專利名稱:樹脂組合物和樹脂成型制品的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種包含能夠形成晶體結構的聚酯的樹脂組合物和通過使所述樹脂組合物成型獲得的樹脂成型制品,更具體地涉及一種通過促進生物可降解樹脂的結晶而具有耐久性的樹脂組合物。
背景技術:
近年來,隨著環(huán)境意識的增強,在自然環(huán)境條件下可降解的樹脂材料的使用,也就是說具有所謂的生物可降解性質(zhì)的樹脂材料的使用引起了人們的注意。
與公開批露的通用樹脂不同,由于通過使用例如非化石燃料作為主要原料制備具有生物可降解性質(zhì)的樹脂,因此由資源耗盡所引起的原料短缺的不利影響有利地很小。此外,由于在自然環(huán)境中降解,因此具有生物可降解性質(zhì)的樹脂有利地用來解決與廢物處理有關的問題。另外,具有生物可降解性質(zhì)的樹脂可以有利地由自然資源例如玉米制備。此外,具有生物可降解性質(zhì)的樹脂可有利地減少作為全球變暖原因之一的CO2氣體的量;因此,在下文中,預計上述材料將更引人注意。
在生物可降解樹脂中,例如脂肪族聚酯,特別是聚乳酸,具有高的熔點(170℃到180℃),還具有能夠形成透明成型制品的優(yōu)異材料性質(zhì),因此預期上述脂肪族聚酯將具有廣泛的實際用途。
上述生物可降解樹脂已經(jīng)主要用于例如用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)的材料(膜、植栽盆、釣魚線、漁網(wǎng)等);土木工程材料(保水板、植物用網(wǎng)等);包裝和容器材料(因附著泥土和食物等而難以回收利用)和一次性物品例如便利品、衛(wèi)生用品、游戲用品。然而,考慮到環(huán)境保護,研究了進一步增加生物可降解樹脂的使用。
研究了生物可降解樹脂用于電氣產(chǎn)品和電子產(chǎn)品,例如電視機的框架和個人計算機的外殼,并且考慮到應用于上述電氣產(chǎn)品的框架和結構材料,一般認為需要生物可降解樹脂在約80℃的溫度下具有耐熱性。
然而,由于生物可降解聚酯具有較差的耐熱性,例如由于作為生物可降解聚酯的一個代表性實例的聚乳酸具有約60℃的玻璃化轉變溫度(Tg),因此由其獲得的成型制品在高于該玻璃化轉變溫度的溫度下軟化并變形;因此,在實際應用中存在耐熱性問題。
此外,實際應用中必需的耐熱性表示在約80℃的溫度下應具有約100MPa的剛度(彈性模量)。
考慮到上述問題,為了維持作為實際材料的優(yōu)異性質(zhì),近年來認為改善能夠形成晶體結構的樹脂的耐熱性是重要的。
為了改善生物可降解聚酯的耐熱性,通常采用例如添加耐熱無機填料例如滑石或云母的方法。通過該方法,可以改善機械性能和耐熱性,還可以提高材料的硬度。
然而,僅通過將無機填料添加到樹脂中,難于確保實際上足夠的耐熱性。
因此,迄今為止,通過在成型期間或之后進行熱處理進一步促進聚乳酸的結晶,使得耐熱性得到了改善。
雖然是能夠形成晶體結構的生物可降解聚酯,但是聚乳酸仍是難以結晶的聚合物;因此,當通過與使通用樹脂成型的方法類似的方法使聚乳酸成型時,成型制品變?yōu)榉蔷У幕蛞子诰哂懈叩姆蔷П龋沟脵C械強度下降,易發(fā)生熱變形。
另一方面,通過在成型期間或之后進行熱處理可促進材料的結晶,結果,可以改善成型制品的耐熱性。
然而,由于通過熱處理促進結晶的方法花費的時間長,因此生產(chǎn)率不高,由此引起實際問題。
當使用相關的通用樹脂時,注射成型步驟通常在約1分鐘的成型周期內(nèi)進行。然而,在使用聚乳酸的情況下,為了通過在模具中對成型制品進行熱處理來促進其結晶以獲得實際上足夠的機械強度,與使用通用樹脂的情況相比,可能需要相當長的時間。
此外,在生物可降解聚酯的結晶步驟中,由于晶核的自然發(fā)生頻率非常低,因此晶體的尺寸僅在幾微米的級別上,并且在最終獲得的樹脂組合物中發(fā)生白濁,使得其透明度降低。因此,不利地限制了實際應用范圍。
為了解決上述各種問題,開發(fā)了通過將成核劑添加到能夠形成晶體結構的生物可降解聚酯中促進生物可降解聚酯結晶的方法。
上述成核劑是用作結晶聚合物的初級晶核并促進其晶體生長的試劑;然而,從廣義上來說,促進結晶聚合物結晶的材料,即提高聚合物自身結晶速率的材料,也可以稱為成核劑。
當將成核劑添加到能夠形成晶體結構的生物可降解聚酯中時,由于獲得特殊的結晶效果,因此改善了最終獲得的樹脂組合物的剛性,并且進一步地,其透明度也得以改善。此外,當將成核劑添加到能夠形成晶體結構的生物可降解聚酯中時,由于在成型期間其結晶速率得以改善,因此可以縮短注射成型步驟所必需的時間。
與將成核劑添加到能夠形成晶體結構的生物可降解聚酯中時所獲得的類似效果在除生物可降解聚酯之外的結晶樹脂中也得到了證實。
例如,在聚丙烯(在某些情況下,在下文中稱為“PP”)的情況下,通過添加成核劑,證實了剛性的改善和透明度的改善。作為在這種情況下使用的成核劑,例如可以提及基于山梨醇的物質(zhì),并且認為其三維網(wǎng)絡有效地對PP的結晶起作用。此外,除了基于山梨醇的物質(zhì)之外,作為金屬鹽型物質(zhì),例如可以提及羥基-二(叔丁基苯甲酸)鋁、雙(4-叔丁基苯基)磷酸鈉和亞甲基-雙(2,4-二叔丁基苯基)磷酸鈉鹽。
然而,在聚酯例如聚乳酸用作所述樹脂時,由于不大可能以如上所述的方式結晶,因此使用成核劑存在實際問題。
例如,當成核效果小的滑石用作成核劑時,由于只有在滑石的添加量增加到約百分之幾十時才能夠獲得足夠的效果,因此添加量變得過大。結果,所得樹脂組合物由此在機械強度方面較差,并存在以下問題可能無法獲得實際上必需的機械強度。此外,當樹脂中滑石的含量大時,出現(xiàn)白濁,并且透明度降低,以至可能不利地限制實際應用的范圍。
因此,例如,在日本未審查的專利申請公開10-158369中,公開了一種促進結晶方法的技術,其中將基于山梨醇的物質(zhì)作為成核劑應用于脂肪族聚酯。此外,日本未審查的專利申請公開10-158369還公開了通過將基于山梨醇的物質(zhì)作為成核劑應用于聚乳酸獲得了結晶效果。
作為另一種通過添加成核劑促進結晶的方法,例如,在日本未審查的專利申請公開9-278991和11-5849中,公開了一種將透明的成核劑應用于脂肪族聚酯的技術。可以使用熔點為40℃到300℃的選自脂肪族羧酸酰胺、脂肪族羧酸鹽、脂肪族醇和脂肪族羧酸酯中的至少一種作為該透明成核劑(見日本未審查的專利申請公開9-278991)。此外,作為另外的透明成核劑,可以使用選自熔點或軟化點為80℃到300℃且熔融熵為10卡/K/摩爾到100卡/K/摩爾的有機化合物中的至少一種(見日本未審查的專利申請公開11-5849)。
此外,在日本未審查的專利申請公開11-116783中,公開了一種將具有特定結構的脂肪酸酯作為透明劑添加到基于聚乳酸的樹脂中的技術。
另外,在日本未審查的專利申請公開2004-352872中,公開了一種將特定的基于酰胺的化合物特別與聚乳酸共混以形成具有優(yōu)異耐熱性和沖擊強度的樹脂組合物的技術。此外,在日本未審查的專利申請公開2004-352873中,公開了一種將特定的雜環(huán)化合物特別與聚乳酸共混以形成具有優(yōu)異耐熱性和沖擊強度的樹脂組合物的技術。在日本未審查的專利申請公開2004-352872和2004-352873中,示例性描述了鄰苯二甲酸酰肼作為基于酰胺的化合物和雜環(huán)化合物,并且在一個將鄰苯二甲酸酰肼與滑石組合使用的實施例中公開了可以改善聚乳酸的結晶度。
在日本未審查的專利申請公開2006-282940中,公開了一種包含氨基酸和能夠形成晶體結構的聚合物、特別是聚乳酸以制備具有優(yōu)異剛性、成型性和耐熱性的透明樹脂組合物的技術。此外,在日本未審查的專利申請公開2006-299091中,公開了一種包含能夠形成晶體結構的聚合物、特別是聚乳酸和具有特定五元環(huán)或六元環(huán)的物質(zhì)以形成具有優(yōu)異剛性、成型性和耐熱性的透明樹脂組合物的技術。
順便提及,認為對于由聚酯形成的工業(yè)產(chǎn)品重要的是確保實際的耐水解性。
水解程度的變化取決于所用聚酯的類型和/或使用環(huán)境,還取決于成型制品的使用周期,與水解相關的問題可能不會成為實際問題。然而,當使用生物可降解聚酯時,由于在實踐中與水解相關的問題可能成為嚴重的問題,因此在下文中確保實際的耐水解性變得重要。
也就是說,當使用期短(短時間)時,優(yōu)選快速水解,另一方面,當使用期長(長時間)時,優(yōu)選抑制水解。
例如,當生物可降解聚酯用于電氣產(chǎn)品和電子設備等的框架時,要求保證約幾年到十年的長期可靠性,因此在上述期間必須使抗拉強度、撓曲強度和耐沖擊性保持在實際足夠的水平。
