を確認するため、この繊維を濃
硫酸に浸漬し表面層を溶解せしめた後、硫酸溶液
を多量の水に注いで溶解したポリマーを析出させ
た、このポリマーは、赤外吸収スペクトルにおい
て、1750cm-1にカルボキシル基の吸収を示し、N
−カルボキシメチル置換PPTAであることが確認
された。 この表面変性PPTA繊維3部とエチレン−メタ
クリル酸共重合体のカルボン酸がナトリウムイオ
ンで中和された樹脂97部とを、溶融混練機中220
℃で混合後、圧縮成形機で成形して、厚さ0.4mm
のシート状サンプルを製造した。この組成物を室
温で引張り試験した結果、降伏強度335Kg/cm2
引張り弾性率7830Kg/cm2、伸び27%であり、また
80℃での測定では、降伏強度137Kg/cm2、引張り
弾性率3180Kg/cm2、伸び160%であつた。 なお、比較のため、未変性PPTA繊維を3重量
%を添加した樹脂組成物についても引張り試験を
行つた。その結果を表1(室温で測定)および表
2(80℃で測定)に実施例1の結果と共に示す。
The fiber whose surface has been modified with the group represented by the formula has extremely good adhesion with the ionomer resin, and the resin composition of the present invention has mechanical properties such as tensile strength, tensile modulus, and bending strength. It has the characteristics of significantly improving properties and heat resistance. The surface-modified para-oriented wholly aromatic polyamide fiber content in the resin composition of the present invention is 0.1
~60% by weight, more preferably 1~40% by weight. If the content of the polyamide fiber in the resin composition of the present invention is less than 0.1%, it is not preferable because no substantial effect as a reinforcing material is observed. In order to exhibit the characteristics of the present invention, at least 0.1% by weight,
Preferably 1% by weight of the polyamide fibers is required. If the amount of the polyamide fibers added increases, the molding processability will be significantly reduced, so the limit of the amount added is 60% by weight, preferably up to 40% by weight. The resin composition of the present invention may be mixed by any method, such as an extruder, a heating roll,
A melt mixing method using a Banbury mixer, a kneader blender, etc., a solution method in which the ionomer polymer is dissolved in a solvent, and the polyamide fiber is added thereto, etc. are used. The resin composition of the present invention may also contain glass fibers, carbon fibers, whiskers, glass beads, mica, asbestos reinforcements and/or other additives for special purposes, such as pigments, flame retardants, stabilizers. ,
It is also possible to contain a mold release agent and the like. EXAMPLES Hereinafter, in order to further clarify the present invention, the present invention will be described using Examples, but the scope of the present invention is not limited by the Examples. In addition, in the examples, parts indicate parts by weight. Example 1 3.6 g of sodium hydride was added to 1000 g of dimethyl sulfoxide (DMSO), heated at 70°C for 1 hour to completely dissolve, and then cooled to 30°C. Polyparaphenylene terephthalamide (hereinafter abbreviated as PPTA) fiber 10 with a diameter of 12 μm and a length of 5 mm
g was added to the above DMSO system and stirred at 30°C for 1 hour. Next, add 10g of monochloroacetic acid and heat at 50°C.
After reacting for 3 hours, a small amount of water was added to stop the reaction, and the fibers were separated using a glass filter. The fibers were washed three times alternately with acetone and water and then dried under vacuum at 40°C. In order to confirm the surface reaction of the fiber, the fiber was immersed in concentrated sulfuric acid to dissolve the surface layer, and then the sulfuric acid solution was poured into a large amount of water to precipitate the dissolved polymer. shows absorption of carboxyl group at 1750 cm -1 and N
-It was confirmed to be carboxymethyl-substituted PPTA. 3 parts of this surface-modified PPTA fiber and 97 parts of a resin in which the carboxylic acid of the ethylene-methacrylic acid copolymer was neutralized with sodium ions were mixed in a melt-kneader for 220 min.
After mixing at ℃, molding with a compression molding machine to a thickness of 0.4 mm.
A sheet-like sample was manufactured. As a result of a tensile test of this composition at room temperature, the yield strength was 335 Kg/cm 2 ,
Tensile modulus is 7830Kg/cm 2 , elongation is 27%, and
When measured at 80°C, the yield strength was 137 Kg/cm 2 , the tensile modulus was 3180 Kg/cm 2 , and the elongation was 160%. For comparison, a tensile test was also conducted on a resin composition containing 3% by weight of unmodified PPTA fibers. The results are shown in Table 1 (measured at room temperature) and Table 2 (measured at 80°C) together with the results of Example 1.

