JPH0623308B2 - 組成物 - Google Patents

組成物

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JPH0623308B2
JPH0623308B2 JP59256389A JP25638984A JPH0623308B2 JP H0623308 B2 JPH0623308 B2 JP H0623308B2 JP 59256389 A JP59256389 A JP 59256389A JP 25638984 A JP25638984 A JP 25638984A JP H0623308 B2 JPH0623308 B2 JP H0623308B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、ポリアミドに関し、さらに詳しくは芳香族−
脂肪族ポリアミドと結晶化促進剤のブレンドを含む迅速
結晶性組成物に関する。
先行技術の説明 無定形ポリアミド、特に高い芳香族主鎖含量のもの(例
えば米国特許第4,072,665号明細書を参照されたい)
は、熱可塑性プラスチックの成形および繊維の形成に非
常に有用であるが、溶融状態から凝固後に無定形である
欠点がある。
概して、ポリアミドの結晶化度は成形品の取り出し速度
の促進のみならず加熱撓み温度、耐溶媒性、寸法安定
性、剛さなどの重合体特性を最大にするに望ましい。繊
維の場合、結晶化度は、破壊強さ(強力)を向上する。
残念なことに、部品および繊維の長い成形品取り出し時
間、アニーリングなどの結晶化度を得るに通常必要なこ
れ以上の工程によつて、製造時間が増大し、しかも製造
コストが一層大きくなる。
特別の核生成剤または結晶化促進剤の使用によつて結晶
化速度を増大する技術は既知である。しかしながら、こ
の結晶化促進技術は、経験的なものであり、しかもその
結果一つの重合体系についての発見は別の重合体に応用
できない。
例えば、ジ・エンサイクロペデイア・オブ・ポリマー・
サイエンス・アンド・テクノロジー(The Encyclopedia
of Polymer Science and Technology)、第10巻、1
969、ジヨン・ワイリーアンド・サンズ、ニユーヨー
ク、ニユーヨーク州所在、の第466頁から、シリカが
ナイロンポリアミドの代表的核生成剤であることが分か
る。対照的に、米国特許第4,323,493号明細書には、ア
ミドの特別の種類(すなわちポリアミド−イミド)はシ
リカによつては核生成できないがタルクをもつて核生成
できることが開示されている。
ポリアルキレンテレフタレートの結晶化の促進に対して
種々の添加剤が開示されている。例えば高級脂肪酸のア
ルカリ金属塩は、米国特許第4,368,286号明細書に開示
されている。米国特許第4,368,288号明細書には、タル
クのような微粉無機核生成剤は、余り有効でなく、安息
香酸ナトリウムのような有効な核生成剤によつてポリエ
ステル(第1欄第35行から第40行まで)の著しい分
解が起こり、従つてこれらの2種の材料は不適当であ
る。この引例には、結晶化の増進を起こすに実際にポリ
アルキレンテレフタレートと反応する有機化合物の特別
のイオン化性金属塩の使用が開示されている。
前記の米国特許第4,368,288号明細書と対照的に、米国
特許第4,401,792号明細書においてAxelrodらは、安息香
酸のアルカリ金属塩およびポリアルキレンテレフタレー
トの結晶化速度を促進するアイオノマーの使用が実際に
教示されている。
米国特許第4,404,161号明細書には、多相複合共重合体
の約2重量%から約30重量%までを用いて重合体の成
形温度を低下する(逆に結晶化速度を増進する)ポリエ
チレンテレフタレートの射出成形方法が開示されてい
る。
ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンアゼラミド)、
ポリ(4,4′−メチレン−ジフエニレンセバカミ
ド)、ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンウンデカ
ンジアミド)およびポリ(4,4′−メチレンジフエニ
レンドデカンジアミド)からなるポリアミドの系列は当
業界に既知である。これらの重合体のすべては、無定形
状態に凝固し、しかもアニーリングまたは熱処理しない
限りそのままである。このような重合体に関しては、米
国特許第2,669,556号、第3,408,334号、第3,640,970号
および第3,651,022号明細書およびジヤーナル・オブ・
ポリマー・サイエンス(J.Polymer Sci.)10、A−1
部、第1547頁、1972を参照されたい。
本発明者らは、特別の方法により下記の若干の型の結晶
化促進剤を用いて製造された前記の無定形ポリアミドを
含む組成物は溶融状態から固体状態に迅速に結晶化でき
ることを今や見いだした。
耐高温性、すぐれた引張特性および加熱撓み温度(HD
T)値、低い脆さ(すぐれた衝撃強さ)、特に結晶化の
非常な高速を初めこれらの組成物からの成形品の有する
性質の組み合せは実に予測できない。
発明の要約 A.ポリ(4,4′−メチレンジフェニレンアゼラミ
