請求の範囲
1 ポリエーテルアミドのブロツクと、ポリエー
テルアミド前駆物質とエーテルのないポリアミド
前駆物質とのランダム共重合体のブツロクとから
なり、エーテルのないポリアミドブロツクセグメ
ントがなく、
次の繰返し構造式
[―Y]―w [―X]―z
〔式中[―X]―は次の構造式
と
からなる群から選ばれるポリエーテルアミドであ
るが、ここでR1,R2及びR3は各々H,C1〜C10ア
ルキル及びC3〜C10イソアルキル類からなる群か
ら選ばれ、R4はC1〜C10アルキレン類とC3〜C10
イソアルキレン類からなる群から選ばれ、R5は
C0〜C10アルキレン類、C3〜C10イソアルキレン類
及びC6〜C20アリーレン類からなる群から選ばれ
る。また式中―[―Y―]―はポリアミド構造中
に不規則に分布されたエーテルアミドを含有する
ランダム共重合体の二価の基であり、ポリアミド
構造中に含まれるエーテルアミドの量は、ポリア
ミドの対応するホモポリマーより低融点の共重合
体を形成するのに十分な量である。またwとzは
各々4〜200の範囲の値を有する。〕を有するブロ
ツク共重合体。
2 [―X]―がポリ(4,7―ジオキサデカメチレ
ンアジポアミド)で[―Y]―がポリ(4,6―ジオ
キサデカメチレンアジポアミド)前駆物質とナイ
ロン6,6前駆物質のランダム共重合体である特
許請求の範囲第1項によるブロツク共重合体。
3 (a) ポリエーテルアミド塩を重合温度に加熱
してポリエーテルアミドを形成し、
(b) ポリエーテルアミド塩とエーテルのないポリ
アミド塩との混合物を重合温度に加熱してポリ
エーテルアミド前駆物質とエーテルのないポリ
アミド前駆物質とのランダム共重合体を形成
し、
(c) ポリエーテルアミドと、ポリエーテルアミド
前駆物質及びエーテルのないポリアミド前駆物
質のランダム共重合体との混合物を溶融配合し
て、ポリエーテルアミドとランダム共重合体と
のブロツク共重合体を形成することからなるポ
リエーテルアミドのブロツクと、ポリエーテル
アミド前駆物質とエーテルのないポリアミド前
駆物質とのランダム共重合体のブロツクからな
り、エーテルのないポリアミドブロツクセブメ
ントがなく、
次の繰返し構造式
[―Y]―w [―X]―z
〔式中[―X]―は次の構造式
と
からなる群から選ばれるポリエーテルアミドであ
るが、ここでR1,R2及びR3は各々H,C1〜C10ア
ルキル及びC3〜C10イソアルキル類からなる群か
ら選ばれ、R4はC1〜C10アルキレン類とC3〜C10
イソアルキレン類からなる群から選ばれ、R5は
C0〜C10アルキレン類、C3〜C10イソアルキレン類
及びC6〜C20アリーレン類からなる群から選ばれ
る。また式中[―Y]―はポリアミド構造中に不規則
に分布されたエーテルアミドを含有するランダム
共重合体の二価の基であり、ポリアミド構造中に
含まれるエーテルアミドの量は、ポリアミドの対
応するホモポリマーより低融点の共重合体を形成
するのに十分な量である。またwとzは各々4〜
200の範囲の値を有する。〕を有するブロツク共重
合体の製造方法。
4 ポリエーテルアミド塩がポリ(4,7―ジオ
キサデカメチレンアジポアミド)の塩
であり、エーテルのないポリアミド塩がナイロン
6,6の塩
[H3N―(CH2)6―NH3]++[OOC―(CH2)4―
COO]--
である請求の範囲3による方法。
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリエーテルアミドのブロツクと、ポ
リエーテルアミド・ポリアミドランダム共重合体
のブロツクからなるブロツク共重合体に関する。
ブロツク共重合体の2つのブロツク成分の一つは
ポリエーテルアミド、例えばポリ(ジオキサ―ア
ルキルアミド)、ポリ(ジオキサ―アリールアミ
ド)又はポリ(オキサ―アミド)である。もう一
方のブロツク成分は上記ポリエーテルアミドの前
駆物質とエーテルのないポリアミドの前駆物質と
の重縮合から生じるランダム共重合体である。ブ
ロツク共重合体は、例えばフアイバーとしての有
用性をおり、上記ランダム共重合体が部分的には
ポリアミド前駆物質から形成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ポリアミドは、その融点より高い温度でのその
アミド転移反応速度が比較的早いため、ブロツク
共重合体を形成しにくいと考えられている。一例
はナイロン6,6である。早いアミド転移反応速
度は、二段階処理、その一、ブロツク共重合体を
形成するとき、その二、ブロツク共重合体をフア
イバーへ溶融紡糸するとき、に不利になりうる。
〔従来の技術〕
合衆国特許第4130602号はポリ(ジオキサ―ア
ルキルアミド)とポリアミドとのブロツク共重合
体を明らかにしている。1977年3月2日出願の合
衆国特許出願番号第773740号は、ポリ(ジオキサ
―アリールアミド)とポリアミドとのブロツク共
重合体を明らかにしている。合衆国特許第
4136133号は、ポリ(オキサ―アミド)とポリア
ミドとのブロツク共重合体を明らかにしている。
合衆国特許第4113794号は、ランダムポリ(ジオ
キサ―アミド)とポリアミドのブロツク類の共重
合体を明らかにしている。合衆国特許第4045511
号は、溶融紡糸できるポリアミド粒子及びエーテ
ルジアミンとジカルボン酸との塩を溶融配合する
方法を明らかにしている。合衆国特許第4044071
号は、溶融した溶融紡糸できるポリアミド及びエ
ーテルジアミンとジカルボン酸との塩を溶融配合
する方法を明らかにしている。
上記の先行技術では、共重合体のポリアミド部
分は、例えばこれがエーテル結合すなわちジオキ
サ又はオキサ結合を含まない点で、本質的にポリ
アミドである。これと反対に、本発明のポリアミ
ド部分はランダム共重合体中にあつて、ポリアミ
ドブロツクセグメントは形成されておらずブロツ
クセグメントはエーテル結合を含んでいる。
合衆国特許第3509106号は、エチレン―ビス―
(3―アミノプロピル)エーテルのアジピン酸塩
とヘキサメチレンジアンモニウムアジペート
(6,6塩)との、後者に対する前者のモル比が
例えば9:1ないし1:9の範囲のランダム共重
合体重縮合体の製造を明らかにしている。エーテ
ル型添加物の役割は、ナイロン6,6自体に比べ
生ずる重縮合体の水分吸収を高めることである。
しかし、この先行技術は、ランダム共縮合体を使
用してポリエーテルアミドとのブロツク共重合体
を形成することを開示も示唆もしていない。
〔課題を解決する手段〕
本発明は、ブロツク共重合体である新規合成物
にある。共重合体はポリエーテルアミドのブロツ
ク、例えばポリ(ジオキサ―アルキルアミド)、
又はポリ(ジオキサ―アリールアシド)又はポリ
(オキサ―アミド)のブロツクをふくむ。もう一
方の成分は、上記ポリエーテルアミドの前駆物質
とエーテルのないポリアミド前駆物質の重縮合か
ら生じるランダム共重合体である。
比較的少量のポリエーテルアミド前駆物質をポ