【表】【table】

【表】 実施例 2 モノクロル酢酸の代りにプロピレンオキサイド
10gを用いて、実施例1と同じ方法で、表面がN
−プロピレンオキサイドグラフト変性された
PPTA繊維を製造し、この繊維10部とエチレン−
メタクリル酸共重合体のカルボン酸が亜鉛イオン
で中和された樹脂90部とを230℃で溶融混合し
た。この樹脂組成物の物性は、降伏強度1230Kg/
cm2、引張り弾性率33500Kg/cm2、伸び45%であつ
た。 なお、未変性PPTA繊維の10重量%を添加した
樹脂組成物の物性は、引張り強度740Kg/cm2、引
張り弾性率16300Kg/cm2、伸び65%であつた。 実施例 3 実施例1と同じ方法で、エピクロルヒドリン10
gを20℃で反応させ、PPTA繊維の表面を変性し
た。この繊維5部とエチレン−メタクリル酸メチ
ル−メタクリル酸共重合体のカルボン酸がカルシ
ウムイオンで中和された樹脂95部とを230℃で溶
融混合した。この繊維の物性は、降伏強度780
Kg/cm2、引張り弾性率21000Kg/cm2、伸び22%で
あつた。 なお未変性PPTA繊維5重量%を添加した樹脂
組成物の物性は、引張り強度420Kg/cm2、引張り
弾性率9800Kg/cm2、伸び90%であつた。 実施例 4 実施例1と同じ方法で、アクリロニトリル10g
を60℃で反応させ、PPTA繊維の表面を変性し
た。この繊維20部とエチレン−メタクリル酸共重
合体のカルボン酸がカリウムイオンで中和された
樹脂80部とを230℃で溶融混合した。この組成物
の物性は、降伏強度1860Kg/cm2、引張り弾性率
36400Kg/cm2、伸び30%であつた。 なお、未変性PPTA繊維20重量%を添加した樹
脂組成物は、引張り強度1420Kg/cm2、引張り弾性
率30300Kg/cm2、伸び35%であつた。 実施例 5 実施例1と同じ方法で、n−ステアリルクロラ
イド5gとモノクロル酢酸5gとを40℃で反応さ
せ、PPTA繊維の表面を変性した。この繊維2部
とエチレン−メタクリル酸イソブチル−メタクリ
ル酸共重合体のカルボン酸がマグネシウムイオン
で中和された樹脂98部とを210℃で溶融混合し
た。この組成物の物性は、降伏強度295Kg/cm2
引張り弾性率6300Kg/cm2、伸び95%であつた。 なお、未変性PPTA繊維2重量%を添加した樹
脂組成物は、繊維の分散が不均一で物性の測定は
不可能であつた。 実施例 6 実施例1と同じ方法で、ベンジルクロライド5
gとエピクロルヒドリン5gとを20℃で反応さ
せ、PPTA繊維の表面を変性した。この繊維15部
とエチレン−メタクリル酸共重合体のカルボン酸
がリチウムイオンで中和された樹脂85部とを230
℃で溶融混合した。この組成物の物性は、降伏強
度2090Kg/cm2、引張り弾性率48600Kg/cm2、伸び
33%であつた。 なお、比較のため、未変性PPTA繊維15重量%
を添加した樹脂組成物の物性は、引張り強度1170
Kg/cm2、引張り弾性率24200Kg/cm2、伸び40%で
あつた。 以上、実施例および比較例をもつて具体的に例
示したように、本発明の特徴とする表面変性処理
を施すことにより、従来行なわれた全く表面変性
することなく全芳香族ポリアミド繊維を樹脂に配
合する場合に比べて、著しい補強効果が得られる
ことが明らかである。 これは、繊維表面の変性により樹脂との親和性
が増し、接着力が向上したことと、その親和性故
に樹脂との濡れが良くなり、繊維の樹脂中への分
散性が改良されることとの相乗的効果によると思
われる。
[Table] Example 2 Propylene oxide instead of monochloroacetic acid
Using 10 g, the surface was coated with N in the same manner as in Example 1.
-Propylene oxide graft modified
PPTA fiber is manufactured and 10 parts of this fiber is mixed with ethylene.
