含咪唑盐的尼龙共聚合物制造技术

本发明专利技术有关一种含咪唑盐的尼龙共聚合物，由具有二羧基的咪唑盐类共单体、以及择自Ｒ↑［６］－Ｏ↓［２］Ｃ－Ｒ↑［５］－ＣＯ↓［２］Ｒ↑［６］、Ｈ↓［２］Ｎ－Ｒ↑［７］－ＣＯ↓［２］Ｒ↑［８］、Ｈ↓［２］Ｎ－Ｒ↑［９］－ＮＨ↓［２］与其组合所组成族群的共单体所共聚合而得。咪唑盐类的正咪唑离子（ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ）以其二羧基参与聚合反应而位于所得共聚合物的主链上。以本发明专利技术的含咪唑盐的共聚合物所制得的产品，可具有抗静电性、亲水性以及高染色监牢度的特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种含芳香族胺盐的共聚合物，特别是含咪唑盐共单体的聚酰胺(Polyamide；俗称尼龙nylon)共聚合物，可应用于增进织物或薄膜产品的抗静电性、亲水性以及高染色坚牢度的特性。
技术介绍
目前有使用四级铵盐的化学结构的化合物与聚合物(例如，聚烯烃、聚丙烯酸树脂、聚醚等)共聚合以纺丝做为纤维织物，增加纤维的抗静电性、亲水性以及高染色坚牢度的特性。但是四级铵盐耐热持久性很难超过200℃，所以无法应用于需要更高温以熔融纺丝的聚酰胺或聚酯，而咪唑盐(imidazolium salt)则可弥补上述缺点。咪唑盐具有耐热、耐燃、高介电质、低蒸汽压及对人体相对无害的优点，故很早即开始被使用于熔剂或催化剂的应用领域。已有一些文献将咪唑盐以化学键结与聚合物连结，以扩增其物化性及应用性，例如美国专利第6,025,457号(公元2000年)揭示一种主链为聚烯烃，而在侧链含咪唑盐的共聚合物。Electrochimica，2001，46，1407(H.Ohno)中则报告一种主链为聚烯烃或聚丙烯酸酯而侧链为末端基含咪唑盐的聚醚聚合物。中国台湾专利案号197127则报告一种其主链上含咪唑盐共单体的聚酯共聚合物。但是目前尚未有关于主链上含咪唑盐共单体的聚酰胺共聚合物的报导。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术的目的是提供一种含咪唑盐的共聚合物，详言之，本专利技术提供一种在主链上含有正咪唑离子做为共单体的聚酰胺共聚合物。本专利技术的尼龙共聚合物耐热持久性佳，可便于应用于熔融纺丝，并使共聚合物能因所具有的咪唑盐的特性而使产品能有良好的抗静电性、亲水性以及高染色坚牢度的特性。为达成上述目的，本专利技术的含咪唑盐的共聚合物，由包括下列的共单体聚合所得，其中摩尔百分比是相对于全部参加化学反应的单体而言。(a)0.1摩尔％至50摩尔％的式(I)的共单体 式中，R1及R10独立为-(CH2)a-或其异构物，a为1至20的整数。R2、R3、及R4则独立为H、或C1-21的烷基。X为F、Cl、Br、I、RSO3、RCO2、BF4、PF6或N(SO3CF3)2，其中各R乃独立为C1-5的烷苯基或C1-5的烷基。Y为-COOH。(b)50摩尔％至99.9摩尔％的择自R6-O2C-R5-CO2R6、H2N-R7-CO2R8、H2N-R9-NH2及其组合所组成族群的共单体。式中，R5为苯基、萘基、联苯基、或-(CH2)b-及其异构物，b为1至20的整数。R7为苯基、萘基、联苯基、或-(CH2)c-及其异构物，c为1至20的整数。R6为氢或C1-7烷基。R8为氢或C1-7烷基。R9为-(CH2)t-或其异构物，t为1至40的整数。其中，上述(a)与(b)的共单体中，其羧基与氨基的比例较佳为1∶1。上述专利技术中优选a为2至4的整数；R2、R3、及R4独立为H、或C1的烷基；X为BF4、PF6或N(SO3CF3)2；Y为-COOH；以及R5为-(CH2)b-，b为4；R7为-(CH2)c-，c为5；R6为氢或C1-4烷基；R9为-(CH2)t-，t为6。上述聚合反应乃于一无溶剂状态下进行，其聚合温度介于160-260℃之间，时间为6-20小时。上述聚合反应乃于一溶剂状态下进行，其聚合温度介于60-200℃之间，时间为6-30小时；其中上述溶剂乃包含N-甲基咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或离子溶液，而上述离子溶液则具有下列的化学式 其中，R11及R12乃独立为C1-4的烷基，X为PF6。上述尼龙共聚合物包括由下列的共单体所共聚合而得(a)0.1摩尔％至50摩尔％的 共单体以及(b)99.9摩尔％至50摩尔％的择自 与 共单体及其组合所组成族群的共单体；其中上述(a)与(b)的共单体中，羧基与氨基的比例为1∶1。上述尼龙共聚合物还包括由下列的共单体所共聚合而得(a)0.1摩尔％至50摩尔％的 共单体；以及(b)99.9摩尔％至50摩尔％的己内酰胺与 共单体；其中上述(a)与(b)的共单体中，羧基与氨基的比例为1∶1。上述含咪唑盐的尼龙共聚合物乃具有回潮率大抵为4.5％-5.5％。上述含咪唑盐的尼龙共聚合物乃具有抗静电性为106-108Ω·cm。