リアミド前駆物質へ加えると、両者の重合後、例
えばその他の性質を実質的に変えずに後者の融点
を下げる結果になる。またこの添加により処理が
容易になるため、その後の処理例えば溶融配合
が、適切な量であれば、望んでいる最終用途にと
つてその性質に悪影響することはない。
本発明のブロツク共重合体は、ポリエーテルア
ミドのブロツク及び、(1)ポリエーテルアミド前駆
物質と(2)エーテルを含まないポリアミド前駆物質
とのランダム共重合体ブロツクからなる。典型的
にはブロツク共重合体は、ポリエーテルアミド前
駆物質を重合してポリエーテルアミド類を形成
し、ポリエーテルアミド前駆物質とエーテルなし
のポリアミド前駆物質との混合物を形成し、混合
物を重合させてランダム共重合体を形成し、ポリ
エーテルアミドとランダム共重合体を溶融配合し
て、ポリエーテルアミドブロツクとランダム共重
合体ブロツクとを含有するブロツク共重合体を形
成することによつてつくられる。ランダム共重合
体は、エーテルのないポリアミドの対応するホモ
ポリマーより低い融点をもつている。
本発明のブロツク共重合体は、次の繰返し構造
式をもつたブロツク共重合体である。本発明の成
分の一つである―X―部分は、単量体の繰り返し
単位をもつポリエーテルアミドである。この単位
が次の構造式をもつ群から選ばれる。
式中R1,R2及びR3は各々H,C1〜C10アルキ
ル、及びC3〜C10イソアルキルからなる群から選
ばれ、R4はC1〜C10アルキレンとC3〜C10イソア
ルキレンからなる群から選ばれ、R5はC0〜C10ア
ルキレン、C3〜C10イソアルキレン及びC6〜C20ア
リーレンからなる群から選ばれる。上のものの製
造は次の合衆国特許第4130602号と第4136133号、
及び1977年3月2日出願の合衆国特許出願第
773740号で明らかにされている。それらに含まれ
た情報は、参照によつて本明細書に取り入れられ
ている。またこれらの特許には、上の重合体類を
つくるのに用いられる前駆物質、例えば塩類の製
造も明らかにされている。
(A)で表わされる一般的部類の重合体に属してい
る特別の重合体をつくるのに使用できる前駆物質
の塩類の一つは、次の構造をもつている。
上のものは〔30203〕++〔6〕=とも呼ばれる。カ
ツコ内の数、例えば3は炭素原子数のことであ
り、0は酸素原子のことであつてその相対的位置
を示す。上の塩を重合化すると、又N―30203―
6としても知られる重合体を形成する。
前駆物質が使用できるその他のポリエーテルア
ミド類の例は、ポリ(4,7―ジオキサデカメチ
レンセバカミド)、ポリ(4,9―ジオキサドデ
カメチレンアジパミド)、ポリ(4,8―ジオキ
サ―6,6―ジメチルウンデカメチレンアジパミ
ド)、ポリ(4,7―ジオキサ―2,9―ジメチ
ルドデカメチレンアジパミド)、ポリ(4,7―
ジオキサデカメチレン―2―メチルアジパミド)、
ポリ(4―オキサヘプタメチレンアジパミド)、
及びポリ(4―オキサ―2,6―ジメチルモノメ
チレンアジパミド)を包含する。
[―Y]―部分は、二つの異なる単量体単位を含有
していてその一方が繰返し構造中にランダムに分
布されているランダム共重合体の2価の基であ
る。異なる二つの単量体単位の一つは、エーテル
を含まないポリアミドの前駆物質であるが、他方
はすでに定義されたポリエーテルアミドの前駆物
質である。両者の相対的な量は、ポリエーテルア
ミド前駆物質の量がもう一方の重合体単位のポリ
アミドの融点を下げるに足るほどで、しかもポリ
アミドの望ましい性質に悪影響を与えない程度の
多すぎない量である。概してポリエーテルアミド
前駆物質の量はより少ない量で存在するがもう一
方の前駆物質がより多い量で存在する。[―Y]―部
分中のエーテルアミドの好ましい量は約3重量%
ないし約17重量%の範囲内にあり、より好ましい
量は約7重量%ないし約13重量%の範囲にある。
本発明の[―Y]―成分は、ポリアミドの前駆物質
を一成分として含んでいる。このような前駆物質
の例は、カプロラクタム(ナイロン6)、アジピ
ン酸のヘキサメチレンジアミン塩(ナイロン6,
6)及びテレフタル酸のヘキサメチレンジアミン
塩(ナイロン6,T)を包含する。またナイロン
6,10〔ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)〕、ナ
イロン11〔ポリ(デカメチレンカーボナミド)〕、
MXD―6〔ポリ(メタキシレンアジパミド)〕、
PACM―9〔ビス(パラ―アミノ―シクロヘキシ
ル)―メタンアゼラミド〕、PACM―10〔ビス
(パラ―アミノシクロ―ヘキシル)メタンセバカ
ミド〕及びPACM―12〔ビス(パラアミノシクロ
ヘキシル)メタンドデカノアミド〕のようなエー
テルのないポリアミドの前駆物質も使用できる。
その他のものは当業者に知られている。例えばカ
ーク=オスマー(Kirk―Othmer)、エンサイク
ロペデイア・オブ・ケミカル・テクノロジー、第
二版、第16巻ポリアミド類を参照のこと。本発明
に関わる前駆物質の一方、すなわちポリアミドの
塩(ナイロン6,6)の構造は次のとおりであ
る。
[―H3N―(CH2)6―NH3]―++[―OOC―
(CH2)4―COO]―-- (D)
上のものは〔6〕++〔6〕--とも呼ぶことができ
る。
成分[―Y]―をつくるには、(C)のような塩を(D)の
ような塩又は他のポリアミド前駆物質と混合す
る。生ずる混合物を、一般に塩の融点より高いが
どんな分解温度も越えない温度に加熱する。この
温度を大気圧ないしそれ以上の圧力で、幾分ない
し全部の重縮合が起るまで混合物を保持する。重
縮合中に混合物を先ず圧力にかけてから減圧にか
けることも多い。後者は水分除去を容易にする助
けとなる。圧力は、生ずる材料に悪影響するよう
な揮発性物質、例えば生成する任意のジアミンの
逃散をさけるためにしばしば使われる。実際の温
度や圧力、それに配合時間は特定の使用材料に左
右される。ブロツク共重合体の[―X]―及び[―Y]
―
部分に存在するポリエーテルアミドは同じ又は異
なる材料でありうる。
上の調製後、一例として(C)と(D)を使つて生ずる
ランダム共重合体は、次の構造をもちうる。
―CCCCDCCCCCCCDDCDCCCCCCCCCC― (E)
上に示したものは、(D)がより多量の(C)を含んだ
共重合体中に不規則に分布していることを示す。
(C)に対する(D)の相対的な量は、(C)塩自体を重縮合
することによつて形成されるホモポリマーの融点
より(E)の融点が低くなる量である。しかし、(C)に
対する(D)量は、(D)を最終ブロツク共重合体へ取入
れたときに、(D)自体からのホモポリマーがもつ他
の性質に悪影響を与えるほど多量ではない。商業
的な観点から、共重合体(C)―(D)中の(D)量、約3重
量%ないし約17重量%の範囲にあるのが好まし
く、約7重量%ないし約13重量%がより好まし
い。
ランダム共重合体、例えば(E)を、例えば塩(C)か
らつくられるポリエーテルアミドと溶融配合す
