KR20220055474A - 폴리아미드 및 상응하는 중합체 조성물, 물품 및 제조 및 사용 방법 - Google Patents

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솔베이 스페셜티 폴리머즈 유에스에이, 엘.엘.씨.
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Abstract

사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체를 도입시킨 폴리아미드(PA)가 본 명세서에 개시된다. 놀랍게도, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체를 도입시킴으로써, 생성되는 폴리아미드(PA)는 지환족 단량체가 없는 유사한 폴리아미드뿐만 아니라, 이소프탈산 및 아디프산 중 어느 하나 또는 둘 모두와 공중합되는 PA6,T-기반 폴리아미드 둘 모두에 비하여 우수한 기계적 특성을 유지하면서 상당히 감소된 물 흡수를 갖는다는 것을 알아내었다.

Description

폴리아미드 및 상응하는 중합체 조성물, 물품 및 제조 및 사용 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 8월 27일에 출원된 미국 가출원 제62/892,042호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원의 전체 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은 개선된 물 흡수 특성 및 우수한 기계적 특성을 갖는 폴리아미드에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 폴리아미드를 포함하는 중합체 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 중합체 및 중합체 조성물을 포함하는 물품에 관한 것이다.
폴리아미드, 예컨대 PA6,T는 일반적으로 공단량체, 예컨대 이소프탈산 또는 아디프산과 중합된다. 그러한 폴리아미드는 PA6,T의 뛰어난 기계적 성능 및 내화학성을 갖지만, 공단량체의 존재로 인해 더 낮은 온도에서 가공처리될 수 있다. 그러나, PA6 내로의 이소프탈산 또는 아디프산의 도입은 증가된 수분 흡수를 갖는 폴리아미드를 가져오며, 이는 그러한 중합체로부터 형성되는 물품의 치수 안정성을 감소시킨다. 따라서, 감소된 수분 흡수를 가지면서, PA6,T-기반 코폴리아미드의 탁월한 기계적 성능 및 내화학성을 갖는 폴리아미드가 필요하다.
일 양태에서, 본 발명은 반응 혼합물(RM)의 중축합으로부터 형성되는 폴리아미드(PA)에 관한 것으로, 반응 혼합물(RM)은 55 몰% 내지 75 몰%의 C4 내지 C8 지방족 디아민, 25 몰% 내지 45 몰%의 C9 내지 C12 지방족 디아민, 및 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민을 포함하는 디아민 성분(A)(여기서, 몰%는 디아민 성분(A) 내의 디아민의 총 몰수에 대한 것임); 90 몰% 내지 100 몰%의 테레프탈산, 0 몰% 내지 10 몰%의 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 및 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산을 포함하는 디카르복실산 성분(B)(여기서, 몰%는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수에 대한 것임); 및 0 몰% 내지 9 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산을 포함하는 아미노산 성분(C)(여기서, 몰%는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수에 대한 것임)을 포함하며, 지환족 디아민, 지환족 디카르복실산, 및 지환족 아미노산 중 하나는 0.5 몰% 초과의 농도를 갖는다. 일부 구현예에서, 지환족 디아민, 지환족 디카르복실산, 및 지환족 아미노산 중 단지 하나만이 0.5 몰% 초과의 농도를 가지며, 반응 혼합물(RM)에는 사이클로헥실 기를 함유하는 나머지 다른 2가지의 지환족 단량체가 없다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에는 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산이 없다.
다른 양태에서, 본 발명은 중합체 조성물(PC)에 관한 것으로, 이는 폴리아미드(PA), 및 보강제, 강인화제, 가소제, 착색제, 안료, 정전기 방지제, 염료, 윤활제, 열 안정제, 광 안정제, 난연제, 무할로겐 난연제, 핵화제 및 산화방지제로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분, 바람직하게는 적어도 무할로겐 난연제를 포함한다. 일부 구현예에서, 중합체 조성물(PC)은 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 중합체 조성물(PC)은 30 중량% 내지 70 중량%의 폴리아미드(PA)를 포함한다.
사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체를 도입시킨 폴리아미드(PA)가 본 명세서에 개시된다. 놀랍게도, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체를 도입시킴으로써, 생성되는 폴리아미드(PA)는 지환족 단량체가 없는 유사한 폴리아미드뿐만 아니라, 이소프탈산 및 아디프산 중 어느 하나 또는 둘 모두와 공중합되는 PA6,T-기반 폴리아미드 둘 모두에 비하여 우수한 기계적 특성을 유지하면서 상당히 감소된 물 흡수를 갖는다는 것을 알아내었다. 더욱이, 놀랍게도, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체의 비교적 낮은 농도에서, 폴리아미드(PA)는 지환족 단량체가 없는 유사한 폴리아미드에 비하여 높은 용융 온도("Tm") 및 결정화 온도("Tc")를 유지하면서 유리 전이 온도("Tg")를 상당히 증가시켰다는 것을 알아내었다.
폴리아미드(PA)는 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체를 포함하는, 하기에 상세히 기재된 바와 같은, 반응 혼합물(RM)의 중축합으로부터 형성된다. 물론 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)은 사이클로헥실 기를 함유하는 2가지 이상의 상이한 지환족 단량체를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 단량체는 독립적으로 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산으로부터 선택된다.
달리 구체적으로 제한되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "알킬"뿐만 아니라 파생 용어, 예컨대 "알콕시", "아실" 및 "알킬티오"는 선형 사슬, 분지형 사슬 및 사이클릭 모이어티(moiety)를 그들의 범주 내에 포함한다. 알킬 기의 예는 메틸, 에틸, 1-메틸에틸, 프로필, 1,1-디메틸에틸, 및 사이클로-프로필이다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 각각의 알킬 및 아릴 기는 할로겐, 하이드록시, 설포, C1-C6 알콕시, C1-C6 알킬티오, C1-C6 아실, 포르밀, 시아노, C6-C15 아릴옥시 또는 C6-C15 아릴로부터 선택되지만 이로 한정되지 않는 하나 이상의 치환체로 치환되거나 또는 비치환될 수 있되, 단, 이들 치환체는 입체적으로 양립 가능하고, 화학 결합 및 변형 에너지의 규칙이 만족되어야 한다. 용어 "할로겐" 또는 "할로"는 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함하며, 불소가 바람직하다.
용어 "아릴"은 페닐, 인다닐 또는 나프틸 기를 지칭한다. 아릴 기는 하나 이상의 알킬 기를 포함할 수 있으며, 때때로 이 경우에는 "알킬아릴"을 칭하며; 예를 들어, 방향족 기와 2개의 C1-C6 기(예를 들어, 메틸 또는 에틸)로 구성될 수 있다. 아릴 기는 또한 하나 이상의 헤테로원자, 예를 들어 N, O 또는 S를 포함할 수 있으며, 때때로 이 경우에는 "헤테로아릴" 기를 칭하며; 이들 헤테로방향족 고리는 기타 다른 방향족 시스템에 융합될 수 있다. 그러한 헤테로방향족 고리는 푸라닐, 티에닐, 피롤릴, 피라졸릴, 이미다졸릴, 트리아졸릴, 이소옥사졸릴, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 피리딜, 피리다질, 피리미딜, 피라지닐 및 트리아지닐 고리 구조를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 아릴 또는 헤테로아릴 치환체는 할로겐, 하이드록시, C1-C6 알콕시, 설포, C1-C6 알킬티오, C1-C6 아실, 포르밀, 시아노, C6-C15 아릴옥시 또는 C6-C15 아릴로부터 선택되지만 이로 한정되지 않는 하나 이상의 치환체로 치환되거나 또는 비치환될 수 있되, 단, 이들 치환체는 입체적으로 양립 가능하고, 화학 결합 및 변형 에너지의 규칙이 만족되어야 한다.
