KR940004857B1

KR940004857B1 - 폴리에스테르계 수지조성물

Info

Publication number: KR940004857B1
Application number: KR1019900016173A
Authority: KR
Inventors: 신부영; 박흥식; 정상희; 박순종
Original assignee: 주식회사 코오롱; 하기주
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1994-06-02
Also published as: KR920008137A

Abstract

내용 없음.

Description

폴리에스테르계 수지조성물

제1도는 전방향족 열방성 액정 고분자를 폴리에틸렌테레프탈레이트에 용융혼합한 조성물로 성형한 수지의 파단면을 확대 촬영한 사진이고,

제2도는 긴 유연 사슬을 갖는 열방성 액정 고분자를 계면접착제로 사용한 액적 고분자와 폴리에틸렌테레프탈레이트 조성물로 성형한 수지의 파단면을 확대 촬영한 사진이며,

제3도는 긴 유연 사슬을 갖는 열방성 액정 고분자를 계면접착제로 사용하여 액정 고분자와 나일론 66 조성물로 성형한 수지의 파단면을 확대 촬영한 사진이다.

본 발명은 폴리에스테르계 수지조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사출물 혹은 압출물의 강도를 높이기 위해 액정 고분자를 첨가할때 첨가 액정 고분자와 모체 고분자와의 계면에서의 계면접착력을 높이기 위해 모체 고분자와 계면접착력이 매우 우수한 제3의 열방성 액정 고분자를 계면접착제로 소량 첨가시켜서 된 폴리에스테르계 수지조성물에 관한 것이다.

종래에는 폴리에스테르계 수지의 기계적 물성을 높이기 위해 탄소섬유 혹은 유리섬유 등을 충진시켜 그 목적을 달성하려 하였으나, 유리 혹은 탄소섬유를 충진하였을 때 충진물과 모체 고분자간의 계면접착력이 낮아 원하는 물성을 얻기가 힘들었고, 용융점도가 현격히 높아져 가공성이 떨어지며, 충진물과의 마모때문에 가공기기의 손상이 크게 되는 결점이 있었다.(참조: G. 키스, 고분자 공학 및 과학, 410,1987, Vol.27.No.6), 또한 최근에는 상업화되어 있는 열방성 액정 고분자인 셀라니즈(Celanese)사의 벡트라(Vectra), 에스트만 코닥사의(Eastman Codak) X7G둥을 모체 고분자에 충진시켜 수지의 물성과 가공성을 증가시키려 하였다. (참조: 미국특허 제4,386, 174호, 영국특허 제2,008,598호, 미국특허 제4,433,083호) 그러나, 이러한 경우 가공성은 어느 정도 향상시켰으나 동시에 물성을 향상시키지는 못했다. 그 이유로는 열방성 액정과 모체 고분자간의 계면접착력이 낮아 외부의 응력이 작용했을 때 그 응력이 계면에서 계면으로 전달되지 못하고 두 물질간의 계면에서 먼저 파괴가 일어나 액정 첨가 중량대비 0.5 내지 30%까지는 물성이 증가하지 않거나 오히려 감소하는 경향을 보였다.

이에 본 발명자들은 액정 고분자 충진제와 모체 고분자 사이의 혼화성이 부족하고 접착력이 약한 점들을 예의 주시하여 연구한 결과, 액정 고분자의 분자 구조를 변화시켜, 즉 액정의 주쇄에 아주 긴 유연성의 분자집단을 넣음으로써 액정 고분자의 분자거동을 모체 고분자의 분자 거동에 접근시켜 액정 고분자와 모체 고분자와의 접착력을 매우 향상시켜 수지의 강도 및 탄성율을 향상시키고, 수지의 점도를 낮추어 가공성을 향상시킬 수 있는 폴리에스테르계 수지조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기에서 같은 액정상 간에서 혼화성이 있다는 혼화법칙(Miscibility rule)에 의해 긴 유연사슬을 갖는 액정 단독 중합체와 전방향족 액정 고분자는 같은 네마틱상(nematic phase)에서는 서로 혼화성이 존재한다.