ド)、ポリ(4,4′−メチレンジフェニレンセバカミ
ド)、ポリ(4,4′−メチレンジフェニレンウンデカ
ンジアミド)、ポリ(4,4′−メチレンジフェニレン
ドデカンジアミド)およびそれらの混合物からなる群か
ら選ばれた線状ポリアミドであって、4,4′−メチレ
ンビス(フェニルイソシアナート)と相当するジカルボ
ン酸との反応または4,4′−メチレンビス(アニリ
ン)と相当するジカルボン酸二ハロゲン化物との反応に
よって製造され、30℃において塩化リチウム4重量%
を含有するN−メチルピロリドン中の0.5重量%溶液
として測定されたインヘレント粘度が0.5〜1.5で
あることを特徴とする線状ポリアミドと、 B.(i)タルク、 (ii)ベンゼンスルホン酸ナトリウム、 (iii)ポリエチレンアイオノマー、 (iv)メタクリレート化ブタジエンースチレン重合体、 および、 (v)a.C〜Cのアルキルアクリレート90〜9
9.8重量%、架橋単量体0.1〜5重量%、 および、 グラフト結合単量体0.1〜5重量%を含む単量体系で
あって、 前記架橋単量体は、すべて実質的に同じ反応速度で重合
する多数の付加重合性反応基を有するポロエチレン系不
飽和単量体であり、しかも前記グラフト結合単量体は、
その少なくとも一種が前記反応基の他の少なくとも一種
と実質的に異なった速度で重合する多数の付加重合性反
応基を有するポリエチレン系飽和単量体である単量体
系、 から重合された第一エラストマー相25〜95重量%
と、 b.前記エラストマー相の存在下に重合され、しかもエ
ポキシ基を含有しない最終硬質熱可塑性相75〜5重量
% とよりなる多相複合共重合体、 からなる群から選ばれた少なくとも一種の材料とのブレ
ンドよりなり、 前記材料(B)は前記線状ポリアミド(A)の結晶化を促進す
るに少なくとも十分な量で存在する組成物よりなる。
本発明は、また前記に定義されたブレンドから製造され
た繊維をも含む。
発明の詳細な開示 本発明による組成物に用いられるポリアミドは、このポ
リアミドが両者共当業者において既知の前記に定義され
た特別の方法の1つによつて製造される特徴がある。ジ
イソシアナート経路を用いる代表的な製造方法について
は、それに関する開示が参照されている米国特許第3,64
2,715号、第4,061,622号および第4,094,866号明細書を
参照されたい。あるいは、ジアミン−二ハロゲン化物経
路を用いる代表的な製造方法については、P.W.Morganに
よるコンデンセーシヨン・ポリマーズ(Condensation P
olymers)、第190頁から第193頁まで、196
5、インターサイエンス・パブリシヤズ、ニユーヨー
ク、ニユーヨーク州所在、および前記ポリアミドの製造
に関するその教示が参照されている米国特許第3,206,43
8号明細書を参照されたい。
本組成物に用いられるポリアミドは、ジイソシアナート
経路を経て製造されたものであるのが好ましい。
本発明によるポリアミドの好ましい種類は、ポリ(4,
4′−メチレンジフエニレンアゼラミド)およびポリ
(4,4′−メチレンジフエニレンドデカンジアミド)
である。
ポリアミドには、他のポリアミド、ポリエーテルおよび
ポリエステルのような他の反復重合体結合の少量(約2
モル%から約10モル%まで)が存在し得る。しかしな
がら、好ましいポリアミドには、どのような型の共重合
体結合も含有されない。前記のポリアミドの物理的混合
物は、本発明により使用できる。
本発明者らは、4,4′−メチレンビス(アニリン)お
よび前記の相当するジカルボン酸の1種から、例えばHo
lmerらの米国特許第3,651,022号明細書により製造され
たポリアミドは、本発明(下記例7参照)のブレンドに
匹敵する性質を有する組成物を与えない。
本発明のブレンドにおいて用いるポリアミドは、前記に
定義された試験条件下に測定されたインヒーレントビス
コシチー範囲約0.5から約1.5まで、好ましくは約0.7か
ら約1.1までによつて有利に規定された分子量をさらに
特徴とする。
ポリアミドの分子量は、重合の時間および温度、連鎖停
止剤、反応体の指数の制御のような既知の技術の何れか
を用いるその製造の間に容易に制御される。
前記の材料(B)は、本発明のブレンドが溶融され、次い
で単純溶融および凝固に至る冷却によるかまたは注型、
押出し、溶融紡糸または種々の成形形状への射出成形な
どにおいてそのような融解/凝固プロセスが含まれる場
合も、ポリアミドの結晶化を促進する。
無定形ポリアミドの結晶化を開始するに十分な量の材料
(B)は、使用される特別の材料(B)、どのような材料(A)
が用いられるかなどの要因によつて変わる。任意の特別
の場合に必要な量は、試行錯誤によつて容易に求めるこ
とができる。促進剤(B)は、(A)および(B)の全組成物当
たり約0.1重量%から約20重量%までの割合で存在す
るのが有利である。この促進剤(B)は、約0.5重量%から
約15重量%までの範囲内で存在するのが好ましい。
タルクまたはベンゼンスルホン酸ナトリウムが結晶化促
進剤の場合、これらは粉末形、好ましくは微粉形で用い
るのが有利である。これらは、前記に規定された割合内
で使用できるが、これらは(A)および(B)の全重量の約0.
