KR102306907B1 - Toughened PLA compositions containing polyamide 11 based thermoplastic elastomer and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 폴리아미드 11기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화된 PLA 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 식물유 유래 11-아미노운데칸산 유도체로부터 제조되는 디아민 말단기를 갖는 폴리아미드 11에 식물유 유래 지방산 메틸에스테르로부터 제조되는 다이머산 유도체와의 축합반응으로 제조되는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 제조하고 이를 PLA와 블렌딩하여 제조되는 강인화 PLA 조성물에 관한 것이다. 본원 발명에 따른 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체는여 온도에 따른 충격강도 등이 향상되어 자동차용 소재, 전기전자용 소재, 핫멜트 접착제 등으로 다양하게 활용할 수 있고, 특히 본원 발명에 따른 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체 수지는 PLA와 블랜드를 통하여 PLA의 잘 부서지는(brittle) 문제점을 해결하고 인성(toughness)을 향상하기에 매우 효과적인 열가소성 엘라스토머이다.The present invention relates to a method for preparing a toughened PLA composition containing an elastomer based on polyamide 11. More specifically, a polyamide 11-based elastomer prepared by condensation reaction of a diamine terminal group-containing polyamide 11 prepared from a vegetable oil-derived 11-aminoundecanoic acid derivative with a dimer acid derivative prepared from a vegetable oil-derived fatty acid methyl ester was prepared. And it relates to a toughened PLA composition prepared by blending it with PLA. The polyamide elastomer alternating copolymer according to the present invention has improved impact strength depending on the heating temperature, so it can be used in various ways as automobile materials, electrical and electronic materials, hot melt adhesives, etc. In particular, the polyamide 11-based copolymer according to the present invention Elastomer alternating copolymer resin is a very effective thermoplastic elastomer to solve the brittle problem of PLA and improve toughness through blending with PLA.

Description

폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 PLA 조성물 및 이의 제조방법{Toughened PLA compositions containing polyamide 11 based thermoplastic elastomer and preparation method thereof}Toughened PLA compositions containing polyamide 11 based thermoplastic elastomer and preparation method thereof

본원 발명은 폴리아미드 11기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화된 PLA 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 식물유 유래 11-아미노운데칸산 유도체로부터 제조되는 디아민 말단기를 갖는 폴리아미드 11에 식물유 유래 지방산 메틸에스테르로부터 제조되는 다이머산 유도체와의 축합반응으로 제조되는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 제조하고 이를 PLA와 블렌딩하여 제조되는 강인화 PLA 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a toughened PLA composition containing an elastomer based on polyamide 11 and a method for preparing the same. More specifically, a polyamide 11-based elastomer prepared by condensation reaction of a diamine terminal group-containing polyamide 11 prepared from a vegetable oil-derived 11-aminoundecanoic acid derivative with a dimer acid derivative prepared from a vegetable oil-derived fatty acid methyl ester was prepared. And it relates to a toughened PLA composition prepared by blending it with PLA, and a manufacturing method thereof.

최근, 지구온난화 등의 문제를 해결하고 지속 가능한 성장을 확보하기 위해 온실 가스 저감과 석유화학 원료를 대체하기 위해 많은 연구를 활발히 진행하고 있다. 이의 해결방법으로 바이오매스 유래 단량체 중합형 바이오플라스틱은 기존 플라스틱과 물성 및 응용분야가 유사하므로 개발 시 시장 진입의 용이성을 가지고 있어 상업화 가능성이 다른 어떤 바이오플라스틱 보다 높다고 할 수 있다.Recently, in order to solve problems such as global warming and secure sustainable growth, many studies are being actively conducted to reduce greenhouse gas and replace petrochemical raw materials. As a solution to this problem, biomass-derived monomer polymerization type bioplastics have similar physical properties and application fields to existing plastics, so they have ease of market entry when developed, so that the commercialization potential is higher than any other bioplastics.

이러한 바이오플라스틱 중 PLA (Poly(lactic acid)) 소재는 2001년 미국의 Cargill사가 Dow Chemical과 공동으로 상업화에 성공한 바이오플라스틱으로 현재 가장 성공한 바이오플라스틱으로 인정받고 있는 소재로 옥수수 전분을 당으로 이용한 발효를 통해 젖산을 생산하고, 화학공정을 통해 젖산을 락타이드로 전환한 후, 중합하여 제조한 소재로 100% 바이오매스로부터 제조된 바이오플라스틱이다. Among these bioplastics, PLA (Poly(lactic acid)) material is a bioplastic that Cargill of the United States succeeded in commercializing jointly with Dow Chemical in 2001, and is currently recognized as the most successful bioplastic. It is a bioplastic produced from 100% biomass as a material produced by producing lactic acid through a chemical process, converting lactic acid to lactide through a chemical process, and then polymerization.

이러한 PLA 소재의 특징은 강성이 우수하고, 투명성이 좋은 편이나 경직된 사슬구조로 낮은 충격강도를 보이고 낮은 결정화속도로 인해 내열성이 낮은 단점을 가지고 있고, 광학 활성 거울상 이성질체인 D- 및 L- 락트산의 상대적인 비율을 조절함으로써 유리 전이 온도 (Tg)가 약 50 ℃에서 80 ℃, 융점이 130 ℃에서 180 ℃를 갖는 무정형 또는 약 40 % 이하의 결정질을 갖는 PLA를 제조할 수는 있으나, 폴리-L-락트산 (PLLA)의 파단 신장률은 단지 몇 퍼센트에 불과하고, PLLA 중합체의 유리 전이 온도가 실온보다 훨씬 높기 때문에, PLLA 성형체는 실온에서 취성 및 유리질인 경향이 있다. Characteristics of this PLA material are excellent rigidity, good transparency, but low impact strength due to a rigid chain structure and low heat resistance due to low crystallization rate. By controlling the relative proportions, it is possible to prepare PLA with a glass transition temperature (Tg) of about 50 °C to 80 °C and a melting point of 130 °C to 180 °C, or PLA with about 40% or less crystalline, but poly-L- Because the elongation at break of lactic acid (PLLA) is only a few percent, and the glass transition temperature of PLLA polymers is much higher than room temperature, PLLA moldings tend to be brittle and glassy at room temperature.

이러한 PLA의 잘 부서지는(brittle) 문제점을 해결하고 인성(toughness)을 향상하기 위한 다양한 연구들이 발표되었다. 예를 들어 PLA와 다른 PLA의 혼합 또는 다른 공중합체를 혼합하여 PLA의 낮은 충격강도 및 내열성을 향상시키는 전통적인 블랜딩 방법으로 폴리에스터나 폴리카보네이트 등의 석유계 수지와 PLA 간 블렌드 연구가 많이 진행되었으며, 폴리카보네이트/PLA 블렌드는 높은 충격강도와 내열성을 바탕으로 이미 2008년에 삼성전자에서 휴대전화 하우징에 PLA/PC 블렌드를 상업 적용한 바 있다.Various studies have been published to solve the brittle problem of PLA and improve toughness. For example, as a traditional blending method that improves the low impact strength and heat resistance of PLA by mixing PLA with other PLA or other copolymers, there have been many studies on blending PLA with petroleum-based resins such as polyester or polycarbonate. The polycarbonate/PLA blend has high impact strength and heat resistance, and Samsung Electronics has already applied the PLA/PC blend commercially to mobile phone housings in 2008.

또한, 폴리올레핀의 내흡습성으로 PLA의 흡습을 방지하여 가수분해되지 않도록 하는 PLA/폴리올레핀 블렌드에 대한 연구가 진행되었으며 하이드록시기가 말단에 붙어있는 폴리올레핀(Mitsubishi Chemical Polytail-H)를 이용하여 상용화제를 합성한 후 PLA와 폴리올레핀의 상용성을 높이는 연구를 일본 샤프에서 진행하기도 했다. 그러나 대체적으로 두 구성 성분간의 낮은 상용성으로 인해 PLA/폴리올레핀 블렌드의 기계적 물성을 향상시키는 데 한계가 있었고, 이러한 블랜드가 가능한 다른 공중합체로는 폴리카프로락톤, 폴리-3-하이드록시부티레이트-공-3-하이드록시 발레레이트 (PHBV), 폴리-R-3-하이드록시 부티레이트 (PHB), 폴리-R,S-3-하이드록시 부티레이트, 폴리-3-하이드록시 옥타노에이트, 폴리(헥사메틸렌 숙시네이트), 폴리(부틸렌 수크시 네이트), 폴리(에틸렌/부틸렌 숙시네이트), 폴리(에틸렌 산화물), 폴리 (포스파젠), 폴리(세박산 무수물), 폴리(비닐 알코올) 및 폴리(비닐 아세테이트) 등이 보고되었다. 여러 성분을 포함하는 PLA의 혼합물도 보고되었는데, 예를 들어, 미국 등록특허 제 5,939,467호에서는 PLA, 폴리하이드록시 알카노에이트 및 폴리우레탄(또는 폴리카프로락톤)의 혼합물로 제조되는 성형체에 대하여 서술하고 있고, 상기에서 열거한 성형체는 많은 특성을 보유하고 있지만, 블렌딩 할 때 폴리머가 제대로 섞이지 않아서 바람직하지 않은 상 분리 현상이 나타나기도 하여 열악한 기계적 성질을 나타내는 단점 또한 존재하고 있다. In addition, studies have been conducted on PLA/polyolefin blends that prevent hydrolysis by preventing the moisture absorption of PLA due to the moisture absorption resistance of polyolefins. After that, Sharp in Japan conducted a study to improve the compatibility of PLA and polyolefin. However, in general, there was a limit to improving the mechanical properties of the PLA/polyolefin blend due to the low compatibility between the two components. -Hydroxy valerate (PHBV), poly-R-3-hydroxy butyrate (PHB), poly-R,S-3-hydroxy butyrate, poly-3-hydroxy octanoate, poly(hexamethylene succinate) ), poly(butylene succinate), poly(ethylene/butylene succinate), poly(ethylene oxide), poly(phosphazene), poly(sebacic anhydride), poly(vinyl alcohol) and poly(vinyl acetate) ) have been reported. A mixture of PLA containing several components has also been reported. For example, U.S. Patent No. 5,939,467 describes a molded article made of a mixture of PLA, polyhydroxy alkanoate and polyurethane (or polycaprolactone), In addition, although the above-listed molded article possesses many properties, the polymer does not mix properly during blending, and undesirable phase separation occurs, which also exhibits poor mechanical properties.

