KR20220130439A - Polyamide resin and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20220130439A KR1020210035326A KR20210035326A KR20220130439A KR 20220130439 A KR20220130439 A KR 20220130439A KR 1020210035326 A KR1020210035326 A KR 1020210035326A KR 20210035326 A KR20210035326 A KR 20210035326A KR 20220130439 A KR20220130439 A KR 20220130439A
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Abstract

The present invention relates to a polyamide resin and a preparation method thereof, and more specifically, to a polyamide resin which improves molecular weight and mechanical properties by additionally making a prepolymer reaction with a molecular weight modifier after preparing the prepolymer by ring-opening polymerization of lactone.

Description

폴리아미드 수지 및 그의 제조방법{POLYAMIDE RESIN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Polyamide resin and its manufacturing method

본 발명은 폴리아미드 수지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 락톤의 개환중합반응으로 프리폴리머를 제조한 이후 추가적으로 분자량 조절제와 반응시켜 분자량을 향상시키며 기계적 물성을 향상시키는 폴리아미드 수지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyamide resin and a method for producing the same, and more particularly, to a polyamide resin that improves molecular weight and improves mechanical properties by reacting with a molecular weight modifier after preparing a prepolymer by ring-opening polymerization of lactone, and a method for producing the same it's about

폴리아미드는 내화학성, 연성(ductility), 인성(toughness), 충격 강도와 같은 물성이 뛰어나고 가공성이 우수하여 필름, 섬유, 포장재 등으로 많이 사용되고 있는 엔지니어링 고분자이며, 축합중합 방식이나 개환중합 방식으로 제조가 가능하다. 먼저 축합중합 방식으로 제조할 경우, 나일론염(다이아민과 다이카르복실산을 1:1로 반응시킨 것)을 고온, 고압에서 반응시켜 저분자량의 폴리아미드 전처리 수지를 만들고 이렇게 제조된 전처리 수지의 분자량 증가를 위해 아민과 카르복실 그룹을 같은 몰비로 조절하여 후처리 축합중합을 진행하였다. 상기 명시한 일련의 공정에서 같은 당량의 아민그룹과 카르복실그룹을 맞추는 것이 고분자량의 폴리아미드를 얻기 위한 필수조건이었다. 따라서, 전처리 공정에서 생성되는 부산물인 물을 제거함과 동시에 미반응 반응물을 제거하기 위한 공정이 필요했고, 저분자량의 폴리아미드의 분자량 증가 및 물성 향상을 위해 다양한 아민 또는 카르복실그룹과 반응이 가능한 사슬연장제들이 사용되어 왔다. 아민그룹과 반응이 가능한 사슬연장제로는 옥사졸리논계(bisoxazolinones) 및 카프로락탐계(bis-caprolactam)가 있고, 카르복실그룹과 반응이 가능한 사슬연장제로는 고리형카르복실안하이드라이드계 (cyclic carboxylic anhydride), 옥사진계 (bisoxazines), 옥사졸린계 (bisoxazolines)가 있으며, 두 가지 이상이 동시에 사용되기도 한다.Polyamide is an engineering polymer that is widely used in films, fibers, and packaging materials because of its excellent processability and excellent physical properties such as chemical resistance, ductility, toughness, and impact strength. is possible First, when prepared by condensation polymerization, a nylon salt (a mixture of diamine and dicarboxylic acid reacted 1:1) is reacted at high temperature and high pressure to make a low molecular weight polyamide pretreatment resin, and In order to increase the molecular weight, post-treatment condensation polymerization was performed by adjusting the amine and carboxyl groups in the same molar ratio. Matching the amine group and the carboxyl group of the same equivalent in the above-mentioned series of processes was an essential condition for obtaining a high molecular weight polyamide. Therefore, a process for removing unreacted reactants as well as removing water, a by-product generated in the pretreatment process, was required. Chains capable of reacting with various amines or carboxyl groups in order to increase the molecular weight and improve physical properties of low molecular weight polyamides Extenders have been used. Chain extenders capable of reacting with amine groups include bisoxazolinones and caprolactams, and chain extenders capable of reacting with carboxyl groups include cyclic carboxylic anhydride), bisoxazines, and bisoxazolines, and two or more may be used at the same time.

이와 같이 고분자량의 폴리아미드 6를 얻기 위해 현재까지 이용된 방법은 축합중합 방식으로 폴리아미드 6를 중합하고, 중합된 폴리아미드 6 고분자 사슬의 아민 또는 카르복실그룹과 반응이 가능한 사슬연장제와 반응시키는 방법이었다. 하지만 이 방법은 중합 및 개질 시 여러 단계의 공정을 거쳐야 하므로 필요한 시간과 비용이 매우 크다는 단점이 있다. 지금까지 보고된 예들은 폴리아미드의 중합을 위한 공정과 분자량 증가를 위한 공정이 따로 분리되어 있어, 폴리아미드를 얻기 위해 여러 공정과 더불어 분자량 증가를 위한 추가공정이 필요하므로, 최종 생성물을 얻기 위한 시간과 비용이 크다는 단점이 있었다.As described above, the method used so far to obtain polyamide 6 having a high molecular weight is polymerization of polyamide 6 in a condensation polymerization method, and reaction with a chain extender capable of reacting with amine or carboxyl group of the polymerized polyamide 6 polymer chain. that was the way to do it. However, this method has a disadvantage in that the required time and cost are very large since it has to go through several steps during polymerization and reforming. In the examples reported so far, since the process for the polymerization of polyamide and the process for increasing the molecular weight are separated, an additional process for increasing the molecular weight is required along with several processes to obtain polyamide, so the time to obtain the final product and the cost was high.

이에 반하여 단량체인 ε-카프로락탐의 개환중합 방식으로 폴리아마이드를 제조할 경우, 부산물의 발생이 적고 한 번의 공정으로 폴리아미드 6의 중합이 가능하지만, 음이온 중합 메카니즘을 통해 중합되므로 음이온의 활성화 상태를 유지하기 위해 세심한 공정의 컨트롤이 필요하며, 개환중합 방식으로 중합된 폴리아미드 6는 고분자사슬 말단기가 카프로락타메이트이므로 기존에 개발된 아민 및 카르복실그룹과 반응이 가능한 사슬연장제를 사용할 수 없다는 단점이 있었다. 또한, 개환중합 방식으로 폴리아미드를 중합할 경우 공정을 줄일 수 있지만 분자량을 증가시키기 위한 사슬연장제로서 카프로락타메이트 반응기와 반응이 가능한 사슬연장제용 화합물을 사용한 예가 없었다. 그러나, 최근에 본 발명자들은 카프로락타메이트 반응기와 반응이 가능한 다이아민이나 다이에폭시 화합물을 첨가하여 새로운 곁가지구조를 발생시킴으로써 중합된 폴리아미드의 분자량을 증가시키고 물성의 증가를 이루었다. 그러나 이 공정들에서는 반응 가공시 처음부터 다이에폭시 화합물 및 다이아민을 다른 반응물(단량체, 개시제, 활성화제)과 혼합하여 호퍼에 주입함으로써 음이온 중합 시 음이온의 높은 활성화 상태를 유지하기가 어렵다는 한계가 있어서 분자량 증가 및 물성증가에 제약을 받았다. On the other hand, when polyamide is prepared by ring-opening polymerization of the monomer ε-caprolactam, the by-products are small and the polymerization of polyamide 6 is possible in one process, but since polymerization is performed through an anionic polymerization mechanism, the activated state of anions is reduced. Careful process control is required to maintain the polyamide 6 polymerized by ring-opening polymerization, and the polymer chain end group is caprolactamate. there was In addition, although the process can be reduced when the polyamide is polymerized by the ring-opening polymerization method, there was no example of using a chain extender compound capable of reacting with a caprolactamate reactive group as a chain extender to increase molecular weight. However, recently, the present inventors have increased the molecular weight of the polymerized polyamide and improved physical properties by adding a diamine or diepoxy compound capable of reacting with a caprolactamate reactive group to generate a new side branch structure. However, in these processes, the diepoxy compound and diamine are mixed with other reactants (monomer, initiator, activator) from the beginning during reaction processing and injected into the hopper, so that it is difficult to maintain a high activation state of the anion during anionic polymerization. It was restricted in molecular weight increase and physical properties increase.

이러한 문제를 해결하고자 폴리아미드를 개환중합할 때 구조변이를 위하여 추가한 다이아민이나 다이에폭시 화합물을, 폴리아미드의 분자량이 어느정도 중합된 후에 첨가함으로써 폴리아미드의 분자량을 더 증가시키고 곁가지 사슬구조를 더 쉽게 발생시키며 그에 따라 합성된 폴리아미드의 물성을 증가시키는 공정을 개발하였다.In order to solve this problem, the diamine or diepoxy compound added for structural change during ring-opening polymerization of polyamide is added after the molecular weight of the polyamide has been polymerized to some extent to further increase the molecular weight of the polyamide and further increase the side chain structure. A process has been developed for easily generating and thus increasing the physical properties of the synthesized polyamide.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 락탐; 개시제; 및 반응활성화제;의 중합체를 제조한 후 분자량 조절제를 추가하여 반응시킴으로써, 상기 개환중합과정에서 사용되는 음이온의 활성화 상태의 저하를 방지하며 폴리아미드의 분자량 및 물성을 향상시킬 수 있는 폴리아미드 수지 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is lactam; initiator; and a reaction activator; a polyamide resin capable of improving the molecular weight and physical properties of the polyamide while preventing a decrease in the activation state of anions used in the ring-opening polymerization process by adding a molecular weight modifier to the reaction after preparing a polymer of To provide a manufacturing method thereof.

또한, 압출기 내에서 개환중합을 통한 폴리아미드 수지 제조 과정에서, 상기 압출기의 반응로 내 전반부에서 프리폴리머가 중합되고 그 후 분자량 조절제를 제2 호퍼로 첨가하여 상기 폴리아미드의 곁가지 사슬구조를 용이하게 형성함으로써 폴리아미드 수지의 분자량 및 물성을 향상시키고 공정 효율을 증가시키는 폴리아미드 수지 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, in the polyamide resin production process through ring-opening polymerization in the extruder, the prepolymer is polymerized in the first half of the reaction furnace of the extruder, and then a molecular weight regulator is added to the second hopper to easily form a side chain structure of the polyamide. It is to provide a polyamide resin and a method for producing the same, thereby improving the molecular weight and physical properties of the polyamide resin and increasing process efficiency.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는 락탐; 개시제; 및 반응활성화제;를 포함하는 제1 혼합물의 중합체인 프리폴리머, 및 분자량 조절제를 포함하는 제2 혼합물의 반응생성물인 폴리아미드 수지를 제공한다.One embodiment of the present invention is a lactam; initiator; and a reaction activator; and a prepolymer that is a polymer of a first mixture, and a polyamide resin that is a reaction product of a second mixture containing a molecular weight modifier.

본 발명의 일 실시상태는 상기 폴리아미드 수지의 제조방법에 있어서, 상기 제1 혼합물을 중합하여 프리폴리머를 제조하는 단계; 및 상기 프리폴리머에 분자량 조절제를 첨가한 상기 제2 혼합물을 반응시키는 단계;를 포함하는 폴리아미드 수지의 제조방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention provides a method for producing the polyamide resin, comprising the steps of: preparing a prepolymer by polymerizing the first mixture; and reacting the second mixture in which a molecular weight modifier is added to the prepolymer.

본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 수지는 고리형 단량체로부터 폴리아미드를 중합하는 공정에서 폴리아미드 수지 사슬의 말단기인 카프로락타메이트 반응기와 분자량 조절제가 반응하며 음이온의 활성을 그대로 유지함과 동시에 곁가지 구조를 생성되어 분자량 증가 및 물성을 향상시킬 수 있다.In the polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention, in the process of polymerizing polyamide from a cyclic monomer, a caprolactamate reactive group, which is an end group of a polyamide resin chain, and a molecular weight regulator react with each other to maintain anion activity and have a side branch structure. can be produced to increase molecular weight and improve physical properties.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 수지는 사슬 내에 다이에폭시 화합물의 반복단위나 다이아민 화합물의 반복단위를 도입시킴으로써, 용융점도가 증가하고 탄성계수, 인장강도, 연신율, 인성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.In addition, in the polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention, by introducing a repeating unit of a diepoxy compound or a repeating unit of a diamine compound in the chain, the melt viscosity increases, and mechanical properties such as elastic modulus, tensile strength, elongation, toughness, etc. The physical properties can be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 수지의 제조방법은 용매를 사용하지 않고 단일 공정으로 분자량이 향상된 폴리아미드 수지를 용이하게 제조하며 공정효율을 향상시킬 수 있다.The method for producing a polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention can easily produce a polyamide resin having an improved molecular weight in a single process without using a solvent and improve process efficiency.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and accompanying drawings.

도 1은 본원발명의 일 실시상태에 따른 압출기의 모식도이다.
도 2는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5의 광각 X선 회절 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 3(a)는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5인 나일론 6 수지의 점도유변특성을 회전유변특성 측정기로 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 3(b)는 비교예 1 및 실시예 6 내지 10인 나일론 6 수지의 점도유변특성을 회전유변특성 측정기로 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 4(a)는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5인 나일론 6 수지의 저장 탄성률 (Storage modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 4(b)는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5인 나일론 6 수지의 손실 탄성률 (Loss modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 4(c)는 비교예 1 및 실시예 6 내지 10인 나일론 6 수지의 저장 탄성률 (Storage modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 4(d)는 비교예 1 및 실시예 6 내지 10인 나일론 6 수지의 손실 탄성률 (Loss modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 1 및 실시예 1 내지 10의 (a) 탄성률, (b) 인장 강도, (c) 신장률 및 (d)파단까지의 흡수 에너지를 측정하여 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram of an extruder according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing wide-angle X-ray diffraction spectra of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5;
Figure 3 (a) is a graph showing the viscosity rheological properties of the nylon 6 resin of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5 measured by a rotation rheology measuring instrument.
Figure 3 (b) is a graph showing the viscosity rheological properties of the nylon 6 resin of Comparative Example 1 and Examples 6 to 10 measured by a rotation rheology measuring instrument.
Figure 4 (a) is a graph showing the measurement of the storage modulus (Storage modulus) of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5 nylon 6 resin.
4 (b) is a graph showing the measurement of the loss modulus (Loss modulus) of the nylon 6 resin of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5.
Figure 4 (c) is a graph showing the measurement of the storage modulus (Storage modulus) of Comparative Example 1 and Examples 6 to 10 nylon 6 resin.
4( d ) is a graph showing the measurement of the loss modulus of the nylon 6 resins of Comparative Example 1 and Examples 6 to 10 .
5 is a graph showing (a) elastic modulus, (b) tensile strength, (c) elongation, and (d) absorbed energy up to breakage of Comparative Example 1 and Examples 1 to 10. FIG.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본원 명세서 전체에서, 단위 "몰부"는 각 성분간의 몰의 비율을 의미할 수 있다.Throughout this specification, the unit “part by mole” may mean a ratio of moles between each component.

본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.Throughout this specification, the unit “part by weight” may mean a ratio of weight between each component.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.Throughout this specification, "A and/or B" means "A and B, or A or B."

본원 명세서 전체에서, 용어 "단량체 단위(monomer unit)"는 중합체 내에서 단량체가 반응된 형태를 의미할 수 있고, 구체적으로 그 단량체가 중합 반응을 거쳐서 그 중합체의 골격, 예를 들면, 주쇄 또는 측쇄를 형성하고 있는 형태를 의미할 수 있다.Throughout this specification, the term "monomer unit" may refer to a form in which a monomer is reacted in a polymer, and specifically, the monomer undergoes a polymerization reaction to form a backbone of the polymer, for example, a main chain or a side chain. It can mean the shape forming the .