る。このように、ポリエーテルアミドとランダム
共重合体の二つの重合体を適当な方法で一緒に混
合する。混合物を溶融配合するには、混合物の温
度を少なくとも低融点の方の重合体の融点より高
いが、いずれかの重合体及び/又は生成物の分解
温度より高くはない温度に上げる。十分なアミド
転移反応が起り、望んでいるブロツク共重合体が
形成されるまで、溶融配合が続く。今述べた例と
関連して、ブロツク共重合体は次の構造からな
る。
[―30203―6のブロツク]―
[――30203―6―にランダムに分布しているナ
イロン6,6のブロツク]―
アミド転移反応とは、Claim 1 Consists of a block of polyetheramide and a block of a random copolymer of a polyetheramide precursor and an ether-free polyamide precursor, without any ether-free polyamide block segment, and having the following repeating structural formula [ -Y]-w [-X]-z [In the formula, [-X]- is the following structural formula and wherein R 1 , R 2 and R 3 are each selected from the group consisting of H, C 1 -C 10 alkyl and C 3 -C 10 isoalkyl, and R 4 are C1 to C10 alkylenes and C3 to C10
selected from the group consisting of isoalkylenes, R 5 is
selected from the group consisting of C0 - C10 alkylenes, C3 - C10 isoalkylenes and C6 - C20 arylenes. In the formula, -[-Y-]- is a divalent group of a random copolymer containing etheramide randomly distributed in the polyamide structure, and the amount of etheramide contained in the polyamide structure is The amount is sufficient to form a copolymer having a lower melting point than the corresponding homopolymer of polyamide. Further, w and z each have a value in the range of 4 to 200. A block copolymer having the following. 2 [-X]- is poly(4,7-dioxadecamethylene adipamide) and [-Y]- is poly(4,6-dioxadecamethylene adipamide) precursor and nylon 6,6 precursor A block copolymer according to claim 1 which is a random copolymer of substances. 3. (a) heating a polyether amide salt to a polymerization temperature to form a polyether amide, and (b) heating a mixture of the polyether amide salt and an ether-free polyamide salt to a polymerization temperature to form a polyether amide precursor. (c) melt compounding a mixture of the polyether amide and a random copolymer of the polyether amide precursor and the ether-free polyamide precursor; , a block of polyetheramide forming a block copolymer of polyetheramide and a random copolymer, and a block of random copolymer of a polyetheramide precursor and an ether-free polyamide precursor. , there is no polyamide block segment without ether, and the following repeating structural formula [-Y]-w [-X]-z [where [-X]- is the following structural formula and wherein R 1 , R 2 and R 3 are each selected from the group consisting of H, C 1 -C 10 alkyl and C 3 -C 10 isoalkyl, and R 4 are C1 to C10 alkylenes and C3 to C10
selected from the group consisting of isoalkylenes, R 5 is
selected from the group consisting of C0 - C10 alkylenes, C3 - C10 isoalkylenes and C6 - C20 arylenes. In the formula, [-Y]- is a divalent group of a random copolymer containing etheramide randomly distributed in the polyamide structure, and the amount of etheramide contained in the polyamide structure is determined by the amount of etheramide contained in the polyamide structure. The amount is sufficient to form a copolymer with a lower melting point than the corresponding homopolymer. Also, w and z are each 4~
