JPS6169831A - 低温において柔軟性であるコポリエステルアミド - Google Patents

低温において柔軟性であるコポリエステルアミド

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JPS6169831A
JPS6169831A JP60160405A JP16040585A JPS6169831A JP S6169831 A JPS6169831 A JP S6169831A JP 60160405 A JP60160405 A JP 60160405A JP 16040585 A JP16040585 A JP 16040585A JP S6169831 A JPS6169831 A JP S6169831A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/44Polyester-amides

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  • Silicon Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高い分子量を有しまた、−30°Cより低い
か又は等しい温度まで有意な柔軟性および弾性を有する
交互構造の新規なコポリエステルアミドに関する。
0°C以下のガラス転移温度を有するコポリエステルア
ミドについては文献に既述されている。例えば、米国特
許第150.999号には、結晶相がポリエステル単位
よりなり非晶相がポリアミド単位よりなるブロックコポ
リエステルアミドが記されている。しかしながら、この
種の共重合体は一10°C〜−20°Cで柔軟性を全く
失なう。しかも、その比較的低い分子針により、接着剤
としてしか使用できない。
同様に、フランス国特許77/22,305には、ブロ
ックコポリエステルアミドよりなる熱可塑性エラストマ
ーが記されている。このものは有用な特性、特に低温で
の柔軟性を有する。しかしながら、その弾性率ないしモ
ジュラスは概ね十分には高くなく、またその溶融状態で
の不均質性が該エラストマーを製造困難なものにしてい
る。
然るに、成る種の用途では、良好な凝看を示すと同時に
一30°C以下の温度まで柔妙性を保持する熱可塑性エ
ラストマーへの需要がある。
此処に、−30”C以下のガラス転移湿度を有し結晶質
ポリアミドセグメントと非゛晶質ポリエステルセグメン
トからなる交互構造のポリエステルアミドにして、この
ものが、一方の成分として、少くとも1個のカルボン酸
基若しくはその誘導体を有する反応体でそのうち少くと
も1モル%が炭素原子20〜60個を有するジ酸若しく
はその誘導体よりなりしかも該カルボン酸反応体中−官
能価酸の割合が1重量%未満好ましくはQ、2重量%未
満であり且つ前記ジ酸に対する、2より高い官能価基を
もつ酸類の割合が5重M%未満好ましくは3重金%未満
である本質上二官能価の反応体と、また他方の成分とし
てのジヒドロキシル化合物とジアミノ化合物又はアミノ
アルコール、又はジアミノ化合物とアミノアルコールと
の混合物から取得されることを’Pz/zとする、ポリ
エステルアミドが発見された。
用語「本質上二官能価反応体」とは、詭基Pもつ反応体
の中に少割合の一官能価又は多官能価の又不休が少割合
存在しうることを意味する。但し、これらの混合物によ
って取得されるポリエステルアミドの特性が二官能価反
応体によって事実上変性されないことを前提とする。
用語「少くとも1個のカルボン階基を有する」とは、本
質上二官能価反応体がカルボキシル基に加えてエステル
形成性ないしアミド形成性基、ヒドロキシル若しくはア
ミンの基又はこれらの誘導体を含有しうることを意味す
る。
用語酸基若しくはその誘導体は本質上、酸無水物、エス
テル又はラクタム基を意味するものと了解されよう。
炭素原子20〜60個を有するジ酸のうち二量体酸が好
ましい。
用語二量体酸は、脂肪酸の分別によって得られる、二量
体含量約95重量%の重合体脂肪酸を意味するものとす
る。また、用語脂肪酸は、炭素原子8〜24個を有する
飽和若しくは不飽和脂肪族モノ酸を意味するものとする
線状若しくは枝分れ飽和脂肪酸のうち、カプリル酸、ペ
ラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸およびイソパルミチン酸、ステアリン酸、
アラキン酸、ベヘン乍並びにリボノセリン酢を挙げるこ
とができる。
エチレン性不飽和をもつ線状若しく番ま枝分れ脂肪酸の
