Полиамидная смола и шарнирные формованные изделия

Полиамидная смола и шарнирные формованные изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к полиамидной смоле, а более конкретно к полиамидной смоле, содержащей звено адипиновой кислоты, звено пентаметилендиамина и звено гексаметилендиамина, в качестве своих составляющих компонентов, которая может быть получена посредством использования исходных материалов, которые не генерируют двуокиси углерода (CO₂), вызывающей проблемы глобального потепления; и полученное с помощью вибрационной сварки формованное изделие, имеющее превосходную прочность вибрационной сварки, шарнирное формованное изделие и бандажная лента, имеющие превосходную низкотемпературную прочность, и элементарная нить, имеющая превосходную прозрачность, которые получают из полиамидной смолы. Кроме того, настоящее изобретение относится к шарнирному формованному изделию, а более конкретно, к шарнирному формованному изделию, полученному из полиамидной смолы, которое является еще более превосходным по свойствам при изгибании и термостойкости (температуре плавления), чем у изделия из нейлона-6, и одновременно с этим имеет хорошую жесткость (модуль изгиба), равную свойствам нейлона-6 или превышающую их.

Уровень техники

Нейлон-6 и нейлон-66 представляют собой смолы, имеющие превосходную пластичность, термостойкость, стойкость к химическому воздействию и механические свойства, и по этой причине они широко используются в различных применениях, таких как детали автомобилей и средств передвижения, электрические и электронные детали, детали для бытового или промышленного электрического оборудования, детали для компьютеров, детали для устройств факсимильной связи или копировальных устройств, механические детали, упаковочные материалы и материалы для рыбной ловли. В частности, в области применений деталей для автомобилей и средств передвижения проделаны интенсивные исследования для применения этих нейлонов для деталей силовой установки автомобилей, таких как впускной коллектор, шарнирная скоба (шарнирное формованное изделие), бандажная лента, резонатор, очиститель воздуха, крышка двигателя, крышка коромысла, крышка головки цилиндра, крышка зубчатого ремня привода, бак для бензина, вспомогательный бак для бензина, бак радиатора, бак для кондиционера, масляный бак, картер, распределительный щит для электропитания, сетчатый масляный фильтр, канистра, детали крепления двигателя, соединительный блок, блок реле, соединительный элемент, гофрированная трубка и предохранительные приспособления.

Требуется, чтобы эти детали силовой установки для автомобилей имели более высокую прочность, чтобы удовлетворять различным требованиям, связанным со сложной структурой деталей и уменьшением их толщины для целей уменьшения массы. Среди этих деталей силовой установки для автомобилей впускной коллектор, имеющий больший размер, является более чувствительным к эффекту уменьшения массы, чем другие детали автомобиля, при уменьшении их толщины. Однако впускной коллектор должен поддерживаться в безопасном состоянии без его повреждений, даже когда внутреннее давление в нем увеличивается из-за обратной тяги двигателя, и тому подобное. По этой причине в настоящее время уменьшение толщины этих деталей, таких как впускной коллектор, возможно только до ограниченной степени.

В последние годы в качестве материала смолы для впускных коллекторов используется в основном армированный стекловолокном нейлон-6, и впускные коллекторы производят из него в основном посредством способа вибрационной сварки. Предложен также впускной коллектор на основе смолы, производимый посредством использования нейлона-56 вместо нейлона-6 (например, со ссылкой на патентный документ 1). Однако имеется тенденция к тому, что прочность нейлона-56 при вибрационной сварке является недостаточной, и, кроме того, он хуже по сохранению термостабильности, и по этой причине является непригодным для формованных изделий большого размера, требующих продолжительного времени цикла формования, таких как впускные коллекторы. По этой причине необходимо создание полиамидных смол, имеющих еще более превосходную прочность при вибрационной сварке и сохранение термостабильности, чем у нейлона-56.

Известен также нейлон-56/66, содержащий меньшее количество нейлона-56 и большее количество нейлона-66 (отношение 56/66 = от 0,5/99,5 до 40/60 % молярных, а предпочтительно, от 0,5/99,5 до 10/90 % молярных) (например, со ссылкой на патентный документ 2). Поскольку полиамидная смола этого типа используется при подавлении гелеобразования нейлона-66, при сохранении в то же время функций нейлона-66, количество нейлона-56, добавленного в нее, является малым. По этой причине считается, что данная полиамидная смола имеет прочность вибрационной сварки, по существу всего лишь идентичную свойствам нейлона-66, хотя четко это не известно. Таким образом, для применения полиамидной смолы при производстве тонкостенных формованных изделий больших размеров требуется дополнительное улучшение ее свойств.