1重量%から約5重量%まで、好ましく約0.5重量%から
約5重量%までの範囲内で用いられる場合、これらはブ
レンドの結晶化を開始する。タルクおよびベンゼンスル
ホン酸ナトリウムの両者がポリアミドの結晶化において
与える非常に速い速度は驚くべきものである。
前記分類(iii)、(iv)および(v)内に入るこれらの材料(B)
の非常に有利な特徴は、これらが結晶化促進剤および衝
撃改良剤の2つの能力で働くことである。従つて、(ii
i)、(iv)または(v)を含有する本発明による成形組成物
は、無定形構造を有するポリアミドに特有の良好な衝撃
強さの特徴があり、同時に、この成形組成物は高結晶性
ポリアミドに特有の加熱撓み温度(HDT)を有し、もち
論この成形組成物は速い成形品取出し速度を有する。
材料(B)が種類(iii)、(iv)または(v)の1種にあるもので
ある場合、この材料(B)は(A)および(B)当たり約5重量
%から約20重量%までの範囲内で用いられるのが有利
である。
ポリエチレンアオノマー(iii)は、カルボン酸の約10
%から約90%までが金属イオンで中和によつてイオン
化されるα−オレフインとα,β−エチレン系不飽和カ
ルボン酸のイオン共重合体である。本発明により使用で
きる代表的アイオノマーについては、その開示が参照さ
れている、米国特許第3,264,272号明細書を参照された
い。
好ましいアイオノマーは、メタクリル酸含量約0.2モル
%から約25モル%までをナトリウムまたは亜鉛の中和
陽イオンと共に有するポリエチレンポリメタクリル酸共
重合体である。
材料(B)のメタクリレート化ブタジエン−スチレン類(i
v)の例示的例は、アクリロイド(Acryloid)KM−680
〔ローム・アンド・ハース・ブリテイン・アクリロイド
(Rohm and Haas bulletinAcryloid)KM−680、1
月1983を参照されたい〕のようなポリ塩化ビニル重
合体用高効率衝撃性改良剤として用いられる共重合体で
ある。
材料(B)の多相複合共重合体類(v)は、前記米国特許第4,
404,161号明細書およびこの中に引用され、前記多相複
合共重合体に関するその開示が本明細書に参照されてい
る、米国特許明細書第3,808,180号および第4,096,202号
明細書に詳述されている。
本発明による使用に好ましい多相複合共重合体は、わず
かに2相、すなわち共重合体の約60重量%から95重
量%までを構成し、しかも(a)ブチルアクリレート95
重量%から99.8重量%まで、(b)架橋剤としてブチレン
ジアクリレート0.1重量%から2.5重量%まで、および
(c)グラフト結合剤としてアリルメタクリレートまたは
ジアリルマレエート0.1重量%から2.5重量%までを含む
単量体系を重合することによつて誘導された第1相をメ
チルメタクリレート約60重量%から100重量%まで
から重合された最終相約40重量%から約5重量%まで
と共に有する。
前記の材料(B)の種類の好ましい構成員は、タルクおよ
び多相複合共重合体である。
本発明による組成物は、当業者に既知の任意の適当なブ
レンデイング法(乾式または溶融)を用いて、ポリアミ
ド(A)および材料(B)を一緒にブレンドすることによつて
容易に製造される。例えば、2成分は両者をポールミ
ル、ワイリーミル(Wileymill)などにおいて微粉形でド
ライブレンドできる。ドライブレンド後に、スクリユー
押出機などにおいてさらに溶融配合することができる。
あるいは、成分は、単軸または2軸スクリユー押出機に
成分を供給することによつて直接溶融配合することがで
きる。
さらに、本発明による組成物は、補強剤、充てん剤およ
びこれらの混合物約55重量%まで、好ましくは約30
重量%までとブレンドできる。補強材の例示的例は、ガ
ラス繊維、炭素繊維、ポリ(フエニレンイソフタルアミ
ド)繊維、ポリ(ベンスアミド)繊維などのような(ス
トランド、チヨツプト、ロービング、マツトなどを初
め)無機繊維および有機繊維である。好ましい補強剤は
ガラス繊維である。
使用できる充てん剤の例示的例は、タルク自体、炭酸カ
ルシウム、カオリン、黒鉛、二硫化モリブデン(後2者
は潤滑性用)、アルミニウム、銅などの粉末金属であ
る。
好ましい充てん剤はタルクである。事実、驚くべきしか
も予測できない発見においては、タルクは結晶化促進剤
および充てん剤の両者として充てん剤に対して前記に規
定された量で使用できる。このようなブレンドから得ら
れた重合体は、迅速な結晶化、良好なポリアミドの物性
の保持の性質を有し、しかも一層高価なポリアミドの代
わりにタルクを使用することによつて一層経済的に興味
深い。
最も驚異的な、予測できないしかも特に有利な発見は、
繊維の溶融紡糸において用いられる場合の本発明のブレ
ンドの挙動である。このように製造された繊維は、先行
