TW202319601A - 用於衣物之再生尼龍 - Google Patents

用於衣物之再生尼龍 Download PDF

Info

Publication number
TW202319601A
TW202319601A TW111132308A TW111132308A TW202319601A TW 202319601 A TW202319601 A TW 202319601A TW 111132308 A TW111132308 A TW 111132308A TW 111132308 A TW111132308 A TW 111132308A TW 202319601 A TW202319601 A TW 202319601A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
nylon
polymer composition
polymer
fabric
associative
Prior art date
Application number
TW111132308A
Other languages
English (en)
Inventor
甘加達爾 喬吉卡馬斯
Original Assignee
甘加達爾 喬吉卡馬斯
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 甘加達爾 喬吉卡馬斯 filed Critical 甘加達爾 喬吉卡馬斯
Publication of TW202319601A publication Critical patent/TW202319601A/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/16—Halogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

本發明提供具有相對於尼龍6及/或尼龍66降低之結晶度之聚合物材料。該降低之結晶度係由於該聚合物材料之氫鍵網狀結構之破壞所引起。亦提供纖維及由其製成的織物。

Description

用於衣物之再生尼龍
本揭示內容係關於組合物、物件及製造具有獨特性質之熔融紡絲纖維之方法。
現代紡織品由合成及天然纖維製成。天然纖維提供舒適及透氣性而合成纖維提供耐久性。現代紡織品經常由天然及合成纖維之摻合物製成。許多服裝由此等摻合物製成，亦需要其他材料來產生藉由所使用的摻合物而不可能之屬性。使用此種多材料方法使得此種服裝在其壽命結束時難以再生。理想織物或服裝之所有組成部分均由單一材料製成。不幸的是，由於用於製造此等纖維中之材料之化學性質之限制，可能的機械性質經常有限。例如：棉可因其不均勻纖維表面及親水性官能基而提供溼氣的吸收(wicking of moisture)及透氣性。尼龍因其鏈之間的氫鍵結而提供極端耐久性及耐磨損性及聚酯(PET)因含有剛性及軟質嵌段之骨架化學品之性質而提供色牢度及強度。現代服裝亦需要可拉伸性(stretchability)以幫助讓織物更舒適。經常，唯一的可允許此種性質之纖維為稱為斯潘得克斯(spandex)或彈性纖維(elastane)之聚胺甲酸酯纖維。此等纖維經常使用基於溶液之旋轉製程來製成，該等製程本身為不環保且經常得到使得不可再生之織物。基於斯潘得克斯之織物經常會被填埋。由於化石燃料需要用於建立較新纖維來產生較新織物，因此彈性纖維之使用導致織物在其使用之後被送至填埋場從而導致顯著緩解影響。
然而，需要的是用單一材料製成的服裝使得在織物壽命結束時，整件服裝可以單一物流再生。此種材料需要能夠製成强纖維、彈性纖維及其組合，從而提供可經調整以用於不同服裝應用之性質範圍。
製成具有熱塑性性質之理想彈性體具有兩種期望性質：一個彈性片段，其偶聯至縮合聚合物(尼龍、PET)之可結晶之長片段。可結晶之片段形成小晶體(由於其小的尺寸)且充作物理交聯。此等物理交聯為可熔融，因此使得能夠產生可再生之熱塑性彈性體。市場上存在許多此類彈性體。需要投資聚合設備及專門技術以產生此等聚合物。基於尼龍之彈性體為其中聚醚片段充作橡膠至尼龍晶體交聯之其他實例。許多此類選項可在市場上獲得(PEBAX聚合物，來自例如Arkema)。
此等聚合物非常昂貴且在處理時需要小心且其可再生性受限於一定數目之循環。此類彈性體不耐用且配備不良以形成需要可靠機械性質之物品。
此類聚合物之另一缺點係此等聚合物由多個單體製成之事實。此事實使得幾乎不可能解聚合及分離單體且再次重建聚合物。此類聚合物一旦使用則將前往填埋場。
在一個第一實施例中，提供一種組合物。該組合物包括一或多種聚合物及與第一聚合物相互作用(例如反應或以其他方式共價或非共價相互作用(例如靜電及/或經由氫鍵結及/或類似者))及修飾(例如改變)第一聚合物之性質之一或多種締合性化合物。聚合物及一或多種締合性化合物可形成纖維且於隨後形成織物。該等締合性化合物因為其與該一或多種聚合物結合而稱為締合性化合物。在各種實施例中，該結合為共價結合(例如鍵結)。
