JP4223945B2 - ポリマーブレンド - Google Patents
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Description
本発明の方法は、その一部を請求項19の特徴物に述べられることに特徴付けられる。
本発明によると、導電性ポリマーは、少なくとも2種の異なるポリマーから作った一態様に存する。そのうち一つは、カルボン酸基を含み、もう一方は、エーテル結合と少なくとも1種のアルカリ金属陽イオンを有する。本発明によると、エーテル基のうち少なくとも幾つかは、極性電荷により、一価陽イオンを保持する。それは、Li,Na,K,Cs,またはRbまたはこれらの混合物である。Kが特に好ましい。これ、および他の陽イオン(以下のアルカリ土類イオン)および二価陽イオンの類似化合物は水酸化物、酸化物、ホルミエート、アセテート、またはこれらの混合物の形態でブレンドに導入できる。ポリマーブレンドでは、カルボン酸の幾つかがイオン化される。
本発明に関連して、導電性は単に一価陽イオンでもたらされることが観察される。しかし、ポリマーブレンドが再処理される場合、導電性は予想外に低下し、我々の観察では、この導電性の低下は二価陽イオンをブレンドに添加した場合には起こらない。この場合、Aポリマーは二価金属イオンで少なくとも部分的に中和される。それらは例えば、Mg,Ca,Zn,Cu,Fe,Ba、Mnまたはこれらの混合物である。このことは、繰り返し処理(エクストルーダーにおいて、溶融状態において)の間に一価陽イオン移動が起こり、カルボン酸基を中和する程度が高くなることにより説明可能である。このことは、カルボン酸基が二価陽イオンで少なくとも部分的に中和された場合には起こらない。二価陽イオンは付加的にポリマーブレンドの強度を高める。ポリエーテルブロックはブレンドに添加されたアルカリ金属を少なくとも部分的に配位化または錯体化する。二価金属イオンに対する一価のモル非は、典型的には約0.9〜0.05である。
実施例の材料は、200〜250℃で、ツインスクリューエクストルーダーにおいて、50〜100r/分の回転速度で調製された。
ポリマーA、エチレンのターポリマー(E)、エチルアクリレート(EA)、およびメタクリル酸(MAA)(Eの80部、EAの10部)、およびポリマーB、約50/50部のポリエチレングリコール/ポリアミド−12からつくられたポリエーテルブロックアミドを、220℃でツインスクリューにおいてPEBA50部おおびE/EA/MAA50部の比にて一緒に混合した。30%RHで均一ブレンドから押出成形されたフィルムで測定した(ASTMD−257)表面抵抗は1011Ωであった。
実施例1のポリマーブレンドと同様に、240℃でポリマーブレンド1gあたりマグネシウム(II)0.43mmolをエクストルーダーにて使用した;使用した陽イオンドナーはMg(OH)2であった。水をエクストルーダー中中和反応で放出した。そして、30%RHで均一ブレンドから押出成形されたフィルムで測定した表面抵抗は1011Ωであった。
実施例2に準じてポリマーブレンド1gあたり0.43mmolのブレンド陽イオンはリチウムからである。使用した陽イオン源は、LiOHであった。押出は実施例2と同様に行った。押出フィルムで測定した表面抵抗は1×109Ωであった。
実施例2に準じてポリマーブレンド1gあたり0.43mmolのブレンド陽イオンはナトリウムからである。使用した陽イオン源は、NaOHであった。押出は実施例2と同様に行った。押出フィルムで測定した表面抵抗は2×1010Ωであった。
実施例2に準じてブレンド中の陽イオンはカリウムであった。使用した陽イオン源はKOHであった。押出は実施例2と同様に行った。押出サンプルで測定した表面抵抗は7×107Ωであった。
実施例5に準拠したポリマーブレンドの比は、60/40のE/EA/MAA対PEBAであった。陽イオンおよびその濃度は同じであった。押出は実施例2と同様に行った。押出サンプルで測定した表面抵抗は2×108Ωであった。
実施例5に準拠したポリマーブレンドの比は、70/30のE/EA/MAA対PEBAであった。陽イオンおよびその濃度は同じであった。押出サンプルで測定した表面抵抗は8×108Ωであった。
実施例5に準拠したE/EA/MAAを、88部のEおよび12部のMAAを含有するE/MAAで置き換えた。ブレンド中の陽イオンはカリウムであり、その濃度はポリマーブレンド1gあたり0.43mmolであった。使用した陽イオン源はKOHであった。押出サンプルで測定した表面抵抗は6×107Ωであった。
実施例5に準拠したE/EA/MAAを、66部のEおよび24部のBA、および10部のMAAを含有するE/BA/MAA(BA=ブチルアクリレート)で置き換えた。ブレンド中の陽イオンはカリウムであり、その濃度はポリマーブレンド1gあたり0.43mmolであった。使用した陽イオン源はKOHであった。押出サンプルで測定した表面抵抗は5×107Ωであった。
実施例5に準拠したポリマーブレンド中のカリムイオン濃度は、ポリマーブレンド1gあたり1.7mmolであった。使用した陽イオン源はKOHであった。押出サンプルで測定した表面抵抗は3×107Ωであった。
実施例5に準拠したブレンド中のPEBAを、40部のPEおよび60部のPAを含有する対応したPEBAで置き換えた。使用したPEBAについて測定した表面抵抗は3×109Ωであった。ポリマーブレンドから押し出したサンプルで測定した表面抵抗は2×109Ωであった。
実施例5に準拠したポリマーブレンド中のイオン濃度は、ポリマーブレンド1gあたり0.7mmolであった。ブレンド中マグネシウム/カリウムは1/3であった。使用した陽イオン源はMg(OH)2およびKOHであった。押出サンプルで測定した表面抵抗は4×107Ωであった。