반응 혼합물
폴리아미드(PA)는 디아민 성분(A), 디카르복실산 성분(B), 및 아미노산 성분(C)을 포함하는 반응 혼합물(RM)의 중축합으로부터 형성된다. 디아민 성분(A)은 55 몰% 내지 75 몰%의 C4 내지 C8 지방족 디아민; 25 몰% 내지 45 몰%의 C9 내지 C12 지방족 디아민; 및 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민을 포함하며, 여기서 몰%는 디아민 성분(A) 내의 디아민의 총 몰수에 대한 것이다. 디카르복실산 성분(B)은 90 몰% 내지 100 몰%의 테레프탈산; 0 몰% 내지 10 몰%의 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산; 및 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산을 포함하며, 여기서 몰%는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수에 대한 것이다. 아미노산 성분(C)은 0 몰% 내지 9 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산을 포함하며, 여기서 몰%는 디카르복실산 성분(B)의 총 몰수에 대한 것이다. 명확함을 위하여, C4 내지 C8 지방족 디아민 및 C9 내지 C12 지방족 디아민은 선형 또는 분지형 지방족 디아민일 수 있다. 바람직하게는, C4 내지 C8 지방족 디아민 및 C9 내지 C12 지방족 디아민은 둘 모두 선형 지방족 디아민이다. 유사하게, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산은 선형 또는 분지형 지방족 디카르복실산일 수 있다. 반응 혼합물(RM)에서, 바람직하게는, 디아민, 디카르복실산 및 아미노산의 총 농도는 [-NH2]/[-COOH]가 0.9 내지 1.1, 바람직하게는 0.95 내지 1.05가 되도록 선택되며, 여기서 [-NH2] 및 [-COOH]는 반응 혼합물(RM) 내의 각각 -NH2 and -COOH 기의 몰수이다.
이하에서 사용되는 바와 같이, 용이한 참조를 위하여, 디아민의 농도는 달리 명시적으로 나타내지 않는 한 디아민 성분(A) 내의 디아민의 총 몰수에 대한 농도를 지칭한다. 유사하게, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 디카르복실산의 농도는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수에 대한 농도를 지칭한다. 추가적으로, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 아미노산의 농도는 디카르복실산 성분(B)의 총 몰수에 대한 농도를 지칭한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 반응 혼합물(RM) 내의 단량체와 관련하여 "없는"은 지시된 단량체가 상응하는 성분 중에 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 농도를 가짐을 의미한다. 예를 들어, 반응 혼합물(RM)에 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민이 없다면, 디아민 성분(A) 내의 농도는 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.1 중량% 미만이다.
중요한 점은, 상기에 기재된 바와 같이, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산, 및 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산 중 하나는 0.5 몰% 초과의 농도를 갖는다는 것이다. 물론, 일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체들 중 임의의 2가지 또는 전부가 0.5 몰% 초과의 농도를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 단량체 3가지 중 단지 하나만이 0.5 몰% 초과의 농도를 가지며, 반응 혼합물(RM)은 사이클로헥실 기를 함유하는 나머지 다른 2가지 지환족 단량체들의 것이다.
디아민 성분(A)은 반응 혼합물(RM) 내의 디카르복실산 또는 아미노산과 중축합되어 폴리아미드(PA)의 반복 단위를 형성하는 반응 혼합물(RM) 내의 모든 디아민을 포함한다. 유사하게, 디카르복실산 성분(B)은 반응 혼합물(RM) 내의 디아민 또는 아미노산과 중축합되는 반응 혼합물(RM) 내의 모든 디카르복실산을 포함한다. 또한, 아미노산 성분(C)은 반응 혼합물(RM) 내의 디아민, 디카르복실산, 또는 아미노산과 중축합되는 반응 혼합물(RM) 내의 모든 아미노산을 포함한다.
일부 구현예에서, 디아민 성분(A)은 0.5 몰% 초과 내지 10 몰%, 바람직하게는 1 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민을 포함한다. 그러한 일 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에는 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산 및 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산이 없다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에 추가의 디아민, 추가의 디카르복실산 및 추가의 아미노산이 없다. 명확함을 위하여, 추가의 단량체는 상기에 정의된 바와 같은 반응 혼합물(RM)에 명시적으로 언급되지 않은 단량체를 지칭한다.
일부 구현예에서, 디카르복실산 성분(B)은 0.5 몰% 초과 내지 10 몰%, 바람직하게는 1 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산을 포함한다. 그러한 일 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에는 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 및 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산이 없다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에 추가의 디아민, 추가의 디카르복실산 및 추가의 아미노산이 없다.
일부 구현예에서, 아미노산 성분(C)은 0.5 몰% 초과 내지 10 몰%, 바람직하게는 1 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산을 포함한다. 그러한 일 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에는 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산이 없다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에 추가의 디아민, 추가의 디카르복실산 및 추가의 아미노산이 없다.
디아민 성분(A)
디아민 성분(A)은 55 몰% 내지 75 몰%의 C4 내지 C8 지방족 디아민, 25 몰% 내지 45 몰%의 C9 내지 C12 지방족 디아민, 및 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민을 포함한다.
일부 구현예에서, C4 내지 C8 지방족 디아민 및 C9 내지 C12 디아민은 각각 하기 화학식으로 나타낸다:
[화학식 1]
H2N-R1-NH2, 및
[화학식 2]
H2N-R2-NH2
상기 식에서, R1은 C4 내지 C8 지방족 알킬, 바람직하게는 C6 지방족 알킬 기이고, R2는 C9 내지 C12 지방족 알킬 기, 바람직하게는 C10 지방족 알킬 기이다. 일부 구현예에서, C4 내지 C8 지방족 디아민은 1,4-디아미노부탄("푸트레신"), 1,5-디아미노펜탄("카다베린"), 2-메틸-1,5-디아미노펜탄, 헥사메틸렌디아민("HMDA"), 3-메틸헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 1,7-디아미노헵탄 및 1,8-디아미노옥탄으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, C9 내지 C12 지방족 디아민은 2,2,4-트리메틸-헥사메틸렌디아민, 2,4,4-트리메틸-헥사메틸렌디아민, 2-에틸-1,7-디아미노헵탄, 2-메틸-1,8-디아미노옥탄, 2,2,7,7-테트라메틸옥타메틸렌디아민, 1,9-디아미노노난, 2-메틸-1,8-디아미노옥탄, 5-메틸-1,9-디아미노노난, 1,10-디아미노데칸, 1,11-디아미노운데칸, 및 1,12-디아미노도데칸으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, C4 내지 C8 지방족 디아민은 HMDA이다. 바람직하게는, C9 내지 C12 지방족 디아민은 1,10-디아미노데칸이다. 가장 바람직하게는, C4 내지 C8 지방족 디아민은 HMDA이고, C9 내지 C12 지방족 디아민은 1,10-디아미노데칸이다.
일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민은 하기 화학식들 중 하나로 나타낸다:
[화학식 3]
Figure pct00001
, 및
[화학식 4]
Figure pct00002
상기 식에서, R3 및 R4는 독립적으로 결합 및 C1 내지 C10 알킬 기로 구성되는 군으로부터 선택되고; R'은 각각의 위치에서 독립적으로 알킬, 아릴, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 설포네이트, 알킬 설포네이트, 및 4차 암모늄으로 구성되는 군으로부터 선택되고; 각각의 i는 독립적으로 0 내지 10으로부터 선택되는 정수이다. 화학식 3에서, 바람직하게는, -R3-NH2와 -R4-NH2 기는 상대적으로 메타 위치(1,3-) 또는 파라 위치(1,4-)에 위치하며, 가장 바람직하게는 메타 위치에 위치한다. 일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민은 이소포론 디아민, 1,3-디아미노사이클로헥산, 1,4-디아미노사이클로헥산, 비스-p-아미노사이클로헥실메탄, 1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥산("1,3-BAC"), 1,4 비스(아미노메틸)사이클로헥산("1,4-BAC"), 비스(4-아미노-3-메틸사이클로헥실) 메탄 및 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민은 1,3-BAC 또는 1,4-BAC, 가장 바람직하게는, 1,3-BAC이다. 물론, 화학식 3에 따른 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민(예를 들어, 1,3-BAC 및 1,4-BAC)은 시스 또는 트랜스 형태일 수 있다. 따라서, 디아민 성분(A)은 단지 시스 이성질체만 포함하거나, 단지 트랜스 이성질체만 포함하거나, 시스 이성질체와 트랜스 이성질체의 혼합물을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, C4 내지 C8 지방족 디아민의 농도는 60 몰% 내지 70 몰%이다. 일부 구현예에서, C9 내지 C12 지방족 디아민의 농도는 30 몰% 내지 45 몰%, 바람직하게는 25 몰% 내지 38 몰%, 가장 바람직하게는 30 몰% 내지 38 몰%이다. 일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민의 농도는 1 몰% 내지 10 몰%, 바람직하게는 3 몰% 내지 10 몰%이다. 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에는 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민이 없다.