在一個第二實施例中，提供一種織物。該織物具有複數種由與反應物組合之聚合物製成之纖維。在一些實施例中，可編織此織物。此類織物或纖維係藉由添加至第一聚合物的反應物之選擇或量而在就機械特性方面可調整。
可將締合性化合物與一種類型之聚合物熔融摻合。例如，此一聚合物可為尼龍、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚縮醛及其組合。在各種實例中，該等聚合物具有最少5,000 Da但小於1,000,000 Da之M n及/或M w。在各種實例中，該等聚合物具有10,000 Da至100,000 Da (包括其間的所有0.1 Da值及範圍)之M n及/或M w。在各種實施例中，該等聚合物具有1.5或更高之相對黏度。例如，該聚合物亦可為聚烯烴、聚苯乙烯、其他此類聚合物及其能夠形成纖維之其他組合。此類含有締合性化合物之纖維稱為第一纖維。
該織物可由兩種不同類型之纖維製成。該等不同類型之纖維可稱為不同組纖維(亦即，該第一纖維描述來自該第一組纖維之纖維)。在其他實施例中，該第一及第二纖維亦可形成雙組分纖維。該織物可藉由編織、鉤針編織(crocheting)、針織、氈合(felting)、紡絲或其任何組合來形成。
本文所述的可熔融之締合性化合物可錨定至物品或成品之聚合物基質，並穩定且均勻地分佈於其中。基團可經由共價或非共價相互作用「錨定」至聚合物。例如，締合性化合物(諸如(例如)具有環氧化物、羧酸或酸酐之化合物)可與聚合物共價反應以將締合性化合物錨定至聚合物。將締合性化合物錨定至聚合物基質可改變所得物品(諸如纖維)之機械性質。只要締合性化合物能夠熔融、混合且在混合期間與聚合物基質整合，反應物分子可沿著基質傳送且分佈於基質中。亦即，在各種實施例中，在混合及熔融之後，締合性化合物沒有相分離且與聚合物形成一個均勻相。
在一些實施例中，在添加至聚合物基質之前，將反應物經由共價、靜電、氫鍵結或凡得瓦(van der Waals)相互作用連接至聚合物分子。在其他實施例中，該等反應物在聚合物物品之處理(例如型材擠出(profile extrusion)、模製、熱成型(thermoforming)、纖維擠出、吹塑模製及類似者)期間進行反應且結合至聚合物。在此等實施例中，反應物及聚合物可在處理聚合物形成最終物品期間單獨添加。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2021年8月26日申請之美國臨時申請案第63/237,502號之優先權，該案之揭示內容以引用之方式併入本文中。
儘管將根據某些實施例描述所主張標的，其他實施例(包括不提供陳述於本文中之所有益處及特徵之實施例)亦在本揭示內容之範疇內。在不脫離本揭示內容之範疇下，可做出各種結構、邏輯、製程步驟及電子學變化。因此，本揭示內容之範疇僅藉由參考隨附申請專利範圍來限定。
可藉由參考以下描述結合隨附實例更輕鬆地理解本發明，所有該等隨附實例構成本揭示內容之一部分。應理解，本發明不限於其中描述及/或顯示之特定產品、方法、條件或參數，及本文使用的術語係出於僅以舉例方式描述特定實施例之目的而無意限制任何所主張發明。類似地，除非另有具體說明，否則關於可能機制或作用模式或改良原因之任何描述僅欲作為示例，且其中的發明不受任何此種建議機制或作用模式或改良原因之正確性或不正確性的限制。在該文本全文中，應認識到，該等描述係指組合物及製備及使用該等組合物之方法。亦即，在本揭示內容描述及/或主張與系統或設備或製造或使用系統或設備之方法相關聯之特徵或實施例之情況下，應瞭解，此一描述及/或技術方案意欲將此等特徵或實施例延伸至此等情境中之各者中之實施例(亦即，系統、設備及使用方法)。
在本揭示內容中，除非本文清楚地另作指明，否則單數形式「一」、「一個」及「該」包括複數個指示物，且提及特定數值時包括至少該特定值。因此，例如，提及「一材料」時係提及熟習此項技術者已知的此類材料及其等效物中之至少一者等等。
當某一值藉由使用描述語「約」表示為近似時，應理解，該特定值構成另一個實施例。一般而言，術語「約」的使用指示可根據尋求藉由所揭示標的且欲在基於其功能在使用其的特定情境中解釋達成的期望特性改變之近似。熟習此項技術者將能夠將此解釋為例行公事。在一些情況下，某一特定值之所使用的有效數字之數值可係確定字詞「約」之程度之一種非限制性方法。在其他情況下，用於一系列值之梯度可用於確定每個值之術語「約」之所欲範圍。在存在之情況下，所有範圍均為包含性且可組合。亦即，以範圍陳述的值之引用包括該範圍內的每個值。
一般而言，當呈現某一範圍時，揭示該範圍之所有組合。例如，1至4不但包括1至4而且包括1至2、1至3、2至3、2至4及3至4。