Шарнирные формованные изделия часто используются для деталей силовой установки автомобилей. В настоящее время шарнирные формованные изделия, требующие высокой термостойкости, производят из нейлона-66, в то время как шарнирные формованные изделия, требующие высокой прочности, производят из нейлона-6. Нейлон-66 имеет температуру плавления, достигающую 264°C, и высокую степень кристалличности и, по этой причине, имеет чуть более низкую прочность. По этой причине шарнирные формованные изделия, получаемые из нейлона-66, имеют тенденцию к тому, что они страдают от разлома при сгибании. С другой стороны, нейлон-6 имеет более низкую степень кристалличности, чем у нейлона-66, и по этой причине демонстрирует хорошую прочность. Однако температура плавления нейлона-6 равна 224°C, то есть намного меньше, а именно на 40°, чем у нейлона-66.

При увеличивающейся в настоящее время тенденции к тому, что шарнирные детали имеют сложную форму, требуется создание полиамидных смол, имеющих еще более превосходные свойства при сгибании, чем у нейлона-6. Кроме того, при уменьшении или компактизации размера пространства для двигателя в автомобиле требуется создание полиамидных смол, имеющих более высокую термостойкость (температуру плавления). В дополнение к этому, данные полиамидные смолы должны иметь жесткость (модуль изгиба), такую же, как у нейлона-6, или превышающую ее.

В качестве способа улучшения свойств при изгибании у шарнирных формованных изделий известен способ смешивания полиамидной смолы с порошком нитрида бора и производным алифатической карбоновой кислоты (например, со ссылкой на патентный документ 3). Однако считается, что композиция смолы этого типа не может демонстрировать улучшение термостойкости (температуры плавления).

Известен также способ смешивания полиамидной смолы с полиолефином, таким как полипропилен и полиэтилен (например, со ссылкой на патентный документ 4). Однако композиция полиамидной смолы этого типа имеет тенденцию к ухудшению термостойкости (температуры плавления) или механических свойств, таких как модуль изгиба, по сравнению со свойствами полиамидной смолы.

В качестве полиамидной смолы, удовлетворяющей обоим указанным выше свойствам-характеристикам при сгибании и термостойкости (температура термической деформации), имеется известная композиция полиамидной смолы, содержащая ароматическую полиамидную смолу, модифицированный полиолефин и эпоксисодержащий полимер или блок-сополимер на основе эпоксидированного диена (например, со ссылкой на патентные документы 5 и 6). Однако модуль изгиба композиции полиамидной смолы этого типа составляет всего лишь примерно от 1500 до 1900 МПа, что значительно хуже, если сравнивать с модулем изгиба обычного нейлона-6 (примерно 2550 МПа) и обычного нейлона-66 (примерно 2940 МПа). По этой причине композиция полиамидной смолы имеет тенденцию к дефициту жесткости, как важного механического свойства. По этой причине требуется создание полиамидных смол, способных демонстрировать еще более превосходные свойства при сгибании и термостойкость (температуру плавления), чем у нейлона-6, и одновременно с этим имеющих жесткость (модуль изгиба), идентичную жесткости нейлона-6 или превышающую ее.

Также в качестве исходных материалов для полиамидной смолы используются так называемые ископаемые материалы, такие как нафта. Однако при наличии последних требований по предотвращению глобального потепления посредством подавления выбросов двуокиси углерода, а также созданию общества с замкнутым (рециклируемым) использованием материалов требуется замена материала для производства полиамидных смол исходным материалом, полученным из биологической массы. Более конкретно, требуется, чтобы полиамид производился из исходного материала, имеющего высокое отношение биологической массы (отношение материала, полученного из биологической массы, ко всем исходным материалам, используемым для получения полиамидной смолы).

