TW201835220A - 玻璃纖維填充之聚醯胺 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於玻璃纖維填充之聚醯胺組合物。在各態樣中,本發明提供一種組合物,其包括具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺。以包括玻璃纖維之聚醯胺的重量計,≥10至≤62重量%之該組合物為與聚醯胺摻合之玻璃纖維。該組合物可具有>22至<30.2之聚醯胺RV、4%至20%之斷裂伸長率、至少5重量%之玻璃纖維的長度等於或大於700微米,或其組合。
Description
一種改良聚醯胺聚合物之某些機械特性(例如拉伸強度)的習知方法為增加分子量及相對黏度(RV)。另一種方法為併入填料,諸如玻璃纖維。該兩種技術可能不相容,因為隨著RV的增加,填料之併入變得愈加困難,故填料可用於改良機械特性之程度可能受限。
在各個態樣中,本發明提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包括具有>22至<30.2之相對黏度(RV)的聚醯胺。以包括玻璃纖維之聚醯胺的重量計,玻璃纖維填充之聚醯胺組合物亦包括≥10至≤62重量%之與聚醯胺摻合的玻璃纖維。術語聚醯胺亦涵蓋聚醯胺共聚物之概念。 在各個態樣中,本發明提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包括具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺。以包括玻璃纖維之聚醯胺的重量計,玻璃纖維填充之聚醯胺組合物包括≥10至≤62重量%之與聚醯胺摻合的玻璃纖維。玻璃纖維填充之聚醯胺組合物具有4%至20%之斷裂伸長率。 在各個態樣中,本發明提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包括具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺。以包括玻璃纖維之聚醯胺的重量計,玻璃纖維填充之聚醯胺組合物包括≥10至≤62重量%之與聚醯胺摻合的玻璃纖維。至少5重量%之玻璃纖維的長度等於或大於700微米。 在各個態樣中,本發明提供一種製造本文所述之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的方法。該方法可包括摻合聚醯胺及玻璃纖維以形成玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其可為成品(例如室溫)聚醯胺組合物。 使用相對低RV聚醯胺提供相對高強度之填充聚醯胺將為合乎需要的。在各個態樣中,本發明之包括聚醯胺及玻璃纖維的組合物可具有優於聚醯胺組合物之某些優點,其中至少一些為出人意料的。在各個態樣中,與RV及聚醯胺特性之間關係的習知理解相反,包括較低RV聚醯胺之玻璃填充之組合物相較於包括玻璃填充之較高RV聚醯胺,可具有較佳特性(例如拉伸強度、拉伸模數、撓曲強度、撓曲模數、衝擊強度或其組合)。 在一些態樣中,藉由本發明方法產生之聚合物基本上不含熔點高於聚合反應期間使用之最高溫度的材料,從而避免先前批次之未熔融材料污染共聚物產物。在一些態樣中,聚合物係藉由該方法產生而不使用其他添加劑,從而避免產物被添加劑污染。 在各個態樣中,在聚合反應期間使用之最高溫度小於或等於約300℃,由此避免聚合物材料及所得高熔點材料之熱降解。在聚合過程中避免高熔點材料可特別有利於在後續批次中產生較佳品質的聚合物。因此,在各個態樣中,本發明之聚醯胺聚合物相較於藉由不同方法(諸如涉及較高溫度之方法)製造的相應聚合物,可具有較佳機械特性。 在各個態樣中,本發明之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物相較於其他玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,可具有較高斷裂伸長率。在各個態樣中,本發明組合物之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物相較於其他玻璃纖維填充之聚醯胺組合物可具有較長玻璃纖維的較大分佈,且由於可使用較小剪切力形成較低RV之聚醯胺,故使得玻璃纖維之斷裂相較於其他玻璃纖維填充之聚醯胺組合物較少。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張2016年12月20日申請之美國臨時專利申請案序號62/436,569之優先權,其揭示內容以全文引用的方式併入本文中。 現將詳細參考所揭示之主題的某些態樣,其實例部分展示於隨附圖式中。儘管將結合所列舉之申請專利範圍描述所揭示之主題,但應理解,所例示之主題不意欲將申請專利範圍限制於所揭示之主題。 本文所述之聚合物可以任何適合之方式終止。在一些態樣中,聚合物可用獨立地選自以下之端基封端:適合之聚合引發劑、-H、-OH、雜有0、1、2或3個獨立地選自-O-、經取代或未經取代之-NH-及-S-之基團的經取代或未經取代之(C1
-C20
)烴基(例如(C1
-C10
)烷基或(C6
-C20
)芳基)、聚(經取代或未經取代之(C1
-C20
)烴氧基)及聚(經取代或未經取代之(C1
-C20
)烴基胺基)。包括聚醯胺及玻璃纖維 (GF) 之組合物 .