至于用來改善生物可降解聚酯長期可靠性的技術,迄今為止,已經(jīng)提出了各種方案;然而,所提出的每種技術都不能同時滿足改善上述樹脂結晶度和足夠的材料長期可靠性,并且仍未提出能夠滿足上述希望的技術。
發(fā)明內(nèi)容
即使在使用日本未審查的專利申請公開10-158369、9-278991、11-5849和11-116783中所公開的任意成核劑時,也無法獲得實際足夠的促進結晶的效果和實際足夠的改善成型制品耐久性的效果,因此上述成核劑還不夠好。
此外,根據(jù)日本未審查的專利申請公開2004-352872和2004-352873,當通過單獨將鄰苯二甲酸酰肼添加到聚乳酸中來評價結晶度時,如稍后所述改進效果小,不能獲得實際足夠的耐熱性和沖擊強度。
另外,根據(jù)日本未審查的專利申請公開2006-282940和2006-299091,雖然聚乳酸的結晶度在一定程度上得以改善,但是希望進一步改善結晶度。
因此,考慮到上述相關技術的實際情況,根據(jù)本發(fā)明,希望提供促進能夠形成晶體結構的聚酯的結晶并改善其機械強度且具有與必需的使用周期一致的耐久性的樹脂組合物。
此外,根據(jù)本發(fā)明,希望提供使用上述樹脂組合物形成的樹脂成型制品。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過深入的研究,發(fā)現(xiàn)了在將由特定的結構通式代表的物質(zhì)與能夠形成晶體結構的聚酯共混時可以解決上述問題,由此,完成了本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物包含能夠形成晶體結構的聚酯;以及由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì),所述由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì)具有兩個源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸分子的脫水縮合結構或其取代結構。然而,在上述樹脂組合物中,所述兩個α-氨基酸分子不同時為甘氨酸。
結構通式(1) 在上述結構通式(1)中,R1、R2、R3、和R4表示鍵合到α-氨基酸的α碳上的基團或其取代基。
在上述樹脂組合物中,所述氨基酸優(yōu)選是選自苯丙氨酸和纈氨酸中的至少一種。
此外,所述聚酯優(yōu)選是聚乳酸。
另外,上述樹脂組合物優(yōu)選還包含用于聚乳酸的水解抑制劑。
此外,根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂成型制品利用包含能夠形成晶體結構的聚酯以及由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì)的樹脂組合物形成,所述由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì)具有兩個源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸分子的脫水縮合結構或其取代結構。然而,在上述樹脂成型制品中,所述兩個α-氨基酸分子不同時為甘氨酸。
結構通式(1) 在上述結構通式(1)中,R1、R2、R3、和R4表示鍵合到α-氨基酸的α碳上的基團或其取代基。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物具有優(yōu)異的剛性、成型性、耐熱性和耐久性。
此外,根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂成型制品使用上述樹脂組合物制備并具有優(yōu)異的剛性、耐熱性和耐久性。
具體實施例方式 將詳細地描述根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物和使用所述樹脂組合物形成的樹脂成型制品。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物包含能夠形成晶體結構的聚酯和由上述結構通式(1)代表的物質(zhì),所述由上述結構通式(1)代表的物質(zhì)具有兩個源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸分子的脫水縮合結構或其取代結構。然而,兩個α-氨基酸的兩個分子不同時為甘氨酸。
(能夠形成晶體結構的聚酯) 首先描述能夠形成晶體結構的聚酯。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案,只要在一個分子鏈中具有至少一個酯鍵且具有能夠形成晶體結構的性質(zhì),任何公開批露的材料均可用作能夠形成晶體結構的聚酯。
在該實施方案中,“能夠形成晶體結構的聚酯”是指其至少部分可形成晶體結構且可以不是所有分子鏈均規(guī)則地排列的聚酯。
此外,即使所有分子鏈均具有不規(guī)則性,也可以使用分子鏈段可部分取向的聚酯。
另外,能夠形成晶體結構的聚酯優(yōu)選具有線性結構,但也可以具有支化結構等。
作為能夠形成晶體結構的聚酯,例如可以提及聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯和生物可降解聚酯。此外,作為生物可降解聚酯,優(yōu)選未用石油資源的、在自然界中可降解的、可由自然資源例如玉米制備的、減少二氧化碳排放的以及有助于防止全球變暖的聚酯。然而,根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的能夠形成晶體結構的聚酯也可以源自石油資源。作為生物可降解聚酯,例如可以提及通過微生物代謝的基于聚酯的樹脂,可以提及的實例為聚羥基丁酸酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯和其嵌段共聚物。在生物可降解聚酯中,由于脂肪族聚酯優(yōu)異的成型性、耐熱性和耐沖擊性,所以優(yōu)選脂肪族聚酯。
作為脂肪族聚酯,例如可以提及聚草酸、聚丁二酸、聚羥基丁酸、聚二甘醇酸、聚己內(nèi)酯、聚二氧雜環(huán)己酮和基于聚乳酸的脂肪族聚酯。在上面提及的那些物質(zhì)中,優(yōu)選基于聚乳酸的脂肪族聚酯。
作為基于聚乳酸的脂肪族聚酯,例如可以提及含氧酸例如乳酸、蘋果酸和乙醇酸的聚合物及其共聚物。在上面提及的那些物質(zhì)中,優(yōu)選使用基于羥基羧酸的脂肪族聚酯,在這類聚酯中,最優(yōu)選聚乳酸。
生物可降解聚酯可通過公開批露的方法制備。特別地,例如可以提及丙交酯法、多元醇和多元酸之間的縮聚、或在一個分子中具有羥基和羧基的羥基羧酸的分子內(nèi)縮聚。
特別地,基于聚乳酸的脂肪族聚酯一般可通過丙交酯(其為環(huán)狀二酯)和相應內(nèi)酯的開環(huán)聚合法,即通過所謂的丙交酯法制備,除了該丙交酯法之外,也可以利用乳酸的直接脫水縮合法制備。
此外,作為用于制備基于聚乳酸的脂肪族聚酯的工藝的催化劑,例如可以提及金屬例如錫、銻、鋅、鈦、鐵或鋁的化合物。在上面提及的那些物質(zhì)中,優(yōu)選基于錫的催化劑和基于鋁的催化劑,特別地,優(yōu)選辛酸錫和乙酰丙酮鋁。
在聚乳酸中,特別地,優(yōu)選通過丙交酯開環(huán)聚合制備的聚(L-乳酸)。其原因在于,在聚(L-乳酸)水解時形成L-乳酸,可以確保生命體的安全。
然而,在本發(fā)明中,聚乳酸不限于L型。例如,也可以使用包含許多L-乳酸分子和幾個百分比的D-乳酸分子的聚乳酸。另一方面,也可以使用包含許多D-乳酸分子和幾個百分比的L-乳酸分子的聚乳酸。此外,也可以使用僅包含D-乳酸分子的聚乳酸。
此外,雖然生物可降解聚酯可通過公開批露的方法合成,但是也可以使用一般的市售產(chǎn)品。作為市售產(chǎn)品的具體實例,例如可以提及Lacea(由Mitsui Chemicals,Inc.制造)、U′z(由Toyota Motor Corporation制造)和Nature Works(由Nature Works LLC制造)。
作為用于根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物的生物可降解聚酯,例如可單獨使用上面提及的那些物質(zhì),或者可組合使用其至少兩種。
當包含至少兩種生物可降解聚酯時,所述至少兩種生物可降解樹脂可形成共聚物或可為混合狀態(tài)。
此外,只要不使本發(fā)明的特征劣化,除了能夠形成晶體結構的聚酯之外,根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物還可以包含不形成晶體結構的聚酯、和除聚酯之外的樹脂等。