Использование материала, полученного из биологической массы, широко требуется в различных областях применения, включая не только автомобили, но также электрические и электронные детали, пленки и нити. Конкретные примеры этих деталей включают в себя формованные изделия, полученные с помощью вибрационной сварки, такие как указанный выше впускной коллектор, имеющий превосходную прочность вибрационной сварки, шарнирные формованные изделия и бандажные ленты, имеющие превосходную низкотемпературную прочность, и нити, имеющие превосходную прозрачность.

Известные полиамидные смолы, получаемые посредством полимеризации материала, полученного из биологической массы, включают в себя, например, нейлон-56. Нейлон-56 имеет по существу такую же термостойкость и механические свойства, как у нейлона-6 или нейлона-66. В качестве способа получения нейлона-56 известен способ термической поликонденсации диаминопентана вместе с адипиновой кислотой (например, со ссылкой на патентный документ 7), и способ получения соли диаминопентана и адипиновой кислоты, а затем термической поликонденсации соли (например, со ссылкой на патентный документ 8). Однако, как описано выше, нейлон-56 имеет тенденцию к ухудшению прочности вибрационной сварки и сохранения термостабильности. По этой причине требуется разработка полиамидных смол, которые могут быть получены посредством полимеризации исходных материалов, полученных из биологической массы, и способны обеспечивать бандажные ленты, имеющие превосходную низкотемпературную прочность, и нити, имеющие превосходную прозрачность. Однако имеются неизвестные в стандартных применениях шарнирные формованные изделия, получаемые из нейлона-56.

Патентный документ 1: выложенная заявка на патент Японии (KOKAI) № 2004-269634

Патентный документ 2: описание PCT № 93/00385

Патентный документ 3: выложенная заявка на патент Японии (KOKAI) № 7-82474.

Патентный документ 4: выложенная заявка на патент Японии (KOKAI) № 9-249808.

Патентный документ 5: выложенная заявка на патент Японии (KOKAI) № 9-124934

Патентный документ 6: выложенная заявка на патент Японии (KOKAI) № 2000-204243

Патентный документ 7: выложенная заявка на патент Японии (KOKAI) № 2003-292612

Патентный документ 8: Патент США № 2130948

Описание изобретения

Проблема, которая должна решаться с помощью настоящего изобретения

Таким образом, настоящее изобретение было сделано ввиду указанных выше стандартных проблем, и целью настоящего изобретения является создание полиамидной смолы, которая является превосходной по прочности вибрационной сварки, сохранению термостабильности, низкотемпературной прочности и прозрачности, и может быть получена из материала, полученного из биологической массы.

Другой целью настоящего изобретения является создание композиции полиамидной смолы, содержащей указанную выше полиамидную смолу.

Дополнительной целью настоящего изобретения является создание формованного изделия, полученного с помощью вибрационной сварки, шарнирного формованного изделия, бандажной ленты и нити, которые содержат указанную выше полиамидную смолу или композицию полиамидной смолы.

Другой целью настоящего изобретения является создание шарнирного формованного изделия, полученного из полиамидной смолы, которое является еще более лучшим по свойствам при сгибании и термостойкости (температура плавления), чем у нейлона-6, и одновременно с этим демонстрирует хорошую жесткость (модуль изгиба), идентичную жесткости нейлона-6 или превышающую ее.

Средства для решения проблемы

В результате самых ранних исследований авторов настоящего изобретения для решения указанных выше проблем обнаружено, что указанные выше цели могут быть достигнуты посредством такой полиамидной смолы, состоящей из звена адипиновой кислоты, звена пентаметилендиамина и звена гексаметилендиамина, в котором отношение между содержанием звена пентаметилендиамина и звена гексаметилендиамина лежит в конкретном диапазоне, и что шарнирное формованное изделие, содержащее полиамидную смолу, состоящую из звена адипиновой кислоты и звена пентаметилендиамина, может одновременно удовлетворять требованиям хороших свойств при изгибании, высокой термостойкости (температуры плавления) и хорошей жесткости (модуля изгиба). Настоящее изобретение достигается на основе указанных выше данных.

То есть в первом аспекте настоящего изобретения предусматривается полиамидная смола, содержащая составляющие звенья дикарбоновой кислоты, включающие в себя звенья адипиновой кислоты, и составляющие звенья диамина, включающие в себя звенья пентаметилендиамина и звенья гексаметилендиамина, причем массовое отношение звеньев пентаметилендиамина к звеньям гексаметилендиамина находится в пределах от 95:5 до 5:95, и звено пентаметилендиамина получается из пентаметилендиамина, который получают из лизина, с использованием лизиндекарбоксилазы, клеток, способных продуцировать лизиндекарбоксилазу, или продукта переработки таких клеток.