본원 명세서 전체에서, 어떤 화합물의 “중량평균분자량” 및 “수평균분자량”은 그 화합물의 분자량과 분자량 분포를 이용하여 계산될 수 있다. 구체적으로, 1 ml의 유리병에 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF)와 화합물을 넣어 화합물의 농도가 1 wt%인 샘플 시료를 준비하고, 표준 시료(폴리스티렌, polystyrene)와 샘플 시료를 필터(포어 크기가 0.45㎛)를 통해 여과시킨 후, GPC 인젝터(injector)에 주입하여, 샘플 시료의 용리(elution) 시간을 표준 시료의 캘리브레이션(calibration) 곡선과 비교하여 화합물의 분자량 및 분자량 분포를 얻을 수 있다. 이 때, 측정 기기로 Infinity II 1260(Agilient 社)를 이용할 수 있고, 유속은 1.00 mL/min, 컬럼 온도는 40.0 ℃로 설정할 수 있다.Throughout this specification, the "weight average molecular weight" and "number average molecular weight" of a certain compound may be calculated using the molecular weight and molecular weight distribution of the compound. Specifically, put tetrahydrofuran (THF) and a compound in a 1 ml glass bottle to prepare a sample sample having a concentration of 1 wt% of the compound, and filter the standard sample (polystyrene, polystyrene) and the sample sample (pore size). After filtration through 0.45 μm), it is injected into a GPC injector, and the molecular weight and molecular weight distribution of the compound can be obtained by comparing the elution time of the sample sample with the calibration curve of the standard sample. In this case, an Infinity II 1260 (Agilient Co.) may be used as the measuring device, the flow rate may be 1.00 mL/min, and the column temperature may be set to 40.0 °C.

본원 명세서 전체에서, “유리전이온도(Glass Temperature, Tg)”는 시차주사열계량법(Differnetial Scanning Analysis, DSC)을 이용하여 측정할 수 있으며, 구체적으로 DSC(Differential Scanning Calorimeter, DSC-STAR3, METTLER TOLEDO社)를 이용하여, 시료를 -60 ℃ 내지 150 ℃ 의 온도 범위에서 가열속도 5 ℃/min으로 승온하며, 상기 구간에서 2 회(cycle)의 실험을 진행하여 열변화량이 있는 지점으로 작성된 DSC 곡선의 중간점을 측정하여 유리전이온도를 구할 수 있다.Throughout this specification, "Glass Temperature (Tg)" can be measured using Differential Scanning Analysis (DSC), specifically DSC (Differential Scanning Calorimeter, DSC-STAR3, METTLER TOLEDO) company), the sample is heated at a heating rate of 5 °C/min in a temperature range of -60 °C to 150 °C, and the DSC curve prepared at the point with the amount of thermal change by performing the experiment twice in the above section The glass transition temperature can be obtained by measuring the midpoint of

본원 명세서 전체에서, 화합물의 점도는 25 ℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 값일 수 있다.Throughout this specification, the viscosity of the compound may be a value measured with a Brookfield viscometer at a temperature of 25 °C.

본원 명세서 전체에서, "치환된"이란 적어도 하나의 수소원자가 중수소, C1 내지 C30 알킬기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C2 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C1 내지 C30 할로겐화알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C30 헤테로아릴기, C1 내지 C30 알콕시기, C2 내지 C30 알케닐기, C2 내지 C30 알키닐기, C6 내지 C30 아릴옥시기, 실릴옥시기(-OSiH3), -OsiR`H2(R`은 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), -OsiR'R''H(R' 및 R''는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), -OsiR'R''R''', (R', R'', 및 R'''는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), C1 내지 C30 아실기, C2 내지 C30 아실옥시기, C2 내지 C30 헤테로아릴옥시기, C1 내지 C30 술포닐기, C1 내지 C30 알킬티올기, C6 내지 C30 아릴티올기, C1 내지 C30 헤테로시클로티올기, C1 내지 C30 인산아마이드기, 실릴기(SiR'R''R''')(R', R'', 및 R'''는 각각 독립적으로 수소 원자, C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), 아민기(-NR'R'')(여기에서, R' 및 R''은 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C30 알킬기, 및 C6 내지 C30 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기임), 카르복실기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아조기, 및 하이드록시기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환된 것을 의미한다.Throughout the present specification, "substituted" means that at least one hydrogen atom is deuterium, C1 to C30 alkyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C2 to C30 heterocycloalkyl group, C1 to C30 halogenated alkyl group, C6 to C30 aryl group, C1 to C30 Heteroaryl group, C1 to C30 alkoxy group, C2 to C30 alkenyl group, C2 to C30 alkynyl group, C6 to C30 aryloxy group, silyloxy group (-OSiH 3 ), -OsiR`H 2 (R` is C1 to C30 Alkyl group or C6 to C30 aryl group), -OsiR'R''H (R' and R'' are each independently a C1 to C30 alkyl group or C6 to C30 aryl group), -OsiR'R''R''', (R', R'', and R''' are each independently a C1 to C30 alkyl group or C6 to C30 aryl group), C1 to C30 acyl group, C2 to C30 acyloxy group, C2 to C30 heteroaryloxy group, C1 to C30 sulfonyl group, C1 to C30 alkylthiol group, C6 to C30 arylthiol group, C1 to C30 heterocyclothiol group, C1 to C30 phosphate amide group, silyl group (SiR'R''R'') (R ', R'', and R''' are each independently a hydrogen atom, a C1 to C30 alkyl group or a C6 to C30 aryl group), an amine group (-NR'R'') (wherein, R' and R'' are each independently a hydrogen atom, a substituent selected from the group consisting of a C1 to C30 alkyl group, and a C6 to C30 aryl group), a carboxyl group, a halogen group, a cyano group, a nitro group, an azo group, and a hydroxyl group It means substituted with a substituent.

본원 명세서 전체에서, 상기 치환기 중 인접한 두 개의 치환기가 융합되어 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수도 있다.Throughout this specification, two adjacent substituents among the above substituents may be fused to form a saturated or unsaturated ring.

본원 명세서 전체에서, 상기 "치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기" 또는 "치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 탄소수 범위는 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다. 구체적으로, 파라 위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the carbon number range of the alkyl group or aryl group in the "substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group" or "substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group" etc. does not take into account the portion in which the substituent is substituted. It refers to the total number of carbon atoms constituting the alkyl part or the aryl part when viewed as unsubstituted. Specifically, the phenyl group substituted with a butyl group at the para position means that it corresponds to an aryl group having 6 carbon atoms substituted with a butyl group having 4 carbon atoms.

본원 명세서 전체에서, 상기 "치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 융합된 아릴기" 등에서 상기 융합된 아릴기의 탄소수 범위는 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때 융합되어 부가적으로 새롭게 형성된 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다.Throughout the present specification, the carbon number range of the fused aryl group in the "substituted or unsubstituted C6 to C30 fused aryl group" etc. is fused when viewed as unsubstituted without considering the substituted portion of the substituent. It means the total number of carbons constituting the newly formed aryl moiety.

본원 명세서 전체에서, "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 4개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.Throughout this specification, unless otherwise defined, "hetero" means that one functional group contains 1 to 4 heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S and P, and the remainder is carbon. .

본원 명세서 전체에서, "이들의 결합"이란 별도의 정의가 없는 한, 둘 이상의 치환기가 연결기로 결합되어 있거나, 둘 이상의 치환기가 축합하여 결합되어 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, unless otherwise defined, the term "combination thereof" means that two or more substituents are bonded with a linking group, or that two or more substituents are condensed and bonded.

본원 명세서 전체에서, "수소"란 별도의 정의가 없는 한, 일중수소, 이중수소, 또는 삼중수소를 의미한다. Throughout this specification, "hydrogen" means singlet, deuterium, or tritium, unless otherwise defined.

본원 명세서 전체에서, "알킬(alkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 지방족 탄화수소기를 의미한다. Throughout this specification, the term "alkyl group" refers to an aliphatic hydrocarbon group unless otherwise defined.

본원 명세서 전체에서, 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기" 일 수 있다. Throughout this specification, the alkyl group may be a "saturated alkyl group" that does not contain any double or triple bonds.

본원 명세서 전체에서, 알킬기는 적어도 하나의 이중결합 또는 삼중결합을 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"일 수도 있다. Throughout this specification, the alkyl group may be an "unsaturated alkyl group" containing at least one double bond or triple bond.

본원 명세서 전체에서, "알케닐렌(alkenylene)기"는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합으로 이루어진 작용기를 의미하며, "알키닐렌(alkynylene)기" 는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합으로 이루어진 작용기를 의미한다. 포화이든 불포화이든 간에 알킬기는 분지형, 직쇄형 또는 환형일 수 있다. Throughout this specification, "alkenylene group" refers to a functional group in which at least two carbon atoms are composed of at least one carbon-carbon double bond, and "alkynylene group" refers to at least two carbon atoms having at least one refers to a functional group consisting of a carbon-carbon triple bond. Alkyl groups, whether saturated or unsaturated, can be branched, straight-chain or cyclic.

본원 명세서 전체에서, 알킬기는 C1 내지 C30 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로 C1 내지 C20 알킬기, C1 내지 C10 알킬기 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수도 있다. 구체적으로, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자, 즉, 알킬쇄는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다. 구체적인 예를 들어 상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 의미한다.Throughout this specification, the alkyl group may be a C1 to C30 alkyl group. More specifically, it may be a C1 to C20 alkyl group, a C1 to C10 alkyl group, or a C1 to C6 alkyl group. Specifically, a C1 to C4 alkyl group has 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, that is, the alkyl chain is composed of methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl and t-butyl. indicates selected from the group. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group, a cyclopropyl group, a cyclo It means a butyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, etc.

본원 명세서 전체에서, “아민기”는 아미노기, 아릴아민기, 알킬아민기, 아릴알킬아민기, 또는 알킬아릴아민기를 포함하고, -NR'R''로 표현될 수 있고, 여기에서 R' 및 R''은 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C30 알킬기, 및 C6 내지 C30 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기이다.Throughout this specification, "amine group" includes an amino group, an arylamine group, an alkylamine group, an arylalkylamine group, or an alkylarylamine group, and may be expressed as -NR'R'', where R' and R'' is each independently a substituent selected from the group consisting of a hydrogen atom, a C1 to C30 alkyl group, and a C6 to C30 aryl group.

본원 명세서 전체에서, "시클로알킬(cycloalkyl)기"는 모노시클릭 또는 융합고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.Throughout this specification, "cycloalkyl group" includes monocyclic or fused-ring polycyclic (ie, rings having adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.

본원 명세서 전체에서, "헤테로시클로알킬(heterocycloalkyl)기"는 시클로알킬기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로원자를 1 내지 4개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로시클로알킬기가 융합된 고리(fused ring)인 경우, 융합된 고리 중 적어도 하나의 고리가 상기 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함할 수 있다.Throughout the present specification, "heterocycloalkyl group" means that the cycloalkyl group contains 1 to 4 heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S and P, and the remainder is carbon. When the heterocycloalkyl group is a fused ring, at least one ring of the fused ring may include 1 to 4 hetero atoms.

본원 명세서 전체에서, "방향족(aromatic)기"는 고리 형태인 작용기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 작용기를 의미한다. 구체적인 예로 아릴기와 헤테로아릴기가 있다. Throughout this specification, the term "aromatic group" refers to a functional group in which all elements of a ring-shaped functional group have p-orbitals, and these p-orbitals form a conjugate. Specific examples include an aryl group and a heteroaryl group.

본원 명세서 전체에서, "아릴(aryl)기"는 모노시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다. Throughout this specification, "aryl group" includes monocyclic or fused ring polycyclic (ie, rings having adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.

본원 명세서 전체에서, "헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로원자를 1 내지 4개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴기가 융합된 고리(fused ring)인 경우, 융합된 고리 중 적어도 하나의 고리가 상기 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함할 수 있다. Throughout this specification, "heteroaryl group" means that it contains 1 to 4 heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S and P in the aryl group, and the remainder is carbon. When the heteroaryl group is a fused ring, at least one ring of the fused ring may include 1 to 4 hetero atoms.

본원 명세서 전체에서, 아릴기 및 헤테로아릴기에서 고리의 원자수는 탄소수 및 비탄소원자수의 합이다.Throughout this specification, the number of atoms in the ring in the aryl group and the heteroaryl group is the sum of the number of carbon atoms and the number of non-carbon atoms.

본원 명세서 전체에서, "알킬아릴기" 또는 "아릴알킬기"와 같이 조합하여 사용할 때, 각각의 알킬 및 아릴의 용어는 상기 나타낸 의미와 내용을 가진다. 구체적으로 "아릴알킬기"이란 용어는 벤질과 같은 아릴 치환된 알킬 라디칼을 의미하며 알킬기에 포함된다. 나아가, "알킬아릴기"이란 용어는 알킬 치환된 아릴 라디칼을 의미하며 아릴기에 포함된다.Throughout this specification, when used in combination with "alkylaryl group" or "arylalkyl group", each of the terms alkyl and aryl have the meaning and content indicated above. Specifically, the term "arylalkyl group" refers to an aryl substituted alkyl radical such as benzyl and is included in the alkyl group. Furthermore, the term "alkylaryl group" refers to an alkyl-substituted aryl radical and is included in the aryl group.

본 원 명세서 전체에서, “성장 음이온”은 분자가 중합되어 분자량이 증가하면서도 분자 내 음이온이 소멸되지 않고 유지되는 음이온을 의미할 수 있다.Throughout this specification, the term “growth anion” may refer to an anion in which an anion in a molecule is maintained without extinction while the molecular weight is increased by polymerization of the molecule.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는 락탐; 개시제; 및 반응활성화제;를 포함하는 제1 혼합물의 중합체인 프리폴리머, 및 분자량 조절제를 포함하는 제2 혼합물의 반응생성물인 폴리아미드 수지를 제공한다.One embodiment of the present invention is a lactam; initiator; and a reaction activator; and a prepolymer that is a polymer of a first mixture, and a polyamide resin that is a reaction product of a second mixture containing a molecular weight modifier.