うち、オクタ−3−エン酸、ドデカ−11−エン酸、ラ
ウロレイン諧、ミリストオレイン酸、パルミトレイン酸
、ガドレイン酸、セトレイン酸、リノール酸、リルン酸
、エイフサテトラエン酸、およびショールムーブリン酸
が列挙されうる。また、アセチレン性不飽和をもつ成る
種の酸も重合体酸をもたらしうるが、しかしそれは自然
状態において有利な態様では存在しないためその経済的
価値は非常に低い。
きわめて多くの場合ペルオキシド若しくはルイス酸の存
在で重合させることにより得られる重合体脂肪酸は分別
可能である。それはまた、不飽和度を低下させ而して着
色の少ないものとするために水素化することかできる。
最も普通に用いられる出発物Jj!iは、オレイン酸お
よびリノール酸を給源とした水素化組成物にして、−塩
基性酸1〜15重量%、三塩基性酸80〜98重量%お
よび三塩基性酸若しくはそれより高い環基性酸類1〜2
5重R%を含有下る。
二景体酸の割合が95%より高い組成物は本発明に従っ
て有利に使用される。−官能価−の割合が1重量%未溝
であり、また官能価が2より高い基をもつ酸の割合が5
本裁%未満好ましくは3重量%未満である二景体酸が好
ましい。
カルボン酸基を含有する他の反応体はジ酸、アミノ酸、
アミノアルコール又はこれらのエステル形成性若しくは
アミド形成性誘導体でありうる。
これらの反応体は、官能基に直接結合していない芳香族
構設の鎖又は脂肪族若しく番ま脂環式鎖を有しつる。
ジヒドロキシル化合物に本質上、ヒドロキシル基に直接
結合していない脂肪族、脂環式又は芳香族鎖をもつ、分
子量が一般に500未満の化合物および(又は)、巨大
分子ジヒドロキシル化合物例えば、テトラヒドロフラン
、ポリオキシエチレン、グリコール、?リオキシプロピ
レングリコール又はポリアセトンの如きポリエーテルジ
オールにして一般に500〜s、 o o oの分子量
を有するジヒドロキシル化合物である。
ジアミン化合物は、アミン基に直接結合していない脂肪
族若しくは脂環式鎖又は°芳香族構造の鉛をもつジアミ
ン類の中から選ばれる。
同様に、アミノアルコールは脂肪族若しくは脂環式鎖又
は、環にアミン基が直接結合していない芳香族構造の鎖
を有する。
本発明に従った共重合体は良好な凝着と良好な柔軟性と
を共に有しうる。このことを可能にするために、非晶質
ポリエステルセグメントと結晶質ポリアミドセグメント
との相対割合に妥協値を見出されはならない。而して、
非晶質ポリエステルセグメントの重量割合は12.5%
、−80%範囲が有利であるが、もしモジュラスの低い
エラストマーを得るのが望ましいなら、50〜80%範
囲が好ましい。
かかるエステルおよびアミドセグメントの311割合を
算出する場合、エステルセグメントは、OH1個を失っ
たカルボン酸とH1%Iを失ったアルツーyとから誘導
され、アミドセグメントは、OH1個を失ったカルボン
酬とH1個を失ったアミンとから誘導され、そしてエス
テルとアミドの両セグメントの部分形成構造は−Co−
1−N)I−および−〇−基(官能基)を除いてこれら
エステルとアミドのセグメント間に等しく分配されると
仮定される。
本発明に従ったポリエステルアミドでは、その凝着か本
質上、アミドセグメントによって供与される。かくして
、上記12.5〜80%範囲の重量割合において、アミ
ドセグメントの組成は、選定した機械的性質を得るため
に成る限度内で変化させることも可能である。かくして
、アミドセグメントを生成する際、短順例えば12個又
はそれ以下の炭素原子を有しつる順をもったジ酸、アミ
ノ酸又はラクタムの、カルボン酸基若しくはその誘導体
をもつ反応体に対し99%まで変動しりる割合を選定す
ることにより11着を促進することもできる。
列挙しうる短釦の酸は、蓚酸、マロン酸、こけくm1グ
ルタル酸、アジピン酸、ピメリンe1スペリン酸、アゼ
ライン酵、セバシン酸およびドデカンジ酸であり、また
列挙しうるモノ酸はアミノカプロン酸、9−アミ7ノナ
ンS、11−アミノウンデカン酸および12−アミノド
デカンH4である。
同じく列挙することのできるラクタムはカプロラクタム
、エナントラクタム、カプリルラクタム、ω−アミノペ
ラルゴン酸、ω−アミノウンデカン酸又はラウリルラク
タムである。
ジ酸の存在は一般に、種々の成分の相溶性を高くし、ま
た減圧下一般には2時間ないし3時間以内の反応時間を
以て高分子量の重合体を取C)することを可能にする。
炭素原子が6個より少いジ酸と短いttJ(炭素原子4
個又はそれ以下)のジオ−ルとからポリエステルアミド
を製造する。WAlm<術色した低分子員生成物をもた