Во втором аспекте настоящего изобретения предусматривается полиамидная смола, содержащая составляющие звенья дикарбоновой кислоты, включающие в себя звенья адипиновой кислоты, и составляющие звенья диамина, включающие в себя звенья пентаметилендиамина и звенья гексаметилендиамина, причем массовое отношение звеньев пентаметилендиамина к звеньям гексаметилендиамина находится в пределах от 95:5 до 60:40.

В третьем аспекте настоящего изобретения предусматривается композиция полиамидной смолы, содержащая указанную выше полиамидную смолу и неорганический наполнитель, причем содержание неорганического наполнителя составляет от 0,01 до 150 частей массовых на 100 частей массовых полиамидной смолы.

В четвертом аспекте настоящего изобретения предусматривается формованное изделие, полученное с помощью вибрационной сварки, содержащее указанную выше полиамидную смолу или указанную выше композицию полиамидной смолы.

В пятом аспекте настоящего изобретения предусматривается шарнирное формованное изделие, содержащее указанную выше полиамидную смолу или указанную выше композицию полиамидной смолы.

В шестом аспекте настоящего изобретения предусматривается бандажная лента, содержащая указанную выше полиамидную смолу или указанную выше композицию полиамидной смолы.

В седьмом аспекте настоящего изобретения предусматривается элементарная нить, содержащая указанную выше полиамидную смолу или указанную выше композицию полиамидной смолы.

В восьмом аспекте настоящего изобретения предусматривается шарнирное формованное изделие, содержащее полиамидную смолу, состоящую из звеньев адипиновой кислоты и звеньев пентаметилендиамина.

Эффект изобретения

Полиамидная смола или композиция полиамидной смолы по настоящему изобретению является превосходной по прочности вибрационной сварки, сохранению термостабильности, низкотемпературной прочности и прозрачности. Также полиамидная смола или композиция полиамидной смолы по настоящему изобретению может обеспечивать формованное изделие, полученное с помощью вибрационной сварки, шарнирное формованное изделие, бандажную ленту и элементарную нить. В частности, шарнирное формованное изделие, полученное из полиамидной смолы по настоящему изобретению, может демонстрировать исключительно высокие свойства при сгибании. Кроме того, полиамидная смола по настоящему изобретению может быть получена из материала, полученного из биологической массы, и, таким образом, как ожидается, продемонстрирует весьма заметное воздействие на уменьшение проблем с окружающей средой в различных промышленных областях. По этой причине настоящее изобретение имеет высокую промышленную ценность в данном отношении. В дополнение к этому, шарнирное формованное изделие по настоящему изобретению может демонстрировать исключительно высокие свойства при изгибании и иметь более высокую термостойкость (температуру плавления), чем у шарнирного формованного изделия, полученного из нейлона-6, а также механические свойства, такие же, как у шарнирного формованного изделия, полученного из нейлона-6, или выше. По этой причине шарнирное формованное изделие является пригодным для использования, в частности, в виде шарнирных деталей, используемых в моторном отсеке автомобилей, и может также быть пригодным в качестве различных шарнирных деталей. Кроме того, полиамидная смола и шарнирное формованное изделие по настоящему изобретению могут быть получены из материала, полученного из биологической массы, и, таким образом, как ожидается, продемонстрируют весьма заметное воздействие на уменьшение проблем с окружающей средой в различных промышленных областях. По этой причине настоящее изобретение имеет также высокую промышленную ценность в этом отношении.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой пояснительное изображение для определения площади эндотермического пика.

Фиг.2 представляет собой пояснительное изображение для определения площади эндотермического пика.

Фиг.3 представляет собой вид сбоку, показывающий сваренную сторону соответствующих полых деталей в качестве первичных формованных изделий, используемых в испытаниях вибрационной сварки в примерах в соответствии с настоящим изобретением, где фиг.3(a) представляет собой вид, показывающий полую деталь, имеющую выпуклую часть в качестве области сварки в своей части, которая должна свариваться; и фиг.3(b) представляет собой вид, показывающий полую деталь, имеющую плоскую часть, которая должна свариваться.