일반적으로 PLA 또는 다른 중합체에 인성을 부여하기 위해 첨가되는 엘라스토머는 몇 가지 기준이 충족되어야 한다. 먼저, 엘라스토머는 폴리머 매트릭스에 작은 영역(일반적으로 0.1-1.0 μm)으로 잘 분포되어야 하며 PLA 와의 우수한 계면 접착성을 가져야 하며 유리전이온도는 시험/사용 온도보다 20 oC 이상 낮아야 한다. 첨가되는 엘라스토머의 분자량이 낮아서는 안 되며, 엘라스토머가 매트릭스 폴리머와 혼화되어서는 안 되며, PLA 가공 온도에 대해 열적으로 안정하여야 한다. 이러한 요소가 충족되면 인성이 개선 된 PLA 성형체를 제조할 수 있는 것으로 알려져 있고, 일반적으로 첨가 된 엘라스토머의 양이 증가함에 따라 더 많은 인성이 얻어 지지만, 일반적으로 인성이 향상되기 위해서는 임계 레벨 이상을 함유해야 한다. 즉, PLA를 포함하는 블랜드에서는 15-25 % 충격 개질제로 뛰어난 인성을 얻을 수 있지만 3-5 %가 추가 될 때까지 거의 인성이 개선되지 않는다. 이러한 고분자 블랜딩에 있어서 컴파운딩은 일반적으로 최종 사용자가 충격 개질제를 PLA와 혼합할 수 있는 가장 실용적인 방법이며 성공 여부는 적절한 재료 선택과 기계적 작동 최적화에 달려 있다.In general, elastomers added to impart toughness to PLA or other polymers must meet several criteria. First, the elastomer should be well distributed in a small area (typically 0.1-1.0 μm) in the polymer matrix, have good interfacial adhesion with PLA, and the glass transition temperature should be at least 20 °C lower than the test/use temperature. The added elastomer must not have a low molecular weight, the elastomer must not be miscible with the matrix polymer, and it must be thermally stable to the PLA processing temperature. It is known that when these factors are met, PLA molded bodies with improved toughness can be manufactured, and generally more toughness is obtained as the amount of added elastomer increases, but usually contains more than a critical level for toughness to be improved. Should be. That is, in blends containing PLA, excellent toughness can be achieved with 15-25% impact modifier, but there is little improvement in toughness until 3-5% is added. In blending these polymers, compounding is generally the most practical way for end users to mix impact modifiers with PLA, and their success depends on proper material selection and optimization of mechanical operation.

이때 충격 개질제 또는 엘라스토머의 첨가시 항상 긍정적인 결과를 나타내지는 않는다. 엘라스토머 중 하나인 고무를 단단한 폴리머에 포함시키면 첨가되는 양에 비례하여 모듈러스가 항상 줄어들게 되는데 예를 들어, 고무 변성 폴리스티렌 (HIPS)은 폴리스티렌보다 모듈러스가 낮고(3000psi 대 6000psi), 첨가제 또는 중합체 상호 작용으로 인한 화학적 상호 작용 및 분해에 대한 가능성이 존재하여 색이 형성되거나 분자량 손실, 대부분의 강화 된 재료는 2상 혼합이기 때문에 불투명하고 일반적으로 파란색이나 검은 색과 같은 어두운 색상에서는 쉽게 채색되지 않는 단점이 존재한다. 이때, 매우 작은 고무 입자를 사용하고 고무의 굴절률과 PLA의 굴절률을 일치시키면 투명성을 유지하는 데 도움이 될 수 있으나, 충격 개질제의 첨가는 일반적으로 시스템의 점도를 증가시키며, 이는 가공에 영향을 줄 수 있고 더 높은 압력 또는 가공 온도가 요구되는 문제가 수반된다.The addition of impact modifiers or elastomers here does not always give positive results. When rubber, one of the elastomers, is included in a hard polymer, the modulus always decreases in proportion to the amount added. For example, rubber-modified polystyrene (HIPS) has a lower modulus than polystyrene (3000 psi vs. 6000 psi), and is caused by additives or polymer interactions. There is a potential for chemical interactions and decomposition due to color formation or loss of molecular weight, as most reinforced materials are two-phase mixed, so opaque and generally not easily colored in dark colors such as blue or black. do. At this time, using very small rubber particles and matching the refractive index of rubber with that of PLA can help maintain transparency, but the addition of impact modifiers generally increases the viscosity of the system, which will affect processing. It is possible and entails the problem that higher pressure or processing temperature is required.

한편, 천연 고무는 재생 가능한 자원이기 때문에 PLA에 바람직한 충격 개질제일 수 있으나 원하는 인성 향상을 보이지 않는 단점이 존재하는 것으로 알려져 있고, 폴리부타디엔, 에틸렌-프로필렌 및 EPDM 엘라스토머와 같은 올레핀 엘라스토머는 PLA와 호환되지 않지만, 이들 구조의 관능화된 엘라스토머는 PLA에 혼합되어 인성을 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있으나, 이들 대부분은 석유기반의 소재로서 향후 석유자원 고갈 및 환경적인 이슈로 지속가능자원 기반의 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic elastomer: TPE) 소재로 대체할 필요가 있다. 하지만, 현재까지 개발된 지속가능자원 기반의 TPE 소재의 기계적 물성 및 경제성이 석유 기반의 TPE 소재에 비해 경쟁력이 열악하기 때문에 지속가능자원 기반의 TPE 소재가 시장에 진출하는 것은 제한적일 수밖에 없다. 이와 같은 약점을 해결할 수 있는 새로운 지속가능자원 기반의 TPE 소재의 개발이 절실히 필요한 상황이다. On the other hand, natural rubber may be a desirable impact modifier for PLA because it is a renewable resource, but it is known to have the disadvantage of not showing the desired toughness improvement, and olefin elastomers such as polybutadiene, ethylene-propylene and EPDM elastomers are not compatible with PLA. However, it is known that functionalized elastomers of these structures can be mixed with PLA to improve toughness, but most of these are petroleum-based materials, and due to future petroleum resource depletion and environmental issues, sustainable resource-based thermoplastic elastomers (Thermoplastics) It is necessary to replace it with an elastomer: TPE) material. However, since the mechanical properties and economic feasibility of TPE materials based on sustainable resources developed so far are inferior to those of petroleum based TPE materials, the entry of TPE materials based on sustainable resources into the market is inevitably limited. The development of a new sustainable resource-based TPE material that can solve these weaknesses is urgently needed.

한편, 다양한 열가소성 TPE 중 폴리아미드 TPE는 결정성의 폴리아미드가 하드 세그먼트를 이루고, 유리전이온도가 낮은 고무상의 폴리에테르 또는 폴리에스터가 소프트 세그먼트를 이루는 다중 블록 공중합체 형태의 엔지니어링 소재이다. 따라서, 폴리아미드 TPE는 분자 간 강한 수소결합이 가능하여 TPE 보다 성형성 및 물성이 뛰어나고 특히, 성능면에서도 균형성(an excellent balance of processibility and performance properties)이 우수하여 TPE, TPU 등 같은 용도에 적용되는 소재를 대체할 가능성도 높아지고 있다.Meanwhile, among various thermoplastic TPEs, polyamide TPE is an engineering material in the form of a multi-block copolymer in which crystalline polyamide forms a hard segment and rubbery polyether or polyester with a low glass transition temperature forms a soft segment. Therefore, polyamide TPE is capable of strong intermolecular hydrogen bonding, so it has superior formability and physical properties than TPE. The possibility of substituting the material used is increasing.