Has a value range of 200. ] A method for producing a block copolymer having the following. 4 Polyetheramide salt is poly(4,7-dioxadecamethyleneadipamide) salt and the ether-free polyamide salt is the nylon 6,6 salt [H 3 N—(CH 2 ) 6 —NH 3 ] ++ [OOC—(CH 2 ) 4 —
COO] -- the method according to claim 3. [Industrial Field of Application] The present invention relates to a block copolymer consisting of a polyetheramide block and a polyetheramide/polyamide random copolymer block.
One of the two block components of the block copolymer is a polyetheramide, such as poly(dioxa-alkylamide), poly(dioxa-arylamide) or poly(oxer-amide). The other block component is a random copolymer resulting from the polycondensation of the polyether amide precursor and the ether-free polyamide precursor. Block copolymers have utility as fibers, for example, and the random copolymers are formed in part from polyamide precursors. [Problems to be Solved by the Invention] It is believed that polyamides are difficult to form block copolymers because their transamidation reaction rate at temperatures higher than their melting points is relatively fast. An example is nylon 6,6. Fast transamidation reaction rates can be disadvantageous in two-step processing, first, when forming the block copolymer, and second, when melt spinning the block copolymer into fiber. BACKGROUND OF THE INVENTION U.S. Pat. No. 4,130,602 discloses block copolymers of poly(dioxa-alkylamides) and polyamides. U.S. Patent Application No. 773,740, filed March 2, 1977, discloses block copolymers of poly(dioxa-arylamides) and polyamides. United States Patent No.
No. 4,136,133 discloses block copolymers of poly(oxeramide) and polyamide.
U.S. Pat. No. 4,113,794 discloses copolymers of random poly(dioxamide) and polyamide blocks. U.S. Patent No. 4045511
No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, 2003, 2003, discloses a method for melt-compounding melt-spun polyamide particles and salts of ether diamines and dicarboxylic acids. U.S. Patent No. 4044071
No. 5, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, 2003, 2003, discloses a method for melt compounding a molten melt-spun polyamide and a salt of an ether diamine and a dicarboxylic acid. In the prior art mentioned above, the polyamide portion of the copolymer is essentially polyamide in that, for example, it does not contain ether linkages or dioxa or oxa linkages. In contrast, the polyamide portion of the present invention is in a random copolymer, and no polyamide block segments are formed, and the block segments contain ether bonds. U.S. Pat. No. 3,509,106 discloses that ethylene bis-
Random copolymerized polycondensate of (3-aminopropyl)ether adipate and hexamethylene diammonium adipate (6,6 salt) in which the molar ratio of the former to the latter is, for example, in the range of 9:1 to 1:9. Manufacture has been disclosed. The role of the ether type additive is to increase the water absorption of the resulting polycondensate compared to nylon 6,6 itself.