例如,可以提及烴樹脂,例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚丁二烯;極性乙烯基塑料,例如聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯;線性塑料,例如聚縮醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯;基于纖維素的塑料,例如乙酸纖維素和丁酸纖維素;熱塑性彈性體,例如基于苯乙烯-丁二烯的彈性體、基于聚烯烴的彈性體、基于聚氨基甲酸酯的彈性體、基于聚酯的彈性體、基于聚酰胺的彈性體、和基于聚氯乙烯的彈性體;甲醛樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基甲酸酯樹脂和硅樹脂。此外,例如還可以提及分解速度減小的聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯。
上面提及的那些物質(zhì)可以單獨使用,或者可以組合使用其至少兩種。
另外,根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物也可以包含與能夠形成晶體結構的生物可降解聚酯不同的生物可降解樹脂。
例如,可以提及多糖衍生物,例如纖維素、淀粉、葡聚糖和殼多糖;肽,例如膠原、酪蛋白、纖維蛋白和明膠;聚氨基酸;聚乙烯醇;聚酰胺,例如尼龍4和尼龍2/尼龍6共聚物;聚酯,例如聚乙醇酸、聚乳酸、聚琥珀酸酯、聚草酸酯、聚羥基丁酸酯、聚二甘醇酸丁二醇酯、聚己內(nèi)酯和聚二氧雜環(huán)己酮,其中的每一種通常都不具有晶體結構。
上面提及的那些物質(zhì)可以單獨使用,或者可以組合使用其至少兩種。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物優(yōu)選包含25~99重量%的能夠形成晶體結構的生物可降解聚酯,更優(yōu)選包含50~97重量%。
(成核劑) 接下來描述促進能夠形成晶體結構的聚酯的結晶的成核劑。
在本發(fā)明中,由下面的結構通式(1)代表的且具有兩個源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸分子的脫水縮合結構或其取代結構的物質(zhì)可優(yōu)選作為成核劑。然而,上述兩個氨基酸分子不同時為甘氨酸。
結構通式(1) 在上式中,R1、R2、R3、和R4表示鍵合到α-氨基酸的α碳上的基團或其取代基。
兩個α-氨基酸分子可以相同或者可以彼此不同。此外,兩個α-氨基酸分子均可以為L-型或D-型,或者兩個α-氨基酸分子中的一個可以是L-型,另一個可以是D-型。
此外,應理解由結構通式(1)代表的物質(zhì)包括具有不同立體構象的構象異構體,并可以使用任意的構象異構體。優(yōu)選構象就能量而言穩(wěn)定的異構體。
用作根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的由結構通式(1)代表的物質(zhì)的組成成分的α-氨基酸優(yōu)選為存在于生命體內(nèi)的氨基酸。
作為具體的α-氨基酸,例如可以提及甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、賴氨酸、精氨酸和組氨酸。
在上面提及的那些物質(zhì)中,優(yōu)選甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺和天冬酰胺,這是因為當由結構通式(1)代表的物質(zhì)水解時其中的每一種均表現(xiàn)為中性。此外,在上面提及的那些物質(zhì)中,特別地,優(yōu)選甘氨酸(在這種情況下,另一α-氨基酸不是甘氨酸)、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸。
除了上面提及的那些物質(zhì)之外,δ-羥基賴氨酸、3,5-二溴酪氨酸、3,5-二碘酪氨酸、3,3,5′-三碘甲狀腺原氨酸、甲狀腺素、羥基脯氨酸等也是存在于生命體內(nèi)的氨基酸,并且每一種優(yōu)選用作根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的由結構通式(1)代表的物質(zhì)的組成成分。
此外,用作根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的由結構通式(1)代表的物質(zhì)的組成成分的α-氨基酸可以是源自非天然產(chǎn)物的氨基酸,例如可以是具有取代結構的氨基酸。然而,當用作組成成分的α-氨基酸是源自天然產(chǎn)物的氨基酸時,由于該成核劑在自然環(huán)境下具有生物可降解性,所以其是更優(yōu)選的。
在該實施方案中,“取代結構”是指鍵合至源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸的α碳的基團的氫原子被將在下面描述的取代基(A)取代的結構。
作為取代結構通式(1)的R1、R2、R3、和R4的氫原子的取代基(A),例如可以提及鹵原子(例如氟、氯、溴或碘)、硝基、氰基、羥基、硫醇基、磺基、亞磺基、巰基、膦酰基、可具有支鏈的烷基(例如甲基、乙基、異丙基、正丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基或二十烷基)、羥烷基(例如羥甲基、羥乙基、1-羥基異丙基、1-羥基-正丙基、2-羥基-正丁基或1-羥基-異丁基)、鹵代烷基(例如氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-溴乙基、2,2,2-三氟乙基、五氟乙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、5,5,5-三氟戊基或6,6,6-三氟己基)、環(huán)烷基(例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基或環(huán)庚基)、烯基(例如乙烯基、巴豆基、2-戊烯基或3-己烯基)、環(huán)烯基(例如2-環(huán)戊烯基、2-環(huán)己烯基、2-環(huán)戊烯基甲基或2-環(huán)己烯基甲基)、炔基(例如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-戊炔基或3-己炔基)、氧代、硫代、脒基、亞氨基、亞烷二氧基(例如亞甲二氧基或亞乙二氧基)、芳烴基(例如包括苯基或聯(lián)苯基的單環(huán)芳烴基或者稠環(huán)芳烴基)、交聯(lián)環(huán)烴基(例如1-金剛烷基或2-降冰片烷基)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、新戊氧基或己氧基)、可以具有取代基的氨基(例如氨基、烷基氨基、四氫吡咯、哌嗪、哌啶、嗎啉、硫代嗎啉、吡咯或咪唑)、可以具有取代基的羥基或巰基、或可以具有取代基的雜環(huán)基團(例如除碳原子之外包含選自氧原子、硫原子和氮原子中的至少一個雜原子作為形成環(huán)體系的原子(環(huán)成員原子)的芳族雜環(huán)基團,包括吡啶基、呋喃基、噻唑基等,飽和脂肪族雜環(huán)基團或不飽和脂肪族雜環(huán)基團)。
作為由上述結構通式(1)代表的物質(zhì)的具體實例,可以提及下列化學式(1)到(26)。
L-丙氨酸酸酐
化學式(1) DL-丙氨酸酸酐
化學式(2) D-丙氨酸酸酐
化學式(3) L-苯丙氨酸酸酐
化學式(4) DL-苯丙氨酸酸酐
化學式(5) D-苯丙氨酸酸酐
化學式(6) L-酪氨酸酸酐
化學式(7) DL-酪氨酸酸酐
化學式(8) D-酪氨酸酸酐
化學式(9) L-對氯苯丙氨酸酸酐
化學式(10) DL-對氯苯丙氨酸酸酐
化學式(11) D-對氯苯丙氨酸酸酐
化學式(12) L-間酪氨酸酸酐
化學式(13) DL-間酪氨酸酸酐
化學式(14) D-間酪氨酸酸酐
化學式(15) 環(huán)-(Gly-L-Phe)
化學式(16) 環(huán)-(Gly-D-Phe)
化學式(17) L-蛋氨酸酸酐
化學式(18) DL-蛋氨酸酸酐
化學式(19) D-蛋氨酸酸酐
化學式(20) L-纈氨酸酸酐
化學式(21) DL-纈氨酸酸酐
化學式(22) D-纈氨酸酸酐
化學式(23) L-色氨酸酸酐
化學式(24) DL-色氨酸酸酐
化學式(25) D-色氨酸酸酐