Фиг.4 представляет собой общий вид, показывающий полую деталь, используемую при испытании вибрационной сварки в примерах в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 5(a) и 5(b) представляют собой вид сбоку и вид сверху, соответственно, показывающие шарнирное формованное изделие, используемое при исследовании свойств при изгибании при низкой температуре в примерах в соответствии с настоящим изобретением.

Фигуры 6(a) и 6(b) представляют собой вид сбоку и вид сверху, соответственно, показывающие бандажную ленту, используемую при исследовании разрыва ленты при низкой температуре в примерах в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.7 представляет собой пояснительный вид для исследования свойств при изгибании при низкой температуре, осуществляемого в примерах в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.8 представляет собой пояснительное изображение для исследования разрыва ленты при низкой температуре, осуществляемого в примерах в соответствии с настоящим изобретением.

Объяснение ссылочных номеров

1: Часть с верхним отверстием

1': Часть с верхним отверстием

2: Часть с нижним отверстием

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Настоящее изобретение описывается подробно ниже. Хотя далее объясняются типичные примеры предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, эти примеры являются только иллюстративными и не предназначены для ограничения рамок настоящего изобретения. Сначала описываются полиамидные смолы в соответствии с первым и вторым аспектами настоящего изобретения. Полиамидные смолы в соответствии с первым и вторым аспектами настоящего изобретения, соответственно, состоят из составляющего звена дикарбоновой кислоты, включающего в себя звено адипиновой кислоты, и составляющего звена диамина, включающего в себя звено пентаметилендиамина и звено гексаметилендиамина.

Содержание звена адипиновой кислоты в составляющем звене дикарбоновой кислоты полиамидной смолы обычно не меньше, чем 90% массовых, а предпочтительно, не меньше, чем 95% массовых. Составляющее звено дикарбоновой кислоты может состоять только лишь из звена адипиновой кислоты. Общее содержание звена пентаметилендиамина и звена гексаметилендиамина в составляющем звене диамина полиамидной смолы обычно не меньше, чем 90% массовых, а предпочтительно, не меньше, чем 95% массовых. Составляющее звено диамина может состоять только из звена пентаметилендиамина и звена гексаметилендиамина.

В полиамидной смоле в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения массовое отношение звена пентаметилендиамина к звену гексаметилендиамина в составляющем звене диамина равно от 95:5 до 5:95, предпочтительно, от 95:5 до 60:40, а более предпочтительно, от 90:10 до 70:30. В полиамидной смоле в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения массовое отношение звена пентаметилендиамина к звену гексаметилендиамина в составляющем звене диамина равно от 95:5 до 60:40, предпочтительно, от 92,5:7,5 до 65:35, а более предпочтительно, от 90:10 до 70:30. Когда массовое отношение звена пентаметилендиамина к звену гексаметилендиамина больше, чем 95%, полученная полиамидная смола имеет тенденцию к ухудшению прочности вибрационной сварки, сохранения термостабильности и прозрачности, полученной из нее нити. С другой стороны, когда массовое отношение звена пентаметилендиамина к звену гексаметилендиамина меньше, чем указанный выше диапазон, полученная полиамидная смола имеет тенденцию к ухудшению прочности вибрационной сварки, сохранения термостабильности, низкотемпературной прочности, прозрачности полученной из нее нити, и коэффициента биологической массы. Между прочим, массовое отношение звена пентаметилендиамина к звену гексаметилендиамина в составляющем звене диамина полиамидной смолы может определяться, например, посредством нижеследующего способа. А именно, полиамидную смолу гидролизуют с помощью кислоты или щелочи с разложением смолы на пентаметилендиамин, гексаметилендиамин и адипиновую кислоту, как ее составляющие звенья, и содержание соответствующих компонентов определяют посредством жидкостной хроматографии, и тому подобное, используя калибровочную кривую, полученную ранее.

Полиамидная смола по настоящему изобретению может находиться в форме либо физической смеси гомополиамидов, либо сополимера, постольку, поскольку эти полимеры содержат указанные выше составляющие звенья. Более конкретно, полиамид может находиться в форме физической смеси гомополимера полиамида 56 и гомополимера полиамида 66 или сополиамида, содержащей пентаметилендиамин, гексаметилендиамин и адипиновую кислоту в качестве его составляющих звеньев. Среди них сополиамид является особенно предпочтительным для достижения целевых эффектов настоящего изобретения.

