树脂组合物、树脂成型体以及树脂组合物的制备方法与流程

文档序号:11581202阅读:319来源:国知局
本发明涉及树脂组合物、树脂成型体以及树脂组合物的制备方法。
背景技术
:在相关领域中,提供了各种树脂组合物并将其用于制备树脂成型体。另一方面,近年来,已经考虑使用植物来源的树脂,并且植物来源的树脂之一是纤维素衍生物。作为使用纤维素衍生物的树脂组合物,例如,专利文献1中公开了一种光学膜的制造方法,该方法使用了包含含有纤维素纳米纤维的乙酰化纤维素的组合物。另外,专利文献2中公开了一种纤维增强的透明树脂组合物,其包含:来源于植物的纤维素纤维;和透明树脂。相对于纤维增强的透明树脂组合物,该纤维素纤维的最大纤维直径为100nm以下,并且平均纤维长度与平均纤维直径之比为2,000以上。另外,专利文献3中公开了一种复合树脂组合物,其中树脂包含平均纤维直径为3nm至400nm的纤维素纳米纤维。相对于该复合树脂组合物,树脂的折射率和纤维素纳米纤维的折射率之差的绝对值为0.02以下。[专利文献1]jp-a-2008-209595[专利文献2]jp-a-2012-025833[专利文献3]jp-a-2012-167202技术实现要素:本发明的目的在于提供一种树脂组合物,其包含纤维素纳米纤维和纤维素酯树脂,与纤维素酯树脂的聚合度低于100或高于500的情况相比,或者与纤维素酯树脂的取代度低于2.1或高于2.6的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。上述目的通过以下构成实现。根据本发明第一方面,提供一种树脂组合物,其包含:纤维素纳米纤维(a),和聚合度为100至500并且取代度为2.1至2.6的纤维素酯树脂(b)。根据本发明第二方面,在根据第一方面所述的树脂组合物中,相对于所述树脂组合物的总量,所述纤维素酯树脂的重量比率为75%至99.9%。根据本发明第三方面,在根据第一或第二方面所述的树脂组合物中,所述聚合度为200至350。根据本发明第四方面,在根据第一至第三方面中任一方面所述的树脂组合物中,所述纤维素纳米纤维的平均纤维直径为10nm至100nm。根据本发明第五方面,在根据第一至第四方面中任一方面所述的树脂组合物中,所述纤维素纳米纤维的平均纤维直径为10nm至100nm并且长径比为100至500。根据本发明第六方面,在根据第一至第五方面中任一方面所述的树脂组合物中,所述纤维素纳米纤维与所述纤维素酯树脂的重量比(纤维素纳米纤维/纤维素酯树脂)为0.0008至0.40。根据本发明第七方面,在根据第一至第六方面中任一方面所述的树脂组合物中,所述纤维素纳米纤维未经表面处理。根据本发明第八方面,在根据第一至第七方面中任一方面所述的树脂组合物中,进一步包含:含己二酸酯的化合物。根据本发明第九方面,提供一种树脂成型体,其包含:根据第一至第八方面中任一方面所述的树脂组合物。根据本发明第十方面,提供一种树脂组合物的制备方法,包括:通过筒温度为180℃至220℃的捏合机,将纤维素纳米纤维(a)和聚合度为100至500并且取代度为2.1至2.6的纤维素酯树脂(b)彼此捏合。根据本发明的第一方面,提供了一种树脂组合物,其包含纤维素纳米纤维和纤维素酯树脂,与纤维素酯树脂的聚合度低于100或高于500、或者取代度低于2.1或高于2.6的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。根据本发明的第二方面,提供了一种树脂组合物,与纤维素酯树脂相对于树脂组合物的总量的重量比率低于75%或高于99.9%的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。根据本发明的第三方面,提供了一种树脂组合物,与纤维素酯树脂的聚合度低于200或高于350的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。根据本发明的第四方面,提供了一种树脂组合物,与纤维素纳米纤维的平均纤维直径小于10nm或大于100nm的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度的树脂成型体。根据本发明的第五方面,提供了一种树脂组合物,与纤维素纳米纤维的平均纤维直径小于10nm或大于100nm、且长径比低于100或高于500的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。根据本发明的第六方面,提供了一种树脂组合物,与纤维素纳米纤维与纤维素酯树脂的重量比(纤维素纳米纤维/纤维素酯树脂)小于0.0008或大于0.40的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。根据本发明的第七方面,提供了一种树脂组合物,与纤维素纳米纤维经表面处理的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。根据本发明的第八方面,提供了一种树脂组合物,与树脂组合物不含有含己二酸酯的化合物的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以在低的成型温度下得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。