일부 구현예에서, C4 내지 C8 지방족 디아민, C9 내지 C12 지방족 디아민, 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민의 총 농도는 적어도 90 몰%, 적어도 95 몰%, 적어도 98 몰%, 적어도 99 몰%, 적어도 99.5 몰% 또는 적어도 99.9 몰%이다. 일부 구현예에서, 디아민 성분(A)은 추가의 디아민을 포함할 수 있으며, 각각은 서로 상이하고, C4 내지 C8 지방족 디아민, C9 내지 C12 지방족 디아민 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민과 상이하다. 추가의 디아민을 포함하는 일부 그러한 구현예에서, C4 내지 C8 지방족 디아민, C9 내지 C12 지방족 디아민; 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민의 총 농도는 모두 상기에 주어진 상응하는 범위 이내에 있다. 추가의 디아민을 포함하는 기타 다른 그러한 구현예에서, 각각의 추가의 디아민의 농도는 C4 내지 C8 지방족 디아민, C9 내지 C12 지방족 디아민; 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민과 관련하여 상기에 주어진 범위와 상이하다.
디카르복실산 성분(B)
디카르복실산 성분(B)은 90 몰% 내지 100 몰%의 테레프탈산; 0 몰% 내지 10 몰%의 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산; 및 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산을 포함한다.
일부 구현예에서, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산은 2,2-디메틸-글루타르산[HOOC-C(CH3)2-(CH2)2-COOH], 아디프산[HOOC-(CH2)4-COOH], 2,4,4-트리메틸-아디프산[HOOC-CH(CH3)-CH2-C(CH3)2-CH2-COOH], 피멜산[HOOC-(CH2)5-COOH], 수베르산[HOOC-(CH2)6-COOH], 아젤라산[HOOC-(CH2)7-COOH], 세바스산[HOOC-(CH2)8-COOH], 운데칸디오산[HOOC-(CH2)9-COOH], 도데칸디오산[HOOC-(CH2)10-COOH], 트리데칸디오산[HOOC-(CH2)11-COOH], 테트라데칸디오산[HOOC-(CH2)12-COOH], 펜타데칸디오산[HOOC-(CH2)13-COOH], 헥사데칸디오산[HOOC-(CH2)14-COOH], 및 옥타데칸디오산[HOOC-(CH2)16-COOH]으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산은 아디프산 또는 세바스산, 가장 바람직하게는 아디프산이다.
일부 구현예에서, 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산은 프탈산(이소프탈산("IA")은 포함하고 테레프탈산("TA")은 배제함), 나프탈렌디카르복실산(예를 들어, 나프탈렌-2,6-디카르복실산), 4,4'-바이벤조산, 2,5-피리딘디카르복실산, 2,4-피리딘디카르복실산, 3,5-피리딘디카르복실산, 2,2-비스(4-카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(4-카르복시페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-카르복시페닐)케톤, 4,4'-비스(4-카르복시페닐)설폰, 2,2-비스(3-카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(3-카르복시페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(3-카르복시페닐)케톤, 비스(3-카르복시페녹시)벤젠으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, C8 내지 C18 방향족 디카르복실산은 나프탈렌디카르복실산 또는 4,4'-바이벤조산이다.
일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산은 하기 화학식으로 나타낸다:
[화학식 5]
Figure pct00003
상기 식에서, R"은 각각의 위치에서 독립적으로 알킬, 아릴, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 설포네이트, 알킬 설포네이트, 및 4차 암모늄으로 구성되는 군으로부터 선택되고; j는 0 내지 10의 정수이다. 화학식 5에서, 바람직하게는, -C-COOH 기는 상대적으로 메타 위치(1,3-) 또는 파라 위치(1,4-)에 위치하며, 가장 바람직하게는 파라 위치에 위치한다. 일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 카르복실산은 사이클로헥산 디카르복실산("CHDA"), 바람직하게는 1,3-CHDA 또는 1,4-CHDA, 가장 바람직하게는 1,4-CHDA이다.
일부 구현예에서, 테레프탈산의 농도는 92 몰% 내지 100 몰%, 바람직하게는 93 몰% 내지 100 몰%이다. 일부 구현예에서, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산의 농도는 0 몰% 내지 0.5 몰%, 바람직하게는 0 몰% 내지 0.1 몰%이다. 일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산의 농도는 3 몰% 내지 9 몰%이다. 일부 구현예에서, 디카르복실산 성분(B)에는 (i) C6 내지 C18 지방족 선형 및 분지형 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산 및 (ii) 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산 중 하나 또는 둘 모두가 없다.
일부 구현예에서, 테레프탈산, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산의 총 농도는 적어도 90 몰%, 적어도 95 몰%, 적어도 98 몰%, 적어도 99 몰%, 적어도 99.5 몰% 또는 적어도 99.9 몰%이다. 일부 구현예에서, 디카르복실산 성분(B)은 추가의 디카르복실산을 포함할 수 있으며, 각각은 서로 상이하고, 테레프탈산, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산과 상이하다. 추가의 디카르복실산을 포함하는 일부 그러한 구현예에서, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산의 총 농도 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산의 총 농도는 상기에 주어진 상응하는 범위 이내에 있다. 추가의 디카르복실산을 포함하는 다른 그러한 구현예에서, 각각의 추가의 디카르복실산의 농도는 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 및 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산과 관련하여 상기에 주어진 범위와 상이하다.
아미노산 성분(C)
아미노산 성분(C)은 0 몰% 내지 9 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산을 포함한다.
일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산은 하기 화학식으로 나타낸다:
[화학식 6]
Figure pct00004
상기 식에서, R5는 C1 내지 C3 알킬 기, 바람직하게는 C1 알킬 기이다. 바람직하게는, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산은 4-아미노메틸사이클로헥산카르복실산("4-AMCC")이다. 물론, 화학식 6에 따른 지환족 아미노산은 시스 또는 트랜스 형태일 수 있다. 따라서, 아미노산 성분(C)은 단지 시스 이성질체만 포함하거나, 단지 트랜스 이성질체만 포함하거나, 시스 이성질체와 트랜스 이성질체의 혼합물을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산의 농도는 1 몰% 내지 9 몰%, 바람직하게는 3 몰% 내지 9 몰%이다. 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에는 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산이 없다. 일부 그러한 구현예에서, 아미노산 성분(C)은 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산과 상이한 추가의 아미노산을 함유할 수 있거나 함유하지 않을 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 혼합물(RM)에는 아미노산이 없다.
일부 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산의 총 농도는 아미노산 성분(C) 내의 아미노산의 총량에 대해 적어도 90 몰%, 적어도 95 몰%, 적어도 98 몰%, 적어도 99 몰%, 적어도 99.5 몰% 또는 적어도 99.9 몰%이다. 일부 구현예에서, 아미노산 성분(C)은 추가의 아미노산을 포함할 수 있으며, 각각은 서로 상이하고, C8 내지 C10 지환족 아미노산과 상이하다. 추가의 아미노산을 포함하는 일부 그러한 구현예에서, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산의 총 농도는 상기 주어진 상응하는 범위 이내에 있다. 추가의 아미노산을 포함하는 다른 그러한 구현예에서, 각각의 추가의 C8 내지 C10 지환족 아미노산의 농도는 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산과 관련하여 상기에 주어진 범위와 상이하다.
폴리아미드(PA) 합성
본 명세서에 기재된 폴리아미드(PA)는 폴리아미드 및 폴리프탈아미드의 합성에 맞게 조정된 임의의 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, 폴리아미드(PA)는 60 중량% 미만의 물, 우선적으로는 50 중량% 미만의 물의 존재 하에서 단량체들을 (가열에 의해) 적어도 Tm + 10℃의 온도에 이르기까지 반응시킴으로써 제조되며, 이때 Tm은 폴리아미드(PA)의 용융 온도이며, 여기서 중량%는 반응 혼합물(RM)의 총 중량에 대한 것이다.