본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 수지는 고리형 단량체로부터 폴리아미드를 중합하는 공정에서 폴리아미드 수지 사슬의 말단기인 카프로락타메이트 반응기와 분자량 조절제가 반응하며 음이온의 활성을 그대로 유지함과 동시에 곁가지 구조를 생성되어 분자량 증가 및 물성을 향상시킬 수 있다.In the polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention, in the process of polymerizing polyamide from a cyclic monomer, a caprolactamate reactive group, which is an end group of a polyamide resin chain, and a molecular weight regulator react with each other to maintain anion activity and have a side branch structure. can be produced to increase molecular weight and improve physical properties.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 수지는 사슬 내에 다이에폭시 화합물의 반복단위나 다이아민 화합물의 반복단위를 도입시킴으로써, 용융점도가 증가하고 탄성계수, 인장강도, 연신율, 인성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.In addition, in the polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention, by introducing a repeating unit of a diepoxy compound or a repeating unit of a diamine compound in the chain, the melt viscosity increases, and mechanical properties such as elastic modulus, tensile strength, elongation, toughness, etc. The physical properties can be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 락탐은 하기 화학식 1인 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the lactam may be of Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 n은 3 이상 14 이하의 정수이다.Said n is an integer of 3 or more and 14 or less.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 락탐은 프로피오락탐(propiolactam), 발러로락탐(valerolactam), ε-카프로락탐(caprolactam), 헵타토락탐(heptanolactam), 옥타노락탐(octanolactam), 노나노락탐(nonanolactam), 데카노락탐(decanolactam), 언데카노락탐(undecanolactam), 도데카노락탐(dodecanolactam) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 락탐은 ε-카프로락탐인 것이 바람직하다. 상술한 것으로부터 상기 락탐을 선택함으로써, 상기 폴리아미드 수지의 기계적 물성을 조절할 수 있으며, 성장 음이온의 비활성화를 방지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the lactam is propiolactam, valerolactam, ε-caprolactam, heptanolactam, octanolactam, nonano It may be one selected from the group consisting of lactam (nonanolactam), decanolactam (decanolactam), undecanolactam (undecanolactam), dodecanolactam (dodecanolactam), and combinations thereof. More specifically, the lactam is preferably ε-caprolactam. By selecting the lactam from the above, the mechanical properties of the polyamide resin can be controlled and deactivation of growth anions can be prevented.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 ε-카프로락탐은 상온에서 고체로 존재하며 습윤성이 매우 높아 대기중의 수분을 흡수하여 액상상태로 용해되기 쉬우므로 건조하여 습기를 최대한 제거한 후 사용하는 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 습기를 제거하여 사용함으로써, 음이온 중합 시, 활성화된 음이온을 비활성화 시켜 폴리아마이드 6가 중합되지 않는 것을 방지하거나 중합되더라도 저분자량으로 중합되는 것을 방지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the ε-caprolactam exists as a solid at room temperature and has very high wettability, so it is easy to absorb moisture in the atmosphere and dissolve in a liquid state. do. By removing the moisture as described above, it is possible to prevent the polymerization of polyamide 6 from not being polymerized by inactivating the activated anions during anionic polymerization, or from polymerization to a low molecular weight even if it is polymerized.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 락탐의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 2500 몰부 이상 10000 몰부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 락탐의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 3000 몰부 이상 9000 몰부 이하, 4000 몰부 이상 8000 몰부 이하, 5000 몰부 이상 7000 몰부 이하 또는 5000 몰부 이상 6000 몰부 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 락탐의 함량은 5000 몰부인 것이 바람직하다. 상술한 범위에서 상기 락탐의 함량을 조절함으로써, 상기 폴리아미드 수지의 기계적 물성을 조절할 수 있으며, 폴리아미드 수지의 분자량을 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the lactam may be 2500 parts by mole or more and 10000 parts by mole or less based on 100 parts by mole of the initiator. Specifically, the content of the lactam may be 3000 mole parts or more and 9000 mole parts or less, 4000 mole parts or more and 8000 mole parts or less, 5000 mole parts or more and 7000 mole parts or less, or 5000 mole parts or more and 6000 mole parts or less with respect to 100 mole parts of the initiator. More specifically, the content of the lactam is preferably 5000 parts by mole. By controlling the content of the lactam within the above-described range, the mechanical properties of the polyamide resin can be controlled and the molecular weight of the polyamide resin can be controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 개시제는 카프로락탐계 이온화합물 또는 하기 화학식 2인 비스카프로락탐계 화합물인 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the initiator may be a caprolactam-based ionic compound or a biscaprolactam-based compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 R1은 직쇄 또는 분지쇄인 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기일 수 있다. 구체적으로 상기 R1 은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로시클로알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥실렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴옥실렌기일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 개시제를 선택함으로써, 중합반응 속도를 조절할 수 있다.Wherein R 1 may be a linear or branched substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group. Specifically, R 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 Arylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroarylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxyylene group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkoxyylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heterocyclo It may be an alkoxyylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxyylene group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroaryloxyylene group. By selecting the initiator from the above, the polymerization reaction rate can be controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 카프로락탐계 이온화합물은 소듐 카프로락탐일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 카프로락탐계 이온화합물을 선택함으로써, 별도의 부산물 생성없이 중합반응 속도를 조절할 수 있으며, 성장 음이온의 생성을 촉진시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the caprolactam-based ionic compound may be sodium caprolactam. By selecting the caprolactam-based ionic compound from the above, it is possible to control the polymerization reaction rate without generating a separate by-product, and to promote the generation of growth anions.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 비스카프로락탐계 화합물은 테레프탈로일 비스카프로락탐 (terephthaloyl bis-caprolactam), 아이소프탈로일 비스카프로락탐 (isophthaloyl bis-caprolactam), 아디포일 비스카프로락탐 (adipoyl bis-caprolactam), 2,3 다이에틸수시노일 비스카프로락탐 (2,3-diethylsuccinoyl bis-caprolactam), 세바코일 비스카프로락탐 (sebacoyl bis-caprolactam), 벤젠포스포릴 비스카프로락탐 (benzene phosphoryl bis-caprolactam), 다이찌오테레프탈로일 비스카프로락탐(dithioterephthaloyl bis-caprolactam) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 구체적으로 상기 비스카프로락탐계 화합물은 테레프탈로일 비스카프로락탐 (terephthaloyl bis-caprolactam)인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 상기 비스카프로락탐계 화합물은 양 말단에 카프로락타메이트 반응기를 가지며, R1은 음이온중합 반응을 저해시키지 않는 한 다양한 구조를 함유할 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 비스카프로락탐계 화합물을 선택함으로써, 별도의 부산물 생성없이 중합반응 속도를 조절할 수 있으며, 성장 음이온의 생성을 촉진시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the biscaprolactam-based compound is terephthaloyl bis-caprolactam, isophthaloyl bis-caprolactam, adipoyl biscaprolactam bis-caprolactam), 2,3-diethylsuccinoyl biscaprolactam (2,3-diethylsuccinoyl bis-caprolactam), sebacoyl bis-caprolactam, benzene phosphoryl bis-caprolactam ), may be one selected from the group consisting of dithioterephthaloyl bis-caprolactam and combinations thereof. Specifically, the biscaprolactam-based compound is preferably terephthaloyl bis-caprolactam. More specifically, the biscaprolactam-based compound has caprolactamate reactive groups at both ends, and R 1 may contain various structures as long as the anion polymerization reaction is not inhibited. By selecting the biscaprolactam-based compound from the above, it is possible to control the polymerization reaction rate without generating a separate by-product, and to promote the generation of growth anions.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응활성화제는 N-아세틸카프로락탐(N-acetylcaprolactam), N-아세틸라우로락탐(N-acetyllaurolactam), N-아세틸프로피오락탐(N-acetylpropiolactam), N-아세틸발러로락탐(N-acetylvalerolactam), N-아세틸ε-카프로락탐(N-acetylε-caprolactam), N-아세틸 헵타노락탐(N-acetylheptanolactam), N-아세틸옥타노락탐(N-acetyloctanolactam), N-아세틸노나노락탐(N-acetylnonanolactam), N-아세틸데카노락탐(N-acetyldecanolactam), N-아세틸언데카노락탐(N-acetylundecanolactam), N-아세틸도데카노락탐(N-acetyldodecanolactam) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 상기 반응활성화제를 선택함으로써, 효과적으로 중합반응을 활성화시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the reaction activator is N-acetylcaprolactam, N-acetyllaurolactam, N-acetylpropiolactam, N -acetylvalerolactam (N-acetylvalerolactam), N-acetylε-caprolactam (N-acetylε-caprolactam), N-acetyl heptanolactam (N-acetylheptanolactam), N-acetyloctanolactam (N-acetyloctanolactam), N-acetylnonanolactam, N-acetyldecanolactam, N-acetylundecanolactam, N-acetyldodecanolactam, and their It may be one selected from the group consisting of combinations. By selecting the reaction activator from the above, it is possible to effectively activate the polymerization reaction.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응활성화제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 25 몰부 이상 100 몰부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 반응활성화제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 30 몰부 이상 95 몰부 이하, 35 몰부 이상 90 몰부 이하, 40 몰부 이상 85 몰부 이하, 45 몰부 이상 80 몰부 이하 또는 50 몰부 이상 75 몰부 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 반응활성화제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 50 몰부인 것이 바람직하다. 상술한 범위에서 상기 반응활성화제의 함량을 조절함으로써, 효과적으로 중합반응을 활성화시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the reaction activator may be 25 mol parts or more and 100 mol parts or less with respect to 100 mol parts of the initiator. Specifically, the content of the reaction activator may be 30 mol parts or more and 95 mol parts or less, 35 mol parts or more and 90 mol parts or less, 40 mol parts or more and 85 mol parts or less, 45 mol parts or more and 80 mol parts or less, or 50 mol parts or more and 75 mol parts or less with respect to 100 mol parts of the initiator. have. More specifically, the content of the reaction activator is preferably 50 mol parts based on 100 mol parts of the initiator. By controlling the content of the reaction activator in the above-described range, it is possible to effectively activate the polymerization reaction.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 분자량 조절제는 다이에폭사이드계 화합물, 디아민계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 같이 상기 분자량 조절제를 사용함으로써, 상기 폴리아미드 수지의 분자량을 향상시킬 수 있으며, 분지쇄 사슬로 형성하여 기계적 물성 및 점성 등을 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the molecular weight modifier may be one selected from the group consisting of a diepoxide-based compound, a diamine-based compound, and a combination thereof. As described above, by using the molecular weight modifier as described above, the molecular weight of the polyamide resin can be improved, and mechanical properties and viscosity can be controlled by forming a branched chain.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다이에폭사이드계 화합물은 하기 화학식 3인 것일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the diepoxide-based compound may be of the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 R2는 직쇄 또는 분지쇄인 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기일 수 있다. 구체적으로 상기 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로시클로알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥실렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴옥실렌기일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 디아민계 화합물을 선택함으로써, 폴리아미드 수지의 분자량을 증가시킬 수 있으며, 분지쇄 사슬로 형성하여 기계적 물성 및 점성 등을 조절할 수 있다.R 2 may be a straight-chain or branched substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group. Specifically, R 2 is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 Arylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroarylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxyylene group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkoxyylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heterocyclo It may be an alkoxyylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxyylene group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroaryloxyylene group. By selecting the diamine-based compound from the above, the molecular weight of the polyamide resin can be increased, and mechanical properties and viscosity can be adjusted by forming a branched chain.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 디아민계 화합물은 하기 화학식 4인 것일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the diamine-based compound may be of the following formula (4).

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 R3은 직쇄 또는 분지쇄인 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다. 구체적으로 상기 R3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로시클로알콕실렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥실렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴옥실렌기일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 디아민계 화합물을 선택함으로써, 폴리아미드 수지의 분자량을 증가시킬 수 있으며, 분지쇄 사슬로 형성하여 기계적 물성 및 점성 등을 조절할 수 있다.and R 3 is a linear or branched substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group. Specifically, R 3 is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 Arylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroarylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxyylene group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkoxyylene group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heterocyclo It may be an alkoxyylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxyylene group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroaryloxyylene group. By selecting the diamine-based compound from the above, the molecular weight of the polyamide resin can be increased, and mechanical properties and viscosity can be adjusted by forming a branched chain.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 디아민계 화합물은 하기 화학식 5인 파라페닐렌다이아민 (para-phenylenediamine, PDA1), 하기 화학식 6인 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3) 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 디아민계 화합물을 선택함으로써, 폴리아미드 수지의 분자량을 증가시킬 수 있으며, 분지쇄 사슬로 형성하여 기계적 물성 및 점성 등을 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the diamine-based compound is para-phenylenediamine (PDA1) of the following formula 5, 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3) of the following formula 6, and It may be one selected from a combination thereof. By selecting the diamine-based compound from the above, the molecular weight of the polyamide resin can be increased, and mechanical properties and viscosity can be adjusted by forming a branched chain.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00006
Figure pat00006

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 분자량 조절제는 상기 화학식 3 또는 상기 화학식 4 와 같은 디아민계 화합물 또는 다이에폭사이드계 화합물로써 양 말단에 아민 반응기나 에폭시 그룹을 갖을 수 있다. 중간그룹들 (R2 또는 R3)로는 알킬 구조 외에도 벤질 또는 나프틸과 같은 방향족 고리로 이루어진 구조를 가질 수 있으나, 가공온도에서 고분자의 열화(degradation)나 분해(decomposition)가 일어나지 않으면 제한 없이 사용될 수 있다. 상술한 것과 같이 디아민계 화합물 또는 다이에폭사이드계 화합물로써 양 말단에 아민 반응기나 에폭시 그룹을 갖도록 함으로써, 폴리아미드 수지의 분자량을 증가시킬 수 있으며, 분지쇄 사슬로 형성하여 기계적 물성 및 점성 등을 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the molecular weight modifier is a diamine-based compound or a diepoxide-based compound such as Formula 3 or Formula 4, and may have an amine reactive group or an epoxy group at both ends. The intermediate group (R 2 or R 3 ) may have a structure consisting of an aromatic ring such as benzyl or naphthyl in addition to the alkyl structure, but may be used without limitation if degradation or decomposition of the polymer does not occur at the processing temperature. can As described above, by having an amine reactive group or an epoxy group at both ends as a diamine-based compound or a diepoxide-based compound, the molecular weight of the polyamide resin can be increased, and mechanical properties and viscosity can be improved by forming a branched chain. can be adjusted

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 분자량 조절제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 20 몰부 이상 150 몰부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 분자량 조절제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 25 몰부 이상 125 몰부 이하 또는 50 몰부 이상 75 몰부 이하일 수 있다. 보다 바람직하게 상기 분자량 조절제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 100 몰부 이하인 것이 바잠직하다. 상술한 범위에서 상기 분자량 조절제의 함량을 조절함으로써, 폴리아미드 수지의 분자량 및 기계적 물성을 조절할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the molecular weight modifier may be 20 mol parts or more and 150 mol parts or less with respect to 100 mol parts of the initiator. Specifically, the content of the molecular weight modifier may be 25 mol parts or more and 125 mol parts or less, or 50 mol parts or more and 75 mol parts or less with respect to 100 parts by mol of the initiator. More preferably, the content of the molecular weight modifier is preferably 100 mol parts or less based on 100 mol parts of the initiator. By controlling the content of the molecular weight modifier within the above-described range, the molecular weight and mechanical properties of the polyamide resin can be controlled.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 혼합물은 촉매를 더 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제1 혼합물이 촉매를 더 포함함으로써, 상기 폴리아미드를 중합하기 위한 프리폴리머의 중합을 촉진시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the first mixture may further include a catalyst. As described above, when the first mixture further includes a catalyst, polymerization of the prepolymer for polymerizing the polyamide may be accelerated.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 촉매는 소듐 카프로락탐, N-아세틸카프로락탐 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 촉매를 선택함으로써, 상기 폴리아미드를 중합하기 위한 프리폴리머의 중합을 촉진시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the catalyst may be one selected from sodium caprolactam, N-acetyl caprolactam, and combinations thereof. By selecting the catalyst from the above, polymerization of the prepolymer for polymerizing the polyamide can be promoted.

본 발명의 일 실시상태는 상기 폴리아미드 수지의 제조방법에 있어서, 상기 제1 혼합물을 중합하여 프리폴리머를 제조하는 단계; 및 상기 프리폴리머에 분자량 조절제를 첨가한 상기 제2 혼합물을 반응시키는 단계;를 포함하는 폴리아미드 수지의 제조방법을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention provides a method for producing the polyamide resin, comprising the steps of: preparing a prepolymer by polymerizing the first mixture; and reacting the second mixture in which a molecular weight modifier is added to the prepolymer.

본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 수지의 제조방법은 용매를 사용하지 않고 단일 공정으로 분자량이 향상된 폴리아미드 수지를 용이하게 제조하며 공정효율을 향상시킬 수 있다.The method for producing a polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention can easily produce a polyamide resin having an improved molecular weight in a single process without using a solvent and improve process efficiency.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 프리폴리머를 제조하는 단계 이후, 상기 프리폴리머를 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 프리폴리머를 제조하는 단계 이후, 상기 프리폴리머를 건조하는 단계;를 더 포함함으로써, 상기 폴리아미드 제조과정에서 압출기를 이용하지 않고도 용이하게 폴리아미드 수지의 분자량을 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, after preparing the prepolymer, drying the prepolymer may be further included. By further including; after preparing the prepolymer as described above, drying the prepolymer, the molecular weight of the polyamide resin can be easily improved without using an extruder in the polyamide manufacturing process.