在各個態樣中,本發明提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包括具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺。以包括玻璃纖維之聚醯胺的重量計,玻璃纖維填充之聚醯胺組合物亦包括≥10至≤62重量%之與聚醯胺摻合的玻璃纖維。玻璃纖維填充之聚醯胺可具有>22至<30.2之聚醯胺RV、4%至20%之斷裂伸長率、至少5重量%之玻璃纖維的長度等於或大於700微米,或其任何組合。玻璃纖維填充之聚醯胺可為成品聚醯胺組合物,例如在與玻璃纖維及任何其他視情況選用之添加劑摻合之後已冷卻至大致室溫且硬化的聚醯胺摻合物。 在各個態樣中,本發明提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包括具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺。以包括玻璃纖維之聚醯胺的重量計,玻璃纖維填充之聚醯胺組合物包括≥10至≤62重量%之與聚醯胺摻合的玻璃纖維。至少5重量%之玻璃纖維的長度等於或大於700微米。 在各個態樣中,較低相對黏度之聚醯胺可使得組合物具有與其他聚醯胺組合物相比較高的玻璃纖維含量且具有相應改良的特性。各種特性可與聚醯胺之RV (例如在GF之高或最大實際負載下的RV)呈負相關,諸如拉伸強度(例如根據ASTM D638-14量測)、拉伸模數、撓曲強度、撓曲模數、衝擊強度或其組合。舉例而言,包括玻璃纖維之最大負載的RV≥24至≤26之組合物的拉伸強度大於包括玻璃纖維之最大負載的RV≥29至≤31之組合物的拉伸強度,該兩種拉伸強度均根據ASTM D638-14量測。 聚醯胺可具有任何適合的AEG (醯胺端基)值,諸如在≥30至≤90莫耳/百萬克(mpmg)之範圍內。AEG值可經由任何適合之方法來控制,諸如藉由在聚合期間使用乙酸封端。乙酸終止可用於產生具有較低RV之聚醯胺。 聚醯胺可具有任何適合的RV(例如,如在90%甲酸中之8.4重量%溶液中所量測),諸如20至40、21至39、23至39、25至39、20至39、20至38、20至36、≥22至≤36、≥20至≤33、≥21至≤32、≥22至≤30、≥23至≤27、≥20至≤36、≥20至≤33、≥21至≤32、>22至<30.2、>22至≤30.0、>22至≤29、≥23至≤27、或20或更小,或小於、等於或大於20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或約40或更大。RV可在無玻璃纖維與聚醯胺混合之情況下測定,其中聚醯胺視情況不含玻璃纖維填充之聚醯胺組合物中的任何其他材料(例如量測基本上純聚醯胺的RV)或此等材料在RV測定期間視情況包括於聚醯胺中,諸如若其影響RV。 測定RV之替代方法為根據ISO 307量測聚醯胺之黏度數(VN,有時稱為黏度指數),且使用ISO標準內N66之轉換關係將VN轉換成RV。在N66之情況下,作為非限制性實例,83.93之VN (以於96%硫酸中之0.5重量%溶液測定)對應於25之RV。ISO標準給出相互轉換之等式為VN = -206.52124 + 90.23355 × ln(RV)。使用此等式,22之RV將對應於約72.4 ml/g之VN,且36之RV將對應於116.8 ml/g之VN。嚴格地說,此關係係針對N66,但出於本文之目的,可應用於其他聚醯胺,當聚醯胺在90%甲酸中具有較差溶解度特徵,但可在96%硫酸中溶解為0.5重量%溶液時,可用於確定溶液黏度。 舉例而言,EP220167根據ISO 307量測黏度指數(亦稱為黏度數),此為在96%硫酸中0.5重量%量測的溶液黏度。ISO 307亦給出用於此目的之轉換公式。在本申請案之實例中,RV係藉由功能上等於ASTM D789之方法量測。在EN ISO 307:2007中,在第29頁給出黏度數(VN)與RV之間關係的公式:VN = -206.52124 + 90.23355 × ln(RV);因此,RV = exp((VN+206.52124)/90.23355))。在EP220167之實驗部分中,描述三種N66基礎聚合物:PA1 VI (VN) = 135 ml/g,對應於計算之RV為44.08;PA2 VI (VN) = 98 ml/g,對應於計算之RV為29.2;PA3 VI (VN) = 101 ml/g,對應於計算之RV為30.2。 組合物可包括一種類型之玻璃纖維或多種類型之玻璃纖維。玻璃纖維可具有除圓形以外的橫截面形狀,例如卵形或矩形或多葉形,或H形或I形。一或多種玻璃纖維可佔組合物之任何適合之比例,諸如組合物之≥18重量%至≤60重量%、≥15重量%至≤50重量%、≥20重量%至≤40重量%、≥30重量%至≤50重量%為玻璃纖維,或組合物之約33重量%為玻璃纖維。玻璃纖維可為任何適合之玻璃纖維,諸如包括鈉鈣玻璃、熔融矽石玻璃、硼矽酸鹽玻璃、氧化鉛玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、氧化物玻璃、具有高氧化鋯含量之玻璃或其組合的玻璃纖維。玻璃纖維可具有任何適合之尺寸。玻璃纖維之長度可為約0.1 mm至約500 mm、約0.1 mm至約100 mm、約0.5 mm至約50 mm、約1 mm至約5 mm、或約0.1 mm或更小,或小於、等於或大於約0.2 mm、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250或約500 mm或更大。玻璃纖維之直徑可為約0.1微米至約10 mm直徑、約0.001 mm至約1 mm直徑、或約0.1微米或更小,或小於、等於或大於約1微米、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24、26、28、30、35、40、45、50、60、70、80、90微米、0.1 mm、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5、6、7、8、9 mm或約10 mm或更大。 