특히 지속가능자원 기반의 폴리아미드 중 상업화 된 바이오매스 유래의 나일론은 나일론 11이 있는데 "Rilsan"이라고 불리며 프랑스 Arkema사에서 개발하여 일본 Fujitsu에서 상품화하여 컴퓨터 등에 사용되고 있다. 폴리아미드 11은 원료로 피마자유를 사용하며, 자동차, 전자기기, 스포츠용품 등의 다양한 분야에서 이용되고 있으며 이를 바탕으로 한 최근의 신소재 개발은 기존의 석유 자원을 이용한 엔지니어링 플라스틱을 대체할 새로운 고부가가치 시장을 형성하고 있다. 폴리아미드 11 (PA11)는 피마자유에서 얻어진 11-아미노운데카이드산을 축합중합에 의해 얻을 수 있는 지방족 폴리아미드로 열가소성 특성, 준 결정성(semi-crystalline) 등 다양한 특성을 가지며 비교적 긴 에틸렌 사슬을 가지고 있기 때문에 다른 폴리아미드에 비하여 융점이 185℃로 낮지만 온도에 따른 내충격성이 다른 폴리아미드 수지에 비해 우수하고 내가수분해성이 우수하며, 또한 많은 화학약품에 대해 내성이 있는 장점이 있고 이러한 식물유 유래 다이머산 유도체로부터 제조되는 폴리아미드 11 수지의 제조방법에 대한 종래기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0030531 등이 있으나, 이러한 종래기술에서는 폴리아미드의 구조를 제어하지 못한 랜덤 공중합체의 제조에 관한 것으로 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머의 제조방법을 제공하지 못하는 단점이 존재한다.In particular, among sustainable resource-based polyamides, commercially available nylon 11 derived from biomass is called "Rilsan", developed by Arkema in France and commercialized by Fujitsu in Japan, and used in computers, etc. Polyamide 11 uses castor oil as a raw material and is used in various fields such as automobiles, electronic devices, and sporting goods. forming a market. Polyamide 11 (PA11) is an aliphatic polyamide that can be obtained by condensation polymerization of 11-aminoundecide acid obtained from castor oil. Because it has a low melting point of 185°C compared to other polyamides, it has superior temperature-dependent impact resistance compared to other polyamide resins, excellent hydrolysis resistance, and resistance to many chemicals. As a prior art for a method for producing a polyamide 11 resin prepared from a dimer acid derivative derived from Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0030531, etc., but in this prior art, Regarding the production, there is a disadvantage in that a method for producing an elastomer based on polyamide 11 cannot be provided.

따라서, 본원 발명의 목적은 디아민 관능기를 갖는 폴리아미드 11 단위체와 폐식물유 기반의 유연한 다이머산 유도체를 공중합에 의하여 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 제조하고 이를 PLA와 블렌딩 함으로서 PLA의 강인화 조성물을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to prepare a polyamide 11-based elastomer by copolymerizing a polyamide 11 unit having a diamine functional group and a flexible dimer acid derivative based on waste vegetable oil, and blending it with PLA to provide a PLA toughening composition. have.

미국 등록특허 제 5,939,467 호US Patent No. 5,939,467 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0030531호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0030531

본원 발명의 목적은 기존 식물유 유래 폴리아미드 11의 온도에 따른 충격강도 등의 물성을 향상할 목적으로 디아민 관능기를 갖는 폴리아미드 11 단위체와 폐식물유 기반의 유연한 다이머산 유도체를 공중합함으로써 우수한 성형성, 탄성율 및 내충격성을 갖는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체 수지를 제조하기 위한 것이다.An object of the present invention is to improve the physical properties such as impact strength according to the temperature of the existing vegetable oil-derived polyamide 11 by copolymerizing a polyamide 11 unit having a diamine functional group and a flexible dimer acid derivative based on waste vegetable oil, thereby providing excellent formability and modulus of elasticity. and to prepare an elastomeric alternating copolymer resin based on polyamide 11 having impact resistance.

또한, 본원 발명에서는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체 수지를 포함하는 자동차용 소재, 전기전자용 소재 및 핫멜트 접착제를 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, it is an object of the present invention to provide a material for automobiles, a material for electrical and electronic devices, and a hot melt adhesive comprising a polyamide 11-based elastomer alternating copolymer resin.

또한, 본원 발명에서는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체를 포함하는 PLA 강인화 조성물 및 이를 이용한 다양한 성형품을 제공하고자 한다.In addition, the present invention intends to provide a PLA toughening composition including an alternating elastomer copolymer based on polyamide 11 and various molded articles using the same.

상술한 본 발명의 목적을 위해, 본 발명자들은 먼저, 식물유 유래 11-아미노 운데칸산 유도체를 소량의 디아민 존재하에 공중합하여 디아민 말단기를 갖는 폴리아미드 11을 제조하고 동식물유 또는 폐유 유래 다이머산 유도체와의 축합반응을 행하여 폴리아마이드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체를 제조하였고, 제조된 폴리아마이드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 PLA의 잘 부서지는(brittle) 문제점을 해결하고 인성(toughness)을 향상하기에 매우 효과적임을 확인하여 강인화 PLA 조성물의 제조에 활용하였다.For the purpose of the present invention described above, the present inventors first prepared polyamide 11 having a diamine end group by copolymerizing an 11-amino undecanoic acid derivative derived from vegetable oil in the presence of a small amount of diamine, and a dimer acid derivative derived from animal or vegetable oil or waste oil and A polyamide 11-based alternating elastomer copolymer was prepared by performing a condensation reaction of It was confirmed that it was very effective and used in the manufacture of a toughened PLA composition.

본원 발명에 따라 식물유 복분해 산물인 11-아미노 운데칸산 유도체로부터 제조되는 디아민 말단기를 갖는 폴리아미드 11과 폐식물유 유래 지방산 메틸에스테르로부터 제조되는 다이머산 유도체의 축합반응으로 제조되는 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체를 제조하여 온도에 따른 충격강도 등을 향상함으로써 자동차용 소재, 전기전자용 소재, 핫멜트 접착제 등으로 다양하게 활용할 수 있다. According to the present invention, a polyamide elastomer alternating copolymer prepared by the condensation reaction of polyamide 11 having a diamine end group prepared from an 11-amino undecanoic acid derivative, which is a metathesis product of vegetable oil, and a dimer acid derivative prepared from a fatty acid methyl ester derived from waste vegetable oil. It can be used in various ways as automobile materials, electrical and electronic materials, hot melt adhesives, etc.

특히, 본원 발명에 따른 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체 수지는 PLA와 블랜드를 통하여 PLA의 잘 부서지는(brittle) 문제점을 해결하고 인성(toughness)을 향상하기에 매우 효과적인 열가소성 엘라스토머이다.In particular, the polyamide 11-based elastomeric alternating copolymer resin according to the present invention is a thermoplastic elastomer that is very effective in solving the brittle problem of PLA and improving toughness through blending with PLA.

도 1은 본원 발명의 일 구현예에 따라 제조된 폴리아미드 11 기반 엘라스토머 교대 공중합체의 인장강도 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본원 발명의 일 구현예에 따라 제조된 폴리아미드 11 기반 엘라스토머 교대 공중합체의 충격강도 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본원 발명의 일 구현예에 따라 제조된 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물의 인장시험 결과를 나타낸 것이다.
1 shows the tensile strength analysis results of the alternating polyamide 11-based elastomer copolymer prepared according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the impact strength analysis results of the polyamide 11-based elastomer alternating copolymer prepared according to an embodiment of the present invention.
3 shows the tensile test results of the toughened polylactic acid composition containing the polyamide 11-based elastomer prepared according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 먼저 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for preparing an alternating polyamide 11-based elastomer copolymer.

본원 발명의 일 구현예에 따른 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 11-아미노 운데칸산 유도체를 준비하는 단계; 상기 11-아미노 운데칸산 유도체를 공중합하여 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11을 제조하는 단계; 및 상기 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11을 다이머산 유도체와 축합반응하는 단계를 포함하는 제조방법에 따라 제조될 수 있다.The alternating elastomeric copolymer based on polyamide 11 according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing an 11-amino undecanoic acid derivative; preparing polyamide 11 having a diamine end group by copolymerizing the 11-amino undecanoic acid derivative; and condensing the polyamide 11 having the diamine end group with a dimer acid derivative.

본 발명의 일 구현 예에 따르면 상기 11-아미노 운데칸산 유도체는 식물유로부터 유래하는 하기 화학식 1의 화학구조를 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the 11-amino undecanoic acid derivative may have a chemical structure of the following Chemical Formula 1 derived from vegetable oil.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112020028202897-pat00001
Figure 112020028202897-pat00001

상기 화학식 1에서 R1은 H 또는 C1-C10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기, 또는 C6-C10의 아릴기 또는 C7-C10의 아랄킬기 중 하나이다.In Formula 1, R 1 is either H or a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group, or a C 6 -C 10 aryl group or C 7 -C 10 aralkyl group.

