Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)р
Изобретение относится к гиперразветвленному сополиамиду, к способу получения гиперразветвленного сополиамида, который может быть использован в качестве модификатора вязкости в расплавленном состоянии термопластичных полимерных композиций, а также модификатора термомеханических свойств полимерных материалов и в качестве добавки к термопластичным матрицам для формирования нитей, волокон. Согласно первому варианту, гиперразветвленный сополиамид получают поликонденсацией между мономерами I: A-R-Bf, где А и В обозначают полимеризуемые реакционные функциональные группы, способные взаимодействовать между собой, R обозначает углеводородную группу и f обозначает общее число групп В в мономере: f≥2, предпочтительно 2≤f≤10, и бифункциональным мономером II: А'-R'-B' или соответствующим лактамом, где А', В' и R' имеют те же значения, которые приведены выше для А, В и R. Мольное соотношение мономеров I/II соответствует 0,05<I/II. Одна из групп R и R' является алифатической, циклоалифатической или арилалифатической. В мономерах I и II группа А является аминной группой, В - карбоксильной, а также мономером II может быть ε-капролактам. Также сополиамид может содержать в качестве структурных элементов моно- и полифункциональный мономер III: R'(B'')n, где 1≤n≤100, образующий "сердцевину", и/или IV: R2-А'' как "ограничитель цепи", где А'', В'', R1, R2 имеют вышеуказанные значения. Согласно второму варианту, модифицируют концевые группы гиперразветвленного сополиамида, а также присоединяют ионы металлов путем комплексообразования или ионообмена. Изобретение позволяет стабилизировать дисперсии водных, органических и минеральных продуктов, а также модифицировать поверхность, гидрофильно/гидрофобные, термомеханические и реологические свойства полимерных материалов. 9 с. и 22 з.п. ф-лы, 4 ил., 8 табл.
1. Гиперразветвленный сополиамид, полученный в результате взаимодействия по меньшей мере, одного мономера формулы I
,
в которой А обозначает полимеризуемую реакционную функциональную группу первого типа, В обозначает полимеризуемую реакционную функциональную группу второго типа, способную взаимодействовать с A, R является углеводородной группой, которая может включать гетероатомы, и f обозначает общее число реакционных функциональных групп В в расчете на мономер f≥2, предпочтительно 2≤f≤10, и, по меньшей мере, одного бифункционального мономера формулы II
(или соответствующие лактамы),
в которой А’, В’ и R’ имеют те же значения, которые приведены выше соответственно для А, В и R в формуле I, отличающийся тем, что мольное соотношение мономеров I/II соответствует 0,05≤I /II и, по меньшей мере, один из радикалов R и R’, по меньшей мере, одного из мономеров I или II является алифатическим, циклоалифатическим или арилалифатическим.
2. Гиперразветвленный сополиамид по п.1, отличающийся тем, что мольное соотношение мономеров I/II составляет 0,125≤I/II≤2.3. Гиперразветвленный сополиамид по п.1, отличающийся тем, что каждая из углеводородных групп R, R' соответственно мономеров I и II содержит i) по меньшей мере, один линейный или разветвленный алифатический радикал; ii) и/или, по меньшей мере, один циклоалифатический радикал; iii) и/или, по меньшей мере, один ароматический радикал, содержащий одно или несколько ароматических циклов; iv) и/или, по меньшей мере, один арилалифатический радикал; причем радикалы i), ii), iii) и iv); могут быть замешены и/или содержать гетероатомы, при этом А и А’ являются реакционной функциональной группой типа амина, соли амина или типа кислоты, сложного эфира, галогенангидрида или амида кислоты; В и В’ являются реакционной функциональной группой типа кислоты, сложного эфира, галогенангидрида или амида кислоты или типа амина, или соли амина.4. Гиперразветвленный сополиамид по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть бифункциональных мономеров II находится в форме предполимера.5. Гиперразветвленный сополиамид по п.4, отличающийся тем, что полимеризуемые функциональные группы А, В, А’, В’ выбирают из группы, включающей карбоксильные и аминные функции.6. Гиперразветвленный сополиамид по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он содержит мономеры, образующие "сердцевину" формулы III
,
в которой R1 обозначает замещенный или незамещенный углеводородный радикал типа силикона, нормального или разветвленного алкила, ароматического, алкиларильного, арилалкильного или циклоалифатического типа, которые могут содержать ненасыщенные связи и/или гетероатомы; В’’ обозначает реакционную функциональную группу той же природы, что и В или В’; n≤1, преимущественно 1≤n≤100.
7. Гиперразветвленный сополиамид по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что включает мономеры-"ограничители цепи" формулы IV
,
в которой R2 обозначает замещенный или незамещенный углеводородный радикал типа силикона, нормального или разветвленного алкила, ароматического, алкиларильного, арилалкильного или циклоалифатического типа, которые могут содержать одну или несколько ненасыщенных связей и/или один или несколько гетероатомов; А’’ обозначает реакционную функциональную группу той же природы, что и А или А’.