化學式(26) 在化學式(1)到(26)中,通過兩個L-苯丙氨酸分子脫水縮合獲得的物質(zhì)(由兩個L-苯丙氨酸分子形成的二酮哌嗪)是優(yōu)選的。此外,通過兩個L-纈氨酸分子脫水縮合獲得的物質(zhì)(由兩個L-纈氨酸分子形成的二酮哌嗪)是優(yōu)選的。另外,通過兩個L-蛋氨酸分子脫水縮合獲得的物質(zhì)(由兩個L-蛋氨酸分子形成的二酮哌嗪)和通過兩個L-丙氨酸分子脫水縮合獲得的物質(zhì)(由兩個L-丙氨酸分子形成的二酮哌嗪)也是優(yōu)選的。此外,通過甘氨酸和L-苯丙氨酸的脫水縮合獲得的物質(zhì)(由甘氨酸和L-苯丙氨酸形成的二酮哌嗪)也是優(yōu)選的。
作為上述根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的由結構通式(1)代表的物質(zhì),可以使用市售產(chǎn)品。例如,由兩個苯丙氨酸分子形成的二酮哌嗪可購自Bachem AG。
此外,可以合成根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的結構通式。作為合成方法的具體實例,例如可以提及以下三種方法。在這種情況下,縮寫依照一般規(guī)則。例如,Phe表示苯丙氨酸。此外,環(huán)(-Phe-Phe)表示由兩個苯丙氨酸分子形成的二酮哌嗪。
<方法1,參考文獻Amino Acids(1977).NO.12,第41到47頁> 將L-Phe-L-phe-OMe·HCl(1.5g.4.14毫摩爾)溶于含有三乙胺(1.67g,16.5毫摩爾)的甲醇溶液(50ml)中,然后在回流的同時攪拌12小時。此外,用蒸發(fā)器移除溶劑后,將由此得到的殘留物用少量冷2-丙醇清洗,得到環(huán)(-Phe-Phe)。
<方法2,參考文獻Agric.Biol.Chem.52(3),第819到827頁,1988> 在0℃的溫度下,將2毫摩爾Z-Phen-phe-OMe(也稱為Cbz-芐基羰基基團)溶于50ml用HBr飽和的乙酸溶液(99%)中。將由此形成的溶液保持30分鐘,然后用醚處理。將粗產(chǎn)物在0℃的溫度下溶于含有無水銨的甲醇溶液中。將溶液轉移到容量瓶中并在室溫下保持12小時。用真空蒸發(fā)器處理反應混合物以除去揮發(fā)性組分。使用甲醇通過抽吸過濾處理殘留的晶體。
<方法3,參考文獻JOC.Vol.33,No.2,第862到864頁,1968年2月> 將L-Phen-L-phe-OMe·HCl(0.5g,1.6毫摩爾)加到預先使用80℃的熱水浴熔融的10ml苯酚中。通過在氮氣流氣氛中在150℃的溫度下攪拌1小時進行反應。隨后,在加熱到約180℃后,優(yōu)選將反應溶液抽真空到10托或更小,使得蒸餾出苯酚和反應產(chǎn)生的水。用水-乙醇混合物清洗由此獲得的粗產(chǎn)物以除去苯酚,得到環(huán)(-Phe-Phe)。
用作成核劑的由上述結構通式(1)代表的物質(zhì)優(yōu)選處于能夠形成晶體結構的粉末形式。
成核劑的粒徑優(yōu)選為0.001~10μm,更優(yōu)選為0.01~1μm。
相對于100重量份能夠形成晶體結構的聚酯,樹脂組合物中成核劑的量優(yōu)選設定為0.001到10重量份,更優(yōu)選設定為0.01到1重量份。
由于成核劑晶粒的粒徑和其含量相互影響,因此必須確定粒徑和含量以充分獲得成核劑促進聚酯結晶的效果。
由于與公開批露的用作成核劑的滑石相比由結構通式(1)代表的物質(zhì)能夠形成細粒,因此混入樹脂組合物中的該物質(zhì)的量可以有利地降低。
在下文中,將描述加到能夠形成晶體結構的聚酯中的成核劑的含量和粒徑的最佳范圍。
當制備兩種樹脂組合物并且其成核劑含量彼此大約相等時,粒徑較小的成核劑可以獲得較高的結晶效果。其原因在于隨著成核劑的粒徑降低,樹脂組合物中成核劑顆粒的數(shù)目增加,核的數(shù)目也增加,使得晶體微細化。
在如上所述的情況下,當粒徑降到一半時,由于一個成核劑顆粒的體積降到八分之一,因此顆粒的數(shù)量增加8倍。也就是說,當粒徑降到一半時,即使添加量降到八分之一,也可以預期等同的效果。
此外,顯然當聚酯中包含具有相同粒徑的成核劑時,含有較大添加量的聚酯具有較高的成核效果。
考慮到上述那些原因,將詳細地描述成核劑的含量和粒徑的最佳范圍。在這種情況下,形成一個簡單的模型,在該模型中假設下面的(1)到(6)。
(1)為了簡化計算,假設能夠形成晶體結構的聚合物的密度大約與成核劑的密度相同。
(2)假設成核劑顆粒根本不團聚,理想均勻地分散在樹脂組合物中,即該成核劑存在于其中,形成立方晶格。
(3)假設能夠形成晶體結構的聚合物晶體具有立方體形狀。
(4)與上述(3)一樣,假設成核劑顆粒具有立方體形狀。
(5)假設一個樹脂晶體由一個成核劑顆粒產(chǎn)生。
(6)作為能夠形成晶體結構的聚合物,在這種情況下,假設使用聚乳酸。
在假設上面的(1)到(6)的情況下,可以由成核劑含量(%)及其粒徑通過體積計算獲得聚乳酸的晶體尺寸。
計算結果示于下表1中。
表1 聚乳酸的晶體尺寸(μm)
特別地,在成核劑包含在作為能夠形成晶體結構的聚合物的聚乳酸中的情況下,例如在假設聚乳酸的晶體尺寸(一側長度)為Xμm時,包括位于其中心的成核劑的體積的聚乳酸的晶體尺寸以X3μm3表示。
此外,在假設成核劑的尺寸(一個邊長)為0.05μm并假設成核劑的添加量為0.5%(作為比率為0.005)時,由于滿足X3×0.005=0.053,因此計算出聚乳酸的晶體尺寸X為0.29μm。
在成核劑實際包含在樹脂組合物中的情況下,對于如上所述的體積計算,可選擇成核劑的粒徑和含量,以獲得根據(jù)目的必要的晶體尺寸。
例如,在研究聚乳酸用作能夠形成晶體結構的聚酯的情況下,聚乳酸結晶的溫度設定為120℃,結晶所必需的時間設定為約1分鐘以內(nèi)。
證實了在120℃下聚乳酸球晶半徑(r)的生長速率(dr/dt)為約2μm/分鐘。
在這種情況下,特別地,當假設該球晶半徑的生長速率約等于如上所述假設的立方形晶體的生長速率時,可以計算結晶所必需的時間。計算結果示于下表2中。
表2 聚乳酸的結晶時間(秒)
根據(jù)表2中所示的計算結果,例如當成核劑的粒徑為1μm且其添加量為1%時,計算結晶時間為70秒。
證實了在樹脂組合物中,相對于100重量份能夠形成晶體結構的聚酯,優(yōu)選包含0.001~10重量份的成核劑。
當相對于100重量份聚酯成核劑的含量小于0.001重量份時,由于含量過低,促進聚酯結晶的效果難以通過添加成核劑獲得。
另一方面,當相對于100重量份聚酯成核劑的含量大于10重量份時,由于成核劑含量過高,所以可能出現(xiàn)最終獲得的樹脂組合物的機械性能例如剛性下降的問題。
例如,當10重量份粒徑為10μm的成核劑包含在聚乳酸中并在120℃的溫度下進行結晶時,由上表2估計結晶所必需的時間為約5分鐘。
也就是說,當聚乳酸在模具中在由注射成型機設定的約120℃的溫度下結晶時,估計結晶所必需的時間為約5分鐘。
在這種情況下,由于樹脂在成型機的機筒中保持在高溫熔融狀態(tài)下,所以在某些情況下樹脂可能熱分解,因此在模具中的保持時間必須設定為5分鐘或更短。因此,相對于100重量份聚乳酸包含10重量份粒徑為10μm的成核劑的組合物是滿足成核劑最佳含量范圍的邊界條件。
此外,當聚乳酸使用粒徑為0.5μm的成核劑結晶時,為了將結晶所必需的時間控制在約5分鐘之內(nèi),由表2應理解相對于100重量份聚乳酸成核劑含量的下限為0.001重量份。
此外,根據(jù)成核劑的類型,即使在成核劑的粒徑小于0.5μm時也可以抑制團聚,并且在這種情況下,含量可進一步降低。另外,在使用顆粒尺寸較小的成核劑的情況下,當通過使用某種類型的團聚抑制劑改善成核劑在樹脂中的分散時,也可以降低成核劑的含量。
當成核劑的粒徑過小時,可能發(fā)生團聚,其在能夠形成晶體結構的聚酯中的可分散性降低,并且成核劑位于聚酯的局部,使得在某些情況下大量的粒徑反而可能增加??紤]到以上現(xiàn)象,優(yōu)選將成核劑的粒徑設定為0.05μm或更大,由此可以抑制團聚,使得可以確保在樹脂中優(yōu)異的可分散性。
為了擴展預期的樹脂組合物的實際多功能性,優(yōu)選改善其透明度。為此,聚酯形成的球晶必須具有小于可見光波長(400~800nm)的尺寸。因此,包含在聚酯中的成核劑顆粒必須具有小于可見光波長的尺寸??紤]到上述原因,優(yōu)選成核劑的粒徑為0.5μm或更小,更優(yōu)選0.1μm或更小。
根據(jù)表1中所示的初步計算,為了充分確保樹脂組合物的透明度,優(yōu)選將成核劑的粒徑設定為0.10μm或更小,優(yōu)選將其添加量設定為0.1重量%或更多。為了更充分地確保樹脂組合物的透明度,優(yōu)選將成核劑的粒徑設定為0.05μm或更小,優(yōu)選將其添加量設定為0.1重量%或更多。為了甚至更充分地確保樹脂組合物的透明度,優(yōu)選將成核劑的粒徑設定為0.01μm或更小,優(yōu)選將其添加量設定為0.001重量%或更多。
此外,上述“透明度”不僅包括所謂的玻璃或無定形聚合物例如聚苯乙烯的高透明度,而且包括處于稍微朦朧狀態(tài)的低透明度,因此該低透明度也認為具有實際的透明度。