도 1은 본원발명의 일 실시상태에 따른 압출기의 모식도이다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 프리폴리머가 중합 및 반응되어 상기 폴리아미드 수지를 제조되도록 형성된 반응로(110); 상기 프리폴리머가 제조되는 상기 반응로(110) 내의 전단부(111)와 연통되며, 상기 제1 혼합물을 투입하도록 형성된 제1 호퍼(130); 상기 프리폴리머가 상기 분자량 조절제와 반응하는 상기 반응로(110) 내의 중단부(113)와 연통되며, 상기 분자량 조절제를 투입하여 제2 혼합물을 제조하도록 형성된 제2 호퍼(150); 및 상기 제2 혼합물이 반응 후 상기 반응로(110) 내 후단부(115)에 연통되어 외부로 배출되는 배출구(170);를 포함하는 압출기(100)를 이용하는 것일 수 있다. 상술한 것과 같은 압출기를 이용함으로써, 용이하게 분자량 조절제를 첨가할 수 있으며, 프리폴리머를 중합하여 공정 초반에 분자량을 충분히 향상시킴으로써, 폴리아미드 수지의 사슬에 지쇄 또는 분지쇄를 용이하게 형성할 수 있다.1 is a schematic diagram of an extruder according to an embodiment of the present invention. According to an exemplary embodiment of the present invention, the prepolymer is polymerized and reacted to prepare the polyamide resin in a reactor 110; a first hopper 130 that communicates with the front end 111 in the reactor 110 in which the prepolymer is produced, and is formed to feed the first mixture; a second hopper 150 in communication with the middle part 113 in the reactor 110 in which the prepolymer reacts with the molecular weight regulator, and configured to prepare a second mixture by introducing the molecular weight regulator; and an outlet 170 through which the second mixture is discharged to the outside through communication with the rear end 115 in the reactor 110 after the reaction. By using the extruder as described above, the molecular weight regulator can be easily added, and by polymerizing the prepolymer to sufficiently improve the molecular weight at the beginning of the process, branched or branched chains can be easily formed in the chain of the polyamide resin.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 수지의 제조방법은 일축 압출기 또는 이축 압출기에서 수행되는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 일축 압출기 또는 이축 압출기를 사용함으로써, 용이하게 상기 혼합물이 혼합될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the method for producing the polyamide resin may be performed in a single screw extruder or a twin screw extruder. By using the single-screw extruder or twin-screw extruder as described above, the mixture can be easily mixed.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 수지의 제조방법은 상기 제1 혼합물 또는 제2 혼합물이 융용된 상태에서 수행되는 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 제1 혼합물 또는 제2 혼합물이 융용된 상태에서 수행됨으로써 중합을 용이하게 수행할 수 있으며, 상기 혼합물이 용이하게 혼합되어 폴리아미드 수지가 균일한 물성을 갖도록 할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the method for preparing the polyamide resin is preferably performed in a state in which the first mixture or the second mixture is melted. As described above, polymerization can be easily performed by carrying out the first mixture or the second mixture in a molten state, and the mixture can be easily mixed so that the polyamide resin has uniform physical properties.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 수지의 제조방법은 상기 압출기 내부에 불활성 기체인 질소나 아르곤을 흘려주어 습기를 제거하면서 수행하는 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 압출기 내부에 불활성 기체인 질소나 아르곤을 흘려주어 습기를 제거하면서 수행함으로써, 폴리아미드 수지의 분자량을 증가시킬 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the method for producing the polyamide resin is preferably performed while removing moisture by flowing nitrogen or argon as an inert gas into the extruder. As described above, by flowing nitrogen or argon as an inert gas into the extruder to remove moisture, the molecular weight of the polyamide resin can be increased.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 호퍼 및/또는 상기 제2 호퍼의 온도는 200 ℃ 이하일 수 있다. 본 명세서 전체에서 상기 “호퍼”는 “투입구” 또는 “피딩존”을 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 제1 호퍼 및/또는 상기 제2 호퍼의 온도는 160 ℃ 이상 180 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 제1 호퍼 및/또는 상기 제2 호퍼의 온도를 조절함으로써, 상기 카프로락탐의 승화 및 분해를 방지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the temperature of the first hopper and / or the second hopper may be 200 ℃ or less. Throughout this specification, the "hopper" may mean "inlet" or "feeding zone". Specifically, the temperature of the first hopper and/or the second hopper may be 160 °C or more and 180 °C or less. By controlling the temperature of the first hopper and/or the second hopper in the above-described range, it is possible to prevent sublimation and decomposition of the caprolactam.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반응로(반응 및 믹싱존(mixing zone)) 내의 온도는 200 ℃ 이상 210 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 반응로 내의 온도를 폴리아미드 수지의 용융온도인 것으로 조절함으로써, 분자량 조절제 및 프리폴리머의 반응이 충분히 일어날 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the temperature in the reactor (reaction and mixing zone) may be 200 ℃ or more and 210 ℃ or less. By controlling the temperature in the reaction furnace to be the melting temperature of the polyamide resin in the above-described range, the reaction between the molecular weight modifier and the prepolymer can occur sufficiently.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 압출기 내에서의 제1 혼합물에서부터 폴리아미드 수지가 제조되는데 걸리는 시간, 즉 잔류시간은 30분 이하일 수 있다. 또는 상기 잔류시간을 초과하더도 1 시간을 넘지 않는 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 압출기 내에서의 잔류시간을 조절함으로써, 상기 폴리아미드 수지의 열화 (degradation)나 분해 (decomposition) 가 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the time it takes to prepare the polyamide resin from the first mixture in the extruder, that is, the residence time may be 30 minutes or less. Alternatively, even if the remaining time is exceeded, it is preferable not to exceed 1 hour. By controlling the residence time in the extruder as described above, it is possible to prevent deterioration or decomposition of the polyamide resin from occurring.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 호퍼에 분자량 조절제를 추가하는 경우 상기 분자량 조절제를 추가시만 상기 제2 호퍼를 개방하고 이후에는 질소로 상기 제2 호퍼를 채우거나 상기 제2 호퍼를 폐쇄할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제2 호퍼를 개방하거나 폐쇄하여 수분이 흡수되는 것을 방지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, when adding a molecular weight regulator to the second hopper, the second hopper is opened only when the molecular weight regulator is added, and then the second hopper is filled with nitrogen or the second hopper is can be closed As described above, it is possible to prevent moisture from being absorbed by opening or closing the second hopper.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be given to describe the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not to be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

<제조예-폴리아미드 6의 제조><Preparation Example - Preparation of polyamide 6>

락탐으로써 ε-카프로락탐을 이용하여 폴리아미드 6를 제조하였으며 구체적인 메커니즘은 하기 반응식 1과 같다.Polyamide 6 was prepared using ε-caprolactam as the lactam, and the specific mechanism is shown in Scheme 1 below.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 반응식 1을 보면 비스카프로락탐의 한쪽이 소듐 카프로락탐과 반응하여 카프로락탐 고리가 열리면서 활성화된 음이온이 카프로락탐 단량체를 공격하여 양성자를 떼어내고 새로운 활성 음이온을 생성하였다. 친핵체인 음이온은 생성된 이량체의 카프로락탐 고리를 열었다. 결과적으로 활성 음이온을 가진 삼량체가 만들어지고 상기 음이온은 또 다른 카프로락탐 단량체와 반응하였다. 상기 연속적인 연쇄반응은 음이온이 소멸되거나 비활성화될 때까지 계속되어 높은 분자량을 가진 폴리아미드 6(나일론 6)이 중합되었다.Referring to Scheme 1, one side of biscaprolactam reacted with sodium caprolactam to open the caprolactam ring, and the activated anion attacked the caprolactam monomer to remove the proton and generate a new active anion. The nucleophilic anion opened the caprolactam ring of the resulting dimer. As a result, a trimer with an active anion was produced and the anion was reacted with another caprolactam monomer. The continuous chain reaction was continued until the anion was extinguished or deactivated, whereby polyamide 6 (nylon 6) having a high molecular weight was polymerized.

상기 반응식 1의 메커니즘에 따라 ε-카프로락탐은 개환중합되어 폴리아미드 6의 중합체가 형성되었고 이후 추가적인 단계에서 디아민계 화합물의 추가로 성장하는 음이온이 하기 반응식 2의 메커니즘에 따라 디아민의 아민기와의 반응이 이루어졌다.According to the mechanism of Scheme 1, ε-caprolactam was subjected to ring-opening polymerization to form a polymer of polyamide 6, and then in an additional step, an anion that was further grown of the diamine-based compound was reacted with the amine group of diamine according to the mechanism of Scheme 2 below. This was done.

[반응식 2][Scheme 2]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 반응식 2에 따르면, 폴리아미드 6(나일론 6)의 활성 음이온은 친핵(nucleophilic) 공격을 통해 아민기와 반응하고 생성된 음이온이 개시제인 비스카프로락탐의 다른 말단기와 반응하여 디아민그룹이 사슬끝에 첨가된 중합체가 얻어졌다. 상기 다이아민의 반응하지 않은 아민그룹을 또 다른 성장하는 음이온이 반응하여 결과적으로 두 폴리아미드 6(나일론 6) 사슬이 상기 다이아민을 중간 매개체로 연결되며 동시에 음이온은 비활성화 되었다. According to Scheme 2, the active anion of polyamide 6 (nylon 6) reacts with an amine group through a nucleophilic attack, and the generated anion reacts with the other terminal group of biscaprolactam as an initiator, and a diamine group is added at the end of the chain polymer was obtained. Another growing anion reacted with the unreacted amine group of the diamine. As a result, two polyamide 6 (nylon 6) chains were connected to the diamine as an intermediate medium, and at the same time the anion was deactivated.

상기 반응식 2의 반응을 압출기 내에서 설명하면, 상기 압출기의 반응로 내의 전단부에서 카프로락탐의 중합이 이루어진지고 난 후에 반응로 내의 중단부 이하에서 일어나는 반응이므로 상기 디아민을 반응단계에서 처음부터 투입하는 단일 공정과는 달리 중합된 카프로락탐이 어느 정도 중합도를 가진 후에 분자량 조절제인 디아민과 반응하여 카프로락탐이 생성되므로 중합도가 더욱 높아지게 된다. 이때 적정량의 디아민이 추가될 때에는 디아민의 아민그룹이 성장하는 음이온과 만날 확률이 높으므로 연결반응이 잘 일어나지만 반면에 적정량 이상의 디아민이 첨가될 경우, 디아민과의 일차반응이 주로 일어나게되어 중합반응은 상대적으로 감소할 수 있다. When the reaction of Scheme 2 is described in the extruder, the diamine is introduced from the beginning in the reaction step because it is a reaction that occurs below the middle part in the reactor after polymerization of caprolactam is made at the front end of the reactor of the extruder. Unlike the single process, after the polymerized caprolactam has a degree of polymerization, it reacts with diamine, which is a molecular weight regulator, to produce caprolactam, so that the degree of polymerization is higher. At this time, when an appropriate amount of diamine is added, the linking reaction occurs well because there is a high probability that the amine group of the diamine will meet the growing anion. can be relatively reduced.

본 발명의 일 실시상태인 폴리아미드의 제조방법은 반응로 내의 중단부에서 하기 반응식 3과 같이 성장하는 음이온이 다이아민의 반응한 아미그룹과 2차 반응을 진행하여 곁가지 구조를 생성하였다.In the method for preparing polyamide according to an exemplary embodiment of the present invention, the growing anion proceeds with a secondary reaction with the reacted ami group of the diamine as shown in Scheme 3 below in the middle part of the reactor to generate a side branch structure.

[반응식 3][Scheme 3]

Figure pat00009
Figure pat00009

<비교예: 단일 공정에 의한 나일론 6의 중합><Comparative Example: Polymerization of nylon 6 by a single process>

단일 공정으로 하기 표 1과 같은 조성으로 폴리아미드 수지인 나일론 6을 압출기의 반응로 내에서 개환중합을 통하여 중합하였다. 구체적으로 폴리아마이드 6 수지인 나일론 6의 제조를 압출기 내에서 단량체인 락탐 및 반응물이 용융된 상태에서 진행하였다. 이 단일 공정에서는 하기 표 1과 같은 성분과 조성인 조성물을 압출기에 동시에 투입하여 상기 조성물로부터 최종 생성물로서 사슬연결 및 분지구조를 가지는 나일론 6를 제조하였다. 본 명세서 전체에서 “단일 공정”, “단일 반응”,” 단일 압출공정” 및 “단일반응압출공정”은 반응과정에서 “분자량 조절제”를 프리폴리머를 형성하기 이전에 첨가하여 폴리아미드 수지를 중합하는 것을 의미할 수 있다.In a single process, nylon 6, a polyamide resin, with the composition shown in Table 1 below was polymerized through ring-opening polymerization in the reactor of an extruder. Specifically, the polyamide 6 resin, nylon 6, was prepared in a state in which lactam, a monomer, and a reactant were melted in an extruder. In this single process, the composition having the components and compositions shown in Table 1 below was simultaneously introduced into the extruder, and nylon 6 having a chain connection and branching structure was prepared from the composition as a final product. Throughout this specification, "single process", "single reaction", "single extrusion process" and "single reaction extrusion process" refer to polymerizing the polyamide resin by adding a "molecular weight control agent" before forming the prepolymer in the reaction process. can mean

보다 구체적으로, 카프로락탐을 100 ℃ 오븐에서 24 시간 건조하고 다시 50 ℃ 진공 오븐에서 48 시간 동안 건조하여 수분을 완전히 제거한 후 사용하였다. 촉매 제조를 위하여 아르곤을 채운 둥근 플라스크에 카프로락탐을 1 당량 넣고 70 ℃에서 완전히 녹인 후, 수소화 나트륨을 0.05 당량 넣고 잘 섞어주었다. 수소 발생이 멈춘 뒤, 아르곤 분위기에서 약 10 분간 잘 섞어 반응시켰으며, 이후 상온까지 식힌 후, 상기 제조된 촉매를 잘 분쇄하여 아르곤을 채운 용기에 보관하였다.More specifically, caprolactam was dried in an oven at 100° C. for 24 hours and dried again in a vacuum oven at 50° C. for 48 hours to completely remove moisture. To prepare the catalyst, 1 equivalent of caprolactam was added to a round flask filled with argon and completely dissolved at 70° C., then 0.05 equivalent of sodium hydride was added and mixed well. After the generation of hydrogen stopped, the reaction was mixed well for about 10 minutes in an argon atmosphere, and then cooled to room temperature, the prepared catalyst was well pulverized and stored in a container filled with argon.

분자량 조절제인 디아민계 화합물로 사용된 p-phenylenediamine (PDA1, 화학식 5)는 알드리치 제품을 사용하였고, 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, 화학식 6) 합성방법은 아래의 방법으로 합성하여 사용하였다. Aldrich products were used for p-phenylenediamine (PDA1, Chemical Formula 5) used as a diamine compound as a molecular weight regulator, and 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, Chemical Formula 6) was synthesized by the following method. was used.

즉, 1 L의 3 구 둥근 플라스크에 200 ml의 pyridine과 20 g의 resorcinol을 넣고 아르곤을 분위기로 형성하였다. 이후 상기 둥근 플라스크에 구비된 내용물의 온도를 0℃ 낮춘 뒤, 250 ml의 THF에 101 g의 4-니트로벤조일 클로라이드 (4-nitrobenzoyl chloride)를 녹인 용액을 천천히 투입해주며 교반하였다. 상기 투입이 끝난 후, 상온까지 온도를 올리고 24 시간 동안 교반시키며 반응하였다. 24 시간 교반 후, 반응물을 차가운 3M 염산 수용액 500 ml에 부어 침전물을 형성시켰으며, 상기 침전물을 필터로 거른 뒤, 500 ml 메틸렌 클로라이드(MC)에 녹인 후, 5% 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 물로 깨끗이 씻어준 뒤, 용매를 모두 증발시켜 3-(4-(니트로벤조일옥시) 페닐 4-니트로벤조에이트 (3-(4-Nitroenzoyloxy)phenyl 4-nitrobenzoate)를 건조시켰다. 둥근 플라스크에 150 ml의 에틸아세테이트(EA)와 8g의 상기 3-(4-(니트로벤조일옥시)페닐 4-니트로벤조에이트를 넣고 교반시켰으며, 활성화된 팔라듐-카본 (Activated Pd-C (10%)) 촉매 0.4 g을 넣고 수소를 주입시키면서 상온, 1 atm에서 6시간 동안 반응시켰다. 상기와 같이 반응 시킨 후, 실리카 비드에 필터한 뒤, 용매를 제거하고 건조시켜 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, 화학식 6) 분말을 제조하였다.That is, 200 ml of pyridine and 20 g of resorcinol were put into a 1 L three-necked round flask, and argon was formed as an atmosphere. After lowering the temperature of the contents of the round flask to 0° C., a solution of 101 g of 4-nitrobenzoyl chloride in 250 ml of THF was slowly added and stirred. After the addition was completed, the temperature was raised to room temperature and the reaction was stirred for 24 hours. After stirring for 24 hours, the reactant was poured into 500 ml of cold 3M aqueous hydrochloric acid solution to form a precipitate, and the precipitate was filtered through a filter, dissolved in 500 ml of methylene chloride (MC), and then dissolved in 5% aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution and water. After washing, the solvent was evaporated to dry 3-(4-(nitrobenzoyloxy)phenyl 4-nitrobenzoate). In a round flask, 150 ml of ethyl Acetate (EA) and 8 g of the 3-(4-(nitrobenzoyloxy)phenyl 4-nitrobenzoate were added and stirred, and 0.4 g of an activated palladium-carbon (Activated Pd-C (10%)) catalyst was added. While injecting hydrogen, the reaction was carried out for 6 hours at room temperature, 1 atm After the reaction as described above, filtered through silica beads, the solvent was removed and dried to 3-(4-Aminobenzoyloxy)phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, chemical formula 6) A powder was prepared.