8. Гиперразветвленный сополиамид по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что мономер формулы I является мономером, в котором А является аминной функциональной группой, В карбоксильной функциональной группой, R ароматическим радикалом и f = 2.9. Гиперразветвленный сополиамид по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что мономер 1 выбирают из группы, в которую входят 5-аминоизофталевая кислота, 6-аминоундекандиовая кислота, 3-аминопимелиновая кислота, аспарагиновая кислота, 3,5-диаминобензойная кислота, 3,4-диаминобензойная кислота, лизин, и их смеси.10. Гиперразветвленный сополиамид по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что бифункциональным мономером формулы II являются ε-капролактам и/или соответствующая аминокислота: аминокапроновая кислота, и/или п- или м-аминобензойная кислота, и/или 11-аминоундекановая кислота, и/или лауриллактам и/или соответствующая аминокислота: 12-аминододекановая кислота.11. Гиперразветвленный сополиамид по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что мольное отношение мономеров IV к бифункциональным мономерам I составляет
предпочтительно
и еще более предпочтительно
и мольное соотношение функциональных мономеров III типа "ядра" к полифункциональным мономерам I составляет
предпочтительно
и еще более предпочтительно
12. Гиперразветвленный сополиамид по любому из пп.6-11, отличающийся тем, что он имеет форму частиц, каждая из которых образована одной или несколькими древовидными структурами, и функционализован в фокальной точке одной или более древовидных структур с помощью мономеров III, которые несут одну или более желаемых функциональных групп, и/или на периферии древовидных структур с помощью мономеров IV, которые несут одну или более желаемых функциональных групп.13. Способ получения гиперразветвленного сополиамида по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что он состоит в основном в проведении поликонденсации мономеров I между собой, и, с мономерами II, которые также взаимодействуют между собой, и, возможно, с мономерами III и/или IV; в соответствующих условиях температуры и давления, причем полимеризацию проводят в расплавленной фазе, в растворителе или твердой фазе, преимущественно, в расплавленной фазе или в растворителе, которым, предпочтительно, является мономер II.14. Способ по п.13, отличающийся тем, что используется, по меньшей мере, один катализатор поликонденсации.15. Соединение на основе гиперразветвленного сополиамида по пп.1-12, отличающееся тем, что оно является продуктом взаимодействия гиперразветвленного сополиамида по одному из пп.1-12, имеющего концевые функциональные группы, и химического соединения, связанного по меньшей мере, с частью этих концевых функциональных групп.16. Соединение по п.15, отличающееся тем, что химические соединения имеют органическую основу и связаны с концевыми функциональными группами с помощью ковалентной связи.17. Соединение по п.15, отличающееся тем, что соединения выбраны из ионов, ионов металлов, частиц на основе металлов или их оксидов и соединены с концевыми функциональными группами с помощью ионной или хелатной связи.18. Способ получения соединений по любому из пп.15-17, отличающийся тем, что их получают путем обработки гиперразветвленного сополиамида после его синтеза.19. Соединение на основе гиперразветвленного сополиамида по одному из пп.1-12, отличающееся тем, что оно содержит химические функциональные группы, отличные от амидных групп, которые несет, по меньшей мере, один из мономеров, выбранных из числа мономеров I, II, III и IV.20. Способ получения соединения по п.19, отличающийся тем, что он состоит в основном в осуществлении поликонденсации мономеров I между собой и с мономерами II, которые также взаимодействуют между собой, и, возможно, с мономерами III и/или IV, причем, по меньшей мере, один из мономеров несет химическую функциональную группу, отличную от химических функциональных групп, образующих амидные связи.21. Гиперразветвленные сополиамиды по любому из пп.1-12, 15-17, 19 в качестве агентов, модифицирующих реологию в расплавленном состоянии для линейных или разветвленных полимеров, преимущественно полиамидов.22. Гиперразветвленные сополиамиды по любому из пп.1-12, 15-17, 19 в качестве агентов, модифицирующих термомеханические свойства полимерных материалов, включающих преимущественно полиамиды и/или полиэфиры.23. Гиперразветвленный сополиамид по одному из пп.1-12, 15-17, 19, в качестве добавки, в частности, добавки модифицирующей гидрофильно-гидрофобные свойства полимерных материалов, включающих полиамиды и/или полиэфиры.24. Гиперразветвленный сополиамид по одному из пп.1-12, 15-17, 19 в качестве добавки, модифицирующей способность к крашению термопластичных материалов, преимущественно полиамидных или полиэфирных.25. Гиперразветвленный сополиамид по п.22 или 24 в качестве модифицирующей добавки для полиамида-6.26. Гиперразветвленный сополиамид по пп.12, 15-17, 19 в качестве стабилизатора дисперсии, преимущественно водных, минеральных и/или органических продуктов.27. Термопластичная полимерная композиция, отличающаяся тем, что она содержит полимерную матрицу и, по меньшей мере, одну добавку, содержащую, по меньшей мере, один гиперразветвленный сополиамид по любому из пп.1-12, 15-17, 19.28. Термопластичная полимерная композиция по п.27, отличающаяся тем, что добавка, содержащая гиперразветвленный сополиамид, находится в концентрации (в % на сухую массу, отнесенных к общей массе композиции) от 0,001 до 70, предпочтительно от 0,001 до 50 и еще более предпочтительно от 0,001 до 30.29. Композиция по одному из п.27 или 28, отличающаяся тем, что матрица выполнена на основе полиамида 6.30. Дисперсия или раствор, преимущественно водные, отличающиеся тем, что они содержат жидкую, преимущественно водную, дисперсионную (или растворяющую) среду, по меньшей мере, один диспергированный органический и/или минеральный продукт, и, по меньшей мере, один стабилизатор, содержащий, по меньшей мере, один гиперразветвленный функционализованный полиамид по пп.12, 15-17, 19.31. Изделия, получаемые при формовании путем литья, литья под давлением, литья с раздувом, экструзии с раздувом, экструзии или прядения композиции по любому из пп.27-30, из которых особенно предпочтительны нити волокна, пленки и литые детали.