技術と著しく対照的にダイから出たほぼ直後に結晶化す
る。この迅速な結晶化によつて、先行技術関連ポリアミ
ド繊維(前記のJ.Polymer Sci.を参照されたい)に必要
な除冷および延伸工程の必要性がなくなる。繊維の製造
に使用する好ましい組成物は、材料(B)がタルクである
ものである。
本発明による組成物に他の添加物を添加できる。例示的
には、このような添加剤としては、酸化防止剤、染料、
白色顔料(二酸化チタン)、難燃剤、潤滑剤などがあ
る。
本発明による組成物は、溶融温度275℃またはそれ以
上を有する成形重合体を与える。これらの組成物は、易
射出成形性のような無定形芳香族脂肪族共ポリアミドの
性質を有する一方、同時に結晶性芳香族脂肪族ポリアミ
ドの有利な性質を有する。これらの有利な性質の若干
は、前記に参照され、しかも200℃より高温、ある場
合には若干の型の長期の除冷過程のない射出成形性ポリ
アミドには非常に高い約250℃で1820kPaのHDT値
を含む。
高結晶性の故に、本組成物から製造された成形品は、す
ぐれた耐溶剤性および耐湿性を有する。このことは、結
晶化促進剤がまた衝撃強さを向上する(すなわち脆さを
減少する)が、なお成形重合体の良好なHDT値およびす
ぐれた耐溶剤性の保持が与えられる組成物に特に当ては
まる。
さらに、本組成物から製造された成形重合体は、その高
いHDT特性の故にすぐれた寸法安定性を有する。
本発明のブレンドは、ブシユ、シール面、電気絶縁体、
圧縮機羽根および羽根車、ピストンおよびピストンリン
グ、歯車、糸道、カム、ブレーキライニング、クラツチ
面、研摩品などの物品の製造に使用できる。本発明のブ
レンドから誘導された繊維は、煙突におけるような不良
環境におけるフイルターにおいてまたは高融点工業用繊
維として高速縫合操作において耐熱性誘電体紙の構成な
どに使用できる。
下記の例は、本発明を行いおよび使用する態様および方
法を記載し、しかも本発明者によつて意図された本発明
の最良の実施態様を記載するが、限定することが解釈さ
れない。
製造1:ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンアゼラ
ミド) 2の樹脂反応がまに、純アゼライン酸200.05g(2.09
7当量)、ステアリン酸4.78g(0.0168当量)および乾
燥テトラメチレンスルホン900mを装入した。攪拌
された溶液を230℃に加熱し、次いでこの溶液にジメ
チルホスホリンオキシド1.32gを加え、次に乾燥テトラ
メチレンスルホン250mに溶解された4,4′−メ
チレンビス(フエニルイソシアナート)262.35g(あら
かじめ計算された2.114当量の98.5%)の溶液を徐々に
添加(2.5時間)した。テトラメチレンスルホン10m
に溶解された残りの4,4′−メチレンビス(フエニ
ルイソシアナート)1.86gを、5回の別個の部分で23
0℃の攪拌された反応混合物に加えて、全添加イソシア
ナート濃度水準を化学量論指数より約1%大にした。反
応溶液を230℃に加熱して、1時間攪拌した。
反応溶液を水に注入し、それによつて重合体を固体スト
ランドの形で沈殿させた。固体重合体をワーリングブレ
ンダー中で細断し、吸引フイルター上で捕集し、次いで
水の連続緩慢水流中で8時間洗浄し、最後に110℃で
乾燥した。30℃において塩化リチウム4重量%を含有
するN−メチルピロリドン中の0.5重量%において測定
したポリ(4,4′−メチレンジフエニレンアゼラミ
ド)のインヒーレントビスコシチーは未使用重合体につ
いて1.23であつた。
重合体を、ブラベンダープラスチーコーダーを用いスク
リユー速度40r.p.mトルク1000m−g(メートル
−グラム)未満においてすべて280℃に設定された4
個の帯域温度をもつて3.2mmの棒の形に押出し、棒をペ
レットに細断した。前記と同様に測定した押出し重合体
のインヒーレントビスコシチーは1.1であつた。
製造2:ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンドデカ
ン−ジアミド) 2の樹脂反応がまに純1,12−ドデカンジオン酸22
0.24g(1.915当量)、ステアリン酸4.36g(0.0153当
量および乾燥テトラメチレンスルホン1000mを装
入した。攪拌された溶液を247℃に加熱し、次いでこ
の溶液にジメチルホスホリンオキシド1.22gを添加し、
次にテトラメチレンスルホン250mに溶解された
4,4′−メチレンビス(フエニルイソシアナート)24
3.24g(1.930当量)を徐々に添加した(3時間)。添
加後、反応溶液を247℃に24時間加熱した。この2
4時間に、試料を取り出して15分、30分、1時間、
2時間、3時間、19時間、21時間、23時間および