在各個態樣中,該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物相較於其他玻璃纖維填充之聚醯胺組合物可具有較大濃度之較長玻璃纖維。舉例而言,至少部分由於聚醯胺之較低RV,故玻璃纖維填充之聚醯胺組合物可經由使用較小的力(例如較小剪切力)摻合而形成,其斷裂較少纖維且使更多纖維處於未斷裂的或較少斷裂的狀態。舉例而言,在各個態樣中,至少5重量%之玻璃纖維的長度等於或大於700微米,或小於、等於或大於6重量%、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19重量%或20重量%之玻璃纖維的長度等於或大於700微米。在各個態樣中,至少15重量%之玻璃纖維的長度等於或大於600微米,或小於、等於或大於16重量%、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30重量%或更多的玻璃纖維的長度等於或大於600微米。在各個態樣中,此段落中所描述之重量%範圍可使用初始長度為3 mm且直徑為10微米之玻璃纖維來確定,或可使用任何適合之長度及直徑的纖維來確定,諸如本文所述之任何適合之長度及直徑。 在各個態樣中,玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率高於其他玻璃纖維填充之聚醯胺組合物。玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率可為4%至20%、4%至6%、4.3%至5.2%或4%或更小,或小於、等於或大於4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或約20%或更大。斷裂伸長率可根據ISO 527來量測。 組合物可包括除均聚物之外的任何材料。組合物可包括聚酯,諸如聚(對苯二甲酸乙二酯)或聚己內酯;聚碳酸酯;聚醚;環氧聚合物;環氧乙烯酯聚合物;聚醯亞胺,諸如聚均苯四醯亞胺;酚醛聚合物;胺甲醛聚合物,諸如三聚氰胺聚合物;聚碸;聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) (ABS);聚胺基甲酸酯;聚烯烴,諸如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚氯乙烯或聚(二環戊二烯);聚丙烯酸酯,諸如聚(丙烯酸乙酯);聚(烷基丙烯酸酯),諸如聚(甲基丙烯酸甲酯);聚矽烷,諸如聚(碳硼烷-矽烷);氰酸酯樹脂體系;聚磷氮烯;及其組合。組合物可包括彈性體,諸如彈性體聚合物、彈性體共聚物、彈性體嵌段共聚物、彈性體聚合物摻合物或其組合。彈性體聚合物之實例可包括聚烯烴、聚矽氧烷諸如聚(二甲基矽氧烷) (PDMS)、聚氯丁二烯及聚硫化物;共聚物彈性體之實例可包括聚烯烴共聚物及碳氟化合物彈性體;嵌段共聚物彈性體之實例可包括丙烯腈嵌段共聚物、聚苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烴嵌段共聚物、聚酯嵌段共聚物、聚醯胺嵌段共聚物及聚胺基甲酸酯嵌段共聚物;且聚合物摻合物彈性體之實例包括彈性體與另一種聚合物之混合物。組合物可包括此等聚合物之混合物,包括包含此等聚合物中之兩者或更多者之重複單元的共聚物,及/或包括此等聚合物中之兩者或更多者的摻合物。組合物可包括一或多種催化劑、酸產生劑、溶劑、相容劑、交聯劑、防結塊劑、偶合劑、填料、熱穩定劑、光穩定劑、抗氧化劑、抗衝擊改質劑、增黏劑、阻燃劑、塑化劑、發泡劑、著色劑、染料、芳香劑、發泡添加劑、加工助劑、潤滑劑、黏著促進劑、殺生物劑、抗微生物添加劑或其組合。在本發明之一些態樣中,組合物可為物理摻合物。在本發明之其他態樣中,組合物可為併入相容劑之摻合物,該等相容劑可為反應性或非反應性的。 根據所揭示之組合物及方法,標準工業玻璃填料纖維為有用的。關於將玻璃纖維併入耐綸66中之資訊,參見Javangula, S., Ghorashi, B.及Draucker, C.C. Journal of Materials Science (1999) 34: 5143。以包括所有添加劑及填料(包括玻璃纖維)之成品聚醯胺組合物的重量計,所揭示之組合物可含有≥10重量%至≤60重量%玻璃纖維、例如≥15重量%至≤50重量%玻璃纖維、≥20重量%至≤40重量%玻璃纖維、例如≥30重量%至≤50、例如33重量%玻璃纖維。 填料之非限制性實例可包括滑石、雲母、黏土、二氧化矽、氧化鋁、碳纖維、碳黑、玻璃纖維、天然纖維、木粉、木纖維、非木材植物纖維、鋸屑、刨花、新聞紙、紙、亞麻、大麻、麥稈、稻殼、洋麻、黃麻、劍麻、花生殼、大豆皮或其組合。 在本發明之各個態樣中,可使用工業混配或擠出設備將諸如耐綸66之聚醯胺樹脂與預定量之玻璃纖維及其他添加劑熔融捏合。舉例而言,聚醯胺樹脂可供應至混配機之進料口,且玻璃纖維可在進料口、側進料口或兩者之某一組合引入。依據所需溫度範圍、擠出壓力、擠出時間、螺桿速度等,可適當地設定混配條件以在排出口獲得均質化熔體。混配的GF加強型聚合物股在混配後可立即在適合之製粒機中用水冷卻進行堆垛。所獲得之粒料可用於其他工業製程,諸如射出成形,用於製造所關注之部件及物品。聚醯胺 .
玻璃纖維填充之聚醯胺組合物可包括一種均聚物或多於一種聚合物。一或多種聚合物可形成組合物之任何適合之比例,諸如38至90重量%、40至82重量%、50至85重量%、60至80重量%、50至70重量%或78重量%。聚醯胺可為聚合物或共聚物。在一些態樣中,聚醯胺可為N66 (耐綸66)、66/6T (例如70:30 66/6T,亦即耐綸66與耐綸6T之共聚物,其中66為己二胺及己二酸之聚合物,且其中6T為己二胺及對苯二甲酸之聚合物),或其組合。 聚合物樹脂之適合實例可包括(但不限於) AB及AABB型聚醯胺(耐綸)樹脂,諸如PA6、PA7、PA8、PA9、PA10、PA11、PA12、PA46、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA1212等。在聚合物工業中,術語「聚醯胺」可與「耐綸」互換使用,兩者對於聚合物科學技術人員具有相同的含義。舉例而言,聚醯胺6 (PA6)亦稱為耐綸6 (N6)。