根据本发明的第九方面,提供了一种树脂成型体,与树脂组合物中所包含的纤维素酯树脂的聚合度低于100或高于500、或者取代度低于2.1或高于2.6的情况相比,本发明的树脂成型体具有更高的透明度以及更高的弯曲弹性模量。根据本发明的第十方面,提供了一种树脂组合物的制备方法,与利用捏合机将纤维素纳米纤维和聚合度低于100或高于500或者取代度低于2.1或高于2.6的纤维素酯树脂彼此相互捏合从而得到树脂组合物的情况相比,利用本发明的树脂组合物可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。具体实施方式以下,将对本发明示例性实施方案进行说明。这些示例性实施方案和实施例的说明都只是本发明的示例,并且不限制本发明的范围。本说明书中关于组合物中各种成分的量的描述,在有多种材料对应于组合物中的各种成分的情况中,除非另有说明,否则组合物中各种成分的量指的是组合物中所存在的多种材料的总量。树脂组合物根据本发明示例性实施方案的树脂组合物包含:纤维素纳米纤维(a);以及聚合度为100至500并且取代度为2.1至2.6的纤维素酯树脂(b)。利用具有上述构成的根据本示例性实施方案的树脂组合物,可以得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体。其原因尚不明确,但据推测如下。在相关技术中,作为用于形成树脂成型体的原料,除了上述树脂组合物之外,已知的还有包含纤维素树脂的树脂组合物、以及进一步包含纤维素纳米纤维的树脂组合物。在利用包含纤维素树脂作为主要组分的树脂组合物进行成型的过程中,需要形成具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体。然而,由于纤维素树脂的分子中存在羟基,因此由于分子间氢键的作用,纤维素树脂即使在分解温度下仍具有低的流动性。因此,对于需要流动性的注射成型法等成型方法,纤维素系树脂的适合性较低。在相关技术中,作为提高纤维素树脂的流动性的技术,已经公开有添加增塑剂的技术。然而,当加入增塑剂时,流动性得到改善,但是使用这种技术获得的树脂成型体的弯曲弹性模量可能会降低。另一方面,在纤维素树脂的聚合度高达约800(重均分子量:约200,000)的情况下,需要提高纤维素树脂成形时的成型温度。然而,当成型温度升高时,在许多情况下利用该技术得到的树脂成型体会泛黄,并且透明度可能会降低。另一方面,根据本示例性实施方案的树脂组合物具有这样的构成,其中将纤维素纳米纤维(a)添加到聚合度为100至500并且取代度为2.1至2.6的纤维素酯树脂(b)中。纤维素酯树脂的聚合度为100至500表示聚合度相对较低。即,在纤维素酯树脂中,由于聚合度相对较低,因此末端羟基的数目增加。因此,当纤维素酯树脂与纤维素纳米纤维混合时,纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维间的结合位点(即,形成氢键的位点)的数量增加。其结果是,纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维之间的界面处的结合性(结合强度)提高。另外,在纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维混合过程中,上述结合位点的数目增加,含有纤维素作为成分的材料(纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维)彼此混合。因此,据推测,由于纤维素之间的亲和性,所以界面处的结合强度较强,并且纤维素纳米纤维在纤维素酯树脂中的分散性得到改进。此外,纤维素纳米纤维是纳米级的。因此,即使当将相对大量的纤维素纳米纤维添加到纤维素酯树脂中时,也能够确保树脂组合物的透明度。在本示例性实施方案中,据推测,纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维之间的界面处的结合强度、以及纤维素纳米纤维的分散性有助于提高树脂成型体的弯曲弹性模量和透明度。另外,据推测,所述结合强度和分散性也有助于降低树脂组合物成型时的成型温度。另外,纤维素酯树脂的取代度为2.1至2.6。其结果是,据推测,纤维素酯树脂的分子间氢键得以缓和,并且纤维素酯树脂的分子之间的填充(装填)可以被最小化。因此,即使对于通常不能被赋予热流动性的纤维素酯树脂,也能够确保其热流动性,并且所得的纤维素酯树脂易于在低温下成型(例如,注射成型)。在根据本示例性实施方案的树脂组合物中,纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维之间界面处的粘结强度、以及纤维素纳米纤维的分散性得到改善,并且确保了透明度和流动性。因此,通过将根据本示例性实施方案的树脂组合物成型,可以得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体。在根据本示例性实施方案的树脂组合物中,即使在纤维素纳米纤维未经表面处理的情况下,也可以得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体。据推测其原因如下。通过将具有相对较低的聚合度的纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维(其为包含纤维素作为成分的材料)彼此混合,材料之间界面处的结合强度较强,并且纤维素纳米纤维在纤维素酯树脂中的分散性得到提高。