24時間の間隔で粘度を調べた。30℃において測定し
た反応溶液のインヒーレントビスコシチーは、15分水
準の0.94の低い値から2時間の1.16の極大、最後に24
時間の1.10の範囲であつた。
製造1に記載の同じ操作を用いて重合体を単離した。3
0℃において塩化リチウム4重量%を含有するN−メチ
ルピロリドン中0.5重量%において測定した未使用重合
体のインヒーレントビスコシチーは1.12であつた。
重合体を押出し、次いでトルクが700m−gで帯域1
が270℃であつて他の3帯域が280℃である以外は
製造1に記載の同じ装置および操作を用いてペレットに
細断した。前記のように測定した押出し重合体のインヒ
ーレントビスコシチーは1.08であつた。
例1 本発明による4種の組成物(AからDまで)をまず下記
の成分を電動回転タンブラー中で十分に混合することに
よつて乾燥粉末ブレンドとして製造した。
AおよびBにおいて、各々の場合に(前記製造1により
製造された)ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンア
ゼラミド)445.5gをタルク(最大粒径10ミクロンを
有する名称MP10−52の下にフアイザー・インコーポ
レーテッドによつて供給)4.5gおよびベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム4.5gとそれぞれブレンドした。Cおよ
びDの各々においては、同じポリアミド材料382.5gを
〔サーリン(Surlyn)1554の名称の下にデユポンか
ら供給された〕亜鉛陽イオンを含有する中間分子量ポリ
エチレン−ポリメタクリル酸重合体および〔カネエース
(Kane Ace)B−56として鐘淵化学工業から供給され
た〕メタクリレート/ブタジエン/スチレン共重合体6
7.5gをそれぞれブレンドした。
次いで全4種のブレンドをブラベンダープラスチーコー
ダーからスクリユー速度40r.p.m.およびトルク約10
00m−gおよび帯域温度#1=275℃、#2=27
5℃、#3=280℃および#4=280℃において1/
8インチの棒の形に押出した。次いで、この棒をペレッ
トに細断した。
次に、4種の組成物を、4つの異なつた一定温度におい
て結晶化半減時間(t1/2)測定の既知の試験操作に供し
た。試験は、各組成物の40mgの大きさの試料をアルミ
ニウム容器に秤量し、次いでこの容器をデユポン990
サーマル・アナライザー(Thermal Analyzer)測定器の
示差走査熱量分析(DSC)セルに個々に入れることによ
つて行つた。各試料を、300℃に急熱し、1分保持し
て、次に温度を4つの一定試験温度(すなわち230
℃、235℃、240℃および245℃)の1つに迅速
に低下した(50℃/分より大)。試料を規定温度に保
ち、次いで熱容量を時間に対して測定した。最大発熱結
晶化が起こる時間は、結晶化のt1/2と呼ぶ。
4つの一定試験温度の各々についてのt1/2に対して秒に
表した時間を、前記の操作により押出しおよびペレット
に細断された結晶化促進剤(対照C9)を含有しない原重
合体の値と比較して第1表に示す。
組成物A、B、CおよびDについて対照よりもはるかに
短い結晶化時間は、特に試験温度230℃および235
℃において明瞭に見ることができる。組成物CおよびD
は一層高い試験温度240℃および245℃において対
照よりも長時間を有するが、より有利な低試験温度23
0℃および235℃において明確に低い時間を有する。
本発明によらない2組成物は、ポリ(4,4′−メチレ
ンジフエニレンアゼラミド)の別個の試料をp−トルエ
ンスルホアニリドおよびジフエニルスルホン5重量%と
それぞれブレンドし、次いで各ブレンドを前記の方法と
同様に押出すことによつて製造された。この2組成物の
結晶化t1/2を、4試験温度において測定し、各々の場合
に、230℃において試験したジフエニルスルホン含有
組成物以外は、これら組成物は前記対照(第1表)の時
間よりも長かつた。
また本発明によらない第3の組成物は、同じポリアミド
および安息香酸ナトリウム1重量%から製造された。こ
の組成物は、その溶融および再結晶化温度の間の差の減
少を、DSC実験によつて純重合体の差と比較して求めて
純重合体よりも結晶化速度の若干の増大を示した。しか
しながら、DSCにより組成物に重合体の分解が認められ
た。
例2 本発明による組成物Eは、(前記製造2によつて製造さ
れた)ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンドデカン
ジアミン)340gおよびタルク(例1に記載のMP10
−52)3.4gを一緒にブレンドすることによつて製造
された。このブレンドを、帯域#2および帯域#4がそ
れぞれ280℃および290℃でスクリユー速度20r.