본 명세서에 기재된 폴리아미드(PA)는, 예를 들어 단량체 및 공단량체의 수용액의 열중축합(중축합 또는 축합으로도 지칭됨)에 의해 제조될 수 있다. 일 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 디아민, 디카르복실산 및 아미노산을 반응 혼합물(RM) 상태로 반응시킴으로써 형성된다. 일부 구현예에서, 디아민 성분(A) 내의 디아민의 총 몰수는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수와 실질적으로 등몰이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 실질적으로 등몰은 지시된 몰수의 ±15%인 값을 나타낸다. 예를 들어, 반응 혼합물(RM)의 각각의 디아민 성분(A) 및 디카르복실산 성분(B) 중의 디아민 농도 및 디카르복실산 농도와 관련하여, 디아민 성분(A) 내의 디아민의 총 몰수는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수의 ±15%이다. 중요한 점은, 상기에 언급된 바와 같이, 반응 혼합물(RM)에서, 디아민, 디카르복실산 및 아미노산의 총 농도는 [-NH2]/[-COOH]가 0.9 내지 1.1, 바람직하게는 0.95 내지 1.05가 되도록 선택된다는 점이다. 폴리아미드(PA)는 사슬 제한기(chain limiter)를 함유할 수 있는데, 이는 아민 또는 카르복실산 모이어티와 반응할 수 있는 일작용성 분자이고, 폴리아미드(PA)의 분자량을 제어하는 데 사용된다. 예를 들어, 사슬 제한기는 아세트산, 프로피온산, 벤조산 및/또는 벤질아민일 수 있다. 촉매가 또한 사용될 수 있다. 촉매의 예는 인산, 오르토-인산, 메타-인산, 알칼리-금속 차아인산염, 예컨대 차아인산나트륨 및 페닐포스핀산이다. 안정제, 예컨대 아인산염이 또한 사용될 수 있다.
폴리아미드(PA)
폴리아미드(PA)는 디아민 성분(A) 내의 디아민, 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산, 및 존재한다면 아미노산 성분(C) 내의 아미노산의 중축합으로부터 형성되는 3개의 반복 단위(RPA1) 내지 반복 단위(RPA3)를 포함한다. 물론, 폴리아미드(PA)는 반복 단위(RPA1) 내지 반복 단위(RPA3)와 상이한 추가의 반복 단위를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 반복 단위(RPA1) 및 반복 단위(RPA2)는 각각 하기 화학식으로 나타내고:
[화학식 6]
Figure pct00005
, 및
[화학식 7]
Figure pct00006
,
반복 단위(RPA3)는 하기 화학식 중 어느 하나로 나타내며:
[화학식 8]
Figure pct00007
, 또는
[화학식 9]
Figure pct00008
,
상기 식에서, R1, R2 및 R5는 상기에 정의되어 있으며; n1 내지 n3은 각각 반복 단위(RPA1) 내지 반복 단위(RPA3)의 몰%이고; T는 하기 화학식 중 어느 하나로 나타내며:
[화학식 10]
Figure pct00009
, 또는
[화학식 11]
Figure pct00010
상기 식에서, R3, R4, R' 및 i는 상기에 정의되어 있으며; '*'는 화학식 8에서의 2개의 명시적인 질소 원자 중 하나에 대한 결합을 나타낸다. 바람직하게는, T는 화학식 10으로 나타내며, 바람직하게는 여기서 -R4- 기는 -R3- 기에 대해 메타(1,3-) 위치에 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, 각각의 i는 0이다. 일 구현예에서, 반복 단위(RPA1) 및 반복 단위(RPA2)는 HMDA 및 1,10-디아미노데칸과 테레프탈산의 중축합으로부터 형성된다. 그러한 일 구현예에서, 반복 단위(RPA3)는 1,3-BAC 또는 1,4-BAC 중 어느 하나, 바람직하게는 1,3-BAC와 테레프탈산의 중축합으로부터 형성된다. 또 다른 그러한 구현예에서, 반복 단위(RPA3)는 4-AMCC의 중축합으로부터 형성된다. 바람직하게는, n1+n2+n3은 적어도 50 몰%, 적어도 60 몰%, 적어도 70 몰%, 적어도 80 몰%, 적어도 90 몰%, 적어도 95 몰%, 또는 적어도 99 몰%이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 반복 단위의 농도는 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 폴리아미드(PA) 내의 반복 단위들의 총수에 대한 농도를 지칭한다. 예를 들어, 상기에 기재된 반복 단위(RPA1) 내지 반복 단위(RPA3)와 관련하여, n1+n2+n3 ≤ 100 몰%이다.
일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 상기에 주어진 바와 같은 반복 단위(RPA1) 및 반복 단위(RPA2), 및 각각 하기 화학식으로 나타낸 반복 단위(RPA3) 및 반복 단위(RPA4)인 4개의 반복 단위를 포함한다:
[화학식 12]
Figure pct00011
, 및
[화학식 13]
Figure pct00012
상기 식에서, R1, R2, R", 및 j는 상기에 정의되어 있으며, n1 내지 n4는 각각 반복 단위(RPA1) 내지 반복 단위(RPA4)의 몰%이다(n1+n2+n3+n4 ≤ 100 몰%). 바람직하게는, 화학식 12 및 화학식 13 각각에서, 사이클로헥실 고리 주위의 명시적인 -COO- 기는 상대적으로 파라(1,4-) 위치에 위치되어 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, j는 0이다. 일 구현예에서, 반복 단위(RPA1) 및 반복 단위(RPA2)는 HMDA 및 1,10-디아미노데칸과 테레프탈산의 중축합으로부터 형성되고, 반복 단위(RPA3) 및 반복 단위(RPA4)는 HMDA 및 1,10-디아미노데칸과 1,4-CHDA의 중축합으로부터 형성된다. 바람직하게는, n1+n2+n3+n4는 적어도 50 몰%, 적어도 60 몰%, 적어도 70 몰%, 적어도 80 몰%, 적어도 90 몰%, 적어도 95 몰%, 또는 적어도 99 몰%이다.
일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 수평균 분자량 Mn이 1,000 g/mol 내지 40,000 g/mol, 2,000 g/mol 내지 35,000 g/mol, 4,000 내지 30,000 g/mol, 또는 5,000 g/mol 내지 20,000 g/mol이다. 수평균 분자량 Mn은 폴리스티렌 표준물과 함께 ASTM D5296을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 결정될 수 있다.
폴리아미드(PA)는 반결정질이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 반결정질 폴리아미드는 20℃/분의 가열 속도에서의 적어도 5 줄/그램(J/g)의 융해열("ΔHf")을 포함한다. 유사하게, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비정질 폴리아미드는 20℃/분의 가열 속도에서의 5 J/g 미만의 ΔHf를 포함한다. ΔHf는 ASTM D3418에 따라 측정될 수 있다. 일부 구현예에서, ΔHf는 적어도 20 J/g, 적어도 30 J/g 또는 적어도 40 J/g이다.
일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 Tg가 적어도 100℃, 적어도 110℃, 또는 적어도 115℃이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 Tg가 200℃ 이하, 180℃ 이하, 160℃ 이하, 150℃ 이하, 140℃ 이하, 또는 135℃ 이하이다. 일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 Tg가 100℃ 내지 150℃, 110℃ 내지 140℃, 또는 115℃ 내지 135℃이다. 일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 Tg가 100℃ 내지 200℃, 110℃ 내지 180℃, 또는 115℃ 내지 160℃이다. 일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 용융 온도("Tm")가 적어도 290℃, 적어도 300℃, 또는 적어도 310℃이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 Tm이 360℃ 이하, 350℃ 이하, 또는 340℃ 이하이다. 일부 구현예에서, 폴리아미드(PA)는 Tm이 290℃ 내지 360℃, 300℃ 내지 350℃, 또는 310℃ 내지 340℃이다. Tg 및 Tm은 ASTM D3418에 따라 측정될 수 있다.