그러므로 아주 긴 유연사슬을 갖는 액정 고분자는 모체 고분자와의 계면접착력이 좋고 또한 전방향족 액정 고분자와 서로 상용성이 있으므로 액정 고분자와 모체 고분자간의 접착력을 높이는 제3의 접착 고분자로의 사용이 가능하다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리에스테르계 고분자 50 내지 99중량%에 다음 구조식(I)로 표시되는 열방성 액정 고분자 1 내지 50중량%를 첨가하여 혼합시킨 다음, 상기 혼합물 100중량부에 다음 구조식(Ⅱ)로 표시되는 유연한 열방성 액정 고)분자 0.1 내지 30중량부를 첨가시켜서 되는 폴리에스테르계 수지조성물임을 그 특징으로 한다.

상기식에서, m,n은 각각 0.1 내지 0.9의 값을 갖는 몰비로 m＋n=1.0을 만족하며, k는 6 내지 12의 탄소수를 갖는 알킬기를 나타내고, a,b는 100이상의 평균중합도이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리에스테르계 모체 고분자 50 내지 99중량%에 상기 구조식(I)로 표시되는 열방성 액정 고분자 1내지 50중량%를 첨가하여 혼합시킨 다음, 상기 혼합물 100중량부에 대하여 상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 아주 긴 유연 사슬을 갖는 열방성 액정 고분자 0.1 내지 30중량부를 첨가하여서 된 플리에스테르계 수지조성물인 것이다.

상기식에서 a,b가 99이하일 때는 상기 구조식(I)와 (Ⅱ)로 표시되는 액정 고분자는 모두 사용가능한 고분자가 될 수 없게 되며, k는 6 내지 12의 탄소수를 갖는 유연집단인 알킬 그룹을 나타내는데, K가 6 미만일 때는 상기 구조식(Ⅱ)의 액정 고분자 자체의 유연성이 현격히 떨어져서 상기 구조식(Ⅱ)와 모체 고분자간의 접착력이 떨어지게 되고, K가 12를 초과할 때는 상기 구조식(Ⅱ)의 분자쇄가 너무 유연하여 액정성을 상실하여 상기 구조식(Ⅱ)의 고분자와 상기 구조식(I)의 고분자의 혼합도가 없어지게 된다. 즉 혼화법칙에 벗어나게 된다.

본 발명에서는 나일론계 또는 폴리에스테르계 모체 고분자 50 내지 99중량%, 전방향족 열방성 액정 고분자 1 내지 50중량%를 첨가한 혼합물에 제3의 열방성 액정 고분자를 혼합물의 중량대비 0.1 내지 30중량부를 첨가한 것이 바람직한 바, 만약 제3의 열방성 액정 고분자를 0.1중량부 미만으로 첨가하면 접착효과가 없게 되고, 30중량부를 초과하여 첨가하게 되면 제3의 열방성 액정 고분자의 점도가 높아 혼합물의 흐름이 나빠지게 된다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

상기 구조식(I)로 표시되는 전방향족 열방성 액정 고분자(A)와 모체 고분자 폴레에틸렌테레프탈레이트(B)를 중량대비 A:B=5:95, 10:90, 20:80, 30:70, 50:50%의 비로 혼합기에서 혼합한 혼합물 100중량부에 대해 상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 긴 유연 사슬을 갖는 열방성 액정 고분자 1중량부를 첨가하여 다시 혼합하고 이축압축기로 용융혼련 후 사출성형기로 ASTM 덤밸-I형 시편, 즉 1/4"×1/2"×5"의 막대형 시편을 각각 성형한다.

상기 혼합물의 점도를 280℃에서 인스트론 캐필라리 점도계(Instron-Capillary Rheometer)로 전단속도(Shear rate) 100sec-¹에서 측정한 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

[표 1]

[비교예 1]

상기 구조식(I)로 표시되는 전방향족 열방성 액정 고분자(A)를 고유점도가(올소 클로로페놀 0.1g/dl 25℃) 0.65인 모체 고분자 폴레에틸렌테레프탈레이트(B)에 중량대비 A:B=0:100, 5:95, 10:90,20:80,30:70%의 비로 블렌더로 혼합하고 이출 압축기로 용융혼련 후 사출성형기로 ASTM 덤밸 I형 시편, 1/4"× 1/2"× 5"의 막대형 시편을 각각 성형한다. 상기 혼합물의 점도를 280℃에서 인스트론 캐필라리 점도계로 전단속도 100sec-¹에서 측정한 결과를 다음 표 2에 나타내었으며, 시편번호(5)의 조성물의 파단면 전자현미경 확대사진을 제1도에 나타내었다.