同樣,聚醯胺66 (PA66)亦稱為耐綸66或耐綸-6,6 (N66)。 適合聚醯胺之實例包括(但不限於)聚六亞甲基己二醯胺(PA66)、聚己醯胺(PA6)、聚庚醯胺(polyenanthamide)(PA7)、聚十二內醯胺(PA12)、聚十一醯胺(PA11)、聚六亞甲基十二醯胺(PA612)及其任何組合。適合聚醯胺之實例包括PA66 (聚六亞甲基己二醯胺)及PA6 (聚己醯胺)。 已知大量程序用於產生聚醯胺、不同單體構建嵌段、用於達成所需分子量之各種鏈調節劑,或另外具有反應性基團視所需最終產品而用於後續所欲後處理程序的單體。 根據本發明產生之聚醯胺亦可與其他聚醯胺及/或其他聚合物一起使用。 聚醯胺樹脂可視情況進一步包括至少一種共聚醯胺(例如一種包括醯胺基之重複基團且亦包括另一基團(諸如醯胺或另一部分)之不同重複基團之共聚物的聚醯胺),則形成共聚醯胺之適合單體的非限制性實例可包括己內醯胺、胺基己酸、2-甲基-1,5-二胺基戊烷、癸二酸、十二烷二酸、間苯二甲酸及對苯二甲酸。 聚醯胺共聚物可由反應混合物形成。反應混合物可包括加合物A及加合物B。加合物A可為具有結構H2
N-R1
-NH2
之二胺或其鹽與具有結構HO-C(O)-R2
-C(O)-OH之脂族二酸或其鹽的1:1加合物。加合物B為具有結構H2
N-R1
-NH2
之二胺或其鹽與具有結構HO-C(O)-R3
-C(O)-OH之芳族二酸或其鹽的1:1加合物。在每次出現時,R1
可獨立地為經取代或未經取代之(C1
-C20
)伸烷基。在每次出現時,R2
可獨立地為經取代或未經取代之(C1
-C20
)伸烷基。在每次出現時,R3
可獨立地為經取代或未經取代之(C6
-C20
)伸芳基。反應混合物中加合物A與加合物B之莫耳比可為約61:39至約90:10。 反應混合物可包括加合物A及加合物B。除加合物A及加合物B之外,反應混合物可包括任何適合之材料,諸如一或多種溶劑(例如水及水混溶性溶劑,諸如醇)、其他反應物(例如可參與聚合且可併入共聚物中之其他物種、催化劑及其類似物。在一些態樣中,反應混合物僅包括加合物一種、加合物B及水性溶劑,且基本上不含其他材料。反應混合物中加合物A與加合物B之莫耳比可為任何適合之比率,諸如約61:39至約90:10、約61:39至約80:20、約65:35至約75:25、約70:30或約61:39或更小,或小於、等於或大於約62:38、63:37、64:36、65:35、66:34、67:33、68:32、69:31、70:30、71:29、72:28、73:27、74:26、75:25、76:24、77:23、78:22、79:21或約80:20或更大。反應混合物中加合物A及B之濃度可為任何適合之濃度。舉例而言,反應混合物中加合物A及B之組合濃度可為約10重量%至約90重量%、約40重量%至約50重量%、約10重量%或更小,或小於、等於或大於約15重量%、20、22、24、26、28、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、62、64、66、68、70、75、80、85重量%或約90重量%或更大。 加合物A可為具有結構H2
N-R1
-NH2
之二胺或其鹽與具有結構HO-C(O)-R2
-C(O)-OH之脂族二酸或其鹽的1:1加合物。該加合物可為由大致1:1莫耳比之二胺或其鹽在脂族二酸或其鹽存在下產生的任何適合之材料。該加合物可為二胺及二酸之混合物,該加合物可為由二胺及二酸混合形成之材料,或其組合。形成加合物A之混合物不必包括恰好1:1莫耳比之二胺或其鹽與脂族二酸或其鹽;例如,混合物可包括比二酸更多的二胺或反之亦然。該加合物可為鹽。舉例而言,羧酸基可使胺基質子化以形成銨/羧酸根離子對。 在每次出現時,R1
可獨立地為經取代或未經取代之(C1
-C20
)伸烷基。變數R1
可為(C1
-C10
)伸烷基。變數R1
可為2-甲基伸戊基且二胺可為2-甲基戊二胺(MPMD)。變數R1
可為伸己基且二胺可為己二胺。在每次出現時,R2
可獨立地為經取代或未經取代之(C1
-C20
)伸烷基。變數R2
可為(C1
-C10
)伸烷基。變數R2
可為伸丁基且脂族二酸可為己二酸。 加合物B可為具有結構H2
N-R1
-NH2
之二胺或其鹽與具有結構HO-C(O)-R3
-C(O)-OH之芳族二酸或其鹽的1:1加合物。該加合物可為由大致1:1莫耳比之二胺或其鹽在芳族二酸或其鹽存在下產生的任何適合之材料。該加合物可為二胺及二酸之混合物,該加合物可為由二胺及二酸混合形成之材料,或其組合。形成加合物B之混合物不必包括恰好1:1莫耳比之二胺或其鹽與芳族二酸或其鹽;例如,混合物可包括比二酸更多的二胺或反之亦然。該加合物可為鹽。舉例而言,羧酸基可使胺基質子化以形成銨/羧酸根離子對。 在一些態樣中,乙酸可在聚合之前添加至鹽中以限制聚合期間之分子量(MW)及相對黏度(RV)生長。適合之良在1 ppmw至5000 ppmw之範圍內(以成品聚醯胺之重量計),例如500至4000 ppmw,例如2000至3500 ppmw。關於乙酸作為封端劑以控制RV增益之論述,參見Jacobs及Zimmerman, Polymerization Processes之「Chapter 12: Preparation of 6,6-Nylon and Related Polyamides」, 由Charles Schildknect編, John Wiley & Sons, (1977) 第443-444頁。 加合物A及B可分開或一起形成。分開形成加合物A及B可包括形成包括1:1莫耳比之二胺或其鹽與脂族二酸或其鹽的混合物,形成包括1:1莫耳比之二胺或其鹽與芳族二酸或其鹽的混合物,及組合加合物A及B(例如組合兩種混合物,或純化加合物A及B且組合經純化之加合物)。一起形成加合物A及B可包括形成包括1:1莫耳比之二胺或其鹽與脂族二酸或其鹽且另外包括1:1莫耳比之二胺或其鹽與芳族二酸或其鹽的混合物,使得所存在的二胺或其鹽的莫耳數等於脂族二酸或其鹽與芳族二酸或其鹽之組合莫耳數。一起形成加合物A及B可包括以相同或不同反應速率形成加合物。一起形成的加合物可原樣使用或可在用於反應混合物之前純化。 在每次出現時,R3
可獨立地為經取代或未經取代之(C6
-C20