본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 폴리아미드 11을 제조하는 단계는 11-아미노 운데칸산 유도체와 하기 화학식 2의 화학구조를 가지는 디아민의 공중합반응일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the polyamide 11 may be a copolymerization reaction of an 11-amino undecanoic acid derivative and a diamine having the chemical structure of Formula 2 below.

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112020028202897-pat00002
Figure 112020028202897-pat00002

상기 화학식 2에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,

Figure 112020028202897-pat00003
또는
Figure 112020028202897-pat00004
중 하나이다.In Formula 2, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00003
or
Figure 112020028202897-pat00004
one of them

본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 다이머산 유도체는 동물유, 식물유 또는 폐유로부터 유래하는 하기 화학식 3의 화학구조를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dimer acid derivative may have a chemical structure of the following Chemical Formula 3 derived from animal oil, vegetable oil or waste oil.

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112020028202897-pat00005
Figure 112020028202897-pat00005

상기 화학식 3에서 R3는 비환식(acyclic), 단환식(monocyclic), 이환식(bicyclic), 방향족, 또는 C1-C6 알킬렌기 중 하나이고, R4는 H 또는 C1-C10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기 중 하나이다. In Formula 3, R 3 is one of acyclic, monocyclic, bicyclic, aromatic, or C 1 -C 6 alkylene group, and R 4 is H or C 1 -C 10 straight chain , a branched or cyclic alkyl group.

보다 구체적으로 상기 화학식 3의 화학구조는 라우릭 지방산, 미리스틱 지방산, 팔미틱 지방산, 스테아릭 지방산, 올레익 지방산, 리놀레익 지방산, 리놀레닉 지방산, 식물유, 동물유 및 폐유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산으로부터 얻어질 수 있다.More specifically, the chemical structure of Formula 3 is selected from the group consisting of lauric fatty acid, myristic fatty acid, palmitic fatty acid, stearic fatty acid, oleic fatty acid, linoleic fatty acid, linoleic fatty acid, vegetable oil, animal oil and waste oil. It may be obtained from one or more fatty acids.

본원 발명의 일 구현예에 따른 상기 다이머산 유도체는 올레익산(C18H34O2), 리놀레익산(C18H32O2), 리놀레닉산(C18H30O2) 등의 불포화 지방산을 촉매에 의해 축합시켜 이량체화한 중합 지방산이 바람직하다.The dimer acid derivative according to an embodiment of the present invention is unsaturated such as oleic acid (C 18 H 34 O 2 ), linoleic acid (C 18 H 32 O 2 ), and linolenic acid (C 18 H 30 O 2 ). Polymerized fatty acids obtained by dimerizing fatty acids by condensation with a catalyst are preferred.

일반적으로 톨유 지방산 등의 올레익산, 리놀레익산을 주성분으로 하는 지방산으로 제조된 시판의 다이머산은 C18 단량체산(단량체) 5~15 중량%, C36 이량체산(이량체) 60~80 중량%및 C54 이상의 고차 중합체산(삼량체) 10~35 중량%의 조성을 가지고 있다.In general, commercially available dimer acids prepared from fatty acids containing oleic acid such as tall oil fatty acid and linoleic acid as main components are C18 monomeric acid (monomer) 5 to 15% by weight, C36 dimer acid (dimer) 60 to 80% by weight, and C54 It has a composition of 10 to 35% by weight of the above higher polymeric acid (trimer).

본원 발명의 일 구현예에 따른 상기 다이머산 유도체는 톨유 지방산 등의 탄소부 18의 불포화 지방산(예를 들면 올레익 지방산, 리놀레익 지방산)에서 얻은 탄소수 36의 디카르복실산이 더욱 바람직하고, 하기 화학식 3-1, 화학식 3-2, 화학식 3-3 및 화학식 3-4의 화학구조 중 어느 하나인 비고리형, 단환형, 다환형 및 방향족 고리형 일 수 있다. The dimer acid derivative according to an embodiment of the present invention is more preferably a dicarboxylic acid having 36 carbon atoms obtained from an unsaturated fatty acid having 18 carbon parts (eg, oleic fatty acid, linoleic fatty acid) such as tall oil fatty acid, and the following formula It may be an acyclic, monocyclic, polycyclic or aromatic cyclic type having any one of the chemical structures of 3-1, Formula 3-2, Formula 3-3, and Formula 3-4.

<화학식 3-1><Formula 3-1>

Figure 112020028202897-pat00006
Figure 112020028202897-pat00006

<화학식 3-2><Formula 3-2>

Figure 112020028202897-pat00007
Figure 112020028202897-pat00007

<화학식 3-3><Formula 3-3>

Figure 112020028202897-pat00008
Figure 112020028202897-pat00008

<화학식 3-4><Formula 3-4>

Figure 112020028202897-pat00009
Figure 112020028202897-pat00009

본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11은 하기 화학식 4의 화학구조를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polyamide 11 having a diamine end group may have a chemical structure of the following Chemical Formula 4;

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112020028202897-pat00010
Figure 112020028202897-pat00010

상기 화학식 4에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,

Figure 112020028202897-pat00011
또는
Figure 112020028202897-pat00012
중 하나이고, x는 반복단위의 수로 1 내지 100의 정수이다.In Formula 4, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00011
or
Figure 112020028202897-pat00012
and x is an integer of 1 to 100 as the number of repeating units.

본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 하기 화학식 5의 화학구조를 가질 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the polyamide 11-based alternating elastomer copolymer may have a chemical structure of Formula 5 below.

<화학식 5><Formula 5>

Figure 112020028202897-pat00013
Figure 112020028202897-pat00013

상기 화학식 5에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,

Figure 112020028202897-pat00014
또는
Figure 112020028202897-pat00015
중 하나이고, R3 비환식(acyclic), 단환식(monocyclic), 이환식(bicyclic), 방향족, 또는 C1-C6 알킬렌기 중 하나이며, x는 반복단위의 수로 1 내지 100의 정수이고, n은 반복단위의 수로 2 내지 70의 정수이다.In Formula 5, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00014
or
Figure 112020028202897-pat00015
one of, and R 3 is one of acyclic, monocyclic, bicyclic, aromatic, or C 1 -C 6 alkylene group, x is an integer from 1 to 100 as the number of repeating units, n is the number of repeating units It is an integer from 2 to 70.

또한, 본 발명에서는 하기 화학식 5의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체를 제공한다.In addition, the present invention provides an alternating elastomer copolymer based on polyamide 11, characterized in that it has the chemical structure of Chemical Formula 5 below.

<화학식 5><Formula 5>

Figure 112020028202897-pat00016
Figure 112020028202897-pat00016

상기 화학식 5에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,

Figure 112020028202897-pat00017
또는
Figure 112020028202897-pat00018
중 하나이고, R3 비환식(acyclic), 단환식(monocyclic), 이환식(bicyclic), 방향족, 또는 C1-C6 알킬렌기 중 하나이며, x는 반복단위의 수로 1 내지 100의 정수이고, n은 반복단위의 수로 2 내지 70의 정수이다.In Formula 5, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00017
or
Figure 112020028202897-pat00018
one of, and R 3 is one of acyclic, monocyclic, bicyclic, aromatic, or C 1 -C 6 alkylene group, x is an integer from 1 to 100 as the number of repeating units, n is the number of repeating units It is an integer from 2 to 70.

본 발명의 일 구현예에 따른 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 전기/전자 부품, 자동차 부품 등의 분야에서 요구되고 있는 고내열성, 치수 안정성, 역학적 특성, 내약품성, 성형 가공성 등의 물성을 만족할 수 있으므로, 자동차용 소재, 전기전자용 소재 및 핫멜트 접착제로 활용이 가능하다.The polyamide 11-based alternating elastomer copolymer according to an embodiment of the present invention has physical properties such as high heat resistance, dimensional stability, mechanical properties, chemical resistance, and molding processability required in the fields of electric/electronic parts and automobile parts. Since it can be satisfied, it can be used as a material for automobiles, as a material for electrical and electronic use, and as a hot melt adhesive.

두 번째로 본원 발명에서는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.Second, the present invention provides a toughening polylactic acid composition containing an elastomer based on polyamide 11 and a method for preparing the same.

본원 발명의 일 구현예에 따르면 강인화 폴리락트산 조성물은 폴리락트산(Poly(lactic acid): PLA) 50 내지 90 중량 %; 및 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11을 다이머산 유도체와 축합반응하여 제조된 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체 10 내지 50 중량%를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the toughening polylactic acid composition comprises 50 to 90 wt% of poly(lactic acid) (PLA); and 10 to 50 wt% of an alternating polyamide 11-based copolymer prepared by condensation reaction of polyamide 11 having a diamine end group with a dimer acid derivative.