上述含咪唑盐的尼龙共聚合物于水洗50次后，其水洗坚牢度大于4级。本专利技术中，咪唑盐结构可耐热200℃，甚至250℃以上，其与尼龙的共聚合物可在尼龙所需的大于200℃的熔融温度下进行熔融纺丝或加工，不会破坏咪唑盐结构，可保有其赋予纤维或织物的功效。另，以本专利技术所制得的织物或薄膜可具有回潮率为4.7％-5.5％，抗静电性106-108Ω·cm，且具有水洗50次后，水洗坚牢度大于4级的特性。本专利技术的含咪唑盐的共聚合物可进一步依咪唑盐的含量与官能基或负离子基团的不同而具有不同的功效，例如1.依咪唑盐含量的多寡，可应用于抗静电聚合物及纤维织物领域。例如当咪唑盐含量在10摩尔％以上时，其抗静电性可达106Ω·cm。2.具有高回潮率功能，可应用于亲水性产品开发。3.咪唑盐上的负离子基团可被其它具有负离子官能基的化合物所取代，提供后加工处理的宽广应用领域。4.以阴离子染料，进行染色时，水洗50次后，水洗坚牢度大于4级，具有大幅提高染色坚牢度的特性。具体实施例方式本专利技术的含咪唑盐的共聚合物，包括由下列(a)、(b)的共单体所共聚合而得。(a)0.1摩尔％至50摩尔％，较佳为2摩尔％至15摩尔％，及更佳为5摩尔％至7摩尔％的式(I)的共单体 式中，R1及R10独立为-(CH2)a-或其异构物，a为1至20，较佳为1至8的整数。即，R1及R10可独立为一具有1至20个，较佳为1至8个碳原子的直链或支链烷基。R1及R10相异或相同时，本专利技术的含咪唑盐的共聚合物均可达到所欲的功效，而当R1及R10相同时，有合成上的便利性。R2、R3、及R4可独立为H、或C1-21的直链或支链烷基，较佳为H、或C1-6的直链或支链烷基。X为F、Cl、Br、I、RSO3、RCO2、BF4、PF6或N(SO3CF3)2，其中各R乃独立为C1-5的烷苯基或C1-5的烷基。因此，X-乃正咪唑离子的相对负离子。Y为-COOH，做为共聚合用的官能基。因此，本文中关于本专利技术所使用的咪唑盐化合物(式(I))的正离子，乃为在正咪唑离子(imidazolium)分子团(moiety)上具有二个羧基者，亦即具有二个羧基的咪唑衍生物。(b)99.9摩尔％至50摩尔％，较佳为98摩尔％至85摩尔％，及更佳为95摩尔％至93摩尔％的择自R6-O2C-R5-CO2R6、H2N-R7-CO2R8、H2N-R9-NH2、及其组合所组成族群的共单体。式中，R5为苯基、萘基、联苯基、或-(CH2)b-及其异构物，b为1至20，较佳为1至8的整数。R7为苯基、萘基、联苯基、或-(CH2)c-及其异构物，c为1至20，较佳为1至10的整数。R6为氢或C1-7烷基，而较佳为氢、或C1-4烷基。R8为氢或C1-7烷基，且较佳为氢、或C1-4烷基。R9为-(CH2)t-或其异构物，t为1至40，较佳为1至12的整数。其中，上述(a)与(b)的共单体中，其羧基与氨基的比例较佳为1∶1。上述共单体的聚合反应是可于无溶剂的状态下进行，其中聚合温度介于160～260℃，而反应时间为6-20小时。另，聚合反应亦可于溶剂状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含咪唑盐的尼龙共聚合物，其特征在于由包括下列的共单体聚合所得：（ａ）０．１摩尔％至５０摩尔％的式（Ⅰ）的共单体：＊＊＊（Ⅰ）式中，Ｒ↑［１］及Ｒ↑［１０］独立为－（ＣＨ↓［２］）↓［ａ］－或其异构物，ａ为１至 ２０的整数，Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、及Ｒ↑［４］则独立为Ｈ、或Ｃ↓［１－２１］的烷基，Ｘ为Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＲＳＯ↓［３］、ＲＣＯ↓［２］、ＢＦ↓［４］、ＰＦ↓［６］或Ｎ（ＳＯ↓［３］ＣＦ↓［３］）↓［２］，其中各Ｒ乃独立为Ｃ↓［１－５］的烷苯基或Ｃ↓［１－５］的烷基，Ｙ为－ＣＯＯＨ；以及（ｂ）５０摩尔％至９９．９摩尔％的择自Ｒ↑［６］－Ｏ↓［２］Ｃ－Ｒ↑［５］－ＣＯ↓［２］Ｒ↑［６］、Ｈ↓［２］Ｎ－Ｒ↑［７］－ＣＯ↓［２］Ｒ↑［８］、Ｈ↓［２］Ｎ－Ｒ↑［９］－ＮＨ ↓［２］及其组合所组成族群的共单体；式中，Ｒ↑［５］为苯基、萘基、联苯基或－（ＣＨ↓［２］）↓［ｂ］－及其异构物，ｂ为１至２０的整数；Ｒ↑［７］为苯基、萘基、联苯基或－（ＣＨ↓［２］）↓［ｃ］－及其异构物，ｃ为１至２０的整数；Ｒ↑［ ６］为氢或Ｃ↓［１－７］烷基，Ｒ↑［８］为氢或Ｃ↓［１－７］烷基；Ｒ↑［９］为－（ＣＨ↓［２］）↓［ｔ］－或其异构物，ｔ为１至４０的整数；其中上述（ａ）与（ｂ）的共单体中，其羧基与氨基的比例为１∶１，其中摩尔百分比是相对于全部参加化 学反应的单体而言。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏腾芳，何文岳，许智伟，刘瑞珍，叶诚，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]