p.m.およびトルク約2000m−g以外は同じ条件を用
いてブラベンダーから押し出した。押出し棒をペレット
に細断した。
結晶化促進剤を含有せず前記の操作を用いて押出しおよ
びペレット化された対照C12試料を、組成物Eと共
に、一定試験温度225℃、230℃、235℃および
240℃において以外は結晶化のt1/2測定の例1に記載
の試験に供した。結果を第2表に示す。
Eについてのt1/2値は、すべて対照C12よりもはるか
に低く、後者の試料は温度240℃において17分の試
験時間内にΔHの最大を示さなかつた。
例3 本発明による2組成物FおよびGは、下記の様に製造さ
れた。Fの場合、前記製造1により製造されたポリ
(4,4′−メチレン−ジフエニレンアゼラミド)10
50gを、3mmのチヨツプトガラス繊維ストランド(ダ
ウ・コーニングFG497BB)450g、タルク(フアイザ
ーMP10−52)15gおよびイルガノツクス(Irgano
x)1098酸化防止剤(チバ−ガイギー、アーズレ
イ、ニユーヨーク州所在)15gとブレンドした。十分
にブレンドした試料をブラベンダーからスクリユー速度
40r.p.m.およびトルク1200m−gから1500m
−gまで、帯域温度#1=275℃、#2=280℃、
#3=280℃および#4=280℃において6.4mmの
棒として押し出した。
組成物Gは、製造1により製造されたポリ(4,4′−
メチレンジフエニレンアゼラミド)1680gを3mm・
チヨツプトガラス繊維ストランド(ダウ・コーニングFG
497BB)720g,タルク(フアイザーMP10−5
2)24g、および二酸化チタン(R−69としてGlid
denによつて供給)とブレンドすることによつて製造さ
れた。このブレンドを、Fについて前記と同じ条件下に
押し出した。
各組成物の試料をArburg射出成形機を用いて、22cm×
3mmダンベル試験片(ASTM D638)および14cm×1
3mm×6.4mm曲げ棒(ASTM D790)に射出成形した。
組成物Fについての射出成形条件は、下記のようであつ
た。
帯域温度 #1=280℃、#2=285℃、#3=2
90℃、スクリユー速度、130r.p.m. 射出速度 2.8秒、射出圧力 62,052kPa、 射出時間 15秒、および射出保持 55秒。金型油温
度は約138℃であつた。
組成物Gについての射出成形条件は、帯域2および帯域
3の温度がそれぞれ5℃低い280℃および285℃で
あり、しかも約99℃である金型油温度の1つの非常に
決定的な差以外は前記の条件と事実上同一であつた。
引張および曲げ棒の試料を、200℃において1時間ア
ニーリングした。
各々の非アニーリング形およびアニーリング形(下つき
文字A)の両者についての2組成物の物性およびFにつ
いての結晶化t1/2を第3表に示す。Gは白色顔料二酸化
チタンの存在以外はFと基本的に同じ組成物である。
第3表から、金型温度が約138℃で金型保持時間約5
5秒の場合、Fについて274℃および247℃におい
てそれぞれHDT値455kPaおよび1820kPaが認めら
れた。成形試料(FA)のアニーリングは、必要ない。な
ぜならばHDTの増加は認め得なかつたからである。
Gの場合のように金型温度が99℃の場合、この金型温
度は、材料の急冷効果を有し、しかも131℃において
HDT1820kPaを生じたにすぎなかつた。試料(FA)の
アニーリングによつて、HDT値は試料Fの結晶質水準に
上昇した。
また、Fのt1/2値は、前記第1表に示す同じ対照C
と比較した場合にはるかに早い。
他の組成物は、ポリアミドの割合を900°gに減少
し、一方チヨツプトガラス繊維を600gに増加した以
外は、Fについて前記の同じ成分および割合を用いて製
造された。組成物は、Fとほぼ同一に加工および成形さ
れ、しかも第3表においてFについての値の後に括弧に
示した成形品の性質を有した。
例4 本発明による下記の組成物Hは、結晶化促進剤が重合体
に対する結晶化促進剤および充てん剤の両者として如何
に使用できるかを説明している。
製造1によつて製造されたポリ(4,4′−メチレンジ
フエニレンアゼラミド)の試料630gをタルク(約2
7重量%)243g、2酸化チタン27g、イルガノツ
クス1098 9gとドライブレンドし、次いでブラベ
ンダーを用いてスクリユー速度40r.p.m.およびトルク
約m−gおよび帯域温度#1および#2=280℃、お
よび#3および#4=285℃において6.4mmの棒に成
形した。この棒をペレットに細断し、下記の条件下にAr
burgを用いて曲げ棒および試験片に射出成形した。帯域
温度#1=272℃、#2=275℃、#3=275
℃、スクリユー速度=140r.p.m.、射出速度=3秒、
射出圧力=68,947kPa、射出保持時間45秒、金型油温
度=約99℃。
各々非アニーリングおよびアニーリング試料の前記組成