본원 발명의 일 구현예에 따르면 강인화 폴리락트산 조성물에 있어서, 상기 폴리락트산은 폴리-L-락트산(PLLA)일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the toughening polylactic acid composition, the polylactic acid may be poly-L-lactic acid (PLLA).

본원 발명의 일 구현예에 따르면 강인화 폴리락트산 조성물에 있어서, 상기 다이머산 유도체는 라우릭 지방산, 미리스틱 지방산, 팔미틱 지방산, 스테아릭 지방산, 올레익 지방산, 리놀레익 지방산, 리놀레닉 지방산, 식물유, 동물유 및 폐유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산 유도체일 수 있고, 상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 다이머산 유도체의 함량이 10 내지 40 중량%인 것이 더욱 바람직하다. According to one embodiment of the present invention, in the toughened polylactic acid composition, the dimer acid derivative is lauric fatty acid, myristic fatty acid, palmitic fatty acid, stearic fatty acid, oleic fatty acid, linoleic fatty acid, linoleic fatty acid, vegetable oil , may be at least one fatty acid derivative selected from the group consisting of animal oil and waste oil, and the content of the dimer acid derivative in the polyamide 11-based alternating elastomer copolymer is more preferably 10 to 40 wt%.

본원 발명의 일 구현예에 따르면 상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체의 다이머산 유도체의 함량이 10 내지 40 중량% 범위에서는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 충격강도가 11-아미노 운데칸산 유도체의 단독 중합체인 폴리아미드 11 보다 2배 이상 향상되는 효과가 있어 강인화 PLA 조성물의 제조에 더욱 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, when the content of the dimer acid derivative of the polyamide 11-based alternating elastomer copolymer is in the range of 10 to 40 wt%, the impact strength of the polyamide 11-based alternating elastomer copolymer is 11-amino undecanoic acid. It has an effect of improving more than twice as much as polyamide 11, which is a homopolymer of the derivative, so it is more preferable for the preparation of a toughened PLA composition.

본원 발명의 일 구현예에 따르면 상기 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11은 하기 화학식 1의 화학구조를 가지는 11-아미노 운데칸산 유도체와 하기 화학식 2의 화학구조를 가지는 디아민의 공중합반응을 통하여 제조된 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polyamide 11 having a diamine end group is a polyamide 11 prepared through a copolymerization reaction of an 11-amino undecanoic acid derivative having a chemical structure of Formula 1 and a diamine having a chemical structure of Formula 2 below. It may be a toughening polylactic acid composition containing an amide 11 based elastomer.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112020028202897-pat00019
Figure 112020028202897-pat00019

상기 화학식 1에서 R1은 H 또는 C1-C10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기, 또는 C6-C10의 아릴기 또는 C7-C10의 아랄킬기 중 하나이고,In Formula 1, R 1 is one of H or a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group, or a C 6 -C 10 aryl group or C 7 -C 10 aralkyl group,

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112020028202897-pat00020
Figure 112020028202897-pat00020

상기 화학식 2에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,

Figure 112020028202897-pat00021
또는
Figure 112020028202897-pat00022
중 하나이다.In Formula 2, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00021
or
Figure 112020028202897-pat00022
one of them

본원 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다이머산 유도체는 동물유, 식물유 또는 폐유로부터 유래하는 하기 화학식 3의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dimer acid derivative is a toughening polylactic acid composition containing an elastomer based on polyamide 11, characterized in that it has the chemical structure of the following formula 3 derived from animal oil, vegetable oil or waste oil can

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112020028202897-pat00023
Figure 112020028202897-pat00023

상기 화학식 3에서 R3 비환식(acyclic), 단환식(monocyclic), 이환식(bicyclic), 방향족, 또는 C1-C6 알킬렌기 중 하나이고, R4는 H 또는 C1-C10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기 중 하나이다. In Formula 3, R 3 is one of acyclic, monocyclic, bicyclic, aromatic, or C 1 -C 6 alkylene group, and R 4 is H or a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group one of them

보다 구체적으로 상기 화학식 3의 화학구조는 라우릭 지방산, 미리스틱 지방산, 팔미틱 지방산, 스테아릭 지방산, 올레익 지방산, 리놀레익 지방산, 리놀레닉 지방산, 식물유, 동물유 및 폐유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산으로부터 얻어질 수 있다.More specifically, the chemical structure of Formula 3 is selected from the group consisting of lauric fatty acid, myristic fatty acid, palmitic fatty acid, stearic fatty acid, oleic fatty acid, linoleic fatty acid, linoleic fatty acid, vegetable oil, animal oil and waste oil. It may be obtained from one or more fatty acids.

보다 구체적으로 본원 발명의 일 구현예에 따른 상기 다이머산 유도체는 톨유 지방산 등의 탄소수 18의 불포화 지방산(예를 들면 올레익 지방산, 리놀레익 지방산)에서 얻은 탄소수 36의 디카르복실산 일 수 있고, 하기 화학식 3-1, 화학식 3-2, 화학식 3-3 및 화학식 3-4의 화학구조 중 어느 하나인 비고리형, 단환형, 다환형 및 방향족 고리형 일 수 있다. More specifically, the dimer acid derivative according to an embodiment of the present invention may be a dicarboxylic acid having 36 carbon atoms obtained from an unsaturated fatty acid having 18 carbon atoms (eg, oleic fatty acid, linoleic fatty acid) such as tall oil fatty acid, Any one of the chemical structures of Chemical Formulas 3-1, 3-2, 3-3, and 3-4 may be acyclic, monocyclic, polycyclic, and aromatic cyclic types.

<화학식 3-1><Formula 3-1>

Figure 112020028202897-pat00024
Figure 112020028202897-pat00024

<화학식 3-2><Formula 3-2>

Figure 112020028202897-pat00025
Figure 112020028202897-pat00025

<화학식 3-3><Formula 3-3>

Figure 112020028202897-pat00026
Figure 112020028202897-pat00026

<화학식 3-4><Formula 3-4>

Figure 112020028202897-pat00027
Figure 112020028202897-pat00027

본원 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11은 하기 화학식 4의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polyamide 11 having a diamine end group may be a toughening polylactic acid composition containing a polyamide 11-based elastomer, characterized in that it has the chemical structure of Chemical Formula 4 below.

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112020028202897-pat00028
Figure 112020028202897-pat00028

상기 화학식 4에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,

Figure 112020028202897-pat00029
또는
Figure 112020028202897-pat00030
중 하나이고, x는 반복단위의 수로 1 내지 100의 정수이다.In Formula 4, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00029
or
Figure 112020028202897-pat00030
and x is an integer of 1 to 100 as the number of repeating units.

본원 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 하기 화학식 5의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polyamide 11-based elastomer alternating copolymer may be a toughening polylactic acid composition containing a polyamide 11-based elastomer, characterized in that it has the chemical structure of Formula 5 below.

<화학식 5><Formula 5>

Figure 112020028202897-pat00031
Figure 112020028202897-pat00031

상기 화학식 5에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,

Figure 112020028202897-pat00032
또는
Figure 112020028202897-pat00033
중 하나이고, R3 비환식(acyclic), 단환식(monocyclic), 이환식(bicyclic), 방향족, 또는 C1-C6 알킬렌기 중 하나이며, x는 반복단위의 수로 1 내지 100의 정수이고, n은 반복단위의 수로 2 내지 70의 정수이다.In Formula 5, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00032
or
Figure 112020028202897-pat00033
one of, and R 3 is one of acyclic, monocyclic, bicyclic, aromatic, or C 1 -C 6 alkylene group, x is an integer from 1 to 100 as the number of repeating units, n is the number of repeating units It is an integer from 2 to 70.

본원 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 충격강도가 11-아미노 운데칸산 유도체의 단독 중합체인 폴리아미드 11 보다 2배 이상으로 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물에 효과적이다.According to one embodiment of the present invention, the polyamide 11-based elastomer alternating copolymer has an impact strength of at least twice that of polyamide 11, which is a homopolymer of an 11-amino undecanoic acid derivative, containing a polyamide 11-based elastomer. It is effective in toughening polylactic acid compositions.

본원 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리락트산 조성물은 다양한 공지의 성형방법 예를 들면 압출, 사출, 프레스 등을 사용하여 성형품으로 제조될 수 있고, 제조되는 성형품의 구체적인 형태는 한정되지 않는다.According to one embodiment of the present invention, the polylactic acid composition may be manufactured into a molded article using various known molding methods, for example, extrusion, injection, press, and the like, and the specific shape of the molded article to be manufactured is not limited.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면과 같이 본원이 속하는 기술 분야에서 일반적인 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본원의 구현 예 및 실시 예를 상세히 설명한다. 특히 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한을 받지 않는다. 또한, 본 발명의 내용은 여러 가지 다른 형태의 장비로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail so that a person with general knowledge in the technical field to which the present application pertains can easily carry out the preferred embodiment of the present invention as shown in the accompanying drawings. In particular, the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation are not limited by this. In addition, the content of the present invention may be implemented in various other types of equipment, and is not limited to the implementation examples and embodiments described herein.