중합체 조성물(PC)
중합체 조성물(PC)은 폴리아미드(PA)를 포함한다. 폴리아미드(PA)는 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 30 중량% 초과, 35 중량% 초과, 40 중량% 초과 또는 45 중량% 초과의 총량으로 중합체 조성물(PC)에 존재할 수 있다. 폴리아미드(PA)는 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 99.95 중량% 미만, 99 중량% 미만, 95 중량% 미만, 90 중량% 미만, 80 중량% 미만, 70 중량% 미만 또는 60 중량% 미만의 총량으로 조성물(PC)에 존재할 수 있다. 폴리아미드(PA)는, 예를 들어, 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 35 내지 60 중량%, 예를 들어 40 내지 55 중량% 범위의 양으로 중합체 조성물(PC)에 존재할 수 있다.
중합체 조성물(PC)은 또한 보강제, 강인화제, 가소제, 착색제, 안료, 정전기 방지제, 염료, 윤활제, 열 안정제, 광 안정제, 난연제, 무할로겐 난연제, 핵화제 및 산화방지제로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나의 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 중합체 조성물(PC)은 적어도 무할로겐 난연제, 보강제(예를 들어, 유리 섬유), 또는 둘 모두를 포함한다.
보강 섬유 또는 충전제로도 칭하는, 선택 범위가 다양한 보강제가 본 발명에 따른 조성물에 첨가될 수 있다. 이들은 섬유질 및 미립자 보강제로부터 선택될 수 있다. 본 명세서에서, 섬유질 보강 충전제는 길이, 폭 및 두께를 갖는 재료인 것으로 여겨지며, 여기서 평균 길이는 폭 및 두께 둘 모두보다 상당히 더 크다. 일반적으로, 그러한 재료는 길이와 폭 및 두께 중 더 큰 것 사이의 평균비로서 정의되는 종횡비가 적어도 5, 적어도 10, 적어도 20 또는 적어도 50이다. 일부 구현예에서, 보강 섬유(예를 들어, 유리 섬유 또는 탄소 섬유)는 평균 길이가 3 mm 내지 50 mm이다. 일부 그러한 구현예에서, 보강 섬유는 평균 길이가 3 mm 내지 10 mm, 3 mm 내지 8 mm, 3 mm 내지 6 mm, 또는 3 mm 내지 5 mm이다. 대안적인 구현예에서, 보강 섬유는 평균 길이가 10 mm 내지 50 mm, 10 mm 내지 45 mm, 10 mm 내지 35 mm, 10 mm 내지 30 mm, 10 mm 내지 25 mm 또는 15 mm 내지 25 mm이다. 보강 섬유의 평균 길이는 중합체 조성물(PC) 내로 도입하기 전의 보강 섬유의 평균 길이로서 취해질 수 있거나, 중합체 조성물(PC) 내의 보강 섬유의 평균 길이로서 취해질 수 있다.
보강 충전제는 광물 충전제(예컨대, 활석, 운모, 카올린, 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄산마그네슘), 유리 섬유, 탄소 섬유, 합성 중합체 섬유, 아라미드 섬유, 알루미늄 섬유, 티타늄 섬유, 마그네슘 섬유, 탄화붕소 섬유, 암면(rock wool) 섬유, 강 섬유 및 규회석으로부터 선택될 수 있다.
섬유질 충전제 중에서, 유리 섬유가 바람직하며; 이에는 초핑된(chopped) 스트랜드 A-, E-, C-, D-, S- 및 R-유리 섬유가 포함되는데, 이는 문헌[Additives for Plastics Handbook, 2nd edition, John Murphy]의 chapter 5.2.3의 43~48페이지에 기재된 바와 같다. 바람직하게는, 충전제는 섬유질 충전제로부터 선택된다. 더 바람직한 것은, 고온 적용을 견딜 수 있는 보강 섬유이다.
보강제는 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 15 중량% 초과, 20 중량% 초과, 25 중량% 초과 또는 30 중량% 초과의 총량으로 중합체 조성물(PC)에 존재할 수 있다. 보강제는 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 65 중량% 미만, 60 중량% 미만, 55 중량% 미만 또는 50 중량% 미만의 총량으로 중합체 조성물(PC)에 존재할 수 있다. 보강 충전제는, 예를 들어, 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 20 내지 60 중량%, 예를 들어 30 내지 50 중량% 범위의 양으로 중합체 조성물(PC)에 존재할 수 있다.
중합체 조성물(PC)은 또한 강인화제를 포함할 수 있다. 강인화제는 일반적으로, 유리 전이 온도(Tg)가, 예를 들어 실온보다 낮거나, 0℃ 미만 또는 심지어 -25℃ 미만인 저 Tg 중합체이다. 저 Tg의 결과로서, 강인화제는 통상적으로 실온에서 탄성중합체성이다. 강인화제는 작용화된 중합체 백본일 수 있다. 강인화제의 중합체 백본은 폴리에틸렌 및 이의 공중합체를 포함하는 탄성중합체 백본, 예를 들어 에틸렌-부텐; 에틸렌-옥텐; 폴리프로필렌 및 이의 공중합체; 폴리부텐; 폴리이소프렌; 에틸렌-프로필렌-고무(EPR); 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무(EPDM); 에틸렌-아크릴레이트 고무; 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 에틸렌-아크릴산(EAA), 에틸렌-비닐아세테이트(EVA); 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 고무(ABS), 스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌(SEBS)의 블록 공중합체; 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS)의 블록 공중합체; 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌(MBS) 유형의 코어-셸(core-shell) 탄성중합체, 또는 상기 중 하나 이상의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
강인화제가 작용화되는 경우, 백본의 작용화는, 작용기를 포함하는 단량체들의 공중합으로부터 또는 추가의 성분으로 중합체 백본을 그래프트하는 것으로부터 생성될 수 있다. 작용화된 강인화제의 구체적인 예는 에틸렌, 아크릴 에스테르 및 글리시딜 메타크릴레이트의 삼원공중합체, 에틸렌 및 부틸 에스테르 아크릴레이트의 공중합체; 에틸렌, 부틸 에스테르 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트의 공중합체; 에틸렌-말레산 무수물 공중합체; 말레산 무수물로 그래프트된 EPR; 말레산 무수물로 그래프트된 스티렌 공중합체; 말레산 무수물로 그래프트된 SEBS 공중합체; 말레산 무수물로 그래프트된 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체; 말레산 무수물로 그래프트된 ABS 공중합체를 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
강인화제는 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 1 중량% 초과, 2 중량% 초과 또는 3 중량% 초과의 총량으로 중합체 조성물(PC)에 존재할 수 있다. 강인화제는 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 30 중량% 미만, 20 중량% 미만, 15 중량% 미만 또는 10 중량% 미만의 총량으로 중합체 조성물(PC)에 존재할 수 있다.
중합체 조성물(PC)은 또한 당업계에 일반적으로 사용되는 기타 다른 통상적인 첨가제를 포함할 수 있으며, 이에는 가소제, 착색제, 안료(예를 들어, 흑색 안료, 예컨대 카본 블랙 및 니그로신), 정전기 방지제, 염료, 윤활제(예를 들어, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 스테아르산칼슘 또는 스테아르산마그네슘 또는 몬탄산나트륨), 열 안정제, 광 안정제, 난연제, 핵화제 및 산화방지제가 포함된다.
중합체 조성물(PC)은 또한 하나 이상의 다른 중합체, 바람직하게는 본 발명의 폴리아미드(PA)와 상이한 폴리아미드를 포함할 수 있다. 특히, 반결정질 또는 비정질 폴리아미드, 예컨대 지방족 폴리아미드, 반방향족 폴리아미드, 더 일반적으로는 방향족 또는 지방족 포화 이산과 지방족 포화 또는 방향족 1차 디아민, 락탐, 아미노-산 또는 이들 상이한 단량체의 혼합물 사이의 중축합에 의해 수득된 폴리아미드를 언급할 수 있다.