The carboxylic acid of the methacrylic acid copolymer was melt-mixed at 230°C with 90 parts of a resin in which the carboxylic acid was neutralized with zinc ions. The physical properties of this resin composition are yield strength: 1230Kg/
cm 2 , tensile modulus of elasticity was 33500 Kg/cm 2 , and elongation was 45%. The physical properties of the resin composition containing 10% by weight of unmodified PPTA fibers were a tensile strength of 740 Kg/cm 2 , a tensile modulus of 16300 Kg/cm 2 and an elongation of 65%. Example 3 In the same manner as in Example 1, epichlorohydrin 10
g was reacted at 20°C to modify the surface of the PPTA fiber. Five parts of this fiber and 95 parts of a resin in which the carboxylic acid of an ethylene-methyl methacrylate-methacrylic acid copolymer was neutralized with calcium ions were melt-mixed at 230°C. The physical properties of this fiber are yield strength 780
Kg/cm 2 , tensile modulus of elasticity was 21000 Kg/cm 2 , and elongation was 22%. The physical properties of the resin composition containing 5% by weight of unmodified PPTA fibers were a tensile strength of 420 Kg/cm 2 , a tensile modulus of 9800 Kg/cm 2 and an elongation of 90%. Example 4 In the same manner as in Example 1, 10 g of acrylonitrile
was reacted at 60°C to modify the surface of the PPTA fiber. 20 parts of this fiber and 80 parts of a resin in which the carboxylic acid of an ethylene-methacrylic acid copolymer was neutralized with potassium ions were melt-mixed at 230°C. The physical properties of this composition are yield strength 1860Kg/cm 2 and tensile modulus
The weight was 36400Kg/cm 2 and the elongation was 30%. The resin composition containing 20% by weight of unmodified PPTA fibers had a tensile strength of 1420 Kg/cm 2 , a tensile modulus of 30300 Kg/cm 2 and an elongation of 35%. Example 5 In the same manner as in Example 1, 5 g of n-stearyl chloride and 5 g of monochloroacetic acid were reacted at 40°C to modify the surface of PPTA fibers. Two parts of this fiber and 98 parts of a resin in which the carboxylic acid of an ethylene-isobutyl methacrylate-methacrylic acid copolymer was neutralized with magnesium ions were melt-mixed at 210°C. The physical properties of this composition include yield strength of 295Kg/cm 2 ,
The tensile modulus was 6300 Kg/cm 2 and the elongation was 95%. In addition, in the resin composition to which 2% by weight of unmodified PPTA fibers were added, the fibers were unevenly dispersed, making it impossible to measure the physical properties. Example 6 In the same manner as in Example 1, benzyl chloride 5
g and 5 g of epichlorohydrin were reacted at 20°C to modify the surface of the PPTA fiber. 230 parts of this fiber and 85 parts of a resin in which the carboxylic acid of the ethylene-methacrylic acid copolymer has been neutralized with lithium ions
Melt mixed at °C. The physical properties of this composition are yield strength 2090Kg/cm 2 , tensile modulus 48600Kg/cm 2 , and elongation.
It was 33%. For comparison, unmodified PPTA fiber 15% by weight
The physical properties of the resin composition added are tensile strength of 1170
Kg/cm 2 , tensile modulus of elasticity was 24200 Kg/cm 2 , and elongation was 40%. As specifically illustrated in Examples and Comparative Examples above, by applying the surface modification treatment that is a feature of the present invention, wholly aromatic polyamide fibers can be converted into resin without any surface modification that has been done in the past. It is clear that a significant reinforcing effect can be obtained compared to the case of blending. This is because the modification of the fiber surface increases the affinity with the resin and improves adhesive strength, and because of this affinity, wetting with the resin becomes better and the dispersibility of the fiber in the resin is improved. This seems to be due to the synergistic effect of

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 オレフイン系アイオノマー重合体40〜99.9重
量部と、一般式−NH−Ar1−NH−CO−Ar2
CO−および/または−NH−Ar3−CO−なる繰
返し単位よりなるパラ配向的全芳香族ポリアミド
繊維の表面が、下記のQ1〜Q6の群から選ばれた
1種または2種以上の基でN−置換変性された繊
維60〜0.1重量部とから成る芳香族ポリアミド繊
維強化アイオノマー樹脂組成物。 Q1=−Ck2k+1、Q2=(−CH2)−lAr4
【式】Q4=(−CH2)−o COOM、【式】 【式】 (上記式中、Ar1、Ar2、Ar3は各々独立に二価の
パラ配向的芳香族基を表わし、k、l、m、n、
i、jは任意の整数であり、Ar4
【式】【式】 【式】【式】 【式】【式】 【式】 【式】より選ばれた芳香族 基、R1、R2、R3、R4は同一または相異なる−
H、−CH3、−CH=CH2、−C2H5、−C3H7
【式】【式】−CH2−O −CH2−CH=CH2より選ばれた基、Mは−Hま
たはLi、Na、K、Rb、Csから選ばれたアルカリ
金属を表わす。)
[Claims] 1. 40 to 99.9 parts by weight of an olefin-based ionomer polymer and a compound having the general formula -NH-Ar 1 -NH-CO-Ar 2 -
The surface of the para-oriented wholly aromatic polyamide fiber consisting of repeating units of CO- and/or -NH-Ar 3 -CO- is coated with one or more types selected from the group Q 1 to Q 6 below. An aromatic polyamide fiber-reinforced ionomer resin composition comprising 60 to 0.1 parts by weight of N-substituted fibers. Q 1 = -C k H 2k+1 , Q 2 = (-CH 2 ) - l Ar 4 ,
[Formula] Q 4 = (-CH 2 ) - o COOM, [Formula] [Formula] (In the above formula, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent a divalent para-oriented aromatic group, k, l, m, n,
i and j are arbitrary integers, Ar 4 is an aromatic group selected from [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are the same or different −
H, -CH3 , -CH= CH2 , -C2H5 , -C3H7 ,
[Formula] [Formula] -CH 2 -O -CH 2 -CH=CH 2 A group selected from -H or an alkali metal selected from Li, Na, K, Rb and Cs. )
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