<실시예 1> 열가소성 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체 제조 <Example 1> Preparation of thermoplastic polyamide elastomer alternating copolymer

기계적(mechanical) 교반기를 장착한 3구 100ml 반응기에 11-아미노 운데칸산 20 g (0.1mol), 1,6-헥사메틸렌디아민 0.8g (0.007mol)을 넣고, 질소분위기하에서 교반하면서 190 oC에서 1시간 230 oC에서 2시간 더 반응하여 아민 양말단 폴리아미드를 합성하였으며, 반응 후 160 oC NMP 40ml에 용해하고, 증류수에 천천히 첨가하여 미반응물을 제거한 후, 분자량 5,000g/mol을 갖는 아민 양말단 폴리아미드 수지를 수득하였다 (수득률 95%). 또 다른 기계적 교반기를 장착한 3구 100ml 반응기에 상기에서 합성한 아민 양말단 폴리아미드 15g (0.003mol)와 다이머산 (알드리치사, 68783-41-5) 1.71g (Mw 565g/mol, 0.003mol)을 넣고, 질소분위기하에서 교반하면서 260oC 2시간 반응하여 다이머산 유도체의 함량이 총량의 10.0wt%가 되는 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체를 합성하였다(수득률 95 %).20 g (0.1 mol) of 11-amino undecanoic acid and 0.8 g (0.007 mol) of 1,6-hexamethylenediamine were placed in a 3-neck 100 ml reactor equipped with a mechanical stirrer, and stirred at 190 o C under nitrogen atmosphere. After reacting at 230 o C for 2 hours for 1 hour, polyamide was synthesized at both ends of the amine. After the reaction, it was dissolved in 40 ml of 160 o C NMP, slowly added to distilled water to remove unreacted substances, and then an amine having a molecular weight of 5,000 g/mol. A polyamide resin at both ends was obtained (yield 95%). In a three-neck 100ml reactor equipped with another mechanical stirrer, 15 g (0.003 mol) of the amine-terminated polyamide synthesized above and 1.71 g (Mw 565 g/mol, 0.003 mol) of dimer acid (Aldrich, 68783-41-5) was added and reacted at 260 o C for 2 hours while stirring under a nitrogen atmosphere to synthesize a polyamide elastomer alternating copolymer in which the dimer acid derivative content was 10.0 wt% of the total amount (yield 95%).

<실시예 2> 열가소성 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체 제조 <Example 2> Preparation of thermoplastic polyamide elastomer alternating copolymer

실시예 1에서 11-아미노 운데칸산 20 g (0.1mol)은 동일하게 사용하고 1,6-헥사메틸렌디아민 3.4g (0.03mol)을 사용하여 분자량 1300 g/mol을 갖는 아민 양말단 폴리아미드 수지를 합성하였다. 합성한 아민 양말단 폴리아미드 수지 14.1 g (0.01mol)과 다이머산 (알드리치사, 68783-41-5) 1.71g (Mw 565g/mol, 0.003mol)을 6.2g (0.01mol)을 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 반응하여 다이머산 유도체의 함량이 총량의 30.0wt%가 되는 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체를 95%의 수율로 합성하였다. In Example 1, 20 g (0.1 mol) of 11-amino undecanoic acid was used in the same manner, and 3.4 g (0.03 mol) of 1,6-hexamethylenediamine was used to prepare a polyamide resin with a molecular weight of 1300 g/mol. synthesized. Example using 14.1 g (0.01 mol) of the synthesized amine both terminal polyamide resin and 1.71 g (Mw 565 g/mol, 0.003 mol) of dimer acid (Aldrich, 68783-41-5) 6.2 g (0.01 mol) A polyamide elastomer alternating copolymer having a dimer acid derivative content of 30.0 wt % of the total amount was synthesized in a yield of 95% by reaction in the same manner as in 1 .

<실시예 3> 열가소성 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체 제조<Example 3> Preparation of thermoplastic polyamide elastomer alternating copolymer

실시예 1에서 11-아미노 운데칸산 20 g (0.1mol)은 동일하게 사용하고 1,6-헥사메틸렌디아민 5.8g (0.05mol)을 사용하여 분자량 800 g/mol을 갖는 아민 양말단 폴리아미드 수지를 합성하였다. 합성한 아민 양말단 폴리아미드 수지 13.6g (0.017mol)과 다이머산 (알드리치사, 68783-41-5) 1.71g (Mw 565g/mol, 0.003mol)을 9.7g (0.017mol)을 사용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 반응하여 다이머산 유도체의 함량이 총량의 40.0wt%가 되는 폴리아미드 엘라스토머 교대 공중합체를 96%의 수율로 합성하였다. In Example 1, 20 g (0.1 mol) of 11-amino undecanoic acid was used in the same manner, and 5.8 g (0.05 mol) of 1,6-hexamethylenediamine was used to prepare an amine-terminated polyamide resin having a molecular weight of 800 g/mol. synthesized. Example using 13.6 g (0.017 mol) of the synthesized amine both terminal polyamide resin and 1.71 g (Mw 565 g/mol, 0.003 mol) of dimer acid (Aldrich, 68783-41-5) 9.7 g (0.017 mol) A polyamide elastomer alternating copolymer having a dimer acid derivative content of 40.0 wt % of the total amount was synthesized in a yield of 96% by reaction in the same manner as in 1 .

<비교예 1> 폴리아미드 11 수지의 제조<Comparative Example 1> Preparation of polyamide 11 resin

실시예 1에서 1,6-헥사메틸렌디아민 및 다이머산을 사용하지 않고 11-아미노 운데칸산 20 g (0.1mol) 단독을 실시예1에서와 동일한 방법으로 폴리아미드 11수지를 제조하였다.In Example 1, without using 1,6-hexamethylenediamine and dimer acid, 20 g (0.1 mol) of 11-amino undecanoic acid alone was used to prepare polyamide 11 resin in the same manner as in Example 1.

<비교예 2> 열가소성 폴리아미드 엘라스토머 랜덤 공중합체 제조<Comparative Example 2> Preparation of thermoplastic polyamide elastomer random copolymer

실시예 1과 비교하기 위하여 기계적 교반기를 장착한 3구 100ml 플러스크에 11-아미노 운데칸산 40.3g (0.2mol), 다이머산 (알드리치사, 68783-41-5) 1.71g (Mw 565g/mol, 0.003mol)을 4g (아미노산의 10wt%, Mw 565g/mol, 0.007mol) 1,6-헥사메틸렌디아민 0.8 g (0.007 mol)을 넣고, 질소분위기하에서 교반하면서 승온하여 120℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응 후, 230 ℃에서 2시간 더 반응하여 폴리아미드 엘라스토머 공중합체를 합성하였으며, 반응 후 온도를 190℃로 냉각한 후 NMP 60mL 에 용해하고, 증류수에 천천히 첨가하여 미반응의 반응물을 제거한 후, 목적하는 폴리아미드 수지를 수득하였다 (수득율 90%).11-amino undecanoic acid 40.3 g (0.2 mol), dimer acid (Aldrich, 68783-41-5) 1.71 g (Mw 565 g/mol; 0.003 mol) was added to 4 g (10wt% of amino acid, Mw 565g/mol, 0.007mol) 0.8 g (0.007 mol) of 1,6-hexamethylenediamine, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen atmosphere to react at 120° C. for 1 hour. . After the reaction, a polyamide elastomer copolymer was synthesized by further reaction at 230 ° C. for 2 hours. After the reaction, the reaction temperature was cooled to 190 ° C., dissolved in 60 mL of NMP, and slowly added to distilled water to remove unreacted reactants. A polyamide resin was obtained (yield 90%).

<비교예 3> 열가소성 폴리아미드 엘라스토머 랜덤 공중합체 제조<Comparative Example 3> Preparation of thermoplastic polyamide elastomer random copolymer

다이머산 유도체 함량이 아미노산의 30.0 wt%가 되도록 수정한 점을 제외하고, 상기 비교예 2과 같이 수행하여, 목적하는 폴리아미드 수지를 수득하였다.A desired polyamide resin was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that the dimer acid derivative content was modified to be 30.0 wt% of the amino acid.

<비교예 4> 열가소성 폴리아미드 엘라스토머 랜덤 공중합체 제조<Comparative Example 4> Preparation of thermoplastic polyamide elastomer random copolymer

다이머산 유도체 함량이 아미노산의 50.0 wt%가 되도록 수정한 점을 제외하고, 상기 비교예 2과 같이 수행하여, 목적하는 폴리아미드 수지를 수득하였다.A desired polyamide resin was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that the dimer acid derivative content was modified to be 50.0 wt% of the amino acid.