However, this prior art does not disclose or suggest the use of random cocondensates to form block copolymers with polyetheramides. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention resides in a novel composition that is a block copolymer. The copolymer is a block of polyetheramide, such as poly(dioxa-alkylamide),
or poly(dioxa-aryl acid) or poly(oxer-amide) blocks. The other component is a random copolymer resulting from the polycondensation of the polyether amide precursor and the ether-free polyamide precursor. The addition of relatively small amounts of polyetheramide precursor to the polyamide precursor after polymerization of the two results, for example, in lowering the melting point of the latter without substantially altering its other properties. This addition also facilitates processing so that subsequent processing, such as melt compounding, in appropriate amounts will not adversely affect its properties for the desired end use. The block copolymer of the present invention consists of a polyether amide block and a random copolymer block of (1) a polyether amide precursor and (2) an ether-free polyamide precursor. Block copolymers are typically produced by polymerizing a polyetheramide precursor to form polyetheramides, forming a mixture of the polyetheramide precursor and an ether-free polyamide precursor, and polymerizing the mixture. by melt compounding the polyether amide and the random copolymer to form a block copolymer containing the polyether amide block and the random copolymer block. . Random copolymers have lower melting points than the corresponding homopolymers of ether-free polyamides. The block copolymer of the present invention has the following repeating structural formula. The -X- moiety, one of the components of the present invention, is a polyether amide with repeating monomeric units. This unit is selected from the group having the following structural formula. where R 1 , R 2 and R 3 are each selected from the group consisting of H, C 1 -C 10 alkyl, and C 3 -C 10 isoalkyl, and R 4 is C 1 -C 10 alkylene and C 3 -C 10 isoalkylene, and R5 is selected from the group consisting of C0 - C10 alkylene, C3 - C10 isoalkylene, and C6 - C20 arylene. The manufacture of the above is disclosed in the following U.S. Pat.
and U.S. Patent Application No. 2, filed March 2, 1977.
This is clarified in issue 773740. The information contained therein is incorporated herein by reference. These patents also disclose the preparation of precursors, such as salts, used to make the above polymers. One of the precursor salts that can be used to make special polymers belonging to the general class of polymers represented by (A) has the following structure. The above one is also called [30203] ++ [6] = . The number in brackets, for example 3, is the number of carbon atoms, and 0 is the oxygen atom and its relative position. When the above salt is polymerized, it also becomes N-30203-
Forms a polymer also known as 6. Examples of other polyetheramides for which precursors can be used are poly(4,7-dioxadecamethylene sebacamide), poly(4,9-dioxadecamethylene adipamide), poly(4,8 -dioxa-6,6-dimethylundecamethyleneadipamide), poly(4,7-dioxa-2,9-dimethyldodecamethyleneadipamide), poly(4,7-
dioxadecamethylene-2-methyladipamide),
poly(4-oxaheptamethyleneadipamide),
and poly(4-oxa-2,6-dimethyl monomethylene adipamide). The [-Y]- moiety is a divalent group of a random copolymer containing two different monomer units, one of which is randomly distributed in the repeating structure. One of the two different monomer units is a precursor of an ether-free polyamide, while the other is a precursor of the already defined polyether amide. The relative amounts of the two are such that the amount of polyetheramide precursor is sufficient to lower the melting point of the polyamide of the other polymer unit, but not so great that it does not adversely affect the desired properties of the polyamide. be. Generally, the polyetheramide precursor is present in a lesser amount while the other precursor is present in a greater amount. The preferred amount of ether amide in the [-Y]- portion is about 3% by weight.
and about 17% by weight, with more preferred amounts ranging from about 7% to about 13% by weight. The [-Y]-component of the present invention contains a polyamide precursor as one component. Examples of such precursors are caprolactam (nylon 6), hexamethylene diamine salt of adipic acid (nylon 6,
6) and hexamethylene diamine salt of terephthalic acid (nylon 6,T). Also, nylon 6,10 [poly(hexamethylene sebaamide)], nylon 11 [poly(decamethylene carbonamide)],
MXD-6 [poly(meta-xylene adipamide)],
Ethers such as PACM-9 [bis(para-aminocyclohexyl)-methane azelamide], PACM-10 [bis(para-aminocyclohexyl)methane sebacamide], and PACM-12 [bis(para-aminocyclohexyl)methanedecanoamide] Precursors of polyamides without polyamides can also be used.
Others are known to those skilled in the art. See, eg, Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Second Edition, Volume 16, Polyamides. The structure of one of the precursors involved in the present invention, namely a polyamide salt (nylon 6,6), is as follows. [―H 3 N― (CH 2 ) 6 ―NH 3 ]― ++ [―OOC―
(CH 2 ) 4 ―COO]― -- (D) The above can also be called [6] ++ [6] -- . To make component [-Y]-, a salt such as (C) is mixed with a salt such as (D) or other polyamide precursor. The resulting mixture is heated to a temperature generally above the melting point of the salt, but not above any decomposition temperature. The mixture is maintained at this temperature at atmospheric pressure or above until some or all polycondensation has occurred. During polycondensation, the mixture is often first subjected to pressure and then to vacuum. The latter helps facilitate water removal. Pressure is often used to avoid the escape of volatile substances, such as any diamines formed, that would adversely affect the resulting material. Actual temperatures, pressures, and compounding times will depend on the specific materials used. [-X]- and [-Y] of the block copolymer
―
The polyetheramides present in the parts can be the same or different materials. After the above preparation, the resulting random copolymer using (C) and (D) as an example may have the following structure. ―CCCCDCCCCCCCDDCDCCCCCCCCC― (E) The above shows that (D) is randomly distributed in a copolymer containing a larger amount of (C).