[표 2]

제1도에서 보는 바와 같이 상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 긴 유연 사슬을 갖는 열방성 액정 고분자가 없을때 상기 구조식(I)로 표시되는 전방향족 열방성 액정 고분자 도메인(domain) 주위에 원형의 기공이 있어 모체 고분자와 접착력이 아주 나쁨을 보여준다.

[실시예 2]

상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 열방성 액정 고분자를 혼합물 중량대비 5중량부로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 실시하였다. 그 결과를 다음 표 3에 나타내었으며 시험번호(4)의 파단 단면사진을 제2도에 나타내었다.

[표 3]

제2도에서 보는 바와 같이 상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 열방성 액정 고분자를 5중량부 첨가했을때 상기구조식(I)로 표시되는 전방향족 열방성 액정 고분자의 도메인 혹은 피브릴(Fibril)과 모체 고분자간의 경계면이 불분명하고 도메인 표면에 모체 고분자의 일부가 접착되어 있는 것으로 보아 계면접착력이 아주 우수한 것을 알 수 있다.

[실시예 3]

상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 열방성 액정 고분자를 혼합물 중량대비 10중량부로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 실시하였다. 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.

[표 4]

[비교예 2]

상기 구조식(I)로 표시되는 전방향족 열방성 액정 고분자(A)와 나일론 66(C)의 조성을 중량대비 A:C=0:100, 5:95, 10:90, 20:80, 30:70%로 하여 비교예 1과 같이 실시한 결과를 다음 표 5에 나타내었다.

[표 5]

[실시예 4]

비교예 2에서 A:C를 5:95, 10:90, 20:80, 30:70 50:50으로 하고 상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 열방성 액정 고분자를 A,C 혼합물에 5중량부 첨가하여 실시예 1과 같이 실시한 결과를 다음 표 6에 나타내었으며 시험번호(3)의 파단 단면사진을 제3도에 나타내었다.

[표 6]

제3도에서 보는 바와 같이 상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 열방성 액정 고분자를 5중량부 첨가했을때 상기구조식(I)로 표시되는 전방향족 열방성 액정 고분자의 도메인 혹은 피브릴(Fibril)과 모체 고분자간의 경계면이 불분명하고 도메인 표면에 모체 고분자의 일부가 접착되어 있는 것으로 보아 계면접착력이 아주 우수한 것을 알 수 있다.

[비교예 3]

상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 열방성 액정 고분자를 혼합물에 35중량부 첨가하여 실시한 것을 제외하고는 실시예 4와 같이 실시하였다. 그 결과를 다음 표 7에 나타내었다.

[표 7]

[비교예 4]

상기 구조식(I)로 표시되는 전방향족 열방성 액정 고분자(A)와 나일론 66(C)의 조성을 중량대비 A:C=60:40, 80:20%로 하여 혼합하고 상기 구조식(Ⅱ)로 표시되는 열방성 액정 고분자를 30중량부 첨가했을시의 물성 결과를 다음 표 8에 나타내었다.

[표 8]

Claims

폴리에스테르계 고분자 50 내지 99중량%에 대하여 다음 구조식(I)로 표시되는 열방성 액정 고분자 1 내지 50중량%를 첨가하여 혼합시킨 다음, 상기 혼합물 100중량부에 다음 구조식(Ⅱ)로 표시되는 유연한 열방성 액정 고분자 0.1 내지 30중량부를 첨가하여서 됨을 특징으로 하는 폴리에스테르계 수지조성물.

상기식에서, m,n은 각각 0.1 내지 0.9의 값을 갖는 몰비로 m+n=1.0을 만족하며, k는 6 내지 12의 탄소수를 갖는 알킬기이고, a,b는 100 이상의 평균중합도이다.