단량체인 카프로락탐, 개시제인 소듐 카프로락탐, 반응활성제인 아세틸 카프로락탐, 분자량 조절제로써 디아민계 화합물인 PDA1 또는 EDA3를 하기 표 1과 같이 적정량 계량하여 잘 섞어 조성물을 형성한 후, 압출기에 투입하였다. 상기 조성물을 이축 압출기에 호퍼(hopper)를 이용해 투입하였고, 압출기에 질소를 지속적으로 흘려주었다. 이축 압출기(Ba-19, Bau tech) 내의 온도는 투입구로부터 사출구 방향으로 140℃/ 160℃/ 180℃/ 210℃/ 210℃/ 210℃/ 230 ℃를 유지하였으며 스크류 회전속도는 50 rpm으로 고정하였다. 이축 압출기내에서 습기로 인해 중합반응이 멈추지 않도록 아르곤 가스를 계속 흘려 보내주며 실험을 진행하였다. 사출구로부터 나온 나일론 6를 작게 분쇄하여, 분석 전에 60 ℃ 진공오븐에서 충분히 건조시켰다. Caprolactam as a monomer, sodium caprolactam as an initiator, acetyl caprolactam as a reaction activator, and a diamine compound PDA1 or EDA3 as a molecular weight regulator were measured in appropriate amounts as shown in Table 1 below, mixed well to form a composition, and then added to the extruder. The composition was introduced into the twin screw extruder using a hopper, and nitrogen was continuously flowed into the extruder. The temperature in the twin screw extruder (Ba-19, Bau tech) was maintained at 140℃/160℃/180℃/210℃/210℃/210℃/230℃ from the inlet to the outlet, and the screw rotation speed was fixed at 50 rpm. did. The experiment was carried out while continuously flowing argon gas so that the polymerization reaction was not stopped due to moisture in the twin screw extruder. Nylon 6 from the ejection hole was pulverized into small pieces and dried sufficiently in a vacuum oven at 60° C. before analysis.

하기 비교예 1은 분자량 조절제를 넣지 않은 대조군으로, 개환중합 방식을 이용해 얻은 나일론 6 이다.Comparative Example 1 below is a control that does not contain a molecular weight regulator, and is nylon 6 obtained using a ring-opening polymerization method.

락탐
함량
(몰부)
lactam
content
(Molbu)
개시제
함량
(몰부)
initiator
content
(Molbu)
반응활성화제
함량
(몰부)
reaction activator
content
(Molbu)
분자량 조절제의 종류Types of molecular weight modifiers 분자량 조절제
함량
(몰부)
molecular weight modifier
content
(Molbu)
촉매
함량
(몰부)
catalyst
content
(Molbu)
비교예 1Comparative Example 1 5050 1One 0.50.5 -- -- 0.050.05 비교예 2Comparative Example 2 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 0.050.05 0.050.05 비교예 3Comparative Example 3 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 0.100.10 0.050.05 비교예 4Comparative Example 4 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 0.150.15 0.050.05 비교예 5Comparative Example 5 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 0.200.20 0.050.05 비교예 6Comparative Example 6 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 0.050.05 0.050.05 비교예 7Comparative Example 7 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 0.100.10 0.050.05 비교예 8Comparative Example 8 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 0.150.15 0.050.05 비교예 9Comparative Example 9 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 0.200.20 0.050.05

상기 제조된 비교예 1 내지 9의 나일론 6 수지는 사출구를 통해 섬유형태로 제조하였으며, 이후 펠레타이저(pelletizer)를 이용하여 펠렛 (pellet)형태로 제조하였다.The prepared nylon 6 resins of Comparative Examples 1 to 9 were prepared in the form of fibers through the injection hole, and then prepared in the form of pellets using a pelletizer.

상기 비교예 1 내지 9의 나일론 6에 대하여 펠렛 형태로 얻은 시편을 별 다른 후처리 공정 없이 충분히 건조 후, 특성 분석에 사용하였다. 구체적으로 열적 특성 분석을 질소 분위기에서 DSC(시차주사열량계)로 측정하였고, 각 시편의 녹는점을 측정하였으며, 분자량을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 정리하였다.For nylon 6 of Comparative Examples 1 to 9, the specimen obtained in the form of pellets was sufficiently dried without any post-treatment process, and then used for characterization. Specifically, the thermal characteristic analysis was measured by DSC (differential scanning calorimetry) in a nitrogen atmosphere, the melting point of each specimen was measured, and the molecular weight was measured, and the results are summarized in Table 2 below.

상기 분자량의 측정은 90% 포름산 용액에 상기 상기 비교예 1 내지 9의 나일론 6을 녹인 후, 25 ℃의 항온조에서 Ubbelohde 점도계를 사용하여 측정하였으며, 수지의 분자량은 Mark-Houwink 방정식 [η] = k[M]a에 의해 계산되었다. (Mark-Houwink 상수는 90 % 포름산 용액에서 25 ℃에서 나일론 6에 대해 k = 22.6 x 103 (mL/g)이고 a = 0.82이다).The molecular weight was measured using a Ubbelohde viscometer in a thermostat at 25° C. after dissolving the nylon 6 of Comparative Examples 1 to 9 in a 90% formic acid solution, and the molecular weight of the resin is the Mark-Houwink equation [η] = k It was calculated by [M]a. (Mark-Houwink constants are k = 22.6 x 103 (mL/g) and a = 0.82 for nylon 6 at 25 °C in 90% formic acid solution).

분자량
(g/mol)
Molecular Weight
(g/mol)
녹는점
Tm(℃)
melting point
T m (℃)
용융열 △heat of fusion △ 결정함량
DSC (%)
crystal content
DSC (%)
결정함량
XRD (%)
crystal content
XRD (%)
비교예 1Comparative Example 1 26,80026,800 213.6213.6 61.7561.75 32.532.5 43.143.1 비교예 2Comparative Example 2 33,00033,000 212.9212.9 60.0460.04 31.631.6 39.039.0 비교예 3Comparative Example 3 36,50036,500 212.7212.7 60.0460.04 31.631.6 37.537.5 비교예 4Comparative Example 4 33,90033,900 213.2213.2 59.4759.47 31.331.3 36.236.2 비교예 5Comparative Example 5 29,30029,300 212.8212.8 58.5258.52 30.830.8 35.035.0 비교예 6Comparative Example 6 33,90033,900 212.2212.2 60.2360.23 31.731.7 38.838.8 비교예 7Comparative Example 7 36,80036,800 213.3213.3 59.8559.85 31.531.5 37.137.1 비교예 8Comparative Example 8 35,00035,000 212.8212.8 59.4759.47 31.331.3 36.436.4 비교예 9Comparative Example 9 29,70029,700 212.9212.9 58.7158.71 30.930.9 35.135.1

상기 분자량 조절제를 사용하지 않은 비교예 1의 나일론 6은 분자량이 26,800 g/mol인 것을 확인하였다. It was confirmed that nylon 6 of Comparative Example 1 without using the molecular weight modifier had a molecular weight of 26,800 g/mol.

상기 반응로 내에서 것으로 예상되는 메커니즘은 상기 반응식 1과 같다. 제조된 나일론 6의 분자량은 분자량 조절제가 0.1 몰부로 첨가되는 비교예 3 및 비교예 7까지 증가하는 경향을 확인할 수 있으며, 상기 분자량 조절제 0.1 몰부를 초과하는 경우 감소하는 경향을 확인하였다. 상기 경향은 분자량 조절제인 디아민계 화합물의 아민기 부분이 성장하는 나일론 6의 음이온 부분과 반응하여, 전체 반응물의 분자량에 두 가지 방향으로 영향을 미치기 때문이다. A mechanism expected in the reactor is shown in Scheme 1 above. It can be seen that the molecular weight of the prepared nylon 6 increases up to Comparative Examples 3 and 7 in which the molecular weight modifier is added in an amount of 0.1 molar parts, and a tendency to decrease when the molecular weight modifier exceeds 0.1 molar parts was confirmed. This tendency is because the amine group portion of the diamine-based compound, which is a molecular weight regulator, reacts with the growing anion portion of nylon 6, thereby affecting the molecular weight of the entire reactant in two directions.

구체적으로 상기 경향에 대하여 살펴보면, 두 개의 서로 다른 음이온이 한쪽 아민 그룹과 반응하여 두 나일론 6를 연결하여 분자량을 증가시키기도 하지만(반응식 2), 동시에 활성화된 음이온을 비활성화 시켜서 고분자 중합반응을 멈추기 때문에 분자량을 감소시키기도 한다. Specifically, looking at the above trend, two different anions react with one amine group to connect two nylon 6 to increase the molecular weight (Scheme 2), but at the same time deactivate the activated anions to stop the polymer polymerization reaction. also reduce

또한, 다른 성장 음이온이 다른 아민과 반응하여 음이온 전이가 일어나게 되면 사슬에 분지구조가 형성되어 곁가지를 가진 폴리아마이드 6 고분자 사슬이 생성된다(반응식 3). 반면에 디아민계 화합물이 0.1 몰부 이상 첨가될 경우 나일론 6의 분자량은 감소하는데 이는 아민 그룹에 전이된 음이온이 더 이상의 중합반응을 진행시키지 못하기 때문이다. 즉 성장하는 음이온이 다른 카프로락탐으로 전이가 일어나지 않아 비활성화 되며 이에 따라 분자량의 증가는 멈추게 된다. In addition, when different growth anions react with other amines to cause anion transfer, a branched structure is formed in the chain to form a polyamide 6 polymer chain with side branches (Scheme 3). On the other hand, when 0.1 part by mole or more of the diamine-based compound is added, the molecular weight of nylon 6 is reduced because the anion transferred to the amine group does not proceed further polymerization. That is, the growing anion does not transfer to other caprolactam, so it is inactivated, and thus the increase in molecular weight is stopped.

한편, 나일론 6의 2차 열주사열량계 스캔 결과로 녹는점과 융융열은 상기 표 2와 같았다. 순수한 나일론 6의 경우 나일론의 녹는점으로 알려진 214 ℃ 부근에 하나의 발열 피크가 나타난다. 상기 비교예 1 내지 9는 상기 이 214 ℃ 근처에서 녹는점이 나타나는 것을 확인하였다. 이 결과는 모든 락탐들이 서로 반응하여 나일론 6가 잘 중합된 것으로 해석된다. 첨가된 디아민계 화합물의 양이 증가함에 따라 용융열은 감소하는 경향을 확인하였다. 이는 디아민계 화합물이 들어감에 따라 결정분율이 낮아지기 ‹š문이며 XRD 회절분광기의 결과와 일치하는 것을 확인하였다.On the other hand, the melting point and heat of fusion as a result of the secondary thermal scanning calorimeter scan of nylon 6 were as shown in Table 2 above. In the case of pure nylon 6, one exothermic peak appears near 214 °C, which is known as the melting point of nylon. In Comparative Examples 1 to 9, it was confirmed that the melting point appeared near 214 °C. This result is interpreted as that all lactams reacted with each other and nylon 6 was well polymerized. As the amount of the diamine-based compound added increased, it was confirmed that the heat of fusion decreased. This is because the crystal fraction decreases as the diamine-based compound enters, and it was confirmed that it was consistent with the results of XRD diffraction spectroscopy.

상기 비교예 1 내지 9의 기계적 물성을 ASTM D638 규격에 의해 측정 및 분석하여 하기 표 3에 요약하였다. 분자량이 증가하는 경향을 보이는 0.1 몰부까지 탄성률 및 인장 강도가 증가하였다. 일반적으로 선형 폴리머의 경우 결정화도가 감소하면 탄성률과 인장 강도가 저하된다. 결정화도(결정함량 XRD)의 감소에도 불구하고, 분자량 분지가 증가하고 사슬들의 얽힘이 진행했기 때문에 분자량 조절제의 첨가에 의해 탄성률 및 인장 강도가 개선되는 것을 확인하였다. 분자량이 증가된 사슬의 엉킴에 의해 파괴가 일어났을 때 연신이 크게 개선되는 경향을 보인다. 또한 분지 구조가 형성되는 경우 사슬 사이의 얽힘에 영향을 미칠 수 있다. 파단시 흡수에너지(연성 또는 인장 강도 계수)는 비교예 2 내지 비교예 9의 신장률 및 탄성률의 향상으로 거의 두 배로 증가하였다. 그러나 분자량조절제의 함량이 0.1 몰부를 초과하는 비교예 4, 5, 8 및 9는 분자량조절제의 함량이 증가함에 따라 기계적 특성이 저하되는 것을 확인하였다. 즉, 비교예 4, 5, 8 및 9의 기계적 특성은 결정성 감소에 따른 강도계수의 감소와 저 분자량 및 분지 구조의 형성 감소에 따라 순수한 폴리이미드 6의 기계적 특성보다 저하되는 경향을 확인하였다. 과량의 분자량 조절제는 사슬이 성장하기 위한 음이온의 반응을 억제하고 분자량이 낮아지게 되어 좋은 기계적 성능을 발휘하지 못하므로, 단일 압출공정으로 제조된 폴리아마이드 수지인 폴리아미드 6(나일론 6)는 첨가하는 분자량 조절제의 종류 및 함량을 조절하는 경우, 분자량뿐만 아니라 폴리아미드 수지의 물성을 조절하는 것이 가능하지만 분자량이 낮은 문제점이 있음을 확인하였다.The mechanical properties of Comparative Examples 1 to 9 were measured and analyzed according to ASTM D638 standard and summarized in Table 3 below. The elastic modulus and tensile strength were increased up to 0.1 molar parts showing a tendency for molecular weight to increase. In general, in the case of linear polymers, when the crystallinity decreases, the elastic modulus and tensile strength decrease. Although the degree of crystallinity (crystallinity content XRD) decreased, molecular weight branching increased and chain entanglement proceeded. Therefore, it was confirmed that the elastic modulus and tensile strength were improved by the addition of the molecular weight modifier. Elongation tends to be greatly improved when fracture occurs due to entanglement of chains with increased molecular weight. It can also affect the entanglement between chains when branched structures are formed. The absorbed energy at break (ductility or tensile strength modulus) was almost doubled due to the improvement of the elongation and elastic modulus of Comparative Examples 2 to 9. However, in Comparative Examples 4, 5, 8, and 9, in which the content of the molecular weight regulator exceeds 0.1 parts by mole, it was confirmed that the mechanical properties decreased as the content of the molecular weight regulator increased. That is, it was confirmed that the mechanical properties of Comparative Examples 4, 5, 8 and 9 tend to deteriorate compared to the mechanical properties of pure polyimide 6 due to a decrease in the strength coefficient due to a decrease in crystallinity and a decrease in the formation of a low molecular weight and branched structure. Excess molecular weight modifier inhibits the reaction of anions for chain growth and lowers the molecular weight, so it does not exhibit good mechanical performance. In the case of controlling the type and content of the molecular weight modifier, it was confirmed that it is possible to control not only the molecular weight but also the physical properties of the polyamide resin, but there is a problem with the low molecular weight.

탄성률
(MPa)
modulus of elasticity
(MPa)
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
신장률
(%)
elongation
(%)
파단까지의 흡수에너지
(J)
Absorbed energy until fracture
(J)
비교예 1Comparative Example 1 900900 69.169.1 89.589.5 3.693.69 비교예 2Comparative Example 2 987987 74.374.3 131.8131.8 7.127.12 비교예 3Comparative Example 3 998998 75.175.1 164.4164.4 12.2712.27 비교예 4Comparative Example 4 956956 73.873.8 153.4153.4 10.7810.78 비교예 5Comparative Example 5 934934 71.371.3 115.3115.3 6.456.45 비교예 6Comparative Example 6 992992 73.873.8 128.3128.3 7.197.19 비교예 7Comparative Example 7 10041004 75.775.7 170.6170.6 13.0713.07 비교예 8Comparative Example 8 962962 73.873.8 159.4159.4 11.2711.27 비교예 9Comparative Example 9 927927 71.571.5 118.3118.3 6.326.32

<실시예: 이단계 공정에 의한 나일론 6의 중합><Example: Polymerization of nylon 6 by a two-step process>

카프로락탐을 100℃ 오븐에서 24 시간 건조하고 다시 50 ℃ 진공 오븐에서 48시간 동안 건조하여 수분을 완전히 제거한 후 사용하였다. 촉매 제조를 위하여 아르곤을 채운 둥근 플라스크에 카프로락탐을 1 당량 넣고 70 ℃에서 완전히 녹인 후, 수소화 나트륨을 0.05 당량 넣고 잘 섞어주었다. 수소 발생이 멈춘 뒤, 아르곤 분위기에서 약 10 분간 잘 섞어 반응시켰으며,상온 까지 식힌 후, 상기 제조된 촉매를 잘 분쇄하여 아르곤을 채운 용기에 보관하였다.Caprolactam was dried in an oven at 100° C. for 24 hours and again dried in a vacuum oven at 50° C. for 48 hours to completely remove moisture. To prepare the catalyst, 1 equivalent of caprolactam was added to a round flask filled with argon and completely dissolved at 70° C., then 0.05 equivalent of sodium hydride was added and mixed well. After the hydrogen generation stopped, the reaction was mixed well for about 10 minutes in an argon atmosphere, and after cooling to room temperature, the prepared catalyst was well pulverized and stored in a container filled with argon.