らす副反応が頻繁に生ずるが、この反応が起きても、本
発明に従ったポリエステルアミドの場合はとんど問題に
ならない。しかも、得られた購漬体は、加水分解に対し
て良い安定性と示す。
先ず、アミドブロックを形成させ、次いでエステル化反
応を行なう。アミドブロックをエステル化させると、本
質上交互構造が得られる。この種の方法は米国特許第3
.849.514号に記されている。
ベルギー国特許第857.005号に記載の如き千9m
形成したジエステルアミドを出発物質とすることもでき
る。その一般式は CH,−0−Co−R−Co−NH(ii(CH,)n
+N)f−Co−R−CO−0−CH3である。ここで
、nけ2〜12FFの整pでt・す、Rけ二価の詣肪族
第(C町)rr、(mは2〜12範囲の整数である)、
m−若しくはp−位に結合せる二価の芳香族基又は、1
,3−若しく g:t 1.4−位に結合せる二価の脂
珂式基である。
この種のジエステルジアミドの例けN、N’−ビス(p
−カルボメトキシベンゾイル)へキサメチレンジアミン
である。
炭素原子20〜60個範匠のジ酸はエステル序列に総体
的に使用され得、或番まアミド序列に総体的に使用され
つる。或はまた、該ジ酸はこれら2拙の序列間に分布さ
れうる。
用いられる組成物缶去憂ヂ借に依弘して、変動し畳面し
て所期の如く調整Tることのできるゴム状弾性をもった
ポリエステルアミドが得られる。
しかしながら、この熱可塑性エラストマーの主な価値は
、そのゴム状弾性が一30℃程度の温度まで保持される
ということである。
かくして、炭素原子が12個未満の酸反応体から取得せ
る結晶性アミドブロックを含有する交互ブロックのポリ
エステルアミドは、非常に良好な#着を示すので有用で
ある。
本発明に従ったポリエステルアミドは、その低温での良
好な機械的特性および衝撃強さ特性が有用となる各種分
野において用いることができる。
本ポリエステルアミドは、単独で用いるとき、糊維フィ
ラメント、フィルム、遣杉品、塗料、接着剤等の取得を
可能にする。
半結晶質ポリエステルアミドにより、熱溶融形の接着剤
又は塗料を得ることができる。このポリエステルアミド
は亦、ポリアミド若しくはポリオレフィンの知き他の各
種本合体を強化するのにも用いることができ、而してこ
のように取得せる組成物に対し特に有用な特性をいくつ
も付与する。
下記例は、本発明に従った各種組成物を例示する。
例中、いくつかの検査を行なう。同様に、各r性質を測
定する。検査の実施方法又は規格を以下に示す。
t 固有粘度の測定 乾[?合体なm−クレゾールに溶かして15%濃度の′
fdK(にする。この溶液の汎ね時間を純溶液との比較
で測定する。固有粘度の値は次式によって示される: η 1.h =  4.6  (log tl  −l
og  t6  )1、  =溶液の流れ時間 1、  =溶剤の流れ時間 これはdt/Iで表わされる。
重合体又は重合体V合物は、その固有粘度とにシ1i!
!吸熱1〜の如き溶融特性とを特徴とする。
これらの測定は、10°C/ mlnの相合で上昇し且
つ下降する温度変化に付した試料にしし実施する。かく
して、溶融吸熱景を同定することのできる曲線を、示差
側熱法によって求める。
ガラス転移温度1才、洗)良乙F1絨とした剪断亜性華
の急ム・Lな降下にイ(4当丁小。それは、温度を関数
とした捩れ弾性の変化を表示するグラフから訓ぺること
ができ、またこの変化は、自動捩れ振子を用いた熱力学
的分析によって測定される。
4 軟化点 これは、コフラーペンチを用いて測定される。
5、 捩れ下での剪断弾性率 こnは、ISO標準規格R537に従い1ヘルツ稈度の
周波数で自動捩れ振子を用い、三つの温度下なわち一2
0″C10℃および+20”Cで測定したー & 末端基の測定 NH! : HCI ”c:用いた、フェノールと水と
の90710重鮎比混合物中の重合体溶液の自動式電位
差計による測定。この結果を、重合体10S f/当り
のIQ当量で示τ。
Cool:2素雰聞気下でのベンジルアルコールへの重
合体の熱溶解と、フェノール7タレンの存在で水酸化カ
リウムのグリフール溶液を用いた窒素雰非気下での、上
記熱溶液の酸滴定。この結果を、重合体10”、P当り
のダ当Stでボす。
例  1 速度計用発itt機を備えた馬蹄形攪拌機を設置せる7
、51のステンレスw4喪オートクレーブ内で反応を行
なう。
このオートクレーブに周gasで下記反応体号導入する
: 二量体酸’       892.04.(ii289
%ヤ)M結晶質へキサメチレン ジアミン:         14t25j(ii21
7モル)。