중합체 조성물(PC)의 제조
본 발명은 추가로 상기에 상세히 기재된 바와 같은 중합체 조성물(PC)의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 폴리아미드(PA)와 특정 성분들, 예를 들어 충전제, 강인화제, 안정제, 및 임의의 다른 선택적인 첨가제를 용융-블렌딩하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련하여 중합체 성분과 비중합체 성분을 혼합하기 위하여 어떠한 용융-블렌딩 방법이 사용되어도 된다. 예를 들어, 중합체 성분 및 비중합체 성분은 일축 압출기 또는 이축 압출기, 교반기, 일축 또는 이축 혼련기, 또는 밴버리 혼합기와 같은 용융 혼합기 내로 공급될 수 있으며, 첨가 단계는 모든 성분을 한꺼번에 첨가하는 것이거나 또는 배치(batch)로 점차적으로 첨가하는 것일 수 있다. 중합체 성분 및 비중합체 성분이 배치로 점차적으로 첨가되는 경우, 중합체 성분 및/또는 비중합체 성분의 일부가 먼저 첨가되고, 이어서, 적절하게 혼합된 조성물이 수득될 때까지, 후속으로 첨가되는 남아 있는 중합체 성분 및 비중합체 성분과 용융-혼합된다. 보강제가 긴 물리적 형상(예를 들어, 긴 유리 섬유)을 나타내는 경우, 보강된 조성물을 제조하기 위해 인발 압출 성형이 사용될 수 있다.
물품 및 용품
폴리아미드(PA) 및 중합체 조성물(PC)은 바람직하게는 물품 내로 도입될 수 있다.
물품은 특히 휴대용 전자장치, LED 패키징, 오일 및 가스용 구성요소, 식품 접촉 구성요소(식품 필름 및 케이싱을 포함하지만 이로 한정되지 않음), 전기 및 전자 구성요소(컴퓨팅, 데이터-시스템 및 사무실 장비를 위한 전력 장치 구성요소, 및 표면 실장 기술 호환 커넥터 및 컨택트를 포함하지만 이로 한정되지 않음), 의료용 장치 구성요소, 건설 구성요소(냉방 및 난방 시스템을 위한 파이프, 커넥터, 매니폴드 및 밸브; 보일러 및 계량기 구성요소; 가스 시스템 파이프 및 피팅(fitting); 및 미니-회로 차단기, 컨택터, 스위치 및 소켓용 전기 보호 장치를 포함하지만 이로 한정되지 않음), 산업용 구성요소, 배관 구성요소(파이프, 밸브, 피팅, 매니폴드, 샤워 탭 및 샤워 밸브를 포함하지만 이로 한정되지 않음), 자동차 구성요소, 및 항공우주용 구성요소(인테리어 캐빈 구성요소를 포함하지만 이로 한정되지 않음)에 사용될 수 있다.
물품은, 예를 들어 휴대용 전자 장치 구성요소일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "휴대용 전자 장치"는 편리하게 수송되고 다양한 장소에서 사용되도록 한 전자 장치를 지칭한다. 휴대용 전자 장치는 휴대폰, 개인용 정보 단말기("PDA"), 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 착용 가능한 컴퓨팅 장치(예를 들어, 스마트 워치, 스마트 안경 등), 카메라, 휴대용 오디오 플레이어, 휴대용 라디오, 위성 위치확인 시스템 수신기, 및 휴대용 게임 콘솔을 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
휴대용 전자 장치 구성요소는, 예를 들어 라디오 안테나 및 조성물(C)을 포함할 수 있다. 이 경우에, 라디오 안테나는 WiFi 안테나 또는 RFID 안테나일 수 있다. 휴대용 전자 장치 구성요소는 또한 안테나 하우징일 수 있다.
일부 구현예에서, 휴대용 전자 장치 구성요소는 안테나 하우징이다. 일부 그러한 구현예에서, 라디오 안테나의 적어도 일부분이 중합체 조성물(PC) 상에 배치된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 라디오 안테나의 적어도 일부분이 중합체 조성물(PC)로부터 떨어져 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 장치 구성요소는 실장용 구멍을 갖는 실장 구성요소 또는 기타 다른 체결 장치일 수 있으며, 이러한 체결 장치에는 그 자체와, 회로 기판, 마이크로폰, 스피커, 디스플레이, 배터리, 커버, 하우징, 전기 또는 전자 커넥터, 힌지, 라디오 안테나, 스위치, 또는 스위치 패드를 포함하지만 이로 한정되지 않는 휴대용 전자 장치의 또 다른 구성요소 사이의 스냅 피트 커넥터가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일부 구현예에서, 휴대용 전자 장치는 입력 장치의 적어도 일부분일 수 있다.
전기 및 전자 장치의 예는 커넥터, 컨택터 및 스위치이다.
폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC) 및 이로부터 제조되는 물품은 또한, 단일층 또는 다층 물품으로, 패키징 용품을 위한 가스 배리어 재료로서 사용될 수 있다.
오일 및 가스용 구성요소의 예에는 컴프레서 링, 포펫(poppet), 백업 시일 링, 전기 커넥터, 미로 시일(labyrinth seal), 모터 엔드 플레이트, 베어링, 부싱, 석 로드 가이드(suck rod guide) 및 다운 홀 튜빙(down hole tubing)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
자동차 구성요소의 예에는 열 관리 시스템 내의 구성요소(서모스탯 하우징, 물 입구/출구 밸브, 물 펌프, 물 펌프 임펠러, 및 히터 코어 및 엔드 캡을 포함하지만 이로 한정되지 않음), 공기 관리 시스템 구성요소(터보차저 액추에이터, 터보차저 바이패스 밸브, 터보차저 호스, EGR 밸브, CAC 하우징, 배기 가스 재순환 시스템, 전자 제어 스로틀 밸브, 및 고온 공기 덕트를 포함하지만 이로 한정되지 않음), 변속기 구성요소 및 론치 장치 구성요소(듀얼 클러치 변속기, 자동화 수동 변속기, 연속 가변 변속기, 자동 변속기, 토크 컨버터, 듀얼 매스 플라이휠, 파워 테이크오프, 클러치 실린더, 시일 링, 스러스트 와셔, 스러스트 베어링, 니들 베어링, 및 체크 볼을 포함하지만 이로 한정되지 않음), 자동차 전자 구성요소, 자동차 조명 구성요소(모터 엔드 캡, 센서, ECU 하우징, 보빈 및 솔레노이드, 커넥터, 회로 보호/계전기, 액추에이터 하우징, Li-이온 배터리 시스템, 및 퓨즈 박스를 포함하지만 이로 한정되지 않음), 견인 모터 및 전력 전자 구성요소(배터리 팩을 포함하지만 이로 한정되지 않음), 연료 및 선택적 촉매 환원("SCR") 시스템(SCR 모듈 하우징 및 커넥터, SCR 모듈 하우징 및 커넥터, 연료 플랜지, 롤오버 밸브, 퀵 커넥트, 필터 하우징, 연료 레일, 연료 전달 모듈, 연료 호스, 연료 펌프, 연료 분사기 o-링, 및 연료 호스를 포함하지만 이로 한정되지 않음), 유체 시스템 구성요소(예를 들어, 연료 시스템 구성요소)(입구 및 출구 밸브 및 유체 펌프 구성요소를 포함하지만 이로 한정되지 않음), 인테리어 구성요소(예를 들어, 대시보드 구성요소, 디스플레이 구성요소, 및 시트 구성요소), 및 구조용 및 경량화 구성요소(예를 들어, 기어 및 베어링, 선루프, 브래킷 및 마운트, 전기 배터리 하우징, 열 관리 구성요소, 제동 시스템 요소, 및 펌프 및 EGR 시스템)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
물품은 열가소성 물질에 맞게 조정된 임의의 공정, 예를 들어 압출, 사출 성형, 블로우 성형, 회전성형 또는 압축 성형에 의해 폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)로부터 성형될 수 있다.
물품은, 예를 들어 필라멘트의 형태인 재료의 압출 단계를 포함하거나 재료의 레이저 소결 단계(이 경우에는 분말 형태임)를 포함하는 공정에 의해 폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)로부터 인쇄될 수 있다.
일부 구현예에서, 폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)은 바람직하게는 3차원 인쇄 용품 내로 도입될 수 있다. 한 가지 응용은 적층 제조 시스템을 사용하여 3차원("3D") 물체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이는 본 발명의 폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)을 포함하는 부품 재료를 제공하는 단계, 및 부품 재료로부터 3차원 물체의 층을 인쇄하는 단계를 포함한다.