분자량 조절제인 디아민계 화합물로 사용된 p-phenylenediamine (PDA1, 화학식 5)는 알드리치 제품을 사용하였고, 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, 화학식 6) 합성방법은 비교예에서 제조한 방법으로 합성하여 사용하였다. Aldrich products were used for p-phenylenediamine (PDA1, Chemical Formula 5) used as a diamine-based compound as a molecular weight regulator, and 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, Chemical Formula 6) was synthesized in Comparative Example. This method was synthesized and used.

즉, 1 L의 3 구 둥근 플라스크에 200 ml의 pyridine과 20 g의 resorcinol을 넣고 아르곤을 분위기로 형성하였다. 이후 상기 둥근 플라스크에 구비된 내용물의 온도를 0℃ 낮춘 뒤, 250 ml의 THF에 101 g의 4-니트로벤조일 클로라이드 (4-nitrobenzoyl chloride)를 녹인 용액을 천천히 투입해주며 교반하였다. 상기 투입이 끝난 후, 상온까지 온도를 올리고 24 시간 동안 교반시키며 반응하였다. 24 시간 교반 후, 반응물을 차가운 3M 염산 수용액 500 ml에 부어 침전물을 형성시켰으며, 상기 침전물을 필터로 거른 뒤, 500 ml 메틸렌 클로라이드(MC)에 녹인 후, 5% 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 물로 깨끗이 씻어준 뒤, 용매를 모두 증발시켜 3-(4-(니트로벤조일옥시) 페닐 4-니트로벤조에이트 (3-(4-Nitroenzoyloxy)phenyl 4-nitrobenzoate)를 건조시켰다. 둥근 플라스크에 150 ml의 에틸아세테이트(EA)와 8g의 상기 3-(4-(니트로벤조일옥시)페닐 4-니트로벤조에이트를 넣고 교반시켰으며, 활성화된 팔라듐-카본 (Activated Pd-C (10%)) 촉매 0.4 g을 넣고 수소를 주입시키면서 상온, 1 atm에서 6 시간 동안 반응시켰다. 상기와 같이 반응 시킨 후, 실리카 비드에 필터한 뒤, 용매를 제거하고 건조시켜 3-(4-Aminobenzoyloxy) phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, 화학식 6) 분말를 제조하였다.That is, 200 ml of pyridine and 20 g of resorcinol were put into a 1 L three-necked round flask, and argon was formed as an atmosphere. After lowering the temperature of the contents of the round flask to 0° C., a solution of 101 g of 4-nitrobenzoyl chloride in 250 ml of THF was slowly added and stirred. After the addition was completed, the temperature was raised to room temperature and the reaction was stirred for 24 hours. After stirring for 24 hours, the reactant was poured into 500 ml of cold 3M aqueous hydrochloric acid solution to form a precipitate, and the precipitate was filtered through a filter, dissolved in 500 ml of methylene chloride (MC), and then dissolved in 5% aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution and water. After washing, the solvent was evaporated to dry 3-(4-(nitrobenzoyloxy)phenyl 4-nitrobenzoate). In a round flask, 150 ml of ethyl Acetate (EA) and 8 g of the 3-(4-(nitrobenzoyloxy)phenyl 4-nitrobenzoate were added and stirred, and 0.4 g of an activated palladium-carbon (Activated Pd-C (10%)) catalyst was added. While injecting hydrogen, the reaction was carried out for 6 hours at room temperature, 1 atm After the reaction as described above, filtered through silica beads, the solvent was removed and dried to 3-(4-Aminobenzoyloxy)phenyl 4-aminobenzoate (EDA3, chemical formula 6) A powder was prepared.

단량체인 카프로락탐, 개시제인 소듐 카프로락탐, 반응활성제인 아세틸 카프로락탐, 하기 표 4의 조성비로 잘 섞어 조성물을 형성한 후 제 1 투입구(제1 호퍼)를 통하여 투입하여 상기 단일 공정과 같은 조건으로 압출기 내에서 중합시킨 후, 분자량 조절제인 디아민계 화합물인 PDA1이나 EDA3를 하기 표 4와 같이 계량하여 제 2 투입구(제2 호퍼)를 통하여 압출기에 투입하였다. 이들 조성물 및 분자량 조절제를 이축 압출기에 호퍼(hopper)를 이용해 투입하였고, 압출기에 질소를 지속적으로 흘려주었다. 이축 압출기(Bautech) 내의 온도는 투입구로부터 사출구 방향으로 반응로 내의 전단부에 140℃/ 160℃/ 180℃/ 210/℃를 유지하였고 반응로 내의 후단부에는 210℃/ 210℃/ 230℃를 유지하였으며 스크류 회전속도는 50rpm으로 고정하였다. 이축 압출기내에서 습기로 인해 중합반응이 멈추지 않도록 아르곤 가스를 계속 흘려 보내주며 실험을 진행하였다. 상기 이축 압출기에서 상기 반응로 내의 중단부와 연통된 제2 투입구(제2 호퍼)로 상기 분자량 조절제추가 투입한 후 상기 제2 투입구를 폐쇄하여 사출을 진행하고 사출구로부터 나온 나일론 6를 작게 분쇄하여, 분석 전에 60 ℃ 진공오븐에서 충분히 건조시켰다. 본 명세서 전체에서 “이단계 공정”, “이단계 반응”,” 이단계 압출공정” 및 “이단계반응압출공정”은 반응과정에서 프리폴리머를 합성한 이후 “분자량 조절제”를 첨가하는 것을 의미할 수 있다.The monomer caprolactam, the initiator sodium caprolactam, the reaction activator acetyl caprolactam, and the composition ratio shown in Table 4 below were mixed well to form a composition, and then added through the first inlet (first hopper), and under the same conditions as in the single process. After polymerization in the extruder, PDA1 or EDA3, which is a diamine-based compound as a molecular weight regulator, was measured as shown in Table 4 below and introduced into the extruder through the second inlet (second hopper). These compositions and molecular weight modifiers were introduced into a twin screw extruder using a hopper, and nitrogen was continuously flowed into the extruder. The temperature in the twin screw extruder (Bautech) was maintained at 140°C/160°C/180°C/210/°C at the front end of the reactor in the direction from the inlet to the outlet, and 210°C/ 210°C/230°C at the rear end of the reactor. was maintained and the screw rotation speed was fixed at 50 rpm. The experiment was carried out while continuously flowing argon gas so that the polymerization reaction was not stopped due to moisture in the twin screw extruder. In the twin-screw extruder, the molecular weight control agent is added into the second inlet (second hopper) communicating with the middle part in the reactor, and then the second inlet is closed to proceed with injection, and the nylon 6 from the outlet is pulverized into small pieces. , were sufficiently dried in a vacuum oven at 60 °C before analysis. Throughout this specification, "two-step process", "two-step reaction", "two-step extrusion process" and "two-step reaction extrusion process" may mean adding a "molecular weight control agent" after synthesizing the prepolymer in the reaction process. have.

락탐
함량
(몰부)
lactam
content
(Molbu)
개시제
함량
(몰부)
initiator
content
(Molbu)
반응활성화제
함량
(몰부)
reaction activator
content
(Molbu)
분자량 조절제의 종류Types of molecular weight modifiers 분자량 조절제
함량
(몰부)
molecular weight modifier
content
(Molbu)
촉매
함량
(몰부)
catalyst
content
(Molbu)
비교예 1Comparative Example 1 5050 1One 0.50.5 -- -- 0.050.05 실시예 1Example 1 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 0.250.25 0.050.05 실시예 2Example 2 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 0.500.50 0.050.05 실시예 3Example 3 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 0.750.75 0.050.05 실시예 4Example 4 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 1.001.00 0.050.05 실시예 5Example 5 5050 1One 0.50.5 PDA 1PDA 1 1.251.25 0.050.05 실시예 6Example 6 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 0.250.25 0.050.05 실시예 7Example 7 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 0.500.50 0.050.05 실시예 8Example 8 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 0.750.75 0.050.05 실시예 9Example 9 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 1.001.00 0.050.05 실시예 10Example 10 5050 1One 0.50.5 EDA 3EDA 3 1.251.25 0.050.05

상기 제조된 실시예 1 내지 10의 나일론 6 수지는 사출구를 통해 섬유형태로 제조하였으며, 이후 펠레타이저(pelletizer)를 이용하여 펠렛 (pellet)형태로 제조하였다.The prepared nylon 6 resins of Examples 1 to 10 were prepared in the form of fibers through the injection hole, and then prepared in the form of pellets using a pelletizer.

상기 실시예 1 내지 10의 나일론 6에 대하여 펠렛 형태로 얻은 시편을 별 다른 후처리 공정 없이 충분히 건조 후, 특성 분석에 사용하였다. 구체적으로 열적 특성 분석을 질소 분위기에서 DSC(시차주사열량계)로 측정하였고, 각 시편의 녹는점을 측정하였으며, 분자량을 측정하여 그 결과를 하기 표 5에 정리하였다.For nylon 6 of Examples 1 to 10, the specimens obtained in the form of pellets were sufficiently dried without any post-treatment process, and then used for characterization. Specifically, the thermal characteristic analysis was measured with DSC (differential scanning calorimetry) in a nitrogen atmosphere, the melting point of each specimen was measured, and the molecular weight was measured, and the results are summarized in Table 5 below.

하기 표 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 수지의 제조방법을 통해 미반응 반응물이나 부반응에 의한 생성물 없이 락탐으로부터 직접 중합하여 폴리아미드 수지인 나일론 6를 얻을 수 있음을 확인하였다.Referring to Table 5 below, it was confirmed that nylon 6, which is a polyamide resin, can be obtained by direct polymerization from lactam without unreacted reactants or products due to side reactions through the method for preparing a polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention. .

분자량
(g/mol)
Molecular Weight
(g/mol)
녹는점
Tm(℃)
melting point
T m (℃)
용융열 △heat of fusion △ 결정함량
DSC (%)
crystal content
DSC (%)
결정함량
XRD (%)
crystal content
XRD (%)
비교예 1Comparative Example 1 26,80026,800 213.6213.6 61.7561.75 32.532.5 43.143.1 실시예 1Example 1 38,10038,100 212.8212.8 60.0460.04 31.631.6 38.838.8 실시예 2Example 2 44,90044,900 213.4213.4 57.1957.19 30.130.1 37.337.3 실시예 3Example 3 49,00049,000 212.7212.7 56.8156.81 29.929.9 35.035.0 실시예 4Example 4 52,50052,500 213.4213.4 54.7254.72 28.828.8 32.232.2 실시예 5Example 5 50,40050,400 212.9212.9 50.5450.54 26.626.6 29.329.3 실시예 6Example 6 39,20039,200 212.8212.8 60.2360.23 31.731.7 39.239.2 실시예 7Example 7 45,70045,700 213.2213.2 57.9557.95 30.530.5 37.437.4 실시예 8Example 8 49,10049,100 212.6212.6 55.6755.67 29.329.3 34.834.8 실시예 9Example 9 52,80052,800 213.1213.1 54.1554.15 28.528.5 32.132.1 실시예 10Example 10 51,80051,800 213.0213.0 49.7849.78 26.226.2 29.429.4

상기 비교예 1 및 실시예 1 내지 10의 나일론 6의 분자량은 고유 점도를 측정한 뒤 변환식을 통해 환산하여 상기 표 5에 정리한 것이다. The molecular weight of nylon 6 of Comparative Example 1 and Examples 1 to 10 is summarized in Table 5 after measuring intrinsic viscosity and converting it through a conversion formula.

압출기의 반응로 내에서 진행될 것으로 예상되는 메커니즘은 반응식 1 내지 3과 같다. 구체적으로 상기 반응식 1 내지 3을 참고하면, 아세틸 카프로락탐이 소듐카프로락탐과 반응하여 카프로락탐 고리가 열리게 된다. 그리고 활성화된 음이온이 카프로락탐 단량체를 공격하여 양성자를 떼어내고 새로운 활성 음이온을 생성한다. 친핵체인 음이온은 생성된 이량체의 카프로락탐 고리를 연다. 결과적으로 활성 음이온을 가진 삼량체가 만들어지고 이 음이온은 또 다른 카프로락탐 단량체와 반응한다. 이런 연쇄반응은 음이온이 소멸되거나 비활성화될 때까지 계속되어 높은 분자량을 가진 나일론 6가 중합된다. The mechanism expected to proceed in the reactor of the extruder is shown in Schemes 1 to 3. Specifically, referring to Schemes 1 to 3, acetyl caprolactam reacts with sodium caprolactam to open the caprolactam ring. Then, the activated anion attacks the caprolactam monomer to remove the proton and create a new active anion. The nucleophilic anion opens the caprolactam ring of the resulting dimer. The result is a trimer with an active anion, which reacts with another caprolactam monomer. This chain reaction continues until the anion disappears or becomes inactive, resulting in polymerization of nylon 6 with a high molecular weight.

분자량 조절제인 디아민계 화합물 첨가후의 분자량은 다이아민이 1 당량비인 1 몰부로 첨가될 때까지인 실시예 4와 실시예 9까지 증가하지만, 그 이상의 분자량 조절제가 첨가되면 감소하는 경향을 보였다. 이단계 반응로 중합한 나일론 6의 분자량이 단일 반응으로 중합한 비교예 2 내지 9 보다 이단계 반응로 중합한 나일론 6의 분자량에 비하여 2배 가까이 증가한 것으로부터 분자량 조절제인 디아민계 화합물을 제2 투입구(제2 호퍼)에 투입하여 반응시킴으로써 카프로락탐의 성장 음이온을 방해하지 않은 것을 확인하였다.The molecular weight after the addition of the diamine-based compound as a molecular weight control agent increased up to Examples 4 and 9 until diamine was added in an equivalent ratio of 1 mole part, but showed a tendency to decrease when more molecular weight control agents were added. Since the molecular weight of nylon 6 polymerized by the two-step reaction increased nearly twice as compared to the molecular weight of nylon 6 polymerized by the two-step reaction compared to Comparative Examples 2 to 9 polymerized in a single reaction, a diamine-based compound as a molecular weight regulator was added to the second inlet. It was confirmed that the growth anion of caprolactam was not disturbed by putting it into the (second hopper) and reacting it.

단일 공정으로 분자량 조절제를 첨가할 경우 디아민계 화합물으로의 음이온 전이반응과 카프로락탐의 성장반응이 서로 경쟁하게 되므로 결과적으로 음이온의 성장 반응 확률이 적어지기 때문이다. 따라서, 단일 공정에서는 분자량 조절제인 디아민계 화합물과의 과다반응을 줄이기 위하여 디아민계 화합물의 함량을 소량으로 하였으나 이단계 공정에서는 상기 단일 공정의 5 배 이상의 디아민계 화합물을 첨가하여 후반응공정(프리폴리머 중합 후 분자량 조절제와 반응하는 단계)을 더욱 활성화시켰으며 폴리카프로락탐의 분자량이 증가함을 확인하였다.This is because, when a molecular weight regulator is added in a single process, the anion transfer reaction to the diamine-based compound and the growth reaction of caprolactam compete with each other, and consequently the growth reaction probability of the anion decreases. Therefore, in the single process, the content of the diamine-based compound was reduced to a small amount in order to reduce the excessive reaction with the diamine-based compound, which is a molecular weight regulator, but in the two-step process, 5 times or more of the diamine-based compound was added to the post-reaction process (prepolymer polymerization). Then, the step of reacting with the molecular weight regulator) was further activated, and it was confirmed that the molecular weight of polycaprolactam increased.