應瞭解，為了清晰起見在本文中在單獨實施例之上下文中描述之本揭示內容之某些特徵亦可在單個實施例中以組合方式提供。亦即，除非顯然不相容或特別排除，否則各個別實施例被認為可與任何其他實施例組合且此一組合被認為是另一個實施例。相反地，為了簡潔起見在單個實施例之上下文中描述之本發明之各種特徵亦可單獨地或以任何子組合方式提供。最後，雖然實施例可描述為一系列步驟之一部分或更一般結構之一部分，但每個該步驟亦可本身可與其他步驟組合視為獨立實施例。
當呈現某一清單時，除非另有說明，否則應理解，該清單之各個別要素及該清單之每一組合為單獨實施例。例如，呈現為「A、B或C」之實施例之清單應解釋為包括實施例「A」、「B」、「C」、「A或B」、「A或C」、「B或C」或「A、B或C」。
如本文所用，除非另有說明，否則術語「基團」係指為單價(亦即，具有一個可共價結合至其他化學物種之末端)、二價或多價(亦即，具有兩個或更多個可共價結合至其他化學物種之末端)之化學實體。基團之例示性實例包括：
Figure 02_image001
、
Figure 02_image003
、
Figure 02_image005
及
Figure 02_image007
。
如本文所用，除非另有指示，否則術語「烷基」係指分支鏈或直鏈飽和烴基。烷基之實例包括(但不限於)甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、第三丁基及類似者。例如，烷基可為C 1至C 12基，包括所有整數碳數及其間的碳數範圍(例如C 1、C 2、C 3、C 4、C 5、C 6、C 7、C 8、C 9、C 10、C 11或C 12)。烷基可為未經取代或經一或多個取代基取代。取代基之實例包括(但不限於)各種取代基，諸如(例如)鹵素(-F、-Cl、-Br及-I)、脂族基團(例如烷基、烯基、炔基)、芳基、烷醇根基、羧酸酯基、羧酸、醚基，及類似者，及其組合。
如本文所用，除非另有指示，否則術語「脂族」係指視需要含有一或多個不飽和度之分支鏈或直鏈烴基。不飽和度可由(但不限於)芳基及環狀脂族基產生。例如，脂族基團/部分為C 1至C 30脂族基，包括所有整數碳數及其間的碳數範圍(例如C 1、C 2、C 3、C 4、C 5、C 6、C 7、C 8、C 9、C 10、C 11、C 12、C 13、C 14、C 15、C 16、C 17、C 18、C 19、C 20、C 21、C 22、C 23、C 24、C 25、C 26、C 27、C 28、C 29或C 30)。脂族基可為未經取代或經一或多個取代基取代。取代基之實例包括(但不限於)取代基，諸如(例如)鹵素(-F、-Cl、-Br及-I)、脂族基(例如烷基及類似者)、鹵化脂族基(例如三氟甲基)、芳基、鹵化芳基、經取代之胺基、羧酸基團、受保護之醇基、醚基、酯基、硫醚基、硫酯基、經取代之胺基甲酸酯、經取代之醯胺基、在將其連接至環氧化物之間具有長烷基鏈之烯烴，及類似者，及其組合。
工程化聚合物(諸如尼龍及PET)為當從熔融冷卻時能夠包裝成晶粒之高度規則直鏈分子。相鄰鏈之間的氫鍵之存在得到強聚合物。此性質雖然有利於耐久性及高韌性但防止拉伸下物品之伸長及回復。此處的技術挑戰係將彈性引入至尼龍及聚酯之分子中以在由此種聚合物製成的整體物品中實現拉伸/回復性質。本揭示內容提供具有破壞晶體形成使得所得彈性體之硬度低於前驅聚合物以克服伸長及回復減少之問題之彈性體。
在一個態樣中，本揭示內容提供組合物，其可為纖維。該組合物包含一或多種聚合物及一或多種締合性化合物。締合性化合物可定義為具有與彼等可在聚合物(諸如(例如)尼龍及PET)上取得者互補之單個或多個官能基之化學結構。
本揭示內容聚合物材料或聚合物組合物包含一或多種聚合物及一或多種締合性化合物。亦提供由其製成的纖維。然而，該組合物可用於除纖維以外的其他物品中。例如，該組合物可用於藉由擠出、纖維熔融紡絲或射出模製形成之物品中。在無意受任何特定理論約束下，反應可在熔融期間發生。經由氫鍵結及/或靜電之結合可在熔融中且在聚合物從熔融冷卻降溫期間發生。
本揭示內容提供具有彈性回復之聚合物材料及組合物(例如尼龍紗)。本揭示內容之材料已經由肖氏硬度(Shore hardness)標度測量。所得材料具有小於未經修飾之聚合物之肖氏硬度水準。硬度及彈性藉由破壞聚合物纖維(例如尼龍紗)之晶體結構而受到影響。
在各種實施例中，該等聚合物材料可包含複數個域。每個域可為結晶、非晶型、半結晶、非定向結晶或定向結晶。
聚合物之實例包括尼龍、基於尼龍之聚合物、尼龍類聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、基於PET之聚合物及PET類聚合物。例如，該等聚合物可為尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍12或尼龍66。在各種實施例中，該尼龍為寡胺、低分子量尼龍與在CO基與NH基之間具有不同碳原子間距之其他聚醯胺之摻合物。在各種實施例中，該等聚合物可具有一或多個為尼龍聚合物之側鏈之側官能基。該等側官能基可具有反應性基團，諸如(例如)胺、酸、硫醇、醇、酯、叠氮化物或炔。可針對於側官能基中之一者或多者進行化學使得例如締合性化合物經官能化成反應性基團。例如，締合性化合物可經由醯化化學、點擊化學及類似者結合至側官能基。其他適宜化學係此項技術中已知的且為本揭示內容所涵蓋。