107Ω未満までの表面抵抗値はセシウムイオンを使用した試験において達成された。しかし、この陽イオンは高価であるため、その使用は制限される。
試験で使用した二価陽イオンは、Zn,Ca.Fe(II)およびSn(II)等である。結果に基づいて、これら全ては、さらに別の処理において、強度が高くなり、導電性が安定化した。
カルボン酸基の高度な中和により、処理が困難な製品になる。この製品は二価陽イオンがなくても導電性であるが、この場合には他の特性の幾つかが損なわれる。
Claims (20)
- 導電性ポリマーブレンドであって、
A:オレフィンおよび不飽和カルボン酸のポリマーで;その酸基の量が0.5〜15モル%であるもの、および
B:ポリエーテルブロックおよびポリアミドまたはポリエステルブロックから作ったブロックポリエーテルポリマー;
を含有し、
ポリマー A および B は重量部において A/B が 90/10 〜 10/90 でブレンド中に存在し、
ポリマーAの酸基およびポリマーBのポリエーテルブロックが少なくとも部分的に配位したアルカリイオンを持ち、
アルカリ金属がポリマーブレンド1gあたり0.1 〜 1.7 ミリモルの範囲内の量で存在する、導電性ポリマーブレンド。 - ポリマーAは炭素数3〜8のαまたはβ不飽和カルボン酸から調製され、および
ポリマーBはポリプロピレン酸化物、ポリエチレン酸化物、またはこれらのブレンドポリマーを含み、ポリマーBは少なくとも部分的に配位したまたは錯体したアルカリ金属を持つ、請求項1記載のポリマーブレンド。 - ポリマーAのオレフィンはエチレンまたはプロピレンである請求項1または2記載のポリマーブレンド。
- ポリマー A および B は重量部において A/B が 85/15 〜 20/80 でブレンド中に存在する、請求項 1 〜 3 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- ポリマー B 中ポリエーテルブロックは分子量 300 〜 20000 のポリエチレン酸化物である、請求項 1 〜 4 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- ポリマー B 中ポリエーテルの割合はポリマー B の全重量の 90 〜 30% である請求項 1 〜 5 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- ポリマー A は、 Mg , Ca , Zn , Cu , Fe , Ba , Mn またはこれらの混合物である二価金属イオンにより少なくとも部分的に中和される請求項 1 〜 6 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- 一価対二価の金属イオンのモル比は 0.9 〜 0.05 である請求項 7 記載のポリマーブレンド。
- 190 ℃、 2160g で測定したメルトインデックスは 0.001 〜 500g/10 分である、請求項 1 〜 8 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- ポリマーブレンドの表面抵抗 (ASTMD-257) は 10 8 Ωより低い請求項 1 〜 9 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- ポリマーブレンドの水吸収が 24 時間の浸漬あたり 10 質量 % より少ない、請求項 1 〜 10 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- ポリマーブレンドが細胞毒性試験に合格する請求項 1 〜 11 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- 陽イオンが水酸化物、酸化物、フォルミネート、アセテート、またはこれらの混合物として添加される請求項 1 〜 12 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- アルカリ陽イオンがナトリウム、カリウム、ルビジウム、およびセシウムからなる群から選択される請求項 1 〜 13 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- 陽イオンがカリウムである、請求項 1 〜 14 のいずれか 1 項に記載のポリマーブレンド。
- 90〜10重量部の、オレフィンおよび不飽和カルボン酸から作ったポリマーで ; その酸基の量が 0.5 〜 15 モル % であるもの;
10 〜 90 重量部の、ポリエーテルブロックおよびポリアミドまたはポリエステルブロックから作ったブロックポリエーテルポリマー ; および
ポリマーブレンド 1g あたり 0.1 〜 1.7 ミリモルの範囲内のアルカリ金属イオンに相当する量のアルカリ金属化合物 ;
を高温で一緒に混合する、導電性ポリマー組成物の製造方法。 - エチレンおよび不飽和カルボン酸からなるコポリマー、ポリアミドまたはポリエステルブロックから作ったブロックポリエーテルポリマー、およびアルカリ金属化合物を含むブレンドを形成し、
前記ブレンドを高温で、アルカリ金属化合物をブレンドのポリマー成分と反応させるために、混合し、および
混合を、アルカリ金属化合物が実質完全にブレンドのポリマー成分と反応するまで継続する、
請求項16記載の方法。 - 前記ブレンドを 120 〜 280 ℃で混合する、請求項 16 または 17 記載の方法。
- 前記混合をエクストルーダーで行う請求項 16 、 17 または 18 記載の製造方法により得られた組成物を溶融処理することにより加工するポリマー製品の製造方法。
- 製造されたものは、ポリマー繊維またはフィルムである、請求項 19 記載の方法。
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