따라서, 폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)은 3D 인쇄 공정, 예를 들어 융합 침적 모델링(Fused Deposition Modelling, "FDM")으로도 알려진 융합 필라멘트 제작(Fused Filament Fabrication)에 사용되는 스레드 또는 필라멘트의 형태일 수 있다.
폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)은 또한 3D 인쇄 공정, 예를 들어 선택적 레이저 소결(Selective Laser Sintering, SLS)에 사용되는 분말 형태, 예를 들어 실질적으로 구형인 분말일 수 있다.
폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)은 복합체 내로 도입될 수 있다. 복합체는 열가소성 매트릭스 내에 매립된 연속 보강 섬유를 포함한다. 일부 구현예에서, 연속 보강 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 알루미늄 섬유, 티타늄 섬유, 마그네슘 섬유, 탄화붕소 섬유, 암면(rock wool) 섬유, 강 섬유, 아라미드 섬유, 천연 섬유(예를 들어, 면, 리넨 및 우드) 및 이들 중 하나 이상의 임의의 조합으로부터 선택된다. 바람직하게는, 연속 보강 섬유는 유리 섬유 또는 탄소 섬유이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 연속 보강 섬유는 적어도 5 밀리미터("mm"), 적어도 10 mm, 적어도 25 mm 또는 적어도 50 mm의 최장 치수의 평균 길이를 갖는 보강 섬유이다. 열가소성 매트릭스는 폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)을 포함한다. 복합체는 단방향 복합체(예를 들어, 테이프) 또는 다방향 복합체(예를 들어, 직조 천, 매트, 또는 적층된 천)일 수 있다.
폴리아미드(PA), 중합체 조성물(PC) 및 물품의 용도
일부 구현예에서, 폴리아미드(PA), 중합체 조성물(PC) 또는 물품은 상기에 기재된 바와 같이 휴대용 전자 장치 구성요소를 제조하는 데 사용될 수 있다.
폴리아미드(PA) 또는 중합체 조성물(PC)은 또한 물체를 3D 인쇄하는 데 사용될 수 있다.
실시예
이들 실시예는 폴리아미드(PA)의 열 및 수분 흡수 성능을 입증한다. 실시예에 사용되는 바와 같이, "E"는 본 발명의 예시적인 구현예를 나타내고, "CE"는 대조예를 나타낸다.
원료
- HMDA: Ascend Performance Materials로부터 입수함(70%)
- 1,10-디아미노데칸("DMDA"): Solvay(Novecare)로부터 입수함
- 1,3-BAC: Mitsubishi Gas Chemical Company로부터 입수함
- 테레프탈산("TA"): Flint Hills Resources로부터 입수함
- 이소프탈산("IA"): Flint Hills Resources로부터 입수함
- 아디프산("AA"): Invista로부터 입수함
- 1,4-CHDA: Eastman Chemical Company로부터 입수함
- 4-AMCC: Sigma-Aldrich로부터 입수함
- PA 6,T/6,6 65/35: Solvay Specialty Polymers USA, L.L.C.로부터 입수함
- PA10,T/10,I: Kingfa로부터 입수함(Vicnyl® 6100)
- PA9,T: Kuraray로부터 입수함(GenestarTM GC 61210)
- 충격 개질제: Kraton Corporation으로부터 입수함(KratonTM FG1901 GT; 폴리스티렌 함량이 30%인 스티렌 및 에틸렌/부틸렌을 기반으로 하는 선형 삼중블록 공중합체)
- 유리 섬유: 초핑된 E-유리 섬유(Nippon Electric Glass Co.로부터의 NEG HP 3610)
- 첨가제 패키지: 이형제(mold release), 산화방지제 및 활석으로 구성됨.
실시예 1 - 폴리아미드 및 중합체 조성물의 합성
이 실시예는 폴리아미드의 합성을 입증한다.
표 1에 나타낸 모든 코폴리아미드는 압력 제어 밸브가 장착된 증류물 라인이 구비된 1-갤런 오토클레이브 반응기를 사용하여 하기의 유사한 공정에 따라 제조하였다. 한 예로서, 코폴리아미드 E1의 제조에서는, 반응기에 283 g의 탈이온수(DI water), 173 g의 헥사메틸렌디아민(70%), 116 g의 1,10-디아미노데칸, 242 g의 테레프탈산, 22 g의 1,-4-사이클로헥산디카르복실산, 1.9 g의 아세트산 및 0.16 g의 인산을 장입하였다. 반응기를 밀봉하고, 질소로 퍼지하고, 260℃까지 가열하였다. 발생된 스팀을 서서히 방출하여 내부 압력을 120 psig로 유지하였다. 온도를 320℃까지 상승시켰다. 반응 혼합물을 320℃로 유지하고, 반응기 압력을 대기압으로 낮추었다. 추가 60분 동안 유지한 후, 중합체를 반응기로부터 배출하였다.
하기 공정을 또한 사용하여, E1의 제조에 대한 하기 방법과 유사하게 더 많은 양의 코폴리아미드를 제조하였다: 교반 배치 베셀(stirred batch vessel)에 33.7 kg의 탈이온수; 21.58 kg의 70% 헥사메틸렌디아민, 14.47 kg의 1,10-디아미노데칸으로 구성되는 디아민 성분; 및 30.11 kg의 테레프탈산 및 2.71 kg의 1,4-사이클로헥산디카르복실산으로 구성되는 디카르복실산 성분을 장입하였다. 반응기에 또한 17.03 g의 인산 및 360.30 g의 빙초산을 장입하였다. 상기에 기재된 혼합물을 150°에서 가열함으로써 염 용액을 수득하였다. 내용물을 약 180 psig 및 220℃로 유지된 반응기 구역에, 이어서 300℃로 유지된 고압 구역에, 그리고 이어서 350℃까지 가열된 100 psig의 관형 반응기를 통해 연속적으로 펌핑하였다. 용융물을 전방 진공 벤트(forward vacuum vent)가 구비된 이축 압출기 내로 공급하였다. 완성된 중합체를 스트랜드 다이를 통해 수조 내로 압출하고, 펠릿으로 초핑하였다.
샘플 파라미터가 표 1에 나타나 있다. 명확함을 위하여, 표 1의 "폴리아미드" 열에서, 앞에 나오는 수치는 생략되어 있다. 예를 들어, 1,3-BAC는 표 1의 "폴리아미드" 열에서 BAC로서 언급되어 있다.
[표 1]
Figure pct00013
추가적으로, 중합체 조성물을 표 1에서의 중합체뿐만 아니라, 기타 다른 폴리아미드로부터 형성하여 기계적 성능을 입증하였다. 샘플 파라미터가 표 1A에 나타나 있다(모든 값은 중량%임). 조성물에 사용되는 폴리아미드 E5는 ASTM D5225에 따라 측정될 때 1.15 dL/g의 고유 점도(IV)를 갖는다.
[표 1A]
Figure pct00014
실시예 2: 열 성능
열 성능을 입증하기 위하여, Tm, Tg, Tc, 용융 엔탈피("Hm") 및 결정화 엔탈피("Hc")를 측정하였다. Tm 및 Tg는 상기에 기재된 바와 같이 측정하였다. Tc, Hm 및 Hc는 ASTM D3418에 따라 측정하였다. 순수(neat) 수지에 대한 물 흡수(표 2 참조)는 다음과 같이 측정하였다: 2 인치 직경 및 1/8 인치 두께의 디스크를 성형함. 디스크 샘플을 비등수 중에 넣고, 중량이 일정해질 때까지 중량을 규칙적으로 모니터링하였다. % 물 흡수를 ((최종 중량 - 초기 중량) x 100) / (초기 중량)으로 계산하였다. 표 2A에 보고된 물 흡수는 ASTM D570에 따라 측정되었다.
