[发明专利]含2,5‑双(氨基甲基)呋喃的聚酰胺的制备

说明书

本发明涉及一种由反应混合物(RM)通过聚合来制备聚酰胺(P)的方法，所述反应混合物(RM)包含至少一种内酰胺、至少一种二胺(I)、至少一种二羧酸衍生物以及水。

聚酰胺通常为半结晶聚合物，其由于非常好的机械性能而在工业上尤其重要。特别是其具有高的强度、刚度和韧性，良好的耐化学性，以及高的耐磨性和抗电弧径迹性。这些性能对于生产注塑模制品特别重要。对于将聚酰胺用作包装膜而言，高的韧性尤为重要。聚酰胺由于其机械性能而在工业上用于生产纺织品如钓鱼线、攀爬绳和地毯。聚酰胺也用于生产墙壁插座、螺杆和束线带。此外，聚酰胺还用作油漆、粘合剂和涂层材料。

为了制备在化学和机械上特别稳定的聚酰胺，对聚酰胺进行例如交联。此处的缺点在于交联聚酰胺不能再被加工，或仅可非常低程度地加工。因此，现有技术记载了多种方法用于提供这样的聚合物，尤其是聚酰胺，其能够可逆地交联从而确保其可加工性。这种聚合物也被称为功能性聚合物。

例如，可将二烯和亲二烯体并入到聚合物侧链中，这些物种能够通过Diels-Alder反应而使相邻的链彼此连接从而交联。

现有技术中用于聚合物侧基中的一种亲二烯体为例如马来酰亚胺。现有技术中用于聚合物侧基中的一种二烯为例如呋喃。

在聚合物侧链中使用二烯和亲二烯体的一个缺点在于，其是通过侧链来使聚合物机械性能改变。此外，侧链提高了聚合物的玻璃化转变温度T_G并且改变了其结晶行为。使用二烯和亲二烯体的另一个问题被认为是，二烯在某些情况下(例如在剪切下)与亲二烯体发生不想要的反应，结果可能使聚合物的性能发生改变。

因此，需要能够制备功能性聚合物特别是功能性聚酰胺的方法，所述方法没有上述缺点或使其程度降低。为此，一种可能是将二烯结构单元例如呋喃并入到聚合物主链中。必要时，可将亲二烯体加入到主链中具有二烯结构单元的聚合物中，并且以此方式可以以有针对性的方式对性能进行改性。

US 2014/0135449记载了一种制备主链中含有呋喃单元的聚酰胺的方法，其起始于二羧酸和2,5-双(氨基甲基)呋喃。根据US 2014/0135449，聚酰胺的制备为多阶段操作，包括首先使二羧酸和二胺在低温(40至80℃)下在水或甲醇中彼此接触而形成二羧酸和二胺的盐。接下来在恰好高于该盐熔点的温度下在氮气流中处理该盐而形成聚酰胺。所形成的聚酰胺的熔点远高于处理盐的温度。

通过US 2014/0135449中所记载的方法，已经可以制备主链中含有呋喃的聚酰胺。然而，还需要与US 2014/0135449中所记载方法相比耗时更少的制备含呋喃的聚酰胺的方法。

因此，本发明所基于的目的在于提供另外的制备主链中含有呋喃的聚酰胺的方法。所述方法应能够尽可能简单和廉价地实施，并且没有上述缺点或使其程度降低。

该目的通过一种由反应混合物(RM)在反应温度T_R下通过聚合来制备具有熔化温度T_M的聚酰胺(P)的方法而实现，其中所述反应混合物(RM)包含以下组分：

(A)至少一种内酰胺，

(B)至少一种通式(I)的二胺

其中

R¹、R² 彼此独立地选自C₁-C₁₀烷二基，

(C)至少一种选自通式(II)的二羧酸、通式(III)的二羧酸酯和通式(IV)的二腈的二羧酸衍生物

HOOC–R³–COOH (II)

R⁵OOC–R⁴–COOR⁶(III)

NC–R⁷–CN(IV)

其中

R³、R⁴和R⁷彼此独立地选自键、未取代或至少单取代的C₁-C₄₀烷二基，和未取代或至少单取代的C₆-C₄₀亚芳基，其中取代基选自F、Cl、Br、I、OR⁸、C₁-C₁₀烷基和C₆-C₁₀芳基，其中

R⁸选自H和C₁-C₁₀烷基；