)伸芳基。變數R3
可為苯基且芳族二酸可獨立地選自對苯二甲酸及間苯二甲酸。變數R3
可為苯基且芳族二酸可為對苯二甲酸。 聚醯胺共聚物可具有任何適合的熔點。所形成之聚醯胺共聚物可具有各種長度(例如各種聚合度),使得聚醯胺共聚物展現一系列RV。聚醯胺共聚物可具有任何適合的最大熔點(例如所形成的所有聚醯胺共聚物熔融的熔點)。聚醯胺共聚物之熔點可等於或小於使反應混合物經受足以形成聚醯胺共聚物之條件時所用的最高溫度。聚醯胺共聚物之熔點可為約100℃至約310℃、約100℃至約300℃、或約200℃至約300℃、或約100℃或更低。聚醯胺共聚物之熔點可小於或等於約(例如最大熔點小於或等於約) 310℃、300℃、295℃、290℃、280℃或約270℃或更低。 使反應混合物經受足以形成聚醯胺共聚物之條件可在諸如分批反應器或連續反應器之反應器中進行。在一些態樣中,反應器為高壓釜(例如具有自其中的反應混合物移除水之能力的高壓釜)。 在使反應混合物經受足以形成聚醯胺共聚物之條件期間,反應器之最高溫度可為約310℃、300℃、295℃、295℃、290℃、280℃或約270℃或更低。 使反應混合物經受足以形成聚醯胺共聚物之條件可包括自反應混合物移除水。水可自反應混合物移除,直至水為反應混合物之約0重量%至約30重量%、或約0重量%、或約0.0001重量%或更小,或小於、等於或大於約0.0005、0.001、0.005、0.01、0.2、0.4、0.6、0.8、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28重量%或約30重量%或更多。自反應混合物移除水可包括在壓力下加熱反應混合物同時移除水、在真空下加熱反應混合物同時移除水,或其組合。舉例而言,移除水可包括首先在壓力下加熱移除水,其次隨後在真空下加熱移除水。 使反應混合物經受足以形成聚醯胺共聚物之條件可包括使反應混合物經受約2070 kPa (300 psi)之最大壓力,或約0.001 kPa至約20,000 kPa、0.1 kPa至約2100 kPa、約27.6 kPa (4 psi)至約1860 kPa (270 psi)、或約0.001 kPa或更小、或小於、等於或大於約0.01 kPa、0.1、1、2、4、6、10、15、20、25、50、75、100、200、250、500、750、1,000、1,250、1,500、1,750、2,000、2,500、5,000、10,000或約20,000 kPa或更大的壓力。 使反應混合物經受足以形成聚醯胺共聚物之條件可包括使反應混合物經受約(例如不超過)約100℃至約310℃、約200℃至約300℃、或低於或等於約310℃、300℃、295℃、290℃、280℃或約270℃或更低的溫度。 在各個態樣中,可密封含有反應混合物之反應器(例如高壓釜)且反應混合物可逐漸加熱至約100℃至約250℃(例如約200℃),同時移除水以將反應混合物濃縮至約60重量%至約95重量% (例如70重量%至約85%)。可加熱濃縮的反應混合物,直至達到200 kPa至約2100 kPa (例如約1724 kPa (250 psi)至約1860 kPa (270 psi))之壓力。反應混合物可藉由逐漸蒸餾水保持在此壓力下,直至反應混合物之溫度達到約200℃至約290℃(例如250℃至約270℃)。反應混合物中之水的重量%可經由逐漸蒸餾水達到約15重量%至約30重量%。反應混合物壓力可經適合之時段(例如15 -45分鐘)釋放,直至其達到大氣壓。反應混合物壓力可在真空下逐漸降低至約0.001 kPa至約50 kPa (例如約28 kPa (4 psi)至約103 kPa (15 psi),且可保持在此壓力下,同時將反應混合物加熱至270℃至約310℃(例如約290℃至約300℃)。在聚合物熔體自高壓釜排出之前,反應混合物可在此溫度及壓力下保持適合之時段(例如5-30分鐘)。 聚醯胺可藉由二羧酸及二酸衍生物與二胺之聚合來製造。在一些情況下,聚醯胺可經由胺基羧酸、胺基腈或內醯胺之聚合來產生。二羧酸組分宜為至少一種分子式HO2
C-R1
-CO2
H之二羧酸;其中R1
表示二價脂族、環脂族或芳族基團或共價鍵。R1
宜包括2至20個碳原子、例如2至12個碳原子、例如2至10個碳原子。R1
可為包括2至12個碳原子、或2至10個碳原子、例如2、4、6或8個碳原子之直鏈或分支鏈、例如直鏈伸烷基、未經取代之伸苯基或未經取代之伸環己基。視情況,R1
可含有一或多個醚基。舉例而言,R1
為包括2至12個碳原子、或2至10個碳原子、例如2、4、6或8個碳原子之伸烷基、例如直鏈伸烷基。 適合之二羧酸的具體實例包括己烷-1,6-二酸(己二酸)、辛烷-1,8-二酸(辛二酸)、癸烷-1,10-二酸(癸二酸)、十二烷-1,12-二酸、1,2-環己烷二甲酸、1,3-環己烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、1,2-環己烷二乙酸、1,3-環己烷二乙酸、苯-1,2-二甲酸(鄰苯二甲酸)、苯-1,3-二甲酸(間苯二甲酸)、苯-1,4-二甲酸(對苯二甲酸)、4,4'-氧基雙(苯甲酸)及2,6-萘二甲酸。適合之二羧酸為己烷-1,6-二酸(己二酸)。 二胺組分宜為至少一種式H2
N-R2
-NH2
之二胺;其中R2
表示二價脂族、環脂族或芳族基團。R2
宜包括2至20個碳原子、例如4至12個碳原子、例如4至10個碳原子。R2
可為包括4至12個碳原子、例如4至10個碳原子、例如4、6或8個碳原子之直鏈或分支鏈、例如直鏈伸烷基、未經取代之伸苯基或未經取代之伸環己基。視情況,R2
可含有一或多個醚基。舉例而言,R2
為包括4至12個碳原子、或4至10個碳原子、例如2、4、6或8個碳原子之伸烷基、例如直鏈伸烷基。 適合之二胺的具體實例包括丁二胺、戊二胺、己二胺、辛二胺、癸二胺、十二烷二胺、2-甲基戊二胺、3-甲基戊二胺、2-甲基己二胺、3-甲基己二胺、2,5-二甲基己二胺、2,2,4-三甲基己二胺、2,4,4-三甲基己二胺、2,7-二甲基辛二胺、2,2,7,7-四甲基辛二胺、1,2-環己二胺、1,3-環己二胺、1,4-環己二胺、4,4'-二胺基二環己基甲烷、苯-1,2-二胺、苯-1,3-二胺及苯-1,4-二胺。適合之二胺為己二胺。 芳族二酸宜為至少一種式HO-C(O)-R3