作為表示渾濁程度的指標,一般使用“濁度”。測量方法例如由日本工業(yè)標準(Japanese Industrial Standards)的JIS K7136限定。特別地,透明度以由樹脂制成的厚度為1mm的板的濁度值表示。濁度值越小表示透明度越高。
例如,公開批露的通過將基于山梨醇的物質(zhì)加到聚丙烯中形成的樹脂組合物具有高的透明度,并且由其制成的容器具有足夠的透明度,使得置于其中的食物等可見。在這種情況下,濁度值為約30%。
順便提及,實際上難以由具有單一粒徑的顆粒形成成核劑。也就是說,成核劑的粒徑具有一定的分布,也含有粒徑較大的顆粒。
當聚合物中包含粒徑大于波長的顆粒且上述顆粒的折射率與該聚合物的折射率不同時,上述顆粒作為聚合物的光學上的異物,使得透明度下降。在這種情況下,能夠形成晶體結構的聚酯的折射率和成核劑的折射率優(yōu)選彼此接近。特別地,當其折射率為±約0.05時,成核劑顆粒可以不作為聚酯的光學上的異物。
如果能夠形成晶體結構的聚酯的折射率和成核劑的折射率彼此顯著不同,則當成核劑的尺寸微細化時,能夠確保透明度。例如,當成核劑微細化到具有約幾十納米的粒徑時,可見光透過,因此可以確保優(yōu)異的透明度。
如上所述,基于各種假設通過計算估計成核劑的含量和粒徑的最佳范圍;然而,實際上成核劑可能團聚并且可能不能大致均勻地分散在聚合物中,因此成核劑的粒徑可能具有一定的分布。
因此,雖然認為成核劑相對于聚酯的含量必須增加,但是考慮到樹脂組合物機械性能等的下降,成核劑的含量優(yōu)選設定為約1重量%。
因此,在樹脂組合物中,當相對于100重量份聚酯成核劑的添加量設定為0.01~1重量份時,成核劑的效果可進一步提高。
作為用于處理根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的成核劑以獲得所希望的如上所述的粒徑的方法,可以使用公開批露的方法。
例如,可以使用機械粉碎法或化學方法。
作為機械粉碎法,例如可以提及使用球磨的方法、利用軟磨的方法和凍裂作用。此外,也可以使用例如噴射研磨或氣錘的粉化方法。在上面提及的方法中,可使顆粒沿用于粉碎的氣流從兩個方向彼此碰撞。
作為化學法,例如可以提及重結晶或噴霧干燥。
當作為成核劑的由結構通式(1)代表的物質(zhì)溶于預定溶劑中然后重結晶時,也可以獲得細粒。
也就是說,可以例如通過以下方式獲得細粒,利用溶解度隨溫度的差異,冷卻由結構通式(1)代表的物質(zhì)的熱溶液;通過蒸發(fā)溶劑濃縮上述由結構通式(1)代表的物質(zhì)的溶液;或者用另一種合適的溶劑稀釋其溶液以降低溶解度。
此外,也可以進行噴霧干燥,其中對含有由結構通式(1)代表的物質(zhì)的溶液進行噴霧,以通過蒸發(fā)溶劑獲得細粒。
另外,還可以使用任何公開批露的細粒制造方法。
當通過細粒加工使成核劑顆粒微細化時,易發(fā)生團聚。在成核劑添加到能夠形成晶體結構的聚合物中的階段之前,由結構通式(1)代表的物質(zhì)的粉末狀態(tài),即顆粒是否團聚、團聚較少或不團聚,不是本發(fā)明中的重要問題。然而,在成核劑添加到聚合物中以制備樹脂組合物的階段,成核劑顆粒在聚合物中團聚如上所述不是優(yōu)選的,而優(yōu)選成核劑均勻分散于其中。為了獲得上述狀態(tài),在成核劑添加到聚合物中的階段之前,優(yōu)選如預期地抑制其團聚。
作為抑制團聚的方法,可以使用公開批露的方法。
例如,可以提及在細粒加工之前、期間或之后將團聚抑制劑加入成核劑中的方法。
作為團聚抑制劑,可以使用公開批露的材料,例如可以提及低分子量聚乙烯或基于聚環(huán)氧乙烷的非離子表面活性劑。在上面提及的那些物質(zhì)中,優(yōu)選基于聚環(huán)氧乙烷的團聚抑制劑。
雖然在某些情況下,僅通過添加團聚抑制劑即可實現(xiàn)成核劑在聚酯中的均勻分散,但是混合聚酯和成核劑的方法也是重要的。
稍后將描述混合方法。
當將根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物成型成制品且在短時間使用后廢棄由此形成的制品時,優(yōu)選聚酯易于生物降解。例如,近年來,提出了可降解聚合物,即生物可降解聚酯用于具有短使用期的應用,例如塑料購物袋。
另外,對于如上所述的目的,進行了促進聚合物降解的研究和開發(fā),在聚酯的情況下,可在某些情形中向其中添加促進水解的物質(zhì)。
另一方面,在使根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物成型而形成的制品具有相對長使用期的情況下,例如當樹脂組合物用于電氣產(chǎn)品等的框架時,優(yōu)選該樹脂在使用期中不顯著降解。
為了實現(xiàn)上述目的,必須添加抑制降解的物質(zhì),優(yōu)選添加所謂的水解抑制劑。因此,可以改善成型制品使用中的長期可靠性。
(水解抑制劑) 不具體限制水解抑制劑,只要能夠抑制聚酯、特別是生物可降解聚酯的水解即可;然而,例如可以提及與生物可降解樹脂的活性氫具有反應性的化合物。
通過添加上述化合物作為水解抑制劑,樹脂組合物的生物可降解樹脂中的活性氫的量降低,因此防止形成生物可降解樹脂的聚合物鏈被活性氫催化水解。
上述活性氫是在氫和氧或氮等之間形成鍵(例如O-H鍵或N-H鍵)的氫,與在氫和碳之間形成鍵(C-H鍵)的氫相比具有高的反應性。特別地,生物可降解樹脂的例如羧基(-COOH)、羥基(-OH)、氨基(-NH2)和酰胺連接(-NHCO-)的氫原子是活性氫。
作為水解抑制劑,例如可以提及碳二亞胺化合物、異氰酸酯化合物或噁唑啉化合物,以上提及的那些物質(zhì)可以單獨使用,或者可以組合使用其至少兩種。
特別地,碳二亞胺化合物可容易地熔化并與生物可降解樹脂混煉,并且少量添加就可以獲得水解抑制效果;因此,碳二亞胺化合物是優(yōu)選的物質(zhì)。
用作水解抑制劑的碳二亞胺化合物是在一個分子中具有至少一個碳二亞胺基團的化合物,還包括多碳二亞胺化合物等。
作為包括在該碳二亞胺化合物中的單碳二亞胺化合物,例如可以提及二環(huán)己基碳二亞胺、二異丙基碳二亞胺、二甲基碳二亞胺、二異丁基碳二亞胺、二辛基碳二亞胺、二苯基碳二亞胺或萘基碳二亞胺,并且在以上提及的那些物質(zhì)中,尤其優(yōu)選容易且工業(yè)上可獲得的二環(huán)己基碳二亞胺和二異丙基碳二亞胺。
作為用作水解抑制劑的異氰酸酯化合物,例如可以提及2,4-亞甲苯二異氰酸酯、2,6-亞甲苯二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,2′-二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3′-二甲基-4,4′-聯(lián)苯基二異氰酸酯、3,3′-二甲氧基-4,4′-聯(lián)苯基二異氰酸酯、3,3′-二氯-4,4′-聯(lián)苯基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、1,5-四氫化萘二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,3-環(huán)己基二異氰酸酯、1,4-環(huán)己基二異氰酸酯、二甲苯基二異氰酸酯、四甲基二甲苯基二異氰酸酯、氫化二甲苯基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和3,3′-二甲基-4,4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯。
作為用作水解抑制劑的噁唑啉化合物,例如可以提及2,2′-鄰亞苯基雙(2-噁唑啉)、2,2′-間亞苯基雙(2-噁唑啉)、2,2′-對亞苯基雙(2-噁唑啉)、2,2′-對亞苯基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-間亞苯基雙(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2′-對亞苯基雙(4,4′-二甲基-2-噁唑啉)、2,2′-間亞苯基雙(4,4′-二甲基-2-噁唑啉)、2,2′-亞乙基雙(2-噁唑啉)、2,2′-四亞甲基雙(2-噁唑啉)、2,2′-六亞甲基雙(2-噁唑啉)、2,2′-八亞甲基雙(2-噁唑啉)、2,2′-亞乙基雙(4-甲基-2-噁唑啉)和2,2′-亞聯(lián)苯基雙(2-噁唑啉)。
上述水解抑制劑可以通過公開批露的方法容易地制備,也可以適當?shù)厥褂檬惺郛a(chǎn)品。作為市售產(chǎn)品,例如可以使用由Nisshinbo ChemicalInc.制造的碳二亞胺(商品名Carbodilite)。