これら反応体の導入ll1kは、C0OH末端基を含有
する分子量4000のプレポリアミドを調製Tるように
算定する。
而して、反応体は周囲温度で導入し、また装置は窒素下
で注意深く掃気する。次いで、内容物の温度を攪拌下、
2時間内に290℃に上げる。そのあと、45分間27
0 ’Cに保ち、次いでN@U温度に肩下。
しかる後ち、下記反応体をオートクレーブに導入する; 二量体酸     :  1,915.61i(ii3
25モル)エチレングリコール :   559.71
i (5,478モル)チタングリコラート =   
 159 。
装置を再度、窒素下で注意深く掃気し、次いで水を蒸留
させるために、かき混ぜながら内容物の温度を1時間1
5分内で200°Cに上げる。次いで、この温度を1時
間15分内で270℃に上げる。次いで、1時間30分
の間に(L4〜0,5■Hrにまで減圧する。そのあと
、α4〜15m)1g下270℃で重縮合を1時riI
J15分行なう。
しかるのち、窒素圧下で重合体を引き出し、水中に集め
、液体窒素内で冷却後グラニユールに転化させる。
得られた生成物の特性を後記の表に示TQ例  2 第一段階で、Cool末傾基をもつ分子針2,000の
ポリアミドを得るのに必要な条件下で、二量体 ・酸/
セバシンl!? (70/ 50 w / w )のポ
リアミドを調製する。
11のパイレックス製反応器に周囲温度で下記反応体を
導入Tる: 二量体酸      :  319.4I((L554
モル)セバシン酸    = 2612.9(ii28
8モル)純結晶質)IMD   :  170JI  
(t4t57モル)。
而して、装置は窒素下で注意深く掃気し、また撹拌しな
がら、内容物の温度を2時間内で265°Cに上げる。
得られた反応物は完全に均質である。
これを265℃で1時間15分保持する。生成せる重合
体を水中に引き出し、次いで粉砕し、減圧した炉内10
0°Cで乾燥する。生成コポリアミドの特性値は次の如
くである: COO末端基    :  982−5mea/kJL
NFI、末端基    :  2.8meq/kl示差
熱分析によるmp  7 185°C末端基に基づく分
子最 :  2.070  。
7、5 tのステンレン鋼製オートクレーブに周囲温度
で下記反応体を導入するニ ブレボリアミド(予め調製):  522.1エチレン
グリコール   :  507.7II(4,962モ
ル)二量体酸         : 1,74451(
AO26モル)チタングリコラート    :  Q、
414#  。
装置を窒素下で注意深く掃気し、内容物をかき混ぜ、そ
の温度を2時間15分内で270 ’Cに上げる。次い
で、圧力を1時間15分内で13■Hgにまで減圧する
。α3冒I(g下270℃で2時間30分攪拌し続ける
。次いで、重合体を窒素圧下で引き出し、水中に集め、
液体窒素で冷却後グラニユールに転化させる。
得られた生成物の特性値を後記の表に示す。
°′;0 ― この種のポリエステルアミドは、N、N”−ビス(カル
ボメトキシベンゾイル)−uMoスなわちCH,C00
% Co −NH−(CHt)@ −NH−QC@−C
00CHsとヘキサン−16−ジオールとの反応によっ
て得られる硬質単位並びに二重体酸とヘキサン−16−
ジオールとの反応により取得される軟質単位からなる。
組成に依拠して、すなわち軟質単位の割合が高いときは
硬質度が低下するというように全範囲の生成物を取得し
うろことに注目すべきである。
例 ト(軟質単位75%および硬質単位25−)縞度の
減圧下で作動するよう備えをした100niのパイレッ
クス製反応器に周囲温度、攪拌下で次のものを導入する
: ヘキサン−16−ジオール   : 1 t64flチ
タングリフラード       =10■ 。
窒素による掃気後、かき混ぜながら1時間15分内で温
度を240℃に上げ、この温度で1時間攪拌を続行する
。得られたものは完全にう明である。
これを周囲温度に戻し、二量体酸242.li’(ii
0455モル)を加える。装置を再度窒素で掃気し、か
き混ぜながら1時間30分内で270℃に昇温し、この
温度で1時間保持する。(L s am Hgにまで3
0分内で減圧し、(ii25〜α3 mWL Hg下2
70℃で2時間束線合を行なう。反応終了時に得た生成
物は均質である。冷却すると、それは柔軟性で、150
〜160℃まで良好な性質を保持する。
例 4(#質単位50sおよび硬質単位50%)前記と
同じ反応器に次のものを導入する:N、N’−ビス(カ
ルボメトキシ ベンゾイル)−ubtD       : 1za11
1(o、oao4モル)ヘキサン−1,6−ジオール 