Полиамидная смола по настоящему изобретению может также содержать компоненты иных сомономеров, чем пентаметилендиамин, гексаметилендиамин и адипиновая кислота, в качестве своих главных составляющих звеньев, в количестве, обычно, меньшем, чем 10% массовых, а предпочтительно, меньшем, чем 5% массовых, если только их добавление не влияет отрицательно на целевые эффекты настоящего изобретения. Примеры компонентов сомономеров могут включать в себя аминокислоты, такие как 6-аминокапроновая кислота, 11-аминоундекановая кислота, 12-аминододекановая кислота и п-аминометилбензойная кислота и лактамы, такие как ε-капролактам и ω-лауролактам.

Примеры дикарбоновой кислоты в качестве компонента сомономера могут включать в себя алифатические дикарбоновые кислоты, такие как щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, ундекандиовая кислота, додекандиовая кислота, брассиловая кислота, тетрадекандиовая кислота, пентадекандиовая кислота и октадекандиовая кислота, алициклические дикарбоновые кислоты, такие как циклогександикарбоновая кислота, и ароматические дикарбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота и нафталиндикарбоновая кислота.

Примеры диамина в качестве компонента сомономера могут включать в себя алифатические диамины, такие как этилендиамин, 1,3-диаминопропан, 1,4-диаминобутан, 1,7-диаминогептан, 1,8-диаминооктан, 1,9-диаминононан, 1,10-диаминодекан, 1,11-диаминоундекан, 1,12-диаминододекан, 1,13-диаминотридекан, 1,14-диаминотетрадекан, 1,15-диаминопентадекан, 1,16-диаминогексадекан, 1,17-диаминогептадекан, 1,18-диаминооктадекан, 1,19-диаминононадекан, 1,20-диаминоэйкозан и 2-метил-1,5-диаминопентан; алициклические диамины, такие как циклогександиамин и бис-(4-аминогексил)метан; и ароматические диамины, такие как ксилолдиамин.

Степень полимеризации полиамидной смолы по настоящему изобретению специально не ограничивается. 98% мас. раствор в серной кислоте полиамидной смолы (концентрация полиамидной смолы: 0,01 г/мл) имеет относительную вязкость обычно от 1,5 до 8,0, а предпочтительно, от 1,8 до 5,0, как измерено при 25°C. Когда относительная вязкость раствора меньше, чем 1,5, полиамидная смола имеет тенденцию к недостаточной прочности при реальном использовании. Когда относительная вязкость раствора больше, чем 8,0, полиамидная смола имеет тенденцию к ухудшению текучести и демонстрирует плохую пластичность.

Когда полиамидная смола по настоящему изобретению подвергается измерению методом ДСК (дифференциальной сканирующей калориметрии), отношение площади эндотермического пика полиамидной смолы, измеренного при температуре не ниже, чем 240°C, к общей площади ее эндотермического пика обычно не больше, чем 60%, а предпочтительно, не больше, чем 50%. Когда отношение площади эндотермического пика полиамидной смолы, измеренного при температуре не ниже, чем 240°C, к общей площади ее эндотермического пика больше, чем 60%, полиамидная смола имеет тенденцию к ухудшению прочности вибрационной сварки, сохранения термостабильности и низкотемпературной прочности. Измерения методом ДСК могут осуществляться с использованием "Robot DSC", производимого Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. В конкретной процедуре измерения методом ДСК примерно 5 мг полученной полиамидной смолы помещают в поддон для образца, нагревают до 290°C в атмосфере азота, а затем выдерживают при 290°C в течение 3 минут. Затем полиамидную смолу охлаждают до 30°C со скоростью падения температуры 20°C/мин и последовательно выдерживают при 30°C в течение 3 минут, а затем нагревают опять от 30°C до 290°C при скорости роста температуры 20°C/мин, для наблюдения и измерения ее эндотермического пика. Площади эндотермического пика полиамидной смолы определяют по полученной таким образом кривой эндотермического пика.