在各種其他實施例中，該等聚合物可為尼龍、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚縮醛及其組合。在各種實例中，該等聚合物具有最少5,000 Da但小於1,000,000 Da之M n及/或M w。在各種實例中，該等聚合物具有10,000 Da至100,000 Da (包括其間的所有0.1 Da值及範圍)之M n及/或M w。在各種實施例中，該等聚合物具有1.5或更高之相對黏度。
可使用各種締合性化合物。實例包括具有酸酐、羧酸或醯氯之化合物，且該等締合性化合物可為單官能或雙官能(例如具有前述官能基中之一者或多者)。或者，締合性化合物可為短鏈環氧化物或其他脂族環氧化物。短鏈環氧化物之實例包括(但不限於) Erisys GE-23 (基於二丙二醇之二縮水甘油基醚)；Erisys GE-24 (基於聚丙二醇之二縮水甘油基醚)；Erisys GE35及GE35H (基於蓖麻油之三縮水甘油基醚(GE-35H具有比GE-35低之模數))；Erisys GE-36 (基於丙氧基化甘油之三縮水甘油基醚)；及Erisys GS-120 (基於二聚物酸之二縮水甘油基酯)。
分子間鍵產生無法輕易拉伸之經高度填充之鏈。本揭示內容提供其中氫鍵網狀結構已藉由引入未共價連接至聚合物(例如尼龍)之部分而被破壞之聚合物。例如，較短鏈聚醯胺(寡聚物)或含有多種胺之分子可用作相互作用基團且與聚合物接觸並競爭聚合物(例如尼龍)之氫鍵。此種破壞反過來減少結晶度(參見圖1)且實現鏈遷移性及鬆弛。可改變氫鍵破壞劑(例如締合性化合物)之架構之量以產生具有不同量之定向及結晶度之紗且評估所得韌性/伸長率/拉伸/回復。例如，減少結晶量將增加所得聚合物及締合性化合物材料之伸長容量。
在各種實施例中，另一種方法係使用軟片段聚合物破壞結晶結構。在各種實例中，將具有官能基之端帽(end caps)之軟片段與聚合物混合且此等可與聚合物(例如尼龍)結合。該等端帽之官能基可為例如醛、環氧化物、醯氯、胺(例如一級胺或二級胺)、醇或其任何組合(例如，一個端基為一級胺，及另一端基為醛)。該軟片段之末端上的官能基將實現破壞結晶結構之不穩定物理交聯，但將亦在施加拉伸期間緩衝分子而導致彈性變形及回復。在各種實例中，該軟片段為尼龍、基於尼龍之聚合物、尼龍類聚合物、PET、基於PET之聚合物、PET類聚合物，其中該軟片段係經如本文所述的端帽修飾。
本揭示內容進一步提供可與聚合物反應以實現拉伸後的彈性回復之間散彈性體組分。例如，此等組分之此等非限制性實例包括環氧化聚異戊二烯、反應性天然橡膠(基於環氧基)及環氧化聚丁二烯。
在各種實施例中，所提及的締合性化合物包含可為脂族的彈性體組分，其具有可與存在於尼龍上之官能基反應性之反應性基團。此類分子具有在約-50℃至400℃之範圍內之熔點。此類締合性化合物可然後與聚合物(諸如尼龍及聚酯)熔融複合。
在一個實例中，所使用的締合性化合物為環氧化彈性體，諸如環氧化異戊二烯。
締合性化合物破壞尼龍分子之間的氫鍵且由此使物品在組合物中使用時更具撓性。單獨或與彈性體反應物組合。實例包括(但不限於)聚醯胺、脂族胺(例如二乙胺、丙胺)、短鏈及長鏈脂肪酸胺(例如十八胺)、酸(例如脂族酸，諸如(例如)辛酸)，及脂肪酸(例如油酸、硬脂酸、亞麻油酸、棕櫚酸及類似者)之短鏈寡聚物。該等脂族胺可為二胺。
在各種實施例中，該等締合性化合物每分子具有多於一個反應性基團，該反應性基團使得其交聯(共價或非共價)主鏈而得到彈性體材料但難以再生。競爭性反應性物種可允許有能力控制主鏈針對於反應性彈性體組分之反應性。競爭性反應性物種之實例包括本文所述的基於環氧基之締合性化合物(諸如(但不限於)本文所述的短鏈環氧化物)。由於分子之擴散及遷移率與其大小有關，因此較小反應性分子具有遷移且在較大反應性分子遷移之前經例如主鏈上的共價鍵結合至錨定基團之能力。小反應性分子可具有小於5 kDa之M n及/或M w。在各種實例中，該質量為200 Da至2000 Da，包括其間的所有0.1 Da值及範圍。
在一個實施例中，將PA6與極少量之環氧化聚異戊二烯(天然橡膠)混合。當混合在一起時，其形成彈性體化合物但該化合物經交聯且不能夠再生。混合可為機械剪切混合。但是，相同組分在與0.1重量%至15重量%(包括其間的所有0.1%值及範圍(例如5至15重量%))之量之單官能環氧基分子(諸如十八基-環氧基)或胺端封端之C18混合時，該等較小分子結合至尼龍之端基或結合至彈性體上的環氧基，由此降低交聯形成之可能性。該量可根據化合物之質量而變化。例如，大化合物可能需要更少而較小化合物將需要更多。在無意受任何特定理論約束下，由於晶體結構被破壞，故認為所得材料將因此展現可再生性質。
反應性競爭可藉由改變締合性化合物與聚合物之比率來利用。