단일 공정에서 상술한 것과 같이, 분자량 조절제인 디아민계 화합물과의 반응은 두 개의 서로 다른 음이온이 한쪽 아민그룹과 반응하여 두 나일론 6를 연결하여 분자량을 증가시키기도 하지만 (상기 반응식 2), 동시에 활성화된 음이온을 비활성화 시켜서 중합반응을 멈추기 때문에 분자량을 감소시키기도 한다. 또 다른 성장 음이온이 다른 디아민계 화합물과 반응하여 음이온 전이가 일어나게 되면 사슬에 분지구조가 형성되어 곁가지를 가진 폴리아미드 수지가 생성된다(상기 반응식 3). 반면에 이단계(2단계) 공정에서는 이미 압출기의 반응로 내의 전단부에서 카프로락탐만이 중합되어 사슬이 성장함으로써 분자량이 증가되고 그 중합된 카프로락탐들의 살아있는 말단 음이온이 디아민계 화합물과 반응하기 때문에 분자량은 단일 공정보다 2배 가까이 증가하게 된다. 아민 그룹의 당량비가 1 당량비인 1몰부 이상 첨가될 경우 분자량은 감소하는데 이는 아민 그룹에 전이된 음이온이 더 이상의 다른 중합체의 말단 음이온과 반응할 수 없기 때문이다. 결국 본 발명의 일 실시상태인 폴리아미드 수지의 제조 방법을 이용하면 분자량 조절제의 함량을 조절하여 분자량을 최대로 증가시킬 수 있다.As described above in a single process, in the reaction with a diamine-based compound as a molecular weight regulator, two different anions react with one amine group to connect two nylon 6 to increase the molecular weight (Scheme 2 above), but at the same time activated It also reduces the molecular weight because polymerization is stopped by inactivating anions. When another growing anion reacts with another diamine-based compound to cause anion transfer, a branched structure is formed in the chain to produce a polyamide resin having side branches (Scheme 3 above). On the other hand, in the two-step (two-step) process, only caprolactam is already polymerized at the front end of the reactor of the extruder, and the chain grows to increase the molecular weight. The molecular weight is increased by almost two times compared to a single process. When 1 mole part or more of the amine group is added in an equivalent ratio of 1 equivalent ratio, the molecular weight decreases because the anion transferred to the amine group can no longer react with the terminal anion of another polymer. As a result, by using the method for producing a polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention, the molecular weight can be maximally increased by controlling the content of the molecular weight modifier.

상기 실시예 1 내지 10의 나일론 6 수지의 2차 열주사열량계 스캔 결과로 녹는점과 융해열을 상기 표 5에 정리하였다. 순수 나일론 6의 경우 나일론의 녹는점으로 알려진 214 ℃ 부근에 하나의 발열 피크가 나타난다. 상기 실시예 1 내지 10의 나일론 6 수지는 단일 공정의 경우와 같이 214 ℃ 부근에서 녹는점이 나타났다. 이 결과는 상기 단일공정인 비교예 2 내지 9와 마찬가지로 모든 단량체들이 서로 완벽하게 반응했고 나일론 6가 잘 중합되었음을 의미한다. 다만 첨가된 분자량 조절제인 디아민계 화합물의 양이 단일 공정에 비하여 증가함에 따라 용융열은 감소하는 경향을 보였으며, 이는 다이아민 분자가 들어감에 따라 결정분율이 낮아지기 때문이다. 도 2는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5의 광각 X선 회절 스펙트럼을 나타낸 그래프이다. 상기 도 2를 참고하면, 비교예 1 및 실시예 1 내지 5는 분자량 조절제의 첨가 유무 및 첨가량에 상관 없이 동일한 구조를 가지는 것으로부터 X 선 회절분광기의 결과와 일치하는 것을 확인하였다.Table 5 summarizes the melting point and heat of fusion as a result of the secondary thermal scanning calorimeter scan of the nylon 6 resins of Examples 1 to 10. In the case of pure nylon 6, one exothermic peak appears near 214 °C, which is known as the melting point of nylon. The nylon 6 resins of Examples 1 to 10 showed a melting point near 214° C. as in the case of a single process. This result means that all the monomers reacted perfectly with each other and nylon 6 was well polymerized, as in Comparative Examples 2 to 9, which is the single process. However, as the amount of the diamine-based compound added as a molecular weight control agent increased compared to the single process, the heat of fusion showed a tendency to decrease, which is because the crystal fraction decreases as the diamine molecule enters. 2 is a graph showing wide-angle X-ray diffraction spectra of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5; Referring to FIG. 2, Comparative Example 1 and Examples 1 to 5 confirmed that the results of X-ray diffraction spectroscopy were consistent with the results of X-ray diffraction spectroscopy because they had the same structure regardless of whether or not the molecular weight modifier was added or the amount added.

도 3(a)는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5인 나일론 6 수지의 점도유변특성을 회전유변특성 측정기로 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 3(b)는 비교예 1 및 실시예 6 내지 10인 나일론 6 수지의 점도유변특성을 회전유변특성 측정기로 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 4(a)는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5인 나일론 6 수지의 저장 탄성률 (Storage modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 4(b)는 비교예 1 및 실시예 1 내지 5인 나일론 6 수지의 손실 탄성률 (Loss modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 4(c)는 비교예 1 및 실시예 6 내지 10인 나일론 6 수지의 저장 탄성률 (Storage modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 4(d)는 비교예 1 및 실시예 6 내지 10인 나일론 6 수지의 손실 탄성률 (Loss modulus)를 측정하여 나타낸 그래프이다. 도 3 및 도 4를 참고하면, 전 진동주파수 범위에 걸쳐 실시예 1 내지 10은 비교예 1에 비해 큰 점도 및 탄성률 값을 갖는 것을 확인하였다. Figure 3 (a) is a graph showing the viscosity rheological properties of the nylon 6 resin of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5 measured by a rotation rheology measuring instrument. Figure 3 (b) is a graph showing the viscosity rheological properties of the nylon 6 resin of Comparative Example 1 and Examples 6 to 10 measured by a rotation rheology measuring instrument. Figure 4 (a) is a graph showing the measurement of the storage modulus (Storage modulus) of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5 nylon 6 resin. 4 (b) is a graph showing the measurement of the loss modulus (Loss modulus) of the nylon 6 resin of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5. Figure 4 (c) is a graph showing the measurement of the storage modulus (Storage modulus) of Comparative Example 1 and Examples 6 to 10 nylon 6 resin. 4 (d) is a graph showing the measurement of the loss modulus (Loss modulus) of the nylon 6 resins of Comparative Example 1 and Examples 6 to 10. Referring to FIGS. 3 and 4 , it was confirmed that Examples 1 to 10 had greater viscosity and modulus values than Comparative Example 1 over the entire vibration frequency range.

이런 경향성은 특히 낮은 진동수에서 두드러지게 나타나며, 강한 전단 감소현상이 나타났다. 도 3(a) 및 도 3(b)에서 볼 수 있듯이 용융점도는 디아민계 화합물의 함량이 1 몰부가 될 때까지 크게 증가하는데, 디아민계 화합물을 넣을수록 분자량과 엉킴정도가 증가하여 나일론 6 수지 사슬의 엉킴현상이 증가하기 때문이다. 반면에, 1.25 몰비 이상의 디아민계 화합물을 첨가하면 나일론 6의 분자량이 감소하여, 1몰비 이하 함량의 복합체에 비해 상대적으로 작은 전단 감소현상이 나타났다. 디아민계 화합물은 나일론 6의 고분자 사슬을 엉키게하여 분자량이 증가 효과를 내므로 낮은 진동수 영역에서 고체 또는 고무와 같은 점탄성 거동을 보였다. 엉킴상태의 선형 사슬에서 분자량에 대한 용융점도의 의존성은 일반적으로 3.4 지수 법칙을 따른다. 이에 대한 선형 사슬의 경우 상기 도 2와 같이 디아민계 화합물의 몰 질량 변화는 최고 10 배의 점도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 강한 전단 엷음 거동을 가진 다이아민의 용융 점도의 100배 이상의 현저한 증가는 단순 분자량의 증가만으로 설명되지 않는 것을 확인하였다. This tendency was particularly noticeable at low frequencies, and a strong shear reduction was observed. As can be seen in FIGS. 3(a) and 3(b), the melt viscosity greatly increases until the content of the diamine-based compound becomes 1 molar part. This is because chain entanglement increases. On the other hand, when the diamine-based compound in a molar ratio of 1.25 or more was added, the molecular weight of nylon 6 decreased, and a relatively small shear reduction phenomenon was observed compared to the composite having a content of 1 molar ratio or less. The diamine-based compound entangled the polymer chain of nylon 6 and increased the molecular weight, so it showed solid or rubber-like viscoelastic behavior in the low frequency range. The dependence of melt viscosity on molecular weight in an entangled linear chain generally obeys the 3.4 exponential law. In the case of a linear chain, a change in the molar mass of the diamine-based compound as shown in FIG. 2 can increase the viscosity up to 10 times. Therefore, it was confirmed that the significant increase of 100 times or more in the melt viscosity of diamines with strong shear thinning behavior was not explained by the increase of simple molecular weight alone.

상술한 나일론 6의 용융 점도의 예외적인 증가는 고분자 사슬의 구조변화에 기인하는 것을 예상할 수 있다. 상기 고분자 사슬의 구조변화 중 하나는 젤과 같은 가교 구조이지만, 3차원적으로 가교 결합된 고분자는 용융 상태가 될 수 없으며 흐르지도 않으므로 거시적인 점성 유동이 불가능하다. 그리고 상기 가교 결합된 고분자, 즉 가교입자는 불용성이지만 비교예 1 내지 9 및 실시예 1 내지 10의 나일론 6 수지는 포름산에서 잔류입자가 없이 완전히 용해되는 것을 입자 크기 분석기로 확인하였다. 만일 가교 결합 반응이 일어난다 하더라도 가교입자가 차지하는 부피가 너무 적어서 도 3 및 도 4에서 나타난 것과 같은 유변학적 성질을 그렇게 많이 바꿀 수 없기 때문에 점도 또는 저장 탄성률의 엄청난 증가를 설명 할 수 없다. 가교입자는 용융물에서 불 용해성이므로 점성에 대한 기여는 아인슈타인식에 따라 상당히 적게 된다. 단일 공정에서 제조한 비교예 1 내지 9의 결과와 마찬가지로 이단계 공정에서 제조한 실시예 1 내지 실시예 10의 유변특성변화가 겔 형성으로 인한 것이 아니라는 것을 입증하는 또 다른 사실은 가교 구조에 기인한 유변학적 특성은 더 많은 분자량 조절제인 디아민계 화합물이 첨가됨에 따라 계속 증가해야 한다는 것이나, 실시예 결과를 보면 유변학적 값이 피크에 도달한 실시예 4 또는 실시예 9 의 디아민계 화합물의 첨가량인 1 몰부 이 후에, 이들은 감소되었는데 이는 가교 반응의 맥락에서 설명할 수 없다. 왜냐하면 실시예 5 또는 실시예 10의 경우 이들 특성을 향상시키는 분자량 조절제 첨가량이 증가됨에 따라 더 많은 가교 반응이 발생해야 하고 이는 모든 유변특성이 가교입자 생성에 따른 증가로 이어져야 하지만 결과는 오히려 감소하는 경향을 보였다. 이는 유변학적 특성 증가가 가교 결합 반응에 의한 것이 아니라는 점을 보여준다. 또 다른 증거로는 이들 제조한 수지들은 몇 번이고 재가공이 가능한 반면 가교 결합 반응에 의한 생성물은 용융이 불가하여 재가공이 어렵다는 것이다. The exceptional increase in the melt viscosity of nylon 6 described above can be expected to be due to the structural change of the polymer chain. One of the structural changes of the polymer chain is a gel-like cross-linked structure, but the three-dimensionally cross-linked polymer cannot be in a molten state and does not flow, so macroscopic viscous flow is impossible. And it was confirmed by a particle size analyzer that the cross-linked polymer, that is, the cross-linked particles, was insoluble, but the nylon 6 resins of Comparative Examples 1 to 9 and Examples 1 to 10 were completely dissolved without residual particles in formic acid. Even if a cross-linking reaction occurs, the volume occupied by the cross-linked particles is too small to change the rheological properties as shown in FIGS. 3 and 4 so much, so that the enormous increase in viscosity or storage modulus cannot be explained. Since the crosslinked particles are insoluble in the melt, their contribution to viscosity is significantly smaller according to Einstein's recognition. Similar to the results of Comparative Examples 1 to 9 prepared in a single process, another fact that proves that the change in rheological properties of Examples 1 to 10 prepared in a two-step process is not due to gel formation is due to the cross-linked structure. The rheological properties should continue to increase as more diamine-based compounds, which are molecular weight regulators, are added, but looking at the example results, the rheological value reached a peak of 1, which is the amount of the diamine-based compound of Example 4 or 9 After molar parts, they decreased, which cannot be explained in the context of the crosslinking reaction. Because in the case of Example 5 or Example 10, as the amount of the molecular weight modifier that improves these properties increases, more crosslinking reactions must occur, which leads to an increase in all rheological properties according to the generation of crosslinked particles, but the results tend to decrease showed This shows that the increase in rheological properties is not due to the cross-linking reaction. Another evidence is that these prepared resins can be reworked many times, while the products resulting from the crosslinking reaction cannot be melted, making reprocessing difficult.

또 다른 유변학적 거동의 해석에 따른 사슬의 기하학적 구조는 분지(가지) 형성이다. 카프로락탐 음이온은 사슬 연결 반응을 통해 디아민계 화합물의 아민그룹, 즉 아민기와 반응할 수 있다. 상기 반응식 3과 같이, 성장하는 두 개의 폴리아미드 6 분자를 하나로 연결하면 분자량이 증가하여 사슬 사이의 얽힘이 증가하고 느린 이완으로 인해 점도가 증가할 수 있다. 디아민계 화합물은 락탐 음이온과 쉽게 반응하여 압출기 조건에서 3 분지 구조를 형성할 수 있다. 이 반응이 디아민계 화합물의 양쪽에서 일어날 때, 4-분지구조 분자가 형성될 수도 있다. 그러나 4-분지 분자의 형성은 3-분지 분자에서의 입체적인 간섭으로 인하여 생성 가능성이 적다. 분지구조를 가지는 중합체의 용융 점도는 가지 당 엉킴 수에 따라 기하급수적으로 증가한다(η0 ~ (Ma/Me)3/2 exp(νMa/Me), 여기서 Ma은 곁가지 사슬의 분자량이고, Me는 얽힘 분자량이며, ν는 상수이다) 따라서 생성된 분지구조는 분자량이 순수 나일론 6 보다 적더라도 증가된 분지로 인하여 점도는 10배 이상 증가할 수 있다. 이런 유변학적 특성 변화는 첨가한 디아민계 화합물의 종류에 관계없이 같은 거동을 보임으로써 이런 반응메카니즘이 합리적인 추론임을 알 수 있다. 그리고 단일 공정의 경우보다 이단계 공정에서 과량의 디아민계 화합물을 추가할 수 있었던 이유는 카프로락탐 음이온이 성장하는 반응이 디아민계 화합물으로의 전이 반응과 경쟁하지 않기 ‹š문에 상대적으로 많은 음이온이 디아민계 화합물과 반응할 수 있음을 보여준다.Another chain geometry according to the interpretation of rheological behavior is branching. The caprolactam anion may react with the amine group of the diamine-based compound, that is, the amine group through a chain linking reaction. As shown in Scheme 3, when two growing polyamide 6 molecules are linked together, molecular weight increases, entanglement between chains increases, and viscosity may increase due to slow relaxation. The diamine-based compound can easily react with the lactam anion to form a three-branched structure under extruder conditions. When this reaction occurs on both sides of the diamine-based compound, a 4-branched molecule may be formed. However, the formation of a 4-branched molecule is unlikely to occur due to steric interference in the 3-branched molecule. The melt viscosity of a branched polymer increases exponentially with the number of entanglements per branch (η 0 ~ (Ma/Me) 3/2 exp(νM a /M e ), where M a is the molecular weight of the branch chain and , M e is the entangled molecular weight, and ν is a constant) Therefore, the resulting branched structure may have a viscosity increase of 10 times or more due to the increased branching even if the molecular weight is less than that of pure nylon 6. This change in rheological properties shows the same behavior regardless of the type of diamine-based compound added, suggesting that this reaction mechanism is a reasonable inference. And the reason why it was possible to add an excess of diamine-based compound in the two-step process than in the case of the single process is because the reaction in which the caprolactam anion grows does not compete with the transition reaction to the diamine-based compound, so a relatively large number of anions It shows that it can react with diamine-based compounds.