Способ определения площади эндотермического пика полиамидной смолы объясняется со ссылками на фиг.1 и 2. Для эндотермических пиков, наблюдаемых в диапазоне между 200°C и 290°C, когда температура эндотермического пика, наблюдаемая как минимальная температура, выражается как a (°C), а температура эндотермического пика, наблюдаемая как максимальная температура, выражается как b (°C), и эндотермические точки, наблюдаемые при температурах (a-50(°C)) и (b+10(°C)), выражаются как X1 и X2, соответственно, площадь эндотермического пика определяется площадью, окруженной линией (L), соединяющей эндотермические точки X1 и X2, и кривой эндотермического пика (со ссылкой на заштрихованную часть на фиг.1). При этом, как показано на фиг.2, если линия (L), соединяющая эндотермические точки X1 и X2 (показана с помощью прерывистой линии на фиг.2) пересекается с кривой эндотермического пика между эндотермическими точками X1 и X2, площадь эндотермического пика определяется площадью, окруженной кривой эндотермического пика и ломаной линией (X1-C-X2), где C представляет собой точку, в которой эндотерма становится минимальной между эндотермическими пиками (то есть заштрихованной частью, показанной на фиг.2).

Температура плавления (T_пл) полиамидной смолы по настоящему изобретению, наблюдаемая со стороны высоких температур, обычно составляет от 225 до 255°C, а предпочтительно, от 230 до 253°C. При этом температура плавления определяется как температура эндотермического пика, наблюдаемая при ДСК-измерении. Когда детектируются два или более эндотермических пиков, полиамидная смола имеет множество температур плавления, соответствующих эндотермическим пикам.

Полиамидная смола по настоящему изобретению может смешиваться с другими компонентами на произвольной стадии от получения (поликонденсации) полиамидной смолы до ее формования, если только их добавление не влияет отрицательно на целевые эффекты настоящего изобретения.

Примеры других компонентов, смешиваемых с полиамидной смолой, могут включать в себя антиоксиданты и/или термостабилизаторы, агенты для повышения стойкости к факторам внешней среды, агенты зародышеобразования, агенты для высвобождения из формы и/или смазывающие вещества, пигменты, красители, пластификаторы, антистатические агенты, антивоспламенители и другие полимеры.

Конкретные примеры антиоксидантов и/или термостабилизаторов могут включать в себя соединения на основе затрудненных фенолов, соединения на основе гидрохинонов, соединения на основе фосфитов и замещенные соединения, галогениды меди и соединения йода. Конкретные примеры агентов для повышения стойкости к факторам внешней среды могут включать в себя соединения на основе резорцина, соединения на основе салицилатов, соединения на основе бензотриазолов, соединения на основе бензофенонов и соединения на основе затрудненных аминов. Конкретные примеры агентов зародышеобразования могут включать в себя неорганические мелкодисперсные частицы, такие как тальк, каолин, окись кремния и нитрид бора, оксиды металлов и нейлоны с высокими температурами плавления. Конкретные примеры агентов для высвобождения из формы и/или смазывающих веществ могут включать в себя алифатические спирты, алифатические амиды, алифатические бис-амиды, бис-карбаматы и полиэтиленовые воски. Конкретные примеры пигментов могут включать в себя сульфид кадмия, фталоцианин и углеродную сажу. Конкретные примеры красителей могут включать в себя нигрозин и анилиновый черный. Конкретные примеры пластификаторов могут включать в себя октил-п-оксибензоат и (N-бутил)-бензолсульфонамид.

Конкретные примеры антистатических агентов могут включать в себя анионные антистатические агенты типа алкилсульфатов, катионные антистатические агенты типа солей четвертичного аммония, неионные антистатические агенты, такие как полиоксиэтиленсорбитанмоностеарат, и амфотерные антистатические агенты на основе бетаина. Конкретные примеры антивоспламенителей могут включать в себя меламинцианурат, гидроксиды, такие как гидроксид магния и гидроксид алюминия, полифосфаты аммония, бромированные полистиролы, бромированные полифениленоксиды, бромированные поликарбонаты, бромированные эпоксидные смолы, и сочетания этих соединений на основе брома с триоксидом сурьмы. Конкретные примеры других полимеров могут включать в себя другие полиамиды, полиэтилен, полипропилен, сложные полиэфиры, поликарбонаты, простые полифениленовые эфиры, полифениленовые сульфиды, жидкокристаллические полимеры, полисульфоны, полиэфирсульфоны, акрилонитрил-бутадиен-стирольные (АБС) смолы, смолы-сополимеры стирола и акрилонитрила (SAN) и полистиролы.