可添加具有各種彈性量之締合性化合物之混合物以控制所得化合物之整體彈性體性質。例如，混合短鏈環氧化物及長鏈環氧化物可產生與尼龍上的胺基之競爭性反應。若反應混合物具有更多短鏈環氧化物，則尼龍之修飾將藉由短鏈且所得化合物本質上將不是極具彈性體性。然而，若反應混合物中存在更多更長鏈環氧化物，則反之亦然。長鏈環氧化物更大可能地與尼龍反應由此建立更具彈性體性之構築體。
締合性化合物之其他類別包括可破壞結晶聚合物中之氫鍵形成之分子。此等可為基於脂族胺之間隔分子。例如，可使用乙二胺(1,2-二胺基乙烷)及其縮合形式、二伸乙三胺、三伸乙四胺、或四伸乙五胺、HMDA (六亞甲基二胺)或此等之組合。
另外，可使用鹽(諸如GaCl 3)以破壞尼龍中之氫鍵。在各種實例中，該鹽具有與醯胺鍵聯之CO鍵複合之陽離子。
在另一個實例中，使用締合性化合物及破壞氫鍵之其他物種之組合。例如，該等締合性化合物及其他物種以各種重量比率(例如，1至4，其不僅包括1至4而且包括1至2、1至3、2至3、2至4及3至4)或各種百分比使用，其中該反應物化合物為0.1至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，及0.1至99.9重量%，包括其間的0.1%值及範圍。
一或多種締合性化合物(包括實例諸如環氧化異戊二烯)可與尼龍6及66以0.5%至35%(包括其間的所有0.1%範圍及值)之各種重量比率熔融摻合。環氧化異戊二烯之重量比率可為5重量%至25重量%、5重量%至20重量%，或較佳5重量%至15重量%。雖然關於尼龍之類型有所提及，但彈性體化合物或化合物可以0.1至35重量%(例如0.5重量%至35重量%) (包括其間的所有0.1%範圍及值)之各種比率熔融摻合，其中另一種材料(例如尼龍6及/或尼龍66)包含剩餘重量百分比。
在一個第二態樣中，本揭示內容提供一種織物。該織物具有複數種纖維，其包含一或多種聚合物及一或多種締合性化合物。在各種實施例中，該織物可藉由編織、鉤針編織、針織、氈合、紡絲或其任何組合來形成。在各種實施例中，該織物係編織的。
該織物可由兩種不同類型之纖維製成。該等不同類型之纖維可稱為不同組纖維 (亦即，該第一纖維描述來自該第一組纖維之纖維)。例如，該第一纖維(其可包含反應物組合物)可為尼龍6及該第二纖維可為尼龍6 (其不包含反應物組合物)。在各種其他實例中，該第一纖維具有與反應物或締合性化合物預反應之尼龍，而該第二纖維不具有。該第一及第二纖維亦可相同。例如，該第一及第二纖維可為尼龍。可使用尼龍6及尼龍66，但可利用其他尼龍。在一個實例中，該第一纖維佔織物的0.1至25重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔織物的75至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該織物之總重量百分比為100%。在另一個實例中，該第一纖維佔織物的0.1至10重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔織物的90至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該織物之總重量百分比為100%。
在某些實施例中，該等第一纖維可螺旋捲繞於該等第二纖維上。該等第一纖維亦可在與該等第二纖維相同或正交之方向上編織。在其他實施例中，該第一及第二纖維亦可形成雙組分纖維。在一個實例中，該第一纖維佔該雙組分纖維的0.1至25重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔該雙組分纖維的75至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該雙組分纖維之總重量百分比為100%。在另一個實例中，該第一纖維佔該雙組分纖維的0.1至10重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔該雙組分纖維的90至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該雙組分纖維之總重量百分比為100%。在無意受任何特定理論約束下，應認為捲繞纖維具有比加撚纖維(twisted fibers)小的強度。雖然螺旋捲繞纖維當在加撚纖維中時保護內部纖維，但兩種纖維均暴露至磨損。
在一個實例中，利用不同類型之反應性化學品，諸如以下各對反應物之間的共價鍵結：環氧化物-胺、環氧化物-酸酐、酸酐-羥基、酸酐-胺、胺-異氰酸酯、羥基-異氰酸酯、或異氰酸酯-酸酐。可能的對之反應之另外實例包括(但不限於)醯氯-胺、環氧基-苯酚、環氧基-羧酸、芳烴-酸酐、醛-胺、酮-胺、酯-胺，及烷基卤-胺。