<실험예 1> 열적 특성 평가<Experimental Example 1> Thermal property evaluation

상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 제조한 폴리아미드 수지를 사용하여, 열적 특성을 평가하였다. 구체적으로, DSC(TA Q-1000 DSC instrument) 및 TGA(TA Q-500 TGA instrument)를 사용하여 폴리아미드 수지의 열적 특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Thermal properties were evaluated using the polyamide resins prepared in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4. Specifically, the thermal properties of the polyamide resin were evaluated using DSC (TA Q-1000 DSC instrument) and TGA (TA Q-500 TGA instrument), and the results are shown in Table 1 below.

폴리아미드
엘라스토머
polyamide
elastomer
다이머산
유도체
함량(%)
dimer acid
derivative
content(%)
TGA ResultsTGA Results DSC ResultsDSC Results
Td,,5% (℃)Td,,5% (℃) Residue
(%)
Residency
(%)
TgTg TmTm ΔHf
(J/g)
ΔHf
(J/g)
XPAXPA
실시예 1Example 1 1010 446.2446.2 0.70.7 46.646.6 173.4173.4 30.3430.34 1616 실시예 2Example 2 3030 446.6446.6 0.30.3 41.2541.25 152.9152.9 28.4928.49 1515 실시예 3Example 3 4040 443.5443.5 <0.1<0.1 40.7240.72 128.4128.4 28.1528.15 1515 비교예 1Comparative Example 1 00 420420 <0.1<0.1 52.052.0 183183 47.547.5 2525 비교예 2Comparative Example 2 1010 422422 0.20.2 45.745.7 182182 31.931.9 1717 비교예 3Comparative Example 3 3030 427427 0.30.3 19.719.7 169169 28.028.0 1515 비교예 4Comparative Example 4 5050 427427 0.30.3 19.419.4 169169 27.827.8 1515

표 1의 TGA 결과를 살펴보면 교대공중합체로 합성된 폴리아미드 수지 실시예 1-3의 5% 분해되었을 때의 온도(Td, 5%)가 비교예 1-4 보다 향상 되었다. DSC 결과를 살펴보면, 특히 비교예 2-4 보다 Tg가 유사하거나 높은 수치를 나타내어 상온에서도 열적으로 안정하며, 다이머산 함량이 많아질수록 실시예 1-3의 Tm, 결정성 (Xc)는 비교예 1-4에 비하여 유사하거나 낮은 수치를 나타내 성형성이 우수함을 알 수 있다. Looking at the TGA results in Table 1, the temperature (Td, 5%) when 5% of the polyamide resin Example 1-3 synthesized as an alternating copolymer was decomposed was improved compared to Comparative Example 1-4. Looking at the DSC results, in particular, the Tg of Comparative Example 2-4 is similar or higher than that of Comparative Example 2-4, so it is thermally stable even at room temperature. It can be seen that the moldability is excellent by showing similar or lower values compared to 1-4.

<실험예 2> 기계적 특성 평가<Experimental Example 2> Mechanical property evaluation

상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 제조한 폴리아미드 수지를 사용하여, 기계적 특성을 평가하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4의 폴리아미드 수지를 200℃에서 필름으로 성형하였고, 이의 기계적 물성(영률, 인장강도, 및 신축율)을 측정하였으며, 그 결과를 도 1 및 하기 표 2에 나타내었다.Mechanical properties were evaluated using the polyamide resins prepared in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4. Specifically, the polyamide resins of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4 were molded into a film at 200° C., and their mechanical properties (Young's modulus, tensile strength, and stretch rate) were measured, and the results are shown in FIG. 1 and Table 2 below.

폴리아미드 엘라스토머polyamide elastomer 영률
(MPa)
Young's modulus
(MPa)
인장강도 at break
(MPa)
Tensile strength at break
(MPa)
신축율 at break
(%)
stretch rate at break
(%)
실시예 1Example 1 326 ±60326 ±60 50.7 ±2.550.7 ±2.5 495 ±21495 ±21 실시예 2Example 2 197 ±70197 ±70 51.5 ±2.451.5 ±2.4 793 ±41793 ±41 실시예 3Example 3 165 ±40165 ±40 46.7 ±4.246.7 ±4.2 732 ±65732 ±65 비교예 1Comparative Example 1 308 ±4308 ±4 41.4 ±1.141.4 ±1.1 231 ±49231 ±49 비교예 2Comparative Example 2 255 ±9255 ±9 45.7 ±3.045.7 ±3.0 538 ±74538 ±74 비교예 3Comparative Example 3 241 ±10241 ±10 40.1 ±11.140.1 ±11.1 560 ±16560 ±16 비교예 4Comparative Example 4 97 ±1497 ±14 27.9 ±2.527.9 ±2.5 631 ±20631 ±20

도 1 및 표 2의 결과를 살펴보면, 실시예 1-3의 폴리아미드 수지가 비교예 1-4 대비 향상된 기계적 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있고, 특히 신축율과 인장강도 특성이 우수한 것으로부터, 본 발명 폴리아미드 수지가 기계적 물성이 우수함을 알 수 있다.1 and Table 2, it can be seen that the polyamide resin of Example 1-3 exhibits improved mechanical properties compared to Comparative Example 1-4. It can be seen that the polyamide resin has excellent mechanical properties.

<실험예 3> 기계적 특성 평가<Experimental Example 3> Mechanical property evaluation

상기 실시예 1-3 및 비교예 1에서 제조한 폴리아미드 수지를 사용하여, 기계적 특성을 평가하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1-3 및 비교예 1의 폴리아미드 수지를 사출기를 통해 200℃에서 충격강도 시편을 만들었고, 이의 기계적 물성(충격강도)을 측정하였으며, 그 결과를 도 2 및 하기 표 3에 나타내었다.Using the polyamide resins prepared in Examples 1-3 and Comparative Example 1, mechanical properties were evaluated. Specifically, the polyamide resins of Examples 1-3 and Comparative Example 1 were used to make impact strength specimens at 200° C. through an injection machine, and their mechanical properties (impact strength) were measured, and the results are shown in FIG. 2 and Table 3 below. shown in

폴리아미드 엘라스토머polyamide elastomer 다이머산유도체 함량, %Dimer acid derivative content, % 충격강도, KJ/m2 Impact strength, KJ/m 2 실시예 1Example 1 1010 12.4 ±4.112.4 ±4.1 실시예 2Example 2 3030 15.4 ±7.015.4 ±7.0 실시예 3Example 3 4040 >25>25 비교예 1Comparative Example 1 00 6.1 ±0.56.1 ±0.5 비교예 2Comparative Example 2 1010 4.2 ±1.74.2 ±1.7 비교예 3Comparative Example 3 3030 6.7 ±4.06.7 ±4.0 비교예 4Comparative Example 4 5050 6.9 ±3.86.9 ±3.8

이에, 본 발명의 폴리아미드 수지는 종래 기술 대비 물성이 우수하고 용융 성형이 용이한 특성을 나타내는 바, 의복 소재용, 산업자재용 섬유, 엔지니어링 플라스틱, 전기/전자 부품, 자동차 부품 등의 분야에서 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.Accordingly, the polyamide resin of the present invention has excellent properties compared to the prior art and exhibits easy melt molding properties, so it is useful in the fields of clothing materials, industrial materials, engineering plastics, electric/electronic parts, automobile parts, etc. It can be seen that it can be used

<제조예> 강인화 PLA 조성물의 제조<Preparation Example> Preparation of toughened PLA composition

본원 발명의 실시예 1~3에 따라 제조된 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체를 PLLA (Nature works 2003D, Mw=158KDa, PDI=2.3)와 총량이 18 g이 되도록 혼합하되 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체의 혼합량이 5, 10, 20, 30 및 50 중량%가 되도록 하여 익스트루더(HAAKE MiniLab3 Microcompounder, Thermo Scientific)에 투입하여 200 ℃에서 8 분간 100 rpm으로 유지한 뒤 혼합물을 토출하였다. 강인화 PLA 조성물을 제조하였다.The polyamide 11-based alternating elastomeric copolymer prepared according to Examples 1 to 3 of the present invention was mixed with PLLA (Nature works 2003D, Mw=158KDa, PDI=2.3) so that the total amount was 18 g, but the polyamide 11-based copolymer was mixed. The mixing amount of the alternating elastomer copolymer was 5, 10, 20, 30 and 50 wt%, and it was put into an extruder (HAAKE MiniLab3 Microcompounder, Thermo Scientific) and maintained at 200 ℃ for 8 minutes at 100 rpm, and then the mixture was discharged. . A toughened PLA composition was prepared.