由于樹脂組合物的生物降解速率可通過水解抑制劑的類型和添加量調(diào)節(jié),因此根據(jù)期望的產(chǎn)品可以確定水解抑制劑的類型和添加量。即,根據(jù)所用的溫度、所用的濕度和抑制水解的時間長短,可以確定待添加的水解抑制劑的類型和添加量。
特別地,當將水解抑制劑添加到耐用消費品例如家用電器中時,相對于樹脂組合物的總重量水解抑制劑的添加量一般為0.1~5重量%,優(yōu)選0.5~2重量%。
(無機填料) 此外,無機填料可以添加到根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物中。由此可以改善耐熱性和剛性等。
作為無機填料,可以提及公開批露的材料,例如滑石、氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂、云母或高嶺土,并且以上提及的那些物質(zhì)可以單獨使用,或者可以組合使用其至少兩種。
當將聚乳酸用作能夠形成晶體結構的聚酯時,證實了即使當作為無機填料的滑石與在本發(fā)明中使用的由結構通式(1)代表的物質(zhì)一起使用時,仍然獲得了促進結晶的效果,同時其成核效果彼此不會抵消。因此,當本發(fā)明中所用的由結構通式(1)代表的物質(zhì)與無機填料組合使用時,證實滑石是優(yōu)選的材料。
在這種情況下,相對于100重量份能夠形成晶體結構的聚酯優(yōu)選將無機填料的添加量設定為1~50重量份。
當相對于100重量份聚酯無機填料的添加量小于1重量份時,由于無機填料的添加量過小,因此不能充分地獲得改善樹脂組合物耐熱性和剛性的效果。
另一方面,當相對于100重量份聚酯無機填料的添加量大于50重量份時,由于無機填料的添加量過大,因此最終獲得的樹脂組合物可能變脆。
因此,通過將1~50重量份的無機填料添加到100重量份的聚酯中,可以獲得改善耐熱性和剛性的效果,并且可以防止樹脂組合物變脆。
(其他物質(zhì)) 在根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物中,只要不顯著抑制上述成核劑對結晶的促進作用,就可以添加例如抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、UV吸收劑、顏料、著色劑、抗靜電劑、脫模劑、香料、潤滑劑、阻燃劑、填料和抗菌殺真菌劑中的至少一種。
可以通過混合上述能夠形成晶體結構的聚酯、由上述結構通式代表的成核劑和上述其他添加劑制備根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物。
作為制備方法,例如可以提及以下方法,例如在將成核劑、無機填料和水解抑制劑與用作原料的聚酯混合之后,熔融由此獲得的混合物并通過擠出機混煉。
作為另一種方法,例如可以提及溶液法。
溶液法是將用作原料的各組分和能夠分散或溶解各組分的任意溶劑充分攪拌以形成漿料,然后通過公開批露的方法例如干燥除去溶劑。此外,用于制備樹脂組合物的方法不限于上述那些方法,也可以使用其他公開批露的方法。
在根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物中,用作成核劑的化合物大致均勻地分散在能夠形成晶體結構的聚酯中是重要的。
為了獲得大致均勻的分散,可以使用公開批露的方法(混合法)。例如,可以提及將顏料分散在樹脂中以著色的方法、使用三輥混煉機的方法以及至少重復兩次簡單的加熱和混煉的方法。
特別地,首先將由能夠形成晶體結構的聚酯例如聚乳酸制成的粒料在例如60℃的溫度下真空干燥5小時。接下來,稱量預定量的該聚酯的粒料和預定量的用作成核劑的化合物,隨后使用混合器等混合。隨后,在加熱該混合物并使用雙軸混煉機等混煉之后,然后將由此獲得的混煉物冷卻并形成為條,將由此形成的條切成粒料,隨后通過熱風進行干燥。用于加熱和混煉的溫度是在能夠形成晶體結構的聚酯例如聚乳酸的熔點和比上述熔點高+50℃的溫度之間的溫度。然而,根據(jù)情況,加熱和混煉可以在更高的溫度例如恰好低于能夠形成晶體結構的聚酯例如聚乳酸的分解溫度的溫度下進行。
通過如上所述的工藝,可以獲得用作成核劑的化合物大致均勻地分散在樹脂中的樹脂組合物。
此外,替代真空干燥,例如可在80℃的溫度下對能夠形成晶體結構的聚酯例如聚乳酸的粒料進行除濕干燥或熱風干燥12小時。雖然優(yōu)選除濕干燥,但更優(yōu)選真空干燥。
(樹脂成型制品) 通過對上述樹脂組合物進行加熱步驟和充填/保持步驟,可以制備樹脂成型制品。
只要樹脂組合物可被加熱并熔化,就可使用任何步驟作為在由該樹脂組合物制造樹脂成型制品時所實施的加熱步驟。作為加熱設備,例如可以提及公開批露的設備,例如加熱器。加熱溫度一般在高于樹脂組合物熔點約+10℃到+50℃范圍內(nèi),優(yōu)選在高于樹脂組合物熔點+15℃到+30℃范圍內(nèi)。然而,根據(jù)情況,加熱溫度可設定為更高的溫度,在某些情況下例如恰好低于樹脂組合物的分解溫度。
通過差示掃描量熱儀(DSC)等測量熔點。作為測量熔點的方法,可以提及下面的方法作為具體實例。例如,當能夠形成晶體結構的聚合物是聚乳酸時,首先從使用聚乳酸形成的樹脂組合物上切下3~4mg并置于鋁盤中用作樣品。然后,在將該樣品一次加熱到200℃,然后以50℃/分鐘的速率冷卻到0℃之后,在以20℃/分鐘的升溫速率升高溫度的同時進行DSC測量,并且獲得例如在約160℃附近的吸熱峰溫度作為熔點。
作為充填/保持步驟,可以使用公開批露的步驟,只要其可以將通過加熱步驟獲得的熔融樹脂組合物充填并保持在模具中。
作為模具,可以使用溫度保持在樹脂組合物的結晶溫度的約-50℃到+30℃范圍內(nèi)的任意模具,并且不具體限制模具的類型等。作為保持模具溫度的設備,可以使用公開批露的設備,作為溫度保持設備,例如可以提及允許加熱介質(zhì)例如熱水、加壓熱水或油流過嵌入模具中的水管的設備,以及使用加熱器和恒溫器的設備。
當由樹脂組合物制造樹脂成型制品時,考慮到樹脂組合物的結晶和防止成型制品熱變形,通常將模具的溫度設定在樹脂組合物結晶溫度的約-50℃到+30℃的范圍內(nèi),優(yōu)選設定為約90℃到140℃。
結晶溫度可通過DSC測量法等進行測量。作為用于獲得結晶溫度的方法,可以提及下面的方法作為具體實例。例如,當能夠形成晶體結構的聚合物是聚乳酸時,從其樹脂組合物上切下3~4mg并置于鋁盤中,用作樣品。接下來,在將該樣品一次加熱到200℃之后,在以20℃/分鐘的速率冷卻樣品到0℃的同時進行DSC測量,并且獲得例如在約120℃附近的放熱峰溫度作為結晶溫度。
當樹脂組合物由多種聚合物形成時,通過DSC測量法可測得由其得到的多個吸熱峰和多個放熱峰。
在這種情況下,將由所述多種聚合物中的主要聚合物(具有最高含量)得到的吸熱峰溫度視為樹脂組合物的熔點,以如上所述相同的方式,將該主要聚合物的放熱峰溫度視為結晶溫度。
在充填/保持步驟中,將熔融樹脂組合物充填在模具中,雖然熔融樹脂組合物的溫度高于模具的溫度,但是隨著時間的流逝其逐漸接近于模具的溫度。
作為充填設備,可以使用任何設備,只要能夠將熔融樹脂組合物充填在模具中即可,并且可以使用公開批露的方法。例如,可以提及通過施加壓力將熔融樹脂組合物注入模具中的設備。
作為冷卻設備,可以使用任何設備,只要能夠冷卻熔融樹脂組合物即可,并且可以使用公開批露的設備。
作為冷卻方法,可以使用公開批露的方法,只要能夠冷卻熔融樹脂組合物即可,并且不具體限制冷卻時間等??焖倮鋮s或慢速冷卻均可使用。
在冷卻步驟中,例如可以使用自發(fā)冷卻設備或快速冷卻設備(使用水、冰、冰水、干冰、或液氮等)。
考慮到樹脂組合物的結晶和生產(chǎn)率,充填/保持時間更優(yōu)選為約10秒到4分鐘,最優(yōu)選約20秒到1分鐘。
此外,在樹脂組合物的結晶完成后立即從模具回收成型制品。此外,即使當結晶沒有完全完成時,也可以從模具回收成型制品。
當結晶進行到一定程度時,彈性模量得以改善;因此,在某些情況下可從模具回收樹脂組合物的成型制品而不會導致變形。在這種情況下,從模具回收的成型制品通過其自己的余熱進一步結晶,直到成型制品冷卻到室溫時結晶才大致完成。
在充填/保持步驟之后,當從模具回收成型制品時,優(yōu)選其溫度盡可能低。作為降低成型制品溫度的設備,例如可以提及當模具打開時向成型制品吹冷空氣的設備。當成型制品的溫度如上所述降低時,可以降低成型制品變形的風險。
此外,作為由樹脂組合物制造樹脂成型制品的方法,例如可以使用公開批露的方法,比如澆鑄成型法、壓制成型法、傳遞成型法、注射成型法、擠出成型法、膨脹法、壓光法、吹制法、真空成型法、層壓成型法、噴射成型法、發(fā)泡成型法、對模成型法或SMC法。
當通過上面提及的方法成型樹脂組合物時,優(yōu)選使用公開批露的成型機,例如注射成型機。
接下來,將詳細地描述由樹脂組合物制備樹脂成型制品的方法。