The relative amount of (D) to (C) is such that the melting point of (E) is lower than the melting point of the homopolymer formed by polycondensing the (C) salt itself. However, the amount of (D) relative to (C) is not so great that when incorporated into the final block copolymer, other properties of the homopolymer from (D) itself are adversely affected. From a commercial standpoint, the amount of (D) in the copolymer (C)-(D) preferably ranges from about 3% to about 17% by weight, with about 7% to about 13% by weight. More preferred. A random copolymer, eg (E), is melt compounded with a polyether amide made from eg a salt (C). Thus, the two polymers, polyether amide and random copolymer, are mixed together in a suitable manner. To melt compound the mixture, the temperature of the mixture is raised to at least a temperature above the melting point of the lower melting point polymer, but not above the decomposition temperature of any polymer and/or product. Melt compounding continues until sufficient transamidation reaction has occurred to form the desired block copolymer. In connection with the example just mentioned, the block copolymer consists of the following structure: [Block of -30203-6] - [Block of nylon 6,6 randomly distributed in -30203-6] - What is the transamidation reaction?
【式】をいずれも
含有する同じ又は異なるポリアミドの2分子が、
N及びC結合の間で切れて、別の分子の原子と結
びつくことによつて再形成する既知現象のことで
ある。すなわち図示すると、
しかし、溶融配合があまりに長く続くと、上のア
ミド転移反応が起り過ぎ、ブロツク共重合体(例
えば分子1と2)はランダム共重合体へ転化しや
すくなる。
概してブロツク共重合体の分子量(数平均又は
重量平均)は、望んでいる最終用途、例えばフア
イバー、成形品及びフイルムに適した物理的性質
を重合体がもつに足るほどの分子量にされるべき
である。種々の多様化した最終用途の異なる要件
満たすために分子量は広範囲にわたり変りうる。
ブロツク共重合体にとつて典型的な分子量範囲
は、数平均又は重量平均で、約5000ないし約
100000である。現今の商業的なポリアミド類例え
ばナイロン6とナイロン6,6とも、約12000〜
30000の数平均分子量範囲をもつている。
本発明のブロツク共重合体は次の繰返し構造式
[―X]―w[―Y]―zをもつており、ここで下書き
の
符号w及びzは各々約4ないし約200の範囲の値
をもつている。上記の値は、[―Y]―のブロツクを
結びつける前の[―X]―中に含まれる繰返し単位の
数のことである。例えば4の値は、分子のあるも
のは4個未満の繰返し単位をもちうる場合の値を
表わしている。それにもかゝわらず4より大きい
値のwとzをもつ分子は十分な数で存在してお
り、それより全体として混合物は、あたかも各分
子が4の値のw及びzをもつかのような性質をも
つている。市場の需要のため、wとzの好ましい
低目の値は約6〜8であるが、好ましい高目の値
は約125〜175である。
重合体鎖中のブロツクの長さを直接測定する方
法は知られていない。NMRは使用出来るかもし
れないがこの試みは成功しなかつた。ブロツクの
平均長はJ.Poly.Sci 14 1403(1976)、アイ.ケ
ー.ミラー.(l.K.Miller)のアミド交換速度の
知織で評価できる。このやり方は簡単である。重
合体の融点はブロツク長の関数であり、アミド交
換速度と相関させることが出来る。
上の議論は塩類の重縮合によるランダム共重合
体の製造に焦点を置いているが、他の方法を用い
てランダム共重合体をつくることもできる。例え
ば、ポリエーテルアミドとポリアミド(エーテル
を含まないもの)とを十分な時間に適当な温度
で、ランダム共重合体が生ずるまで溶融配合する
ことができる。また、いずれかの方法によつてつ
くられるランダム共重合体も出願人のブロツク共
重合体の製造に使うことができる。
本発明を更に例示するため、以下の実施例が与
えられる。
実施例
1,2―ビス(β―シアノエトキシエタン)す
なわちNC―(CH2)2―O―(CH2)2―)―
(CH2)2―、4,7―ジオキサデカメチレンジア
ミンすなわちNH2(CH2)3―O―(CH2)2―O―
(CH2)3―NH2、及びポリ(4,7―ジオキサデ
カメチレンアジパミド)は、合衆国特許第
4130602号に記載の手順に従つてつくることがで
きる。
N―30203―6塩は次のようにつくられる。ア
ジピン酸の204.4g(1.4モル)をメタノールの
906mlに溶解し、一方30203ジアミンの246.4g
(1.4モル)をメタノール906mlに溶解する。アジ
ピン酸溶液をジアミン溶液に加え、窒素下にかき
まぜる。生ずる混合物をろ過し、回収された塩を
フード内で一夜空気乾燥する。回収され乾燥され
た塩に60%塩溶液をつくる量の水を加える。色素
体を除くために溶液を木炭床に通す。脱色された
溶液に、溶液のPHを7.45に調整するのに十分なジ
アミンを加える。真空によつて水を除去し、真空
下に60℃で2時間塩を乾燥する。
もう一方の前駆物質のN―6,6塩は、30203
ジアミンをヘキサメチレンジアミン162.4gで代
替えする以外はすぐ上に述べた手順を使用してつ
くられる。
[―Y]―成分は次のようにつくられる。N―6,
6塩の104.3gをN―30203―6塩の11.3gと混合
する。次に混合物の50gを管に入れ、管を密封し
て190℃で2時間加熱する。次に管を開き、222℃
で窒素下(1気圧)に30分加熱する。次に後者を
続いて275℃で真空下に2時間加熱する。[―Y]―
成分はN―6,6の90重量%,N―30203―6の
10重量%の組成を有し、ランダム共重合体の性格
を示す。
別の方法の例証として、N―30203―6重合体
とナイロン6,6の混合物を溶融配合して[―Y]―
成分の試料をつくつた。溶融配合は、双方の重合
体の融点より高い温度でかきまぜることからなつ
ていたが、差動走査熱量計(DSC)で得られる
