[发明专利]由低聚酰胺制造的超分子材料

说明书

技术领域

本发明涉及新型超分子材料，其基于这样的线性或支化的低聚酰胺：在它们的各末端处被包括通过特定序列(sequence)携带的含氮杂环的缔合基团封端。它还涉及用于制备这些材料的方法和它们的用途。

背景技术

“超分子”材料是由通过非共价键(如氢键、离子键和/或疏水键)保持在一起的分子组成的材料。这些材料的一个优点是这些物理键是可逆的，特别是在温度的影响下或通过选择性溶剂的作用。

它们的一些另外具有弹性体性质。与常规的弹性体相反，这些材料具有能够在高于一定温度时流体化的优点，这有利于其加工(特别是模具的令人满意的填充)及其再循环。尽管它们不是由交联的聚合物组成而是由小分子组成，但是这些材料像弹性体一样能够在极长时间内显示出尺寸稳定性并且能够在大的变形之后恢复它们的初始形式。它们可用于制造绝热或隔音材料、缆线、护套、鞋底、包装、弹性夹圈、真空管道、或用于输送流体的管道。

超分子材料已经由本申请人公司、特别是在文献WO03/059964、WO2006/016041、WO2006/087475、WO2008/029065、WO2009/141558、WO2012/156610和WO2012/052673中，以及由D.Montarnal等人在出版物JournaloftheAmericanChemicalSociety,vol.131,No.23,pp.7966-7967(2009)中描述。

在上述文献当中，文献WO2006/016041描述通过接枝AEIO(或UDETA)或UDETA衍生物改性的聚合物。在其中所述聚合物是聚酰胺、特别是型的共聚酰胺的情况下，将UDETA接枝至其酸末端(在的情况下其为不同的类型)。来自该反应的产物因而由显示出不同链末端的化合物的混合物组成。此外，这种接枝具有增加所述聚酰胺的粘度的效果，直至达到对应于17Pa.s的粘度的G”值。对于在该文献中例示的其它接枝聚合物观察到甚至更高的粘度(大于7000Pa.s)。描述于WO2009/141558中的聚合物也具有过高的粘度(在实施例1中大于225Pa.s)。

此外，文献WO2010/031965描述通过接枝UDETA使两种聚合物增容的方法。实施例1披露通过如下形成的材料：己二酸与PA-11型的聚酰胺反应，然后使用UDETA将获得的产物官能化。此处再次地，这种化合物显示出过高的粘度。

尽管这些材料和更特别地，显示出弹性体性质的那些在环境温度下提供高度令人满意的性质，但是期望可获得如下材料：其在固态下显示出与热塑性材料的机械性质接近的良好的机械性质，如在宽的温度范围内，高的断裂应力和高的断裂伸长率，和更特别地，大于3MPa、优选大于4MPa、实际上甚至大于10MPa的断裂应力，同时保持与油的熔融粘度类似的低的熔融粘度(典型地小于10Pa.s，实际上甚至小于1Pa.s)。因此可改进这些材料的加工性能、特别是它们用于侵润纤维的能力(这使得可将它们用于制造纤维组合物)以及它们再循环的能力和它们的耐久性。

实际上，通过降低已知超分子材料的分子量而旨在降低它们的粘度的尝试已经系统地产生显示出小于4MPa的断裂应力和仅百分之几的断裂伸长率的产物。本发明人已经发现，这两种上述要求，尽管难以协调，但可通过如下的超分子材料得到满足：其与已知的那些超分子材料的不同之处在于它是半结晶性的，且具有大于或等于120℃和优选大于或等于140℃的熔点。完全令人惊讶地，这种材料包括UDETA型的缔合基团，其被认为增加它所接枝于的聚合物的粘度。不希望受该理论约束，看来在低于材料的熔融温度下存在的微晶充当交联点并且使得可对所述材料赋予期望的热性质和机械性质。这种材料可根据能容易地在工业上操作的方法通过二酸、二胺和携带位于特定序列的末端处的缔合基团的改性化合物的缩聚获得，这些反应物以给定的化学计量比使用。已经证实，末端的缔合基团倘若它们是经由这种特定序列接枝的话则对所述材料赋予所需的熔点和所需的结晶性，同时中央的低聚酰胺链显示出足以对获得期望的机械性质作贡献的柔性。在本发明的优选形式中，后者更特别地由刚性嵌段(由二酸单元形成)和柔性嵌段(由二胺单元形成)交替组成。此外，所述改性化合物使得可降低构成所述材料的分子的链的尺寸，并且从而对它赋予低的熔融粘度。

发明内容