-C(O)-OH之二酸,其中變數R3
為經取代或未經取代之芳基,諸如苯基。在一個態樣中,芳族二酸為對苯二甲酸。 聚醯胺樹脂可進一步包括催化劑。在一個態樣中,催化劑可按重量計以10 ppm至1,000 ppm範圍內之量存在於聚醯胺樹脂中。在另一態樣中,催化劑可按重量計以10 ppm至300 ppm範圍內之量存在。催化劑可包括(但不限於)磷和氧磷化合物,諸如磷酸、亞磷酸、次磷酸、低磷酸、芳基磷酸、芳基次膦酸、其鹽及其混合物。在一個態樣中,催化劑可為次磷酸鈉(SHP)、次磷酸錳、苯基亞膦酸鈉、苯基膦酸鈉、苯基亞膦酸鉀、苯基膦酸鉀、雙苯基亞膦酸己二銨、甲苯基亞膦酸鉀或其混合物。在一個態樣中,催化劑可為次磷酸鈉(SHP)。 聚醯胺之加強可藉由例如自擠出機將例如玻璃纖維或礦物質纖維併入聚醯胺熔體中來進行。實例
本發明之各個態樣可藉由參考藉助於說明提供的以下實例來更好地理解。本發明不限於本文給出的實例。 表徵以下材料:N66 (未填充之耐綸66)及N66 GF (耐綸66與30至60重量%範圍內之玻璃纖維的混配摻合物)。所用玻璃纖維為標準短玻璃纖維,例如Chongqing Polycomp International Corp. (www.cpicfiber.com)之市售產品PA短切股。在實例中,使用具有3-mm短切長度及10-μm長絲直徑玻璃纖維的E-玻璃短切股等級301HP。在本發明中,術語「玻璃纖維」縮寫為「GF」,其被理解為聚合物及混配行業中之標準術語。除非另有說明,否則聚合物樣品中GF之量表示為總量之重量%。 通常藉由量測溶液黏度來推斷聚醯胺樹脂之分子量。兩種最常見的方法為:(i) 用於相對黏度(RV)量測之ASTM D789,及(ii)使用硫酸獲得黏度數(VN)值之ISO 307。不論選擇何種方法,黏度值及有待考慮之趨勢均藉由相同方法測定。 本文實例中使用之術語「RV」係指如在8.4重量%之90%甲酸溶液中所量測(除非另外指明)之聚合物樣品的相對黏度。HDT為以℃單位在熱變形溫度,其係根據ISO 175量測。材料之拉伸強度(MPa)係根據ASTM D638-14方法來量測。材料之拉伸模數(MPa)係根據ISO 527來量測。材料之%斷裂伸長率係根據ISO 527來量測。材料在3.0%應變下之撓曲應力(MPa)係根據ISO 178來量測。材料之撓曲模數(MPa)係根據ISO 178來量測。材料之缺口衝擊強度(23℃,kJ/m2
)係根據ISO 180方法來量測。 如本文所用,技術術語「剪切黏度」或「表觀剪切黏度」或「表觀熔融黏度」係指聚合物熔體對施加的剪切流或剪切速率的耐受性。在無限慢速剪切下的聚合物熔體黏度稱為零剪切速率黏度(η0
)。一般而言,剪切速率係以時間標度之倒數為單位量測的,諸如s-1
,例如1 s-1
、10 s-1
、100 s-1
、1000 s-1
。如本文所用,技術術語「拉伸黏度」或「伸長黏度」係指當施加的應力為拉伸或伸長應力時,諸如在聚合物熔體擠出期間的黏度係數。黏度單位為帕•秒(縮寫為Pa·s)或千帕•秒(kPa·s)。實例 1. 聚醯胺樣品 .
所量測之材料特性顯示於表1中。在表中,RV值係指在與玻璃纖維及其他添加劑之混配步驟之前,根據本發明之各個態樣的聚合物樣品且在此情況下耐綸66。 圖1展示所觀察到的樣品2、7、12及15之RV與實際玻璃負載極限之間的關係。在點線以上之區域加工不良,而在點線以下之區域經歷可接受之加工。 圖2A-C分別展示各RV樣品及根據樣品1、2、5、6、7、11、12及15之耐綸66樣品在22、25、30及35 RV以及50、55及60重量%之玻璃纖維負載下的拉伸強度、撓曲強度及缺口衝擊強度。 表1亦包括數種市售GF加強型PA66聚合物樹脂之機械強度資料。Ultramid®
A3EG10由BASF銷售且為一種玻璃纖維加強型射出成形級樹脂。除量測的RV值為42以外,所有列出的特性均取自關於Ultramid®
A3EG10樹脂所發佈的BASF手冊產品資料表。Zytel®
70G50HSL為由DuPont市售之50%玻璃加強型耐綸66樹脂。其列出的特性取自關於Zytel®
70G50HSL樹脂所發佈的DuPont產品資訊。NILAMID®
A3 W GF55為可自Celanese Corp購得之55%玻璃纖維加強型熱穩定聚醯胺66 (耐綸66)化合物。列出的NILAMID®
A3 W GF55樹脂的機械特性可在www.materialdatacenter.com上獲得。Akromid®
A3 GF 60 1為可自Akro-Plastic GmbH購得之60%玻璃纖維加強及熱穩定型聚醯胺66。其列出的機械特性可在http://www.matweb.com上獲得。 表1. 樣品.
*平均資料實例 2. 流變特性 .
在275℃下測定樣品5 (在50重量% GF及0.04重量%濕度下,RV為25)及樣品17 (在50重量% GF及0.038重量%濕度下,RV為38)樣品之預乾燥耐綸66樣品的毛細管流變性。此等樣品使用Rosand毛細管流變儀在275℃下表徵。樣品在擠出之前在經加熱之流變儀筒中熔融。熔體在一系列流動(剪切)速率下經由1 mm直徑之模具擠出,且在各速率下在模具入口的正上方記錄壓降。使用不同長度(在此情況下為20 mm及0.25 mm)之模具進行兩次平行量測以允許進行模具入口壓降校正(Bagley)。由模具幾何結構及所記錄之壓降計算出表觀剪切及瞬時拉伸黏度(Cogswell分析)。表觀熔融黏度之單位為Pa·s。剪切速率為體積流量與模具幾何結構之函數且以秒之倒數(s-1
)為單位量測。 圖3及4展示所量測之樣品5 (菱形)及樣品17 (正方形)的毛細管流變性資料。圖3展示在275℃下所量測之表觀剪切黏度資料,其中剪切速率(s-1
)在X軸上且剪切黏度(Pa·s)在Y軸上。圖4展示在275℃下所量測之瞬時拉伸黏度,其中拉伸應力(kPa)在X軸上且拉伸黏度(kPa·s)在Y軸上。表2給出樣品5及17在100 s-1
及1000 s-1
表觀剪切速率下之表觀熔融黏度資料(Pa·s,在275℃下量測)。 表2.樣品5及16之表觀熔融黏度. 實例 3. 玻璃纖維加強型聚合物樣品之玻璃纖維長度分佈 .