<실험예 4> 강인화 PLA 조성물의 기계적 특성 평가<Experimental Example 4> Evaluation of mechanical properties of toughened PLA composition

상기 제조예에서 제조한 강인화 PLA 조성물을 사용하여, 익스트루더에 투입하여 200℃에서 혼합물을 몰드에 사출하여 (몰드온도 50℃, 10psi) 개뼈다귀 모양의 시편과(ASTM D1708 microtensile bar) 충격강도 시편을 (ISO180) 만들었고, 이의 기계적 물성인 인장강도와 (25℃, 50mm/min, QRS-S11H, Quro) 충격강도를 (IT504, Tinius Olsen) 측정하였으며, 그 결과를 도 3 및 하기 표 4에 정리하여 나타내었다. Using the toughened PLA composition prepared in Preparation Example, put into an extruder and inject the mixture into a mold at 200 ° C (mold temperature 50 ° C, 10 psi) to obtain a dog bone-shaped specimen (ASTM D1708 microtensile bar) and impact strength A specimen (ISO180) was made, and its mechanical properties, tensile strength and (25°C, 50mm/min, QRS-S11H, Quro) and impact strength (IT504, Tinius Olsen) were measured, and the results are shown in FIG. 3 and Table 4 below. summarized and shown.

시편
(폴리아미드 11 함량)
Psalter
(Polyamide 11 content)
Yield Stress
(MPa)
Yield Stress
(MPa)
Stress at break
(MPa)
Stress at break
(MPa)
Strain at break
(%)
strain at break
(%)
Toughness
(MJ/m3)
Toughness
(MJ/m 3 )
neat PLAneat PLA 65.57±1.2165.57±1.21 65.57±1.2165.57±1.21 0.64±1.210.64±1.21 4.334.33 5 wt% PA-115 wt% PA-11 64.57±1.4464.57±1.44 62.30±4.6262.30±4.62 17.98±11.9817.98±11.98 4.364.36 10 wt% PA-1110 wt% PA-11 58.22±3.4258.22±3.42 36.39±2.0736.39±2.07 183.37±10.52183.37±10.52 88.2788.27 20 wt% PA-1120 wt% PA-11 53.20±2.7553.20±2.75 41.30±3.1241.30±3.12 319.0±28.14319.0±28.14 115.20115.20 30 wt% PA-1130 wt% PA-11 42.91±1.9542.91±1.95 39.06±4.039.06±4.0 358.20±40.07358.20±40.07 122.10122.10 50 wt% PA-1150 wt% PA-11 33.95±3.5633.95±3.56 45.37±5.8545.37±5.85 483.27±58.22483.27±58.22 169.60169.60

Claims (10)

폴리락트산(Poly(lactic acid): PLA) 50 내지 90 중량 %; 및
디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11을 다이머산 유도체와 축합반응하여 제조된 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체 10 내지 50 중량%를 포함하되,
상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는
충격강도가 11-아미노 운데칸산 유도체의 단독 중합체인 폴리아미드 11 보다 2배 이상이고,
용융온도가 동일 함량의 다이머산 유도체를 포함하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 랜덤 공중합체 보다 낮은 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물.
50 to 90 wt % of poly(lactic acid) (PLA); and
10 to 50 wt% of an alternating elastomeric copolymer based on polyamide 11 prepared by condensation reaction of polyamide 11 having diamine end groups with a dimer acid derivative,
The polyamide 11-based elastomer alternating copolymer is
The impact strength is more than twice that of polyamide 11, a homopolymer of 11-amino undecanoic acid derivative,
A toughened polylactic acid composition containing an elastomer based on polyamide 11, characterized in that the melting temperature is lower than that of an elastomer random copolymer based on polyamide 11 containing the same amount of dimer acid derivative.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리락트산은 폴리-L-락트산(PLLA)인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polylactic acid is poly-L-lactic acid (PLLA).
청구항 1에 있어서,
상기 다이머산 유도체는 라우릭 지방산, 미리스틱 지방산, 팔미틱 지방산, 스테아릭 지방산, 올레익 지방산, 리놀레익 지방산, 리놀레닉 지방산, 식물유, 동물유 및 폐유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 지방산 유도체인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물.
The method according to claim 1,
The dimer acid derivative is at least one fatty acid derivative selected from the group consisting of lauric fatty acid, myristic fatty acid, palmitic fatty acid, stearic fatty acid, oleic fatty acid, linoleic fatty acid, linolenic fatty acid, vegetable oil, animal oil and waste oil. A toughening polylactic acid composition containing an elastomer based on polyamide 11, characterized in that
청구항 1에 있어서,
상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 다이머산 유도체의 함량이 10 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물.
The method according to claim 1,
The toughened polylactic acid composition containing the polyamide 11-based elastomer, characterized in that the polyamide 11-based elastomer alternating copolymer has a dimer acid derivative content of 10 to 40 wt%.
청구항 1에 있어서,
상기 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11은 하기 화학식 1의 화학구조를 가지는 11-아미노 운데칸산 유도체와 하기 화학식 2의 화학구조를 가지는 디아민의 공중합반응을 통하여 제조된 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물:
<화학식 1>
Figure 112020028202897-pat00034

상기 화학식 1에서 R1은 H 또는 C1-C10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기, 또는 C6-C10의 아릴기 또는 C7-C10의 아랄킬기 중 하나이고,
<화학식 2>
Figure 112020028202897-pat00035

상기 화학식 2에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,
Figure 112020028202897-pat00036
또는
Figure 112020028202897-pat00037
중 하나이다.
The method according to claim 1,
The polyamide 11 having a diamine end group is a polyamide 11-based, characterized in that it is prepared through a copolymerization reaction of an 11-amino undecanoic acid derivative having a chemical structure of Formula 1 below and a diamine having a chemical structure of Formula 2 below. Toughened polylactic acid composition containing elastomer:
<Formula 1>
Figure 112020028202897-pat00034

In Formula 1, R 1 is one of H or a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group, or a C 6 -C 10 aryl group or C 7 -C 10 aralkyl group,
<Formula 2>
Figure 112020028202897-pat00035

In Formula 2, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00036
or
Figure 112020028202897-pat00037
one of them
청구항 1에 있어서,
상기 다이머산 유도체는 동물유, 식물유 또는 폐유로부터 유래하는 하기 화학식 3의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물:
<화학식 3>
Figure 112020028202897-pat00038

상기 화학식 3에서 R3 비환식(acyclic), 단환식(monocyclic), 이환식(bicyclic), 방향족, 또는 C1-C6 알킬렌기 중 하나이고, R4는 H 또는 C1-C10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기 중 하나이다.
The method according to claim 1,
The dimer acid derivative is a toughened polylactic acid composition containing an elastomer based on polyamide 11, characterized in that it has the chemical structure of the following formula 3 derived from animal oil, vegetable oil or waste oil:
<Formula 3>
Figure 112020028202897-pat00038

In Formula 3, R 3 is one of acyclic, monocyclic, bicyclic, aromatic, or C 1 -C 6 alkylene group, and R 4 is H or a C 1 -C 10 linear, branched or cyclic alkyl group one of them
청구항 1에 있어서,
상기 디아민 말단기를 가지는 폴리아미드 11은 하기 화학식 4의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물:
<화학식 4>
Figure 112020028202897-pat00039

상기 화학식 4에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,
Figure 112020028202897-pat00040
또는
Figure 112020028202897-pat00041
중 하나이고, x는 반복단위의 수로 1 내지 100의 정수이다.
The method according to claim 1,
A toughening polylactic acid composition containing an elastomer based on polyamide 11, characterized in that the polyamide 11 having diamine end groups has a chemical structure of the following Chemical Formula 4:
<Formula 4>
Figure 112020028202897-pat00039

In Formula 4, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00040
or
Figure 112020028202897-pat00041
and x is an integer of 1 to 100 as the number of repeating units.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머 교대 공중합체는 하기 화학식 5의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 11 기반의 엘라스토머를 함유하는 강인화 폴리락트산 조성물:
<화학식 5>
Figure 112020028202897-pat00042

상기 화학식 5에서 R2는 C1-C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌, C3-C20의 사이클로알킬렌, C6-C20의 아릴렌,
Figure 112020028202897-pat00043
또는
Figure 112020028202897-pat00044
중 하나이고, R3 비환식(acyclic), 단환식(monocyclic), 이환식(bicyclic), 방향족, 또는 C1-C6 알킬렌기 중 하나이며, x는 반복단위의 수로 1 내지 100의 정수이고, n은 반복단위의 수로 2 내지 70의 정수이다.
The method according to claim 1,
A toughened polylactic acid composition containing an elastomer based on polyamide 11, characterized in that the polyamide 11-based elastomer alternating copolymer has the chemical structure of the following formula (5):
<Formula 5>
Figure 112020028202897-pat00042

In Formula 5, R 2 is C 1 -C 20 straight or branched chain alkylene, C 3 -C 20 cycloalkylene, C 6 -C 20 arylene,
Figure 112020028202897-pat00043
or
Figure 112020028202897-pat00044
one of, and R 3 is one of acyclic, monocyclic, bicyclic, aromatic, or C 1 -C 6 alkylene group, x is an integer from 1 to 100 as the number of repeating units, n is the number of repeating units It is an integer from 2 to 70.
삭제delete 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 폴리락트산 조성물을 포함하는 성형품.A molded article comprising the polylactic acid composition according to any one of claims 1 to 8.
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