共重合体の溶融温度に追加のかきまぜがほとんど
変化を起さなくなるまで、かきまぜをすることか
らなつていた。これを添付の表に示す。このよう
に、ポリエーテルアミドN―30203―6とナイロ
ン6,6との混合物を283℃で360分溶融配合する
と、ランダム共重合体を生じたことをデータは示
している。この結論は、30203―6ポリエーテル
アミドとナイロン6―6の前駆体塩類の混合物を
加熱して共重合体をつくることによつてためされ
たものでこの共重合体は蟻酸中における溶解につ
いて試験されたのである。その溶解度は、報告さ
れた360分、283〓での溶融配合でつくられる共重
合体の溶解度に非常によく似ていたが同等ではな
かつた。しかし、追加の配合により、重合体は溶
解度試験で決定されるとおりに均等になつたであ
ろう。蟻酸溶解度試験は、ランダム性の程度を試
験するものとして知られている。Two molecules of the same or different polyamides both containing [Formula]
This is a known phenomenon in which N and C bonds are broken and reformed by bonding with atoms of another molecule. That is, to illustrate, However, if melt compounding continues for too long, the transamidation reaction described above will occur too much and the block copolymer (eg, molecules 1 and 2) will tend to convert to a random copolymer. In general, the molecular weight (number average or weight average) of the block copolymer should be such that the polymer has the physical properties suitable for the desired end use, such as fibers, articles, and films. be. Molecular weights can vary over a wide range to meet the different requirements of a variety of diverse end uses.
Typical molecular weight ranges for block copolymers are from about 5000 to about 5000, on a number average or weight average basis.
It is 100000. Current commercial polyamides such as nylon 6 and nylon 6,6 both have a price of about 12,000~
It has a number average molecular weight range of 30,000. The block copolymer of the present invention has the following repeating structural formula [-X]-w[-Y]-z, where the draft symbols w and z each have a value in the range of about 4 to about 200. I have it too. The above value refers to the number of repeating units contained in [-X]- before the blocks of [-Y]- are connected. For example, a value of 4 represents a value where some molecules may have fewer than 4 repeating units. Nevertheless, there are enough molecules with w and z values greater than 4 that the mixture as a whole is as if each molecule had w and z values of 4. It has the following characteristics. Due to market demand, preferred low values for w and z are about 6-8, while preferred high values are about 125-175. There is no known method for directly measuring the length of blocks in polymer chains. Although NMR could be used, this attempt was unsuccessful. The average length of the blocks is J.Poly.Sci 14 1403 (1976), I. K. mirror. It can be evaluated based on the knowledge of the amide exchange rate of (lKMiller). This method is easy. The melting point of a polymer is a function of block length and can be correlated to the rate of amide exchange. Although the above discussion focuses on making random copolymers by polycondensation of salts, other methods can also be used to make random copolymers. For example, polyether amide and polyamide (ether-free) can be melt compounded for a sufficient time and at a suitable temperature until a random copolymer is formed. Random copolymers made by either method can also be used to make Applicant's block copolymers. The following examples are given to further illustrate the invention. Example 1,2-bis(β-cyanoethoxyethane) or NC—(CH 2 ) 2 —O—(CH 2 ) 2 —)—
(CH 2 ) 2 —,4,7-dioxadecamethylenediamine, NH 2 (CH 2 ) 3 —O—(CH 2 ) 2 —O—
(CH 2 ) 3 —NH 2 and poly(4,7-dioxadecamethyleneadipamide), as described in U.S. Pat.