對於表1之玻璃纖維(GF)加強型聚合物樣品,GF長度分佈係藉由在樣品製備期間儘可能保持GF完好,藉由使適當濃度之GF分散於所用溶劑中,及藉由對自動影像處理軟體採用適當的影像對比度來測定。GF長度分佈測定方法中之儀器及設備包括Leica DM RX光學顯微鏡、Olympus DP71數位視訊攝影機、Image ProPlus影像處理軟體。使用乙二醇作為溶劑。 每個分析的GF加強型聚合物樣品在灰化爐中在650℃下灰化30分鐘以產生密實餅形式的灰化GF。將約20 cc乙二醇添加至含有約0.5 g灰化GF樣品之小瓶中且保持隔夜或更長時間以使GF適當潤濕。在潤濕後,輕緩地震盪小瓶以分散GF且取出代表性分散體樣品用於分析。拍攝GF分散體影像且使用Image ProPlus軟體分析以確定GF長度分佈。 50重量% GF加強型N66聚合物樣品,亦即26 RV、38 RV及48 RV樹脂(樣品8、17、21)之GF長度分佈資料列於表3中。在表3中,各GF長度範圍(亦即個別列)之%值係由其相應計數值除以總計數值(亦即最後一列)計算得出。標記「平均GF長度(μm)」之列獲自表3資料之算術平均值。 表3.樣品8、17及21之玻璃纖維分佈資料.
在圖5中,使用X軸上的GF長度(μm)及Y軸上的相應%值以條形圖形式繪製來自表3之樣品8、17及21的資料。條形圖資料顯示,GF長度分佈主要集中在200-400 μm範圍內。線為累積分佈,顯示各分析樣品之GF長度的整體分佈。自平均值及重量平均分佈趨勢均觀察到,樣品8(26 RV樣品)中存在比樣品17 (RV = 38)或21 (RV = 48)更多的長纖維。 由於與包括較高RV聚醯胺之摻合物相比,形成摻合物需要較少剪切功,故假設較低RV樣品具有更多長玻璃纖維。實例 6. 端基分析 .
表4展示用於形成樣品4-7 (RV = 25)、樣品9-12 (RV = 30)及樣品13-15 (RV = 35)之聚醯胺的端基分析資料。 表4.端基分析。黏度指數係以0.5重量%於硫酸中之形式給出,且經由ISO 307計算。RV係以8.4重量%於90%甲酸中之形式給出。AEG為以莫耳/百萬克(mpmg)量測之胺端基。CEG為羧基端基,且由AEG、TEG及AcOH計算得出,其均具有莫耳/百萬克(mpmg)之單位。添加乙酸(AcOH)作為惰性端基。TEG (SE)為總端基,且由RV藉由經驗公式計算得出。DE為端部之差,以(CEG-AEG)差計算得出,其具有以莫耳/百萬克(mpmg)量測之單位。 例示性態樣 .
提供以下例示性態樣,其編號不應解釋為指定重要性等級: 態樣1提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包含: 具有>22至<30.2之相對黏度(RV)的聚醯胺;及 ≥10至≤62重量%之與該聚醯胺摻合的玻璃纖維,以包括該等玻璃纖維之該聚醯胺的重量計。 態樣2提供態樣1之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中根據ASTM D638-14量測之該組合物的拉伸強度與該聚醯胺之RV呈負相關。 態樣3提供態樣1-2中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺之RV為>22至≤30.0。 態樣4提供態樣1-3中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺之RV為>22至≤29。 態樣5提供態樣1-4中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺之RV為≥23至≤27。 態樣6提供態樣1-5中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中包含該等玻璃纖維之最大負載的RV≥24至≤26之該組合物的拉伸強度大於包含該等玻璃纖維之最大負載的RV≥29至≤31之該組合物的拉伸強度,該兩種拉伸強度均根據ASTM D638-14量測。 態樣7提供態樣1-6中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥15重量%至≤60重量%為玻璃纖維。 態樣8提供態樣1-7中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥18重量%至≤50重量%為玻璃纖維。 態樣9提供態樣1-8中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥20重量%至≤40重量%為玻璃纖維。 態樣10提供態樣1-9中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥30重量%至≤50重量%為玻璃纖維。 態樣11提供態樣1-10中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥40重量%為該聚醯胺。 態樣12提供態樣1-11中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥50重量%為該聚醯胺。 態樣13提供態樣1-12中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺AEG值(胺端基)在≥30至≤90莫耳/百萬克(mpmg)之範圍內。 態樣14提供態樣1-13中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至20%。 態樣15提供態樣1-14中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至6%。 態樣16提供態樣1-15中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4.3%至5.2%。 態樣17提供態樣1-16中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少5重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於700微米。 態樣18提供態樣1-17中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少15重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於600微米。 態樣19提供態樣1-18中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺包含聚六亞甲基己二醯胺(PA66)、聚己醯胺(PA6)、聚庚醯胺(PA7)、聚十二內醯胺(PA12)、聚十一醯胺(PA11)、聚六亞甲基十二醯胺(PA612)、前述中之一或多者的共聚物、前述中之一或多者及6T之共聚物或其任何組合。 態樣20提供態樣1-19中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺為耐綸66。 態樣21提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包含: 具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺;及 ≥10至≤62重量%之與該聚醯胺摻合的玻璃纖維,以包括該等玻璃纖維之該聚醯胺的重量計; 其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至20%。 態樣22提供態樣21之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至6%。 態樣23提供態樣21-22中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4.3%至5.2%。 態樣24提供態樣21-23中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為≥20至≤33。 態樣25提供態樣21-24中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為≥21至≤32。 態樣26提供態樣21-25中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為>22至<30.2。 態樣27提供態樣21-26中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為≥20至≤30.0。 態樣28提供態樣21-27中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺,其中該聚醯胺RV為>22至≤29。 態樣29提供態樣21-28中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為≥23至≤27。 態樣30提供態樣21-29中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中根據ASTM D638-14量測之該組合物的拉伸強度與該聚醯胺之RV呈負相關。 態樣31提供態樣21-30中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中包含該等玻璃纖維之最大負載的RV≥24至≤26之該組合物的拉伸強度大於包含該等玻璃纖維之最大負載的RV≥29至≤31之該組合物的拉伸強度,該兩種拉伸強度均根據ASTM D638-14量測。 態樣32提供態樣21-31中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥15重量%至≤60重量%為玻璃纖維。 態樣33提供態樣21-32中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥18重量%至≤50重量%為玻璃纖維。 態樣34提供態樣21-33中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥20重量%至≤40重量%為玻璃纖維。 態樣35提供態樣21-34中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥30重量%至≤50重量%為玻璃纖維。 態樣36提供態樣21-35中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥40重量%為該聚醯胺。 態樣37提供態樣21-36中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥50重量%為該聚醯胺。 態樣38提供態樣21-37中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺AEG值(胺端基)在≥30至≤90莫耳/百萬克(mpmg)之範圍內。 態樣39提供態樣21-38中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少5重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於700微米。 態樣40提供態樣21-39中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少15重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於600微米。 