物Hおよび対照C(Hにおけると同じ操作を用いて成
形)試料の物性を下記第4表に示す。また、非アニーリ
ング形のHの結晶化のt1/2値も求めた。
Hの物性から、タルクの比較的高添加量は、悪影響をお
よぼすことなく、組成物に収容できることが明らかに分
かる。
アニーリング前においても、Hは、低成形温度にもかか
わらず対照(109℃/1820kPa)よりも高いHDT値
(120℃/1820kPa)の特徴があることは注目す
べきことである。Hのアニーリングは対照(アニーリン
グ)130℃よりもはるかに高いHDT201℃を生じ
た。
Hのt1/2値が、対照Cと比べてはるかに早いことは、
さらに注目すべきである。
例5 下記の実験は、本発明による組成物Iからの繊維の製造
を記載している。
組成物は、前記のポリ(4,4′−メチレンジフエニレ
ンアゼラミド)850gを、イルガノツクス1098
8.5g、タルク8.5gおよび二酸化チタン白色顔料を一緒
にブレンドすることによつて製造された。
十分にブレンドされた混合物を、前記の一般的押出し条
件を用いて60メツシユスクリーンパツクを備えたブラ
ベンダーから押出してどのような微粉固体不純物をも除
いた。ペレットの形の押出物をホツパードライヤー(No
vatec Inc.)中で110℃において36時間乾燥した。
次いで、十分に乾燥した重合体を8孔の繊維ダイ(各0.
5mm)および紡糸繊維の巻取スプールを備えたブラベン
ダーから再度押出した。繊維を、スクリユー速度20r.
p.m.またはそれ以下、トルク約1100m−g、帯域1
および帯域2の両者280℃であるが、帯域3および帯
域4はそれぞれ285℃および290℃において紡糸し
た。
紡糸したままの繊維は、ダイからわずかに約1フイート
出た後に透明無定形から完全不透明結晶形に変化した。
この高結晶形は、繊維について、試料を20℃/minで
300℃(試料は286℃において溶融)に加熱し、次
いで溶融試料を有する容器をドライアイス(約−60
℃)に入れ、それによつて冷却して試料の結晶化が起こ
らないことを確める、DSC実験によつて確認した。次い
で、試料をDSCにおいて再実験し、次いで173℃にお
いて結晶化の強い発熱ピークがあり、次いで最終試料は
286℃において溶融した。先行技術関連ポリアミド繊
維(前記のJ.Polymer Sci.、10、A−1部、1972
を参照されたい)と対照的に、本繊維はアニーリング工
程を要しないで結晶質になる。
例6 本発明による下記の組成物JおよびKは、また可塑剤の
役割を果たし、しかもすぐれた重合体−衝撃強さを生じ
る結晶化促進剤を含有する。
組成物Jは、ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンア
ゼラミド)382.5gを、第1工程においてブチルアクリ
レート79.2部、1,3−ブチレンジアクリレート0.4部
およびジアルキルアクリレート0.4部から、次いで第2
工程においてメチルメタクリレート20部から従来の乳
化重合を用いて製造された多相複合共重合体であり、ロ
ーム・アンド・ハース、フイラデルフイア所在によつて
供給された白色微粉末(嵩密度=0.41g/cc)の形のア
クリロイドKM−330 67.5gと一緒にブレンドするこ
とによつて製造された。このブレンドを、ブラベンダー
を用いてスクリユー速度40r.p.m.、トルク約1000
m−gおよび帯域1および帯域2=270℃、帯域3=
275℃および帯域4=280℃で棒に押出した。
押出品をペレットに細断し、次いでArburgを用いて、射
出圧力82,736kPa、射出時間15秒、射出保持時間35
秒、金型油加熱温度=93℃、帯域1=265℃、帯域
2および帯域3=275℃で試験片に射出成形した。
組成物Kを、ポリ(4,4′−メチレンジフエニレンド
デカンジアミド)382.5g以外は同様に製造した。押出
条件は、押出用帯域#4温度275℃および射出成形用
圧力79,289kPa以外は前記射出条件と同じであつた。
対照Cおよび対照C12は、前記のようにおよび低金
型温度約93℃において押出しおよび射出成形されが。
組成物Jの製造に対照として用いられるポリ(4,4′
−メチレン−ジフエニレンアゼラミド)は、前記の例の
組成物において用いられたポリ(4,4′−メチレンジ
フエニレンアゼラミド)と異なつた重合体バッチ製造か
ら得られた。前記重合体試料の0.94と比較したインヒー
レントビスコシチー1.12は、対照Cの第1表に示され
たt1/2値と比較した第5表に示すC対照のはるかに長
いt1/2に反映される。
前記のすべての試料は、また200℃において1時間ア
ニーリングされ、しかも括弧内にAと示されている。全
試料のHDTおよび衝撃強さデータは第5表に括弧内に示
されたアニーリング試料の値と共に示す。
組成物JおよびKは、非常に良好なHDT値を有するが、