It can be made according to the procedure described in No. 4130602. N-30203-6 salt is made as follows. 204.4g (1.4mol) of adipic acid in methanol
while 246.4g of 30203 diamine dissolved in 906ml
(1.4 mol) in 906 ml of methanol. Add the adipic acid solution to the diamine solution and stir under nitrogen. The resulting mixture is filtered and the recovered salts are air dried in a hood overnight. Add an amount of water to the recovered and dried salt to make a 60% salt solution. Pass the solution through a bed of charcoal to remove the plastids. Add enough diamine to the decolorized solution to adjust the pH of the solution to 7.45. Remove the water by vacuum and dry the salt under vacuum at 60° C. for 2 hours. The other precursor N-6,6 salt is 30203
It is made using the procedure just described, except that the diamine is replaced with 162.4 g of hexamethylene diamine. The [-Y]-component is created as follows. N-6,
Mix 104.3 g of 6 salt with 11.3 g of N-30203-6 salt. Then 50g of the mixture is placed in a tube, the tube is sealed and heated at 190°C for 2 hours. Then open the tube and heat it to 222℃.
Heat under nitrogen (1 atm) for 30 minutes. The latter is then subsequently heated at 275° C. under vacuum for 2 hours. [-Y]-
Ingredients: 90% by weight of N-6,6, N-30203-6
It has a composition of 10% by weight and exhibits the characteristics of a random copolymer. As an illustration of another method, a mixture of N-30203-6 polymer and nylon 6,6 was melt compounded [-Y]-
I made a sample of the ingredients. Melt compounding consisted of stirring at a temperature above the melting point of both polymers, but additional stirring caused little change in the melting temperature of the copolymer obtained by differential scanning calorimetry (DSC). Until then, I had gotten used to stirring. This is shown in the attached table. Thus, the data show that melt compounding a mixture of polyetheramide N-30203-6 and nylon 6,6 at 283° C. for 360 minutes resulted in a random copolymer. This conclusion was tested by heating a mixture of 30203-6 polyetheramide and nylon 6-6 precursor salts to form a copolymer, which was tested for dissolution in formic acid. It was done. Its solubility was very similar, but not equivalent, to the reported solubility of the copolymer made by melt compounding at 360 minutes, 283㎓. However, additional blending would have made the polymers even as determined by solubility testing. The formic acid solubility test is known to test the degree of randomness.
【表】
[―X]―成分は次のようにつくられる。N―
30203―6の50gを管に入れ、管を密封して190℃
で2時間加熱する。管を開き、222℃で窒素下に
30分加熱して、続いて222℃で真空下に2時間加
熱する。
次に本発明のブロツク共重合体は次のようにつ
くられる。乾燥した[―Y]―成分すなわち塩類の重
縮合でつくられるランダム共重合体100gと乾燥
した[―X]―成分28.6gを乾燥配合し、255℃〜285
℃で約15分ないし約2時間加熱すると、望んでい
る量のアミド転移が得られる。生ずるブロツク共
重合体はN―6,6/N―30203―6の70/30重
量%の全組成をもつている。生ずるブロツク共重
合体の融点は約225℃であり、本質的にそれ以上
の再配列を起こすことなく、約250℃でこれを溶
融紡糸できる。
ナイロン―6の90重量%とN―30203―6の10
重量%のランダム共重合体をつくり、その融点は
ナイロン―6の融点(220℃)より25℃低かつた。
次にランダム共重合体をN―30203―6共重合体
と溶融配合し、生ずるブロツク共重合体は、ナイ
ロン―6部分にエーテルがない同様なブロツク共
重合体より低い融点をもつている。
上記の手順でN―30203―6を4頁の構造式(B)
のものと置き換えたとき(R1,R2,R3及びR5は
N―30203―6の場合と同じ)、生じるブロツク共
重合体はナイロン―6が存在するブロツクにエー
テルがない同様のブロツク共重合体より低い融点
をもつている。
以上の手順に他のポリアミド類、ポリエーテル
アミド類及びそれらの前駆物質を使用して、同じ
く低下した融点をもつブロツク共重合体が生ずる
だろう。[Table] The [-X]-component is made as follows. N-
Put 50g of 30203-6 into a tube, seal the tube and heat to 190℃.
Heat for 2 hours. Open the tube and place it under nitrogen at 222 °C.
Heat for 30 minutes, followed by 2 hours under vacuum at 222°C. Next, the block copolymer of the present invention is prepared as follows. 100g of the dried [-Y]-component, that is, a random copolymer made by polycondensation of salts, and 28.6g of the dried [-X]-component were dry-blended and heated at 255℃ to 285℃.
Heating at 0.degree. C. for about 15 minutes to about 2 hours provides the desired amount of transamidation. The resulting block copolymer has a total composition of 70/30% by weight N-6,6/N-30203-6. The resulting block copolymer has a melting point of about 225°C and can be melt spun at about 250°C essentially without further rearrangement. 90% by weight of nylon-6 and 10% of N-30203-6
% by weight random copolymer was prepared, and its melting point was 25°C lower than the melting point of nylon-6 (220°C).
The random copolymer is then melt blended with the N-30203-6 copolymer and the resulting block copolymer has a lower melting point than a similar block copolymer without the ether in the nylon-6 portion. Using the above procedure, convert N-30203-6 to the structural formula (B) on page 4.
(R 1 , R 2 , R 3 and R 5 are the same as for N-30203-6), the resulting block copolymer is a similar block in which the nylon-6 is present but without the ether. It has a lower melting point than copolymers. Use of other polyamides, polyetheramides and their precursors in the above procedure will result in block copolymers with similarly reduced melting points.