首先,通過使用公開批露的注射成型機,將樹脂組合物加熱到高于其軟化點約+15~+30℃的溫度并在該溫度下熔化。
接下來,將熔融的樹脂組合物注入到溫度保持在該樹脂組合物結晶溫度-50℃到+30℃范圍內(nèi)的模具中。
隨后,在進行注射之后,如果需要,向模具中的熔融樹脂組合物持續(xù)施加壓力以補償所謂的“收縮”。
接下來,釋放對熔融樹脂組合物施加的壓力并保持預定時間。該保持時間通常稱為冷卻時間。從熔融樹脂組合物注入模具中到施加到模具中的熔融樹脂組合物的保持壓力釋放的保持時間內(nèi),熱逐漸從樹脂組合物流到模具,使得模具中樹脂組合物的溫度逐漸降低。
因此,實質(zhì)上,有時考慮將保持時間納入冷卻時間中。
在該實施方案中,釋放保持壓力后的保持時間稱為“冷卻”。
根據(jù)樹脂組合物的樹脂類型、和模具形狀等適當?shù)卮_定注射速率、注射壓力、注射時間、保持壓力、保持時間等。
冷卻時間可以設定為按照模具的形狀成型的樹脂的結晶大致完成的時間,冷卻時間一般為約1分鐘或更短,優(yōu)選約20秒到1分鐘。
此外,當將熔融樹脂組合物充填并保持在溫度保持在該樹脂組合物結晶溫度-50℃到+30℃范圍內(nèi)的模具中時,能夠形成晶體結構的聚合物可以在模具中快速結晶。結果,可以縮短成型周期,可以提高生產(chǎn)率,還可以提高成品率。
根據(jù)制造方法的上述描述,主要集中于在成型中進行的熔融樹脂組合物的結晶;然而,通過上述制造方法,除了結晶之外,還可以解決以下兩個問題。在下文中,將詳細地描述這些問題。
雖然通常將模具的溫度設定為樹脂的Tg或更低,但是當將熔融樹脂組合物注入保持在上述溫度下的模具中時,注入的熔融樹脂組合物的熱量快速流到模具,因此熔融樹脂組合物變得不易在模具中流動。因此,在成型制品表面中形成流痕和/或易于在其中形成明顯的合流線。
此外,由于熔融樹脂組合物不易流動,因此當將樹脂組合物注入形狀復雜的模具中時,不可避免地增加開口的數(shù)目以可靠地將熔融樹脂組合物充填到模具中。
結果,流道隨開口的數(shù)目而增加,因此不經(jīng)濟地使用了對應于流道體積的量的熔融樹脂組合物。
另一方面,上述制造方法的模具溫度高于相關技術的模具溫度。
因此,與相關技術相比,從注入的熔融樹脂組合物流到模具的熱量較少,結果模具中熔融樹脂組合物的流動性好于相關技術的流動性。
因此,不易發(fā)生流痕和合流線問題。
此外,與相關技術相比,可以減少開口的數(shù)目,可以進一步降低由于存在流道而不經(jīng)濟地使用的熔融樹脂組合物的量。
由樹脂組合物制備樹脂成型制品的方法不限于上述方法,并且按照常規(guī)方法,可以在低于Tg的模具溫度下進行成型。
例如,當能夠形成晶體結構的聚合物是聚乳酸時,可以通過常規(guī)方法進行成型,使得模具溫度設定為例如50℃,該溫度低于聚乳酸60℃的玻璃化轉變溫度Tg。
在上述情況下,為了確保耐熱性,必須在成型之后通過熱處理使聚合物結晶;然而,由于可以通過成核劑促進樹脂組合物的結晶,因此可以使熱處理時間短于相關樹脂組合物結晶的熱處理時間,還可以改善成品率。
然而,當能夠形成晶體結構的聚合物的結晶不那么重要時,可以不進行熱處理。
上述樹脂組合物可以廣泛用于各種成型制品。
此外,由于樹脂組合物具有高的結晶度,因此根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂成型制品具有優(yōu)異的剛性,其透明度也可得以改善;因此,樹脂成型制品可以合適地用于希望具有優(yōu)異的剛性、透明度等的產(chǎn)品。
特別地,作為樹脂成型制品的應用,例如可以提及發(fā)電機、電動機、變壓器、電流互感器、電壓控制器、整流器、反相器、繼電器、電力接觸器、開關、斷路器、閘刀開關、多極桿、電氣部件柜、電燈插座、各種端子板、電氣裝置部件(比如插頭和電源模塊)、傳感器、LED燈、連接器、電阻器、繼電器外殼、小型開關、繞線管、電容器、可變電容器外殼、光學拾波器、振蕩器、變換器、印刷電路板、調(diào)諧器、揚聲器、麥克風、耳機、存儲設備(用于floppy(注冊商標)盤、和MO盤等)、小型電動機、磁頭座、半導體、液晶、FDD支架、FDD框架、打印機(例如噴墨打印機和熱轉印打印機)、打印機墨盒、電機刷架、例如以拋物線天線相關的和計算機相關的部件為代表的電子部件、VTR部件、電視機部件、電氣設備的框架、電子設備(例如電視機和個人計算機)的框架、電熨斗、吹發(fā)器、電飯鍋部件、微波爐部件、音響產(chǎn)品的音響設備部件、音響設備部件(比如激光唱盤和壓縮盤)、照明部件、冰箱部件、空調(diào)部件、電氣產(chǎn)品部件(辦公用和家用的,例如打字機部件和文字處理機部件)、辦公計算機相關部件、電話相關部件、傳真機相關部件、復印機相關部件、清潔裝置、電動機部件、機械相關部件(比如打火機和打字機)、顯微鏡、雙目鏡、光學器件(比如照相機和手表)、精密機械相關部件、交流發(fā)電機端子、交流發(fā)電機連接器、IC調(diào)節(jié)器、用于光調(diào)節(jié)器的電位器座、各種閥(例如排放閥)、各種燃料相關的、排放相關的和吸入相關的管、進氣噴嘴通氣管、吸入歧管、燃料泵、發(fā)動機冷卻水接頭、化油器主體、化油器隔墊、廢氣傳感器、冷卻水傳感器、油溫傳感器、剎車片磨損傳感器、節(jié)流閥位置傳感器、曲軸位置傳感器、空氣流量計、剎車片磨損傳感器、空調(diào)恒溫器座、用于加熱的空氣流量控制閥、散熱器電動機的刷架、水泵葉輪、渦輪機葉片、刮水器電動機相關部件、分配器、起動器開關、起動器繼電器、輸電線鎧裝、窗戶清洗器噴嘴、空調(diào)面板開關板、燃料相關電磁閥線圈、保險絲接頭、喇叭端子、電氣部件絕緣板、步進電動機轉子、燈座、燈反射器、燈罩、制動器活塞、電磁線圈管、機動車/車輛相關部件(比如發(fā)動機濾油器、點火裝置外殼和車輪)、機械機構部件(例如齒輪、其旋轉軸、軸承、齒條、小齒輪、凸輪、曲柄和曲柄臂)及包裝材料。
作為樹脂成型制品的其他應用,例如還可以提及前述電氣產(chǎn)品的保護外殼。例如可以提及稱為潛水殼的保護外殼,其可以容納不防水數(shù)字照相機從而使其可用于濺水環(huán)境中。此外,作為樹脂成型制品的其他應用,例如可以提及容納和貯存上述電氣產(chǎn)品的貯存外殼,容納和運輸上述電子產(chǎn)品的運輸外殼。
另外,作為樹脂成型制品的其他應用,例如還可以提及信息記錄介質(zhì)例如各種光盤(比如激光盤(注冊商標)、DVD、HD-DVD、藍光盤、小型盤、和光磁盤)。此外,還可以提及容納和貯存上面提及的盤的外殼,即所謂的光盤盒(jewel case)和光盤包裝(digipak)。
此外,作為樹脂成型制品的其他應用,還可以提及食品包裝應用,即樹脂成型制品可以用于食品貯存容器、和其蓋等,還可以用于玩具,其也可以由相關樹脂成型制品形成。
特別地,由于根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物的結晶度得以改善,因此樹脂組合物優(yōu)選用于強烈要求具有優(yōu)異耐熱性的電器設備的框架和電子設備(例如電視機和個人計算機)的框架。
此外,當主要包含脂肪族聚酯、特別是聚乳酸時,在其使用之后樹脂成型制品可以通過生物降解處理簡單地廢棄,因此對于廢棄有利地不用使用額外的能量。
當根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的由結構通式(1)代表的物質(zhì)包含源自天然產(chǎn)物的氨基酸作為組成成分時,根據(jù)其類型,該物質(zhì)被微生物吸收并分解。此外,當根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的由結構通式(1)代表的物質(zhì)在廢棄后由于長時間分解失去其環(huán)狀結構而具有兩個分子彼此簡單相連的結構時,根據(jù)其類型,該結構被微生物吸收并分解。此外,由于通過水解最終形成的兩種氨基酸是自然界中存在的氨基酸,不管其類型如何,該氨基酸都被微生物吸收并分解。因此,在根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂成型制品廢棄后不會消耗額外的能量,不會出現(xiàn)殘留廢棄物問題。
也就是說,整個樹脂組合物也有利地具有生物可降解性。
實施例 形成根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的樹脂組合物的具體樣品,并評價其性質(zhì)。
實施例1 作為能夠形成晶體結構的聚酯,使用由Mitsui Chemicals,Inc.制造的聚乳酸(商品名H100J),其含量設定為90重量份。