在一個態樣中，一種編織方法。提供第二聚合物之複數根第一纖維及複數根第二纖維且經編織以形成組合物。藉由使用反應性化合物(反應物)，該第一纖維之聚合物經結構設計成比第二纖維更具彈性。該第一纖維及第二纖維經編織以形成織物。在一個實例中，該第一纖維佔該織物的0.1至25重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔該織物的75至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該織物之總重量百分比為100%。在另一個實例中，該第一纖維佔該織物的0.1至10重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔該織物的90至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該織物之總重量百分比為100%。
該等第一纖維可螺旋捲繞於該等第二纖維上。該等第一纖維亦可在與該等第二纖維相同或正交之方向上編織。該第一及第二纖維亦可形成雙組分纖維。在一個實例中，該第一纖維佔該雙組分纖維的0.1至25重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔該雙組分纖維的75至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該雙組分纖維之總重量百分比為100%。在另一個實例中，該第一纖維佔該雙組分纖維的0.1至10重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，且該第二纖維佔該雙組分纖維的90至99.9重量%，包括其間的所有0.1%值及範圍，其中該雙組分纖維之總重量百分比為100%。
在一些實施例中，在添加至聚合物基質中之前在獨立步驟中將締合性化合物經由共價、彈性體或凡得瓦相互作用連接至尼龍分子。依此方式，可將更多締合性化合物添加至尼龍分子，其若在處理期間添加至尼龍之聚合物基質中則可交聯整個聚合物質量，由此降低以該聚合物形成物品之任何機會。在其他實施例中，在將反應物添加至聚合物物品之處理期間，締合性化合物可經反應或結合至錨定子。在此等實施例中，締合性化合物或締合性化合物結合尼龍可在將聚合物處理成最終物品期間分開添加。
可將該等締合性化合物調整至聚合物物品之化學環境。例如，該等締合性化合物可具有實質上與聚合物基質之化學結構相似之化學結構及/或與聚合物相容。該等締合性化合物可為與聚合物分離從而允許最終產物容易再生之實體。
以下陳述提供本揭示內容之各種實施例。 陳述1. 一種聚合物組合物，其包含：一或多種聚合物(例如，一或多種尼龍、尼龍類聚合物、基於尼龍之聚合物、PET、基於PET之聚合物、PET類聚合物或其組合)；及一或多種締合性化合物及/或氫鍵破壞物種，其中該聚合物組合物具有與尼龍聚合物相比少至少5%(例如，少至少10%、少至少15%、少至少20%、少至少25%、少至少30%、少至少35%、少至少40%、或少至少50%)之結晶度且該一或多種締合性化合物及/或氫鍵破壞物種以0.1至35重量%之濃度存在。 陳述2. 如陳述1之聚合物組合物，其中該尼龍聚合物為尼龍6或尼龍66。 陳述3. 如陳述1或2中任一項之聚合物組合物，其中該結晶度係比尼龍小至少10%。 陳述4. 如前述陳述中任一項之聚合物組合物，其中該一或多種締合性化合物係共價連接至該一或多種聚合物。 陳述5. 如陳述1至3中任一項之聚合物組合物，其中該一或多種締合性化合物係非共價連接至該一或多種聚合物。 陳述6. 如技術方案1之聚合物組合物，其中該締合性聚合物為短鏈聚醯胺，其經末端修飾使得該短鏈聚醯胺之一或多個末端具有至少一個選自醛、環氧化物、醯氯、胺、醇或其組合之官能基。 陳述7. 如前述陳述中任一項之聚合物組合物，其中該締合性化合物係選自聚醯胺、脂族環氧化物、脂族胺、丙胺、短鏈及長鏈脂肪酸、脂族酸及脂肪酸。 陳述8. 如陳述7之聚合物組合物，其中該脂族胺係選自乙二胺(1,2-二胺基乙烷)及其縮合形式、二伸乙三胺、三伸乙四胺、或四伸乙五胺、HMDA，及其組合。 陳述9. 如陳述7之聚合物組合物，其中該脂族環氧化物為環氧化聚異戊二烯、反應性天然橡膠(基於環氧基)、環氧化聚丁二烯、基於二丙二醇之二縮水甘油基醚、基於聚丙二醇之二縮水甘油基醚、基於蓖麻油之三縮水甘油基醚、基於丙氧基化甘油之三縮水甘油基醚，及基於二聚物酸之二縮水甘油基酯。 陳述10. 如前述陳述中任一項之聚合物組合物，該氫鍵破壞物種為鹽(例如其中陽離子與醯胺鍵聯之CO鍵錯合之鹽)。 陳述11. 如陳述10之聚合物組合物，其中該鹽為GaCl 3。 陳述12. 一種纖維，其包含如前述陳述中任一項之聚合物材料。 陳述13. 一種織物，其包含複數根如陳述12之纖維。 陳述14. 如陳述13之織物，其進一步包含一或多種不同纖維，其不包含締合性化合物及/或氫鍵破壞物種。 陳述15. 如陳述14之織物，其中該一或多種不同纖維包含尼龍6及/或尼龍66。 陳述16. 如陳述13之織物，其中該織物係編織、鉤針編織(crocheted)、針織、氈合或紡絲的。 陳述17. 如陳述16之織物，其中該織物係編織的。