[표 2]
Figure pct00015
[표 2A]
Figure pct00016
표 2를 참조하면, CE1, CE2, 및 E1의 비교는 놀랍게도 PA 6T/10T 내로의 비교적 소량의 1,4-CHDA(8 몰%)의 도입이, 높은 Tm 및 Tc를 유지하면서 Tg를 상당히 상승시킨다(5℃)는 것을 보여준다. 다른 한편으로, 더 많은 양의 1,4-CHDA(20 몰%)의 도입은 PA 6T/10T에 비하여 Tg 및 Tm 둘 모두를 낮춘다. 더욱이, CE2와 E3의 비교는 소량의 4-AMCC가 높은 Tm 및 Tc를 유지하면서 PA 6T/10T 공중합체의 Tg를 상당히 상승시킨다(7℃)는 것을 보여준다. CE2와 E4의 비교는 비교적 소량의 1,3-BAC(5 몰%)가 높은 Tg 및 Tc를 유지하면서 PA 6T/10T 공중합체의 Tg를 상당히 상승시킨다(7℃)는 것을 보여준다.
사이클로헥실 기를 함유하는 단량체를 함유하는 지환족 단량체를 소량 함유하는 실시예 E1, E3, E4와 달리, 통상 더 강성일 것으로 예상되는 방향족 함유 이산, 예컨대 이소프탈산(CE3)의 소량의 첨가는 Tg(4℃) 및 Tm을 낮춘다.
실시예 3: 기계적 성능
기계적 성능을 입증하기 위하여, 인장 응력, 인장 변형, 용접 인장 응력 및 용접 인장 변형을 ISO 527에 따라 측정하였다. 기계적 특성은 1개의 게이트("표준")를 사용하여, 그리고 용접선의 효과를 평가하기 위하여 2개의 게이트("용접")를 사용하여 사출 성형된 샘플에 대해 측정하였다. 결과가 표 3에 나타나 있다.
[표 3]
Figure pct00017
표 3을 참조하면, E6 및 E7은 대체로 대조예 CE8 내지 CE11에 비하여 개선된 기계적 특성을 가졌다. 조성물 E6에 사용된 수지 E5는 조성물 CE10 및 CE11의 수지보다 더 낮은 함량의 가요성 장쇄 디아민으로 구성되지만, 조성물 E6은 더 높은 강도를 가지며, 놀랍게도 조성물 CE10 및 CE11에 비하여 더 높은 신율 및 용접선 강도를 나타낸다. 이들 개선된 기계적 특성은 탄성중합체가 조성물 E7 내로 도입될 때 유지된다.
상기 구현예는 예시적이며 비제한적인 것으로 의도된다. 추가적인 구현예가 본 발명의 개념 내에 있다. 게다가, 본 발명이 특정 구현예를 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 형태 및 세부사항에 있어서 변화가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 참고에 의한 상기 문헌의 어떠한 포함도, 본 명세서의 명백한 개시내용과 상반되는 주제가 포함되지 않도록 제한된다.

Claims (13)

  1. 반응 혼합물(RM)의 중축합으로부터 형성되는 폴리아미드(PA)로서,
    반응 혼합물(RM)은
    ● - 55 몰% 내지 75 몰%의 C4 내지 C8 지방족 디아민,
    - 25 몰% 내지 45 몰%의 C9 내지 C12 지방족 디아민, 및
    - 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디아민
    을 포함하는 디아민 성분(A)(여기서, 몰%는 디아민 성분(A) 내의 디아민의 총 몰수에 대한 것임);
    ● - 90 몰% 내지 100 몰%의 테레프탈산,
    - 0 몰% 내지 10 몰%의 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산, 및
    - 0 몰% 내지 10 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산
    을 포함하는 디카르복실산 성분(B)(여기서, 몰%는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수에 대한 것임); 및
    ● - 0 몰% 내지 9 몰%의, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산
    을 포함하는 아미노산 성분(C)(여기서, 몰%는 디카르복실산 성분(B) 내의 디카르복실산의 총 몰수에 대한 것임)
    을 포함하며, 지환족 디아민, 지환족 디카르복실산, 및 지환족 아미노산 중 하나는 0.5 몰% 초과의 농도를 갖는 폴리아미드(PA).
  2. 제1항에 있어서, C4 내지 C8 지방족 디아민은 1,4-디아미노부탄("푸트레신(putrescine)"), 1,5-디아미노펜탄("카다베린(cadaverine)"), 2-메틸-1,5-디아미노펜탄, 헥사메틸렌디아민("HMDA"), 3-메틸헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 1,7-디아미노헵탄 및 1,8-디아미노옥탄으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 C4 내지 C8 지방족 디아민은 HMDA인, 폴리아미드(PA).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, C9 내지 C12 지방족 디아민은 2,2,4-트리메틸-헥사메틸렌디아민, 2,4,4-트리메틸-헥사메틸렌디아민, 2-에틸-1,7-디아미노헵탄, 2-메틸-1,8-디아미노옥탄, 2,2,7,7-테트라메틸옥타메틸렌디아민, 1,9-디아미노노난, 2-메틸-1,8-디아미노옥탄, 5-메틸-1,9-디아미노노난, 1,10-디아미노데칸, 1,11-디아미노운데칸, 및 1,12-디아미노도데칸으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 C9 내지 C12 지방족 디아민은 1,10-디아미노데칸인, 폴리아미드(PA).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, C6 내지 C18 지방족 디카르복실산은 2,2-디메틸-글루타르산, 아디프산, 2,4,4-트리메틸-아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸디오산, 도데칸디오산, 트리데칸디오산, 테트라데칸디오산, 펜타데칸디오산, 헥사데칸디오산, 및 옥타데칸디오산으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산은 아디프산 및 세바스산으로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 아디프산인, 폴리아미드(PA).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산은 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 4,4'-바이벤조산, 2,5-피리딘디카르복실산, 2,4-피리딘디카르복실산, 3,5-피리딘디카르복실산, 2,2-비스(4-카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(4-카르복시페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-카르복시페닐)케톤, 4,4'-비스(4-카르복시페닐)설폰, 2,2-비스(3-카르복시페닐)프로판, 2,2-비스(3-카르복시페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(3-카르복시페닐)케톤, 비스(3-카르복시페녹시)벤젠으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산은 나프탈렌디카르복실산 또는 4,4'-바이벤조산인, 폴리아미드(PA).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 사이클로헥실 기를 함유하는 지환족 디카르복실산은 하기 화학식으로 나타낸 것인, 폴리아미드(PA):
    [화학식 5]
    Figure pct00018

    (상기 식에서,
    - R"은 각각의 위치에서 독립적으로 알킬, 아릴, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 설포네이트, 알킬 설포네이트, 및 4차 암모늄으로 구성되는 군으로부터 선택되고;
    - j는 0 내지 10의 정수임).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산은 하기 화학식으로 나타낸 것인, 폴리아미드(PA):
    [화학식 6]
    Figure pct00019

    (상기 식에서,
    - R5는 C1 내지 C3 알킬 기임).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 사이클로헥실 기를 함유하는 C8 내지 C10 지환족 아미노산은 1,4 아미노메틸사이클로헥산카르복실산("4-AMCC")인, 폴리아미드(PA).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 지환족 디아민, 지환족 디카르복실산, 및 지환족 아미노산 중 단지 하나만이 0.5 몰% 초과, 바람직하게는 적어도 1 몰%의 농도를 가지며, 반응 혼합물(RM)에는 사이클로헥실 기를 함유하는 나머지 다른 2가지의 지환족 단량체가 없는, 폴리아미드(PA).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 반응 혼합물(RM)에는 C6 내지 C18 지방족 디카르복실산, 또는 테레프탈산과 상이한 C8 내지 C18 방향족 디카르복실산이 없는, 폴리아미드(PA).
  11. 중합체 조성물(PC)로서,
    - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 폴리아미드(PA), 및
    - 보강제, 강인화제, 가소제, 착색제, 안료, 정전기 방지제, 염료, 윤활제, 열 안정제, 광 안정제, 난연제, 무할로겐 난연제, 핵화제 및 산화방지제로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분, 바람직하게는 적어도 무할로겐 난연제
    를 포함하는, 중합체 조성물(PC).
  12. 제11항 또는 제12항에 있어서, 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유를 포함하는, 중합체 조성물(PC).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 30 중량% 내지 70 중량%의 폴리아미드(PA)를 포함하는, 중합체 조성물(PC).
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