在添加作為成核劑的10重量份由Bachem AG.制造的L-苯丙氨酸的二酮哌嗪(CAS號2862-51-3)之后,混煉由此形成的混合物,同時加熱到160~180℃,然后形成為粒料。
由此形成的粒料是實施例1的樹脂組合物樣品。
實施例2 在該實施例中,準備87重量份由Mitsui Chemicals,Inc.制造的聚乳酸(商品名H100J)、3重量份由Nisshinbo Chemical Inc.制造的碳二亞胺(商品名Carbodilite)和10重量份由Bachem AG.制造的L-苯丙氨酸的二酮哌嗪(CAS號2862-51-3),并根據(jù)實施例1形成實施例2的樹脂組合物樣品。
實施例3 除了使用99重量份由Mitsui Chemicals,Inc.制造的聚乳酸(商品名H100J)作為能夠形成晶體結構的聚酯和添加1重量份實施例1中所用的L-苯丙氨酸的二酮哌嗪之外,以與實施例1類似的方式形成實施例3的樹脂組合物樣品。
實施例4 除了將10重量份由Bachem AG.制造的L-纈氨酸的二酮哌嗪(CAS號19943-16-9)用作成核劑之外,以與實施例1類似的方式形成實施例4的樹脂組合物樣品。
對比例1 除了使用由Mitsui Chemicals,Inc.制造的聚乳酸(商品名H100J)作為能夠形成晶體結構的聚酯和將其含量設定為100重量份之外,以與實施例1類似的方式形成對比例1的樹脂組合物樣品。
對比例2 除了使用10重量份由Acros Organics制造的鄰苯二甲酰肼替代苯丙氨酸的二酮哌嗪作為成核劑之外,以與實施例1類似的方式形成對比例2的樹脂組合物樣品。
對比例3 除了使用10重量份由Fuji Talc Industrial Co.,Ltd.制造的滑石(商品名LMS-200)替代苯丙氨酸的二酮哌嗪作為成核劑之外,以與實施例1類似的方式形成對比例3的樹脂組合物樣品。
對比例4 除了使用10重量份由Kanto Chemical Co.,Inc.制造的L-苯丙氨酸替代苯丙氨酸的二酮哌嗪作為成核劑之外,以與實施例1類似的方式形成對比例4的樹脂組合物樣品。
對比例5 除了使用10重量份由Kanto Chemical Co.,Inc.制造的L-苯丙氨酸替代苯丙氨酸的二酮哌嗪作為成核劑之外,以與實施例2類似的方式形成對比例5的樹脂組合物樣品。
對比例6 除了使用10重量份由Nacalai Tesque,Inc.制造的無水甘氨酸(由兩個甘氨酸分子形成的二酮哌嗪,CAS號106-57-0)替代苯丙氨酸的二酮哌嗪作為成核劑之外,以與實施例1類似的方式形成對比例6的樹脂組合物樣品。
[評價] (結晶溫度) 通過差示掃描量熱(DSC)測量法分別測量上述實施例1~4和對比例1~6的樹脂組合物樣品的結晶溫度。
特別地,首先,從每一樹脂組合物樣品上切下3~4mg以用作測試件。將該測試件置于鋁盤中以形成測試樣品。接下來,將該測試樣品加熱到200℃,然后以20℃/分鐘的速率冷卻,在該步驟中,測量通過結晶獲得的在約120℃附近的放熱峰溫度作為結晶溫度。
(結晶的熱值) 獲得上述放熱峰的熱量,然后相對于樹脂組合物的重量歸一化。樣品的結果示于下表3中。
(耐久性) 作為長期耐久性的評價,在將聚乳酸儲存在高溫和高濕度條件下之后,測量其分子量。特別地,首先將幾克各樹脂組合物樣品置于在85℃的溫度和80%相對濕度下的恒溫浴中,將從儲存開始8小時和96小時后所測量的分子量分別與開始高溫和高濕度儲存前(初始階段)的分子量比較。
使用凝膠滲透色譜(GPC)測量分子量,并測量重均分子量(相對于聚苯乙烯的分子量)。
在將試樣溶于氯仿中以具有0.15重量%的濃度并攪拌2小時之后,使由此獲得的溶液通過0.25-μm的過濾器,以獲得樣品。
用于評價的設備如下。
設備MILLIPORE Waters 600E系統(tǒng)控制器 檢測器UV(Waters 484)和RI(Waters 410) 高溫和高濕度儲存之前的分子量用作參比,歸一化儲存之后的分子量(以百分比表示)。
各評價結果示于下表3中。在結晶和耐久性的評價中,分別用○、△和×表示好、可接受和不好。此外,對于總的判斷,
表示極好,○表示好,△示可接受,×表示不好。
根據(jù)實施例1和2的結果,發(fā)現(xiàn)各結晶溫度高,各結晶度比任何對比例的結晶度都高。樹脂中穩(wěn)定進行的結晶也由結晶的熱值得到證實。結果,能夠獲得具有實際上足夠的耐熱性和機械強度的樹脂組合物。
特別地,根據(jù)添加了用作聚乳酸的水解抑制劑的碳二亞胺的實施例2,甚至在高溫和高濕度條件下長時間儲存,樹脂組合物也具有高的分子量保持率,因此發(fā)現(xiàn)能夠確保優(yōu)異的在材料性質(zhì)方面的長期可靠性。
此外,本發(fā)明的發(fā)明人過去發(fā)現(xiàn)了L-苯丙氨酸對聚乳酸具有成核作用(見日本未審查的專利申請公開2006-299091)。然而,發(fā)現(xiàn)實施例1的樹脂組合物的結晶度高于將L-苯丙氨酸用作成核劑的對比例4的樹脂組合物的結晶度。其原因是兩個L-苯丙氨酸分子脫水縮合形成的二酮哌嗪用作成核劑的性能優(yōu)于L-苯丙氨酸用作成核劑的性能。
此外,根據(jù)將L-苯丙氨酸用作成核劑的對比例5,即使添加用作水解抑制劑的碳二亞胺,在高溫和高濕度條件下的長期儲存穩(wěn)定性也不好。當成核劑是L-苯丙氨酸時,通過進一步增加水解抑制劑的添加量可以確保高溫和高濕度條件下的長期儲存穩(wěn)定性。然而,當水解抑制劑的添加量增加時,聚乳酸中添加劑的含量增加,結果其含量下降;因此,不是優(yōu)選的。
如上所述,當由結構通式(1)代表的物質(zhì)包含在能夠形成晶體結構的聚酯中時,可以獲得能夠有效地提高結晶溫度且具有高結晶度和實際足夠的耐熱性和機械強度的樹脂組合物。
此外,發(fā)現(xiàn)通過將水解抑制劑添加到樹脂中,可以可靠地確保樹脂性質(zhì)的長期可靠性。因此,特別地,當生物可降解聚酯用作樹脂時,可以容易地控制最終期望的成型制品所必需的實際足夠的耐久性。
本申請包含與于2008年10月1日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP 2008-256741中所公開的主題相關的主題,其全部內(nèi)容在此通過引用并入。
本領域技術人員應該理解,根據(jù)設計需要和其他因素,各種變化、組合、亞組合和改變均可發(fā)生,只要它們在所附權利要求和其等同形式的范圍內(nèi)即可。
權利要求
1.一種樹脂組合物,所述樹脂組合物包含
能夠形成晶體結構的聚酯;以及
由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì),
其中所述由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì)具有兩個源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸分子的脫水縮合結構或其取代結構,并且所述兩個α-氨基酸分子不同時為甘氨酸,
結構通式(1)
其中R1、R2、R3、和R4表示鍵合到所述α-氨基酸的α碳上的基團或其取代基。
2.根據(jù)權利要求1的樹脂組合物,其中所述氨基酸是選自苯丙氨酸和纈氨酸中的至少一種。
3.根據(jù)權利要求1的樹脂組合物,其中所述聚酯是聚乳酸。
4.根據(jù)權利要求3的樹脂組合物,還包含用于所述聚乳酸的水解抑制劑。
5.一種樹脂成型制品,其由包含以下組分的樹脂組合物形成
能夠形成晶體結構的聚酯;以及
由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì),
其中所述由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì)具有兩個源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸分子的脫水縮合結構或其取代結構,并且所述兩個α-氨基酸分子不同時為甘氨酸,
結構通式(1)
其中R1、R2、R3、和R4表示鍵合到所述α-氨基酸的α碳上的基團或其取代基。
全文摘要
一種樹脂組合物,包含能夠形成晶體結構的聚酯和由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì),所述由下面的結構通式(1)所代表的物質(zhì)具有兩個源自天然產(chǎn)物的α-氨基酸分子的脫水縮合結構或其取代結構,并且所述兩個α-氨基酸分子不同時為甘氨酸。在所述結構通式中,R1、R2、R3、和R4表示鍵合到α-氨基酸的α碳上的基團或其取代基。結構通式(1)
文檔編號C08L67/00GK101712791SQ20091017854
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權日2008年10月1日
發(fā)明者佐藤則孝, 野口勉 申請人:索尼株式會社