Из числа этих компонентов, в случае когда полиамидная смола используется в целях литья под давлением, а не в целях армирования, для шарнирных формованных изделий, бандажных лент и тому подобное, агенты зародышеобразования или агенты для высвобождения из формы предпочтительно смешиваются в сухом виде с полиамидной смолой для повышения ее пластичности, если только их добавление не влияет отрицательно на целевые эффекты настоящего изобретения.

Полиамидная смола по настоящему изобретению (включая гомополиамид и полиамидный сополимер) может быть получена с помощью известных способов. Конкретные способы для получения полиамидной смолы описываются в "Handbook for Polyamide Resins" edited by FUKUMOTO, Osamu (Nikkan Kogyo Newspaper Co., Ltd.), и тому подобное. Сополимер полиамида 56 предпочтительно получают посредством способа поликонденсации компонента алифатического диамина, содержащего пентаметилендиамин и гексаметилендиамин, в общем количестве обычно не меньше, чем 90%, а предпочтительно, не меньше, чем 95%, с компонентом дикарбоновой кислоты, содержащим адипиновую кислоту, в количестве обычно не меньше, чем 90%, а предпочтительно, не меньше, чем 95%. Более конкретно, в предпочтительном способе получения соль пентаметилендиамина и адипиновой кислоты и соль гексаметилендиамина и адипиновой кислоты готовят и смешивают друг с другом в присутствии воды, а затем полученную смесь нагревают, так чтобы сделать возможным осуществление в ней реакции дегидратации (термической поликонденсации). В этом случае посредством изменения отношения смешивания между солью пентаметилендиамина и адипиновой кислоты и солью гексаметилендиамина и адипиновой кислоты возможно получение полиамидных смол, имеющих различный состав сополимеризации. Отношение смешивания между солью пентаметилендиамина и адипиновой кислоты и солью гексаметилендиамина и адипиновой кислоты предпочтительно контролируется таким образом, что молярное отношение алифатического диамина к дикарбоновой кислоте обычно находится в пределах от 1,00:1 до 1,05:1.

При этом в настоящем изобретении термическая поликонденсация означает способ получения полиамидных смол, при котором максимальная температура полимеризации реакционной смеси достигает 200°C или выше. Верхний предел максимальной температуры обычно не больше, чем 300°C, по соображениям термостабильности полиамидной смолы при реакции полимеризации. Реакция полимеризации может осуществляться посредством либо загрузочного способа, либо непрерывного способа.

Полиамидная смола, получаемая посредством указанного выше способа, может дополнительно подвергаться твердофазной полимеризации после термической поликонденсации, при этом повышается молекулярная масса полученной полиамидной смолы. Твердофазная полимеризация может осуществляться, например, посредством нагрева полиамидной смолы при температуре не ниже, чем 100°C и не выше, чем ее температура плавления в вакууме или в атмосфере инертного газа.

В полиамидной смоле, описанной в первом аспекте настоящего изобретения, пентаметилендиамин в качестве исходного компонента может быть получен из лизина с использованием лизиндекарбоксилазы, клеток, способных продуцировать лизиндекарбоксилазу, или продукта переработки таких клеток. В полиамидной смоле, описанной во втором аспекте настоящего изобретения, пентаметилендиамин в качестве исходного компонента также предпочтительно получают из лизина с использованием лизиндекарбоксилазы, клеток, способных продуцировать лизиндекарбоксилазу, или продукта переработки таких клеток. Использование такого пентаметилендиамина, полученного из лизина, позволяет полученной полиамидной смоле демонстрировать высокий коэффициент биологической массы (отношение исходного материала, полученного из биологической массы, ко всем исходным материалам, используемым для получения полиамидной смолы). Коэффициент биологической массы (отношение исходного материала, полученного из биологической массы, ко всем исходным материалам, используемым для получения полиамидной смолы) в полиамидной смоле по настоящему изобретению предпочтительно составляет не меньше, чем 5%. Когда отношение биологической массы в пол