 :12.549((ii1062モル)チタングリコ
ラート      :10M9゜手順は先行例と同じで
ある。
第2段階では、二世体酸(ii03067モル)を加え
、α2〜[13扉m Hg下270℃で重縮合を1時間
30分行なう。得られた重合体は均質で、210℃の融
点を示し、180℃まで良好な機械的性質を保持する。
生成物の特性値を後記表に示す。
例  5 ドの製造 1)カプロラクタムと二鰍体酸とを基材とするプレポリ
アミドの製造 下記嘴造を有するプレポリアミドをt4製する:01(
ii(Co−(CH,)、−NH九Cり謳板C0OHこ
こで、Xは、分子量をおよそt500とするために約8
である。
ステンレスXJI4蹄形攪拌機付きのしかも減圧下で作
哨するように備えをした小形ガラス容器に周囲温度で次
のものを導入する:カプロラクタム35.5.F、アミ
ノカプロン酸五5Iおよび二餡体酸14.40J、窒素
パージを行ない且つ緩除な窒素流れを保持する。上記混
合物の温度を270℃に上げ(、またかき混ぜながらこ
の湿度を1峙間30分保持する)。次いで%30分内で
約10 rILr!LHgまで減圧し、10分間保つ。
そのあと、窒素流れ下で冷却する。
得られたプレポリマーは、1330 meq/kfのC
0OH基割合を有する。而して、NH,基の割合は、既
述の方法では検出し得ない。
2)ポリエステルアミドの製造 上記の装置に、上で得たプレポリアミド201゜ポリT
HF (分子量1ooo)(テラコール1ooo)10
g、ヘキサン−1,6−ジオール11およびチタングリ
コチー)101に9を導入する。窒素パージを行なう。
次いで、上記混合物の温r先を40分内で260℃に上
げる。また、45分内で1311111 Igにまで減
圧し、α31ul Hg下260℃で重縮合を1時間行
なう。反応終了時得られたポリエステルアミドはM意な
溶融粘度に達し、透明で、薄く着色しているにすぎない
この生成物の特性を後記表に示す。
7−、ニー ゛

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)(i)炭素原子20〜60個を有するジ酸な
    いしその誘導体にしてカルボン酸反応体中一官能価酸の
    割合が1重量%未満であり且つ前記ジ酸に対する、2よ
    り高い官能価基をもつ酸類の割合が5重量%未満である
    長鎖ジ酸ないしその誘導体又は(ii)かかる長鎖ジ酸
    と炭素原子12個以下の脂肪族ジ酸ないしそのアミド形
    成性誘導体、ラクタム若しくはアミノ酸との混合物又は
    (iii)m−若しくはp−位に二価芳香族基を結合さ
    せたジ酸ないしそのアミド形成性誘導体よりなる酸化合
    物と(b)脂肪族ジアミン(但し、この反応体は、前記
    反応体(ii)が長鎖ジ酸とラクタム若しくはアミノ酸
    との混合物よりなる場合省かれうる)からポリアミドブ
    ロックを形成し、このように形成されたプレポリアミド
    に、前記長鎖ジ酸と、(c)エチレングリコール、ヘキ
    サン−1,6−ジオール、分子量500〜5000のポ
    リテトラヒドロフラン又はこれらの混合物よりなるジヒ
    ドロキシル化合物との混合物〔但し、前記ポリアミドブ
    ロックが長鎖ジ酸とラクタム若しくはアミノ酸との混合
    物(ii)より得られる場合前記長鎖ジ酸は省かれうる
    〕を加えることによつてエステル化反応を行なうことよ
    りなり、而して、生成物ポリエステルアミドでの反応体
    量比が、−COOH基と−OHおよび−NH_2基との
    間の化学量論的量比に事実上相当するものとし、また生
    成物中の結晶質ポリアミドセグメントの重量割合が該生
    成物ポリエステルアミドの12.5〜80%を占め、非
    晶質ポリエステルセグメントの重量割合が該生成物ポリ
    エステルアミドの87.5〜20%を占めるようにした
    、結晶質ポリアミドセグメントと非晶質ポリエステルセ
    グメントからなる構造を有する、ガラス転移温度が−3
    0℃以下の弾性ポリエステルアミドの製造方法。 2、カルボン酸反応体中一官能価酸の割合が0.2重量
    %未満であり且つ(或いは)2より高い官能価基をもつ
    酸類の割合が3重量%未満である、特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
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