態樣41提供態樣21-40中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺包含聚六亞甲基己二醯胺(PA66)、聚己醯胺(PA6)、聚庚醯胺(PA7)、聚十二內醯胺(PA12)、聚十一醯胺(PA11)、聚六亞甲基十二醯胺(PA612)、前述中之一或多者的共聚物、前述中之一或多者及6T之共聚物或其任何組合。 態樣42提供態樣21-41中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺為耐綸66。 態樣43提供一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包含: 具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺;及 ≥10至≤62重量%之與該聚醯胺摻合的玻璃纖維,以包括該等玻璃纖維之該聚醯胺的重量計; 其中至少5重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於700微米。 態樣44提供態樣43之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少15重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於600微米。 態樣45提供態樣43-44中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中根據ASTM D638-14量測之該組合物的拉伸強度與該聚醯胺之RV呈負相關。 態樣46提供態樣43-45中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為≥20至≤33。 態樣47提供態樣43-46中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為≥21至≤32。 態樣48提供態樣43-47中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為>22至<30.2。 態樣49提供態樣43-48中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為>22至≤30.0。 態樣50提供態樣43-49中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺,其中該聚醯胺RV為>22至≤29。 態樣51提供態樣43-50中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為≥23至≤27。 態樣52提供態樣43-51中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中包含該等玻璃纖維之最大負載的RV≥24至≤26之該組合物的拉伸強度大於包含該等玻璃纖維之最大負載的RV≥29至≤31之該組合物的拉伸強度,該兩種拉伸強度均根據ASTM D638-14量測。 態樣53提供態樣43-52中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥15重量%至≤60重量%為玻璃纖維。 態樣54提供態樣43-53中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥18重量%至≤50重量%為玻璃纖維。 態樣55提供態樣43-54中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥20重量%至≤40重量%為玻璃纖維。 態樣56提供態樣43-55中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥30重量%至≤50重量%為玻璃纖維。 態樣57提供態樣43-56中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥40重量%為該聚醯胺。 態樣58提供態樣43-57中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥50重量%為該聚醯胺。 態樣59提供態樣43-58中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺AEG值(胺端基)在≥30至≤90莫耳/百萬克(mpmg)之範圍內。 態樣60提供態樣43-59中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至20%。 態樣61提供態樣43-60中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至6%。 態樣62提供態樣43-61中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4.3%至5.2%。 態樣63提供態樣43-62中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺包含聚六亞甲基己二醯胺(PA66)、聚己醯胺(PA6)、聚庚醯胺(PA7)、聚十二內醯胺(PA12)、聚十一醯胺(PA11)、聚六亞甲基十二醯胺(PA612)、前述中之一或多者的共聚物、前述中之一或多者及6T之共聚物或其任何組合。 態樣64提供態樣43-63中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺為耐綸66。 態樣65提供一種製造態樣1-64中任一項之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的方法,該方法包含: 摻合該聚醯胺及該等玻璃纖維以形成該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物。
圖式以舉例而非限制之方式大體說明本文件中所論述之各個態樣。 圖1展示根據各個態樣所觀察到的包括不同量之玻璃纖維的耐綸66樣品的RV與玻璃纖維負載極限之間的關係。在點線以上之區域加工不良,而在點線以下之區域經歷可接受之加工。 圖2A-C分別展示根據各個態樣之耐綸66樣品在22、25、30及35 RV以及50、55及60重量%之玻璃負載下的拉伸強度、撓曲強度及缺口衝擊強度。 圖3展示根據各個態樣所觀察到的在275℃下量測之表觀剪切黏度(Pa·s)與剪切速率(s-1
)之間的關係。 圖4展示根據各個態樣所觀察到的在275℃下量測之瞬時拉伸黏度(kPa·s)與拉伸應力(kPa)之間的關係。 圖5展示根據各個態樣所觀察到的玻璃纖維(GF)長度(μm)與相應%值之間的關係以及所計算的重量平均分佈。
Claims (20)
- 一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包含: 具有>22至<30.2之相對黏度(RV)的聚醯胺;及 ≥10至≤62重量%之與該聚醯胺摻合的玻璃纖維,以包括該等玻璃纖維之聚醯胺的重量計。
- 如請求項1之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥40重量%為該聚醯胺。
- 如請求項1之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺AEG值(胺端基)在≥30至≤90莫耳/百萬克(mpmg)之範圍內。
- 如請求項1之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至20%。
- 如請求項1之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少5重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於700微米。
- 如請求項1之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺為耐綸(nylon) 66。
- 一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包含: 具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺;及 ≥10至≤62重量%之與該聚醯胺摻合的玻璃纖維,以包括該等玻璃纖維之聚醯胺的重量計; 其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至20%。
- 如請求項7之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為>22至<30.2。
- 如請求項7之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥40重量%為該聚醯胺。
- 如請求項7之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺AEG值(胺端基)在≥30至≤90莫耳/百萬克(mpmg)之範圍內。
- 如請求項7之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少5重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於700微米。
- 如請求項7之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺為耐綸66。
- 一種玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其包含: 具有≥20至≤36之相對黏度(RV)的聚醯胺;及 ≥10至≤62重量%之與該聚醯胺摻合的玻璃纖維,以包括該等玻璃纖維之聚醯胺的重量計; 其中至少5重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於700微米。
- 如請求項13之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中至少15重量%之該等玻璃纖維的長度等於或大於600微米。
- 如請求項13之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺RV為>22至<30.2。
- 如請求項13之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該組合物之≥40重量%為該聚醯胺。
- 如請求項13之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺AEG值(胺端基)在≥30至≤90莫耳/百萬克(mpmg)之範圍內。
- 如請求項13之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的斷裂伸長率為4%至20%。
- 如請求項13之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物,其中該聚醯胺為耐綸66。
- 一種製造如請求項1、7或13之玻璃纖維填充之聚醯胺組合物的方法,該方法包含: 摻合該聚醯胺及該等玻璃纖維以形成該玻璃纖維填充之聚醯胺組合物。
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