其他態樣可衍生自本揭示內容。 實例
以下實例提供本揭示內容之材料之拉伸比率及回復比率。
所得材料之結晶度可使用差示掃描量熱法、X射線繞射及其他此類測量來測定。間接測量可包括增加之彈性(斷裂伸長率)、降低之拉伸模數(典型的彈性體)及改良之衝撃強度(使用測試諸如艾氏衝撃測試(Izod impact testing)測得)。依ASTM D2594來獲得呈現於表1中之以下資料。
表1. 使用經修飾及原生(virgin)之尼龍紗產生之針織物之拉伸性能。
樣品 拉伸% 回復% 標準化拉伸/回復比率
對照(尼龍6) 55% 72% 1
尼龍6 + 5%尼龍12 75% 66% 1.5
儘管已關於一或多個特定實施例及/或實例描述本揭示內容，但應理解，可在不脫離本揭示內容之範疇下製作本揭示內容之其他實施例及/或實例。
圖1顯示如從熔融形成之在應力方向(纖維軸)上之shish-Kebab結構形成。
圖2顯示纖維中從聚合物熔融之晶粒形成。(A)顯示非晶結構，(B)顯示定向結構，(C)顯示非定向結晶結構；及(D)顯示定向結晶結構。
圖3顯示尼龍中之結晶及非晶型區域之間的邊界之近處視圖(closer view)。「D」係指氘。

Claims (17)

  1. 一種聚合物組合物，其包含： 一或多種尼龍、尼龍類聚合物、基於尼龍之聚合物；及 一或多種締合性化合物及/或氫鍵破壞物種，其中該聚合物組合物具有比尼龍聚合物小至少5%之結晶度且該一或多種締合性化合物及/或氫鍵破壞物種以0.1至35重量%之濃度存在。
  2. 如請求項1之聚合物組合物，其中該尼龍聚合物為尼龍6或尼龍66。
  3. 如請求項1之聚合物組合物，其中該結晶度係比尼龍小至少10%。
  4. 如請求項1之聚合物組合物，其中該一或多種締合性化合物係共價連接至該一或多種聚合物。
  5. 如請求項1之聚合物組合物，其中該一或多種締合性化合物係非共價連接至該一或多種聚合物。
  6. 如請求項1之聚合物組合物，其中該締合性聚合物為短鏈聚醯胺，其經末端修飾使得該短鏈聚醯胺之一或多個末端具有至少一個選自醛、環氧化物、醯氯、胺、醇或其組合之官能基。
  7. 如請求項1之聚合物組合物，其中該締合性化合物係選自聚醯胺、脂族環氧化物、脂族胺、丙胺、短鏈及長鏈脂肪酸、脂族酸及脂肪酸。
  8. 如請求項7之聚合物組合物，其中該脂族胺係選自乙二胺(1,2-二胺基乙烷)及其縮合形式、二伸乙三胺、三伸乙四胺、或四伸乙五胺，及其組合。
  9. 如請求項7之聚合物組合物，其中該脂族環氧化物為環氧化聚異戊二烯、反應性天然橡膠(基於環氧基)及環氧化聚丁二烯。
  10. 如請求項1之聚合物組合物，該氫鍵破壞物種為鹽。
  11. 如請求項10之聚合物組合物，其中該鹽為GaCl 3。
  12. 一種纖維，其包含如請求項1之聚合物材料。
  13. 一種織物，其包含複數根如請求項12之纖維。
  14. 如請求項13之織物，其進一步包含一或多種不同纖維，其不包含締合性化合物及/或氫鍵破壞物種。
  15. 如請求項14之織物，其中該一或多種不同纖維包含尼龍6及/或尼龍66。
  16. 如請求項13之織物，其中該織物係編織、鉤針編織(crocheted)、針織、氈合或紡絲的。
  17. 如請求項16之織物，其中該織物係編織的。
TW111132308A 2021-08-26 2022-08-26 用於衣物之再生尼龍 TW202319601A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163237502P 2021-08-26 2021-08-26
US63/237,502 2021-08-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202319601A true TW202319601A (zh) 2023-05-16

Family

ID=85322272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111132308A TW202319601A (zh) 2021-08-26 2022-08-26 用於衣物之再生尼龍

Country Status (3)

Country Link
CA (1) CA3230109A1 (zh)
TW (1) TW202319601A (zh)
WO (1) WO2023028573A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1224031B (de) * 1964-07-31 1966-09-01 Basf Ag Durch Polyaetheramide antistatische Polyamidformmassen