一方同時にノツチ付アイゾツト衝撃値として測定して、
相当するアニーリング対照の値の少なくとも2倍である
衝撃強さを有する。
対照Cと比較してJ組成物の結晶化のt1/2時間は、ポ
リ(4,4′−メチレンジフエニレンアゼラミド)の結
晶化過程をいかに驚異的に促進したかを明示している。
例7 下記の比較組成物Lは、タルクおよび4,4′メチレン
−ジアニリン1.01モルから1.09モルまでの溶融縮合を教
示している米国特許第3,651,022号明細書の方法により
製造されたポリ(4,4′−メチレン−ジフエニレンア
ゼラミド)の組み合せに基づいている。
300mの樹脂反応がまに、重合体グレードアゼライ
ン酸50.59g(0.27モル)および純4,4′−メチレン
ジアニリン50g(0.25モル)を装入した。この混合物
を窒素の定常流下に165℃に徐々に加熱し、この間成
分は溶融し、曇りしかも淡黄色固体になつた。
次いで、この固体を真空下(約0.2mmHg)に290℃に
加熱した。この固体は軟かくなり、次いで緩やかな攪拌
下に約280℃において徐々に溶融した。溶融粘度は、
水が溶融物から除去されるときに徐々に増加した。2時
間後、溶融物は、非常に粘ちようになり、しかも攪拌機
軸を上り始めた。加熱を停止し、次いで冷却し、凝固し
た重合体をかまから除いた。
重合体をワイリーミル中で粉砕した。この重合体は、塩
化リニウム4重量%を含有するN−メチルピロリドンに
溶解できなかつた。
重合体粉末の試料を、タルク(フアイザーMP10−5
2)1重量%と十分にドライブレンドした。ブレンドさ
れた混合物を82,736kPaおよび金型温度285℃下に曲
げ棒14cm×13mm×6.4mmに圧縮成形した。この棒
は、非常に脆く、性質のどのような試験も出来ない程脆
く、しかも高結晶性の強い材料である特別の証拠は示さ
なかつた。
タルクのない、しかも同じ条件下で成形された同じポリ
アミドの試料は、同じ結果を与えた。試験片は、タルク
を有する試験片と全く同じであると思われ、しかも試験
には余りに脆かつた。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 51/06 LLE 7142−4J (72)発明者 ケマル オンダー アメリカ合衆国コネチカツト州ノース ヘ ブン,アツパー ステイト ストリート 307 (56)参考文献 特開 昭58−13653(JP,A) 特公 昭52−5553(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A.ポリ(4,4′−メチレンジフェニレ
    ンアゼラミド)、ポリ(4,4′−メチレンジフェニレ
    ンセバカミド)、ポリ(4,4′−メチレンジフェニレ
    ンウンデカンジアミド)、ポリ(4,4′−メチレンジ
    フェニレンドデカンジアミド)およびそれらの混合物か
    らなる群から選ばれた線状ポリアミドであって、4,
    4′−メチレンビス(フェニルイソシアナート)と相当
    するジカルボン酸との反応または4,4′−メチレンビ
    ス(アニリン)と相当するジカルボン酸二ハロゲン化物
    との反応によって製造され、30℃において塩化リチウ
    ム4重量%を含有するN−メチルピロリドン中の0.5
    重量%溶液として測定されたインヘレント粘度が0.5
    〜1.5であることを特徴とする線状ポリアミドと、 B.(i)タルク、 (ii)ベンゼンスルホン酸ナトリウム、 (iii)ポリエチレンアイオノマー、 (iv)メタクリレート化ブタジエン−スチレン重合体、 および、 (v)a.C〜Cのアルキルアクリレート90〜9
    9.8重量%、架橋単量体0.1〜5重量%、および、
    グラフト結合単量体0.1〜5重量%を含む単量体系で
    あって、 前記架橋単量体は、すべて実質的に同じ反応速度で重合
    する多数の付加重合性反応基を有するポリエチレン系不
    飽和単量体であり、しかも前記グラフト結合単量体は、
    その少なくとも一種が前記反応基の他の少なくとも一種
    と実質的に異なった速度で重合する多数の付加重合性反
    応基を有するポリエチレン系飽和単量体である単量体
    系、 から重合された第一エラストマー相25〜95重量%
    と、 b.前記エラストマー相の存在下に重合され、しかもエ
    ポキシ基を含有しない最終硬質熱可塑性相75〜5重量
    % とよりなる多相複合共重合体、 からなる群から選ばれた少なくとも一種の材料とのブレ
    ンドよりなり、 前記材料(B)は前記線状ポリアミド(A)の結晶化を促進す
    るに少なくとも十分な量で存在する、組成物。
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