상기 실시예 1 내지 10 의 기계적 물성을 ASTM D638 규격에 의해 측정 및 분석하여 하기 표 6에 정리하였다. 도 5는 비교예 1 및 실시예 1 내지 10의 (a) 탄성률, (b) 인장 강도, (c) 신장률 및 (d)파단까지의 흡수 에너지를 측정하여 나타낸 그래프이다.The mechanical properties of Examples 1 to 10 were measured and analyzed according to ASTM D638 standard, and summarized in Table 6 below. FIG. 5 is a graph showing (a) elastic modulus, (b) tensile strength, (c) elongation, and (d) absorbed energy up to breakage of Comparative Example 1 and Examples 1 to 10. FIG.

탄성률
(MPa)
modulus of elasticity
(MPa)
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
신장률
(%)
elongation
(%)
파단까지의 흡수에너지
(J)
Absorbed energy until fracture
(J)
비교예 1Comparative Example 1 900900 69.169.1 89.589.5 3.693.69 실시예 1Example 1 1,0461,046 76.076.0 325.1325.1 23.6323.63 실시예 2Example 2 1,0731,073 79.779.7 352.4352.4 26.1526.15 실시예 3Example 3 1,1031,103 84.084.0 388.1388.1 29.6829.68 실시예 4Example 4 1,1371,137 88.288.2 445.3445.3 35.6735.67 실시예 5Example 5 1,1261,126 86.786.7 432.8432.8 33.2733.27 실시예 6Example 6 1,0471,047 77.577.5 345.0345.0 25.3825.38 실시예 7Example 7 1,0781,078 81.181.1 387.4387.4 29.0829.08 실시예 8Example 8 1,0981,098 85.785.7 430.5430.5 32.4332.43 실시예 9Example 9 1,1401,140 90.190.1 487.3487.3 39.4139.41 실시예 10Example 10 1,1271,127 87.887.8 476.5476.5 36.9236.92

상기 도 5 및 표 6을 참고하면, 탄성률과 인장 강도는 분자량이 증가함에 따라 디아민계 화합물의 함량이 1 몰부(실시예 4 및 실시예 9)가 될 때까지 증가했다. 일반적으로 선형 폴리머의 경우 결정화도가 감소하면 탄성 계수와 인장 강도가 저하된다. 그러나 상기 실시예 1 내지 10에서 결정화도의 감소에도 불구하고, 분자량 분지가 증가하고 더 체인 얽힘이 진행했기 때문에 분자량 조절에의 첨가에 의해 탄성률과 인장 강도가 증가하였다. Referring to FIGS. 5 and 6, the elastic modulus and tensile strength increased until the content of the diamine-based compound reached 1 molar part (Examples 4 and 9) as the molecular weight increased. In general, for linear polymers, when the crystallinity decreases, the elastic modulus and tensile strength decrease. However, despite the decrease in crystallinity in Examples 1 to 10, the molecular weight branching increased and chain entanglement proceeded further, so the elastic modulus and tensile strength were increased by the addition of molecular weight control.

나아가, 본 발명의 실시예 1 내지 10은 신장률이 향상된 것을 확인하였다. 분자량이 증가된 사슬의 엉킴에 의해 파괴가 일어나는 경우 신장률이 크게 향상된다. 나아가, 본 발명에서 제안된 분지 구조는 사슬 사이의 얽힘에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 파단까지 흡수된 에너지(인성 또는 인장 계수)는 실시예 1 내지 10의 나일론 6 신장률 및 탄성률의 향상으로 거의 7 내지 8 배로 증가한 것을 확인하였다. 이는 단일 공정에 의하여 제조된 비교예 2 내지 9의 나일론 6 수지보다 3 내지 4배 이상 높은 값으로서 슈퍼강화나일론 영역에 해당하는 폴리아미드 수지의 물성을 보여준다. 그러나 상기 실시예 1 내지 10의의 기계적 특성은 분자량 조절제인 디아민계 화합물의 함량이 1 몰부를 초과하여 더욱 증가함에 따라 감소하였다. 일반적으로 폴리아미드 6의 기계적 특성은 결정성 감소에 따른 강도계수의 감소와 저분자량 및 분지 구조의 형성 감소에 따라 순수한 폴리아미드 6의 기계적 특성보다 열등하게 된다. 그러나 본 발명의 일 실시상태인 실시예 1 내지 10은 디아민계 화합물이 상기 폴리아미드 수지에 곁가지를 가진 구조를 형성함으로써 분자량 뿐만 아니라 수지의 기계적 물성을 월등히 높일 수 있으며 요구되는 사항에 따라 물성을 조절할 수 있음을 확인하였다.Furthermore, Examples 1 to 10 of the present invention confirmed that the elongation was improved. The elongation rate is greatly improved when breakage occurs due to entanglement of chains with increased molecular weight. Furthermore, the branching structure proposed in the present invention may affect the entanglement between chains. Therefore, it was confirmed that the energy absorbed until fracture (toughness or tensile modulus) was increased by almost 7 to 8 times due to the improvement of nylon 6 elongation and elastic modulus of Examples 1 to 10. This shows the physical properties of the polyamide resin corresponding to the super-reinforced nylon region as a value 3 to 4 times higher than the nylon 6 resin of Comparative Examples 2 to 9 prepared by a single process. However, the mechanical properties of Examples 1 to 10 were decreased as the content of the diamine-based compound, which is a molecular weight regulator, was further increased in excess of 1 molar part. In general, the mechanical properties of polyamide 6 are inferior to those of pure polyamide 6 due to a decrease in the strength modulus due to a decrease in crystallinity and a decrease in the formation of a low molecular weight and branched structure. However, in Examples 1 to 10, which is an exemplary embodiment of the present invention, the diamine-based compound forms a structure having side branches in the polyamide resin, so that not only the molecular weight but also the mechanical properties of the resin can be significantly increased, and the physical properties can be adjusted according to the requirements. It was confirmed that it is possible.

결국, 본 발명의 실시상태에 따른 폴리아미드 수지의 제조 방법은 프리폴리머를 중합한 후 상기 프리폴리머와 분자량 조절제인 디아민계 화합물 또는 다이에폭시 화합물을 반응시킴으로써 성장 음이온의 비활성화를 줄이고 반응의 활성도를 높여 폴리이미드 수지의 분자량 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 구체적으로 폴리이미드 수지 제조과정에서 이중호퍼압출기를 사용하는 경우 제2 호퍼에 분자량 조절제인 디아민계 화합물 또는 다이에폭시 화합물을 투입하여 반응시킴으로써 성장 음이온의 비활성화를 줄이고 반응의 활성도를 높였다. 나아가, 상기 이중호퍼압출기를 사용할 수 없을 경우 압출기에서 제조한 폴리아미드를 건조시킨 후 다시 압출기 내에 분자량 조절제인 디아민계 화합물 또는 다이에폭시 화합물을 일정비율로 첨가하여 재압출시킴으로써, 성장 음이온의 비활성화를 줄이고 반응의 활성도를 높여 폴리이미드 수지의 분자량 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있었다. 상기 모든 경우 물리적 성질의 오차는 + 5%를 넘지 않았음을 확인하였으며, 이를 통하여 압출기에서 제조한 폴리아미드 수지 내에 있는 성장 음이온은 바로 비활성화되지 않고 공기와 접촉하지 않는 폴리아미드 수지 내에서 활성상태가 장시간 유지되는 것을 확인하였다.After all, in the method for producing a polyamide resin according to an exemplary embodiment of the present invention, the prepolymer is polymerized and then the prepolymer is reacted with a diamine-based compound or a diepoxy compound as a molecular weight regulator to reduce the deactivation of growth anions and increase the activity of the reaction to increase the activity of the polyimide It was confirmed that the molecular weight and mechanical properties of the resin could be improved. Specifically, when a double hopper extruder is used in the polyimide resin manufacturing process, a diamine-based compound or a diepoxy compound, which is a molecular weight control agent, is added to the second hopper to react, thereby reducing the deactivation of growth anions and increasing the activity of the reaction. Furthermore, when the double hopper extruder cannot be used, after drying the polyamide prepared in the extruder, a diamine-based compound or a diepoxy compound, which is a molecular weight regulator, is added to the extruder at a certain ratio and re-extruded, thereby reducing the deactivation of growth anions It was possible to improve the molecular weight and mechanical properties of the polyimide resin by increasing the activity of the reaction. In all of the above cases, it was confirmed that the error in physical properties did not exceed + 5%, and through this, the growth anions in the polyamide resin prepared by the extruder were not immediately deactivated and the active state in the polyamide resin not in contact with air was maintained. It was confirmed that it was maintained for a long time.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described by way of limited examples, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the claims to be described below by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains Of course, various modifications and variations are possible within the equivalent range of the range.

반응로: 110
전단부: 111
중단부:113
후단부: 115
배출구: 170
압출기: 100
제1 호퍼: 130
제2 호퍼: 150
Reactor: 110
Front end: 111
Middle:113
rear end: 115
Outlet: 170
Extruder: 100
1st hopper: 130
2nd hopper: 150

Claims (14)

락탐; 개시제; 및 반응활성화제;를 포함하는 제1 혼합물의 중합체인 프리폴리머, 및 분자량 조절제를 포함하는 제2 혼합물의 반응생성물인 폴리아미드 수지.lactam; initiator; and a reaction activator; a prepolymer as a polymer of a first mixture, and a polyamide resin as a reaction product of a second mixture containing a molecular weight modifier. 청구항 1에 있어서,
상기 락탐은 하기 화학식 1인 것인 폴리아미드 수지:
[화학식 1]
Figure pat00010

상기 n은 3 이상 14 이하의 정수이다.
The method according to claim 1,
The lactam is a polyamide resin of Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure pat00010

Said n is an integer of 3 or more and 14 or less.
청구항 1에 있어서,
상기 락탐의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 2500 몰부 이상 10000 몰부 이하인 것인 폴리아미드 수지.
The method according to claim 1,
The content of the lactam is 2500 parts by mole or more and 10000 parts by mole or less based on 100 parts by mole of the initiator.
청구항 1에 있어서,
상기 개시제는 카프로락탐계 이온화합물 또는 하기 화학식 2인 비스카프로락탐계 화합물인 것인 폴리아미드 수지:
[화학식 2]
Figure pat00011

상기 R1은 직쇄 또는 분지쇄인 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
The method according to claim 1,
The initiator is a polyamide resin that is a caprolactam-based ionic compound or a biscaprolactam-based compound represented by the following Chemical Formula 2:
[Formula 2]
Figure pat00011

Wherein R 1 is a linear or branched substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group.
청구항 1에 있어서,
상기 반응활성화제는 N-아세틸카프로락탐(N-acetylcaprolactam), N-아세틸라우로락탐(N-acetyllaurolactam) N-아세틸프로피오락탐(N-acetylpropiolactam), N-아세틸발러로락탐(N-acetylvalerolactam), N-아세틸ε-카프로락탐(N-acetylε-caprolactam), N-아세틸 헵타노락탐(N-acetylheptanolactam), N-아세틸옥타노락탐(N-acetyloctanolactam), N-아세틸노나노락탐(N-acetylnonanolactam), N-아세틸데카노락탐(N-acetyldecanolactam), N-아세틸언데카노락탐(N-acetylundecanolactam), N-아세틸도데카노락탐(N-acetyldodecanolactam) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것인 폴리아미드 수지.
The method according to claim 1,
The reaction activator is N-acetylcaprolactam, N-acetyllaurolactam, N-acetylpropiolactam, N-acetylvalerolactam , N-acetylε-caprolactam, N-acetylheptanolactam, N-acetyloctanolactam, N-acetylnonanolactam ), N-acetyldecanolactam (N-acetyldecanolactam), N-acetyl undecanolactam (N-acetylundecanolactam), N- acetyl dodecanolactam (N-acetyldodecanolactam) and one selected from the group consisting of combinations thereof polyamide resin.
청구항 1에 있어서,
상기 반응활성화제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 25 몰부 이상 100 몰부 이하인 것인 폴리아미드 수지.
The method according to claim 1,
The content of the reaction activator is 25 mol parts or more and 100 mol parts or less with respect to 100 mol parts of the initiator.
청구항 1에 있어서,
상기 분자량 조절제는 다이에폭사이드계 화합물, 디아민계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것인 폴리아미드 수지.
The method according to claim 1,
The molecular weight modifier is a polyamide resin that is one selected from the group consisting of a diepoxide-based compound, a diamine-based compound, and combinations thereof.
청구항 7에 있어서,
상기 다이에폭사이드계 화합물은 하기 화학식 3인 것인 폴리아미드 수지:
[화학식 3]
Figure pat00012

상기 R2는 직쇄 또는 분지쇄인 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
8. The method of claim 7,
The diepoxide-based compound is a polyamide resin of Formula 3 below:
[Formula 3]
Figure pat00012

Wherein R 2 is a linear or branched substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group.
청구항 7에 있어서,
상기 디아민계 화합물은 하기 화학식 4인 것인 폴리아미드 수지:
[화학식 4]
Figure pat00013

상기 R3은 직쇄 또는 분지쇄인 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
8. The method of claim 7,
The diamine-based compound is a polyamide resin of Formula 4 below:
[Formula 4]
Figure pat00013

and R 3 is a linear or branched substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted arylene group.
청구항 1에 있어서,
상기 분자량 조절제의 함량은 상기 개시제 100 몰부에 대하여 20 몰부 이상 150 몰부 이하인 것인 폴리아미드 수지.
The method according to claim 1,
The content of the molecular weight modifier is 20 mole parts or more and 150 mole parts or less based on 100 mole parts of the initiator.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 혼합물은 촉매를 더 포함하는 것인 폴리아미드 수지.
The method according to claim 1,
The first mixture is a polyamide resin that further comprises a catalyst.
청구항 1의 폴리아미드 수지의 제조방법에 있어서,
상기 제1 혼합물을 중합하여 프리폴리머를 제조하는 단계; 및
상기 프리폴리머에 분자량 조절제를 첨가한 상기 제2 혼합물을 반응시키는 단계;를 포함하는 폴리아미드 수지의 제조방법.
In the manufacturing method of the polyamide resin of claim 1,
preparing a prepolymer by polymerizing the first mixture; and
A method for producing a polyamide resin comprising a; reacting the second mixture with the addition of a molecular weight modifier to the prepolymer.
청구항 12에 있어서,
상기 프리폴리머를 제조하는 단계 이후,
상기 프리폴리머를 건조하는 단계;를 더 포함하는 것인 폴리아미드 수지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
After preparing the prepolymer,
The method for producing a polyamide resin further comprising; drying the prepolymer.
청구항 12에 있어서,
상기 프리폴리머가 중합 및 반응되어 상기 폴리아미드 수지를 제조되도록 형성된 반응로;
상기 프리폴리머가 제조되는 상기 반응로 내의 전단부와 연통되며, 상기 제1 혼합물을 투입하도록 형성된 제1 호퍼;
상기 프리폴리머가 상기 분자량 조절제와 반응하는 상기 반응로 내의 중단부와 연통되며, 상기 분자량 조절제를 투입하여 제2 혼합물을 제조하도록 형성된 제2 호퍼; 및
상기 제2 혼합물이 반응 후 상기 반응로 내 후단부에 연통되어 외부로 배출되는 배출구;를 포함하는 압출기를 이용하는 것인 폴리아미드 수지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
a reactor formed so that the prepolymer is polymerized and reacted to prepare the polyamide resin;
a first hopper that communicates with the front end of the reactor in which the prepolymer is produced and is formed to feed the first mixture;
a second hopper that communicates with a middle part in the reactor where the prepolymer reacts with the molecular weight regulator, and is formed to prepare a second mixture by introducing the molecular weight regulator; and
The method for producing a polyamide resin using an extruder comprising a; the second mixture is discharged to the outside through communication with the rear end of the reactor after the reaction.
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KR100322263B1 (en) * 1999-12-08 2002-02-06 김윤 An anion polymerization method of polyamide 12 using a molecular weight regulator
KR20170045889A (en) * 2015-10-20 2017-04-28 코오롱인더스트리 주식회사 Method for preparing polyamide and polyamide prepared by using the same

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