CA2450150C (en) * 2002-11-22 2012-01-24 Minh-Tan Ton-That Polymeric nanocomposites
JP4673626B2 (ja) * 2002-12-27 2011-04-20 ポリプラスチックス株式会社 難燃性樹脂組成物
US7258920B2 (en) * 2003-11-18 2007-08-21 Honeywell International Inc. Multiphase fiber materials and compositions, methods of manufacture and uses thereof
US7666499B2 (en) * 2005-09-28 2010-02-23 North Carolina State University High modulus polyamide fibers

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023028573A1 (en) 2023-03-02
CA3230109A1 (en) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Marchildon Polyamides–still strong after seventy years
KR101822547B1 (ko) 폴리아미드들을 올레핀-무수 말레산 중합체들과 배합하여 생성된 조성물들, 방법들 및 물품들
Chotiprayon et al. Thermoplastic cassava starch/poly (lactic acid) blend reinforced with coir fibres
Brazel et al. Fundamental principles of polymeric materials
Nayak et al. Influence of short bamboo/glass fiber on the thermal, dynamic mechanical and rheological properties of polypropylene hybrid composites
CN111356725B (zh) 基于嵌段共聚物的可伸缩的、柔性的、防水的且透气的膜
US8686082B2 (en) Nylon based composites
KR20170054382A (ko) 올레핀-말레산 무수물 공중합체들을 이용한 엔지니어링 플라스틱들의 변성
CN105131500A (zh) 一种高回弹tpe热塑性弹性体及其制备方法
KR20100126229A (ko) 일회용 수지 성형품용 수지 조성물 및 일회용 수지 성형품
CN101062981B (zh) 嵌段高分子材料及其制备方法
CN111356718A (zh) 呈现出改进的耐磨性和改进的耐撕裂性的嵌段共聚物
JP2024028698A (ja) ブロックコポリマーに基づいた伸縮性で抗ピリング性の可撓性織物材料
JP2022184864A (ja) 抗菌性を有する変性ポリエステル及びその変性ポリエステルの使用
TW202319601A (zh) 用於衣物之再生尼龍
KR20160065646A (ko) 강성 증대 천연섬유 바이오 복합재 제조법
TW200936684A (en) Compatibilized polyester-polyamide with high modulus, and good abrasion and fibrillation resistance and fabric produced thereof
US3119793A (en) Linear polyureas prepared from the reaction of urea and two different alkylene diamines
JP2011168920A (ja) チョップドファイバー
Srirachya et al. An alternative crosslinking of epoxidized natural rubber with maleic anhydride
Causin et al. Polymers: an overview
TW380171B (en) Elastic fibre
JP2019034987A (ja) 脂肪族ポリエステル樹脂組成物および成形体
Buasri et al. Mechanical and thermal properties of silk fiber reinforced poly (lactic acid) biocomposites
CA1047196A (en) Copolymer of blocks of alternating poly(dioxa-amide) and polyamide