以下,将对根据本示例性实施方案的树脂组合物中的各成分进行详细说明。纤维素纳米纤维(a)根据本示例性实施方案的树脂组合物包含纤维素纳米纤维。纤维素纳米纤维是指平均纤维直径小于1,000nm的纤维素纤维。平均纤维直径对于纤维素纳米纤维的平均纤维直径没有特别的限制,只要其平均纤维直径小于1,000nm即可,但是从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,其平均纤维直径优选为10nm至100nm,更优选为20nm至80nm,还更优选为30nm至60nm。通过将平均纤维直径调节到10nm以上,易于展示出改进树脂成型体的弯曲弹性模量的效果。另外,通过将平均纤维直径调节到100nm以下,能够确保树脂组合物的流动性,并且易于提高纤维素纳米纤维的分散性。由此易于得到具有高透明度的树脂成型体。使用以下方法计算纤维素纳米纤维的平均纤维直径。用球磨机将纤维素纳米纤维分散于二氯甲烷中,并蒸发掉二氯甲烷。接着,使用电子显微镜以1,000倍的放大倍率得到图像,由得到的图像中选取100根纤维素纳米纤维,测量其宽度(直径),并计算其数均纤维直径。长径比从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,纤维素纳米纤维的长径比优选为100至500,更优选为150至400,还更优选为200至350。通过将长径比调节到100以上,易于展示出改进树脂成型体的弯曲弹性模量的效果。另外,通过将长径比调节到500以下,能够确保树脂组合物的流动性,并且易于提高纤维素纳米纤维的分散性。由此易于得到具有高透明度的树脂成型体。使用以下方法计算纤维素纳米纤维的长径比。使用与测定平均纤维直径的方法相同的方法,在利用电子显微镜得到的图像中选取100根纤维素纳米纤维,并测量这100根纤维素纳米纤维的长度,计算数均纤维长度。将计算得到的平均纤维长度与使用上述方法计算得到的平均纤维直径之比(平均纤维长度/平均纤维直径)作为纤维素纳米纤维的长径比。是否进行表面处理在本示例性实施方案中使用的纤维素纳米纤维可以经过表面处理或未经表面处理。然而,由于以下原因,纤维素纳米纤维优选未经表面处理。如上所述,在本示例性实施方案中,将具有相对低聚合度的纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维彼此混合。因此,这两种材料之间的界面处(纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维之间的界面处)的结合强度较强。另外,通过使这两种材料之间的界面处具有强的结合强度,在该界面处不易于产生空隙,并能够抑制界面处水分的吸附。其结果是,抑制了树脂组合物的成型(例如,注射成型)期间的发泡现象,并且由该树脂组合物得到的树脂成型体的重量不易于发生变化,并且树脂成型体的强度得以提高。另外,由于纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维都包含纤维素作为成分,所以纤维素纳米纤维在纤维素酯树脂中的分散性也得到提高。因此,通过使用未经表面处理的纤维素纳米纤维,树脂组合物的成型性以及纤维素纳米纤维的分散性得到进一步提高,并且易于得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体。在纤维素纳米纤维经表面处理的情况下,表面处理方法的实例包括:使用酸处理引入反应性基团的方法;使用硅烷偶联剂引入反应性基团的方法;使用两性聚合物的方法;使用四甲基哌啶的表面处理方法(tempo法);使用环氧化合物的表面处理方法;使用缩水甘油基化合物的表面处理方法;以及使用木质组分,如木质素或半纤维素的表面处理方法(木质素/半纤维素法)。上述处理方法中,从改进纤维素纳米纤维的分散性的观点出发,优选tempo法或木质素/半纤维素法。纤维素酯树脂(b)根据本示例性实施方案的树脂组合物包含纤维素酯树脂。在本示例性实施方案中使用的纤维素酯树脂的聚合度为100至500,并且取代度为2.1至2.6。纤维素酯树脂的具体实例包括由式(1)表示的纤维素酯树脂。在式(1)中,r1、r2和r3各自独立地表示氢原子、以及具有1至3个碳原子的酰基。n表示1以上的整数。在式(1)中,由r1、r2和r3表示的酰基的例子包括乙酰基、丙酰基和丁酰基。作为酰基,从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,优选乙酰基。另外,从提高树脂组合物的成型性的观点出发,优选乙酰基作为酰基。在式(1)中,对于n的范围没有特别的限制,优选为250至750,更优选为350至600。通过将n调节为250以上,易于提高树脂成型体的强度。通过将n调节为750以下,易于抑制树脂成型体柔性的降低。在此,在式(1)中,r1、r2和r3各自独立地表示酰基意味着由式(1)表示的纤维素酯树脂中,至少一部分羟基被酰化。即,纤维素酯树脂的分子中存在的n个r1中的部分r1或全部r1可以彼此相同,并且在纤维素酯树脂的分子中存在的全部n个r1可以彼此不同。类似地,n个r2中的部分或全部r2可以彼此相同或不同,并且n个r3中的部分或全部r3可以彼此相同或不同,并且全部n个r2可以彼此不同,全部n个r3可以彼此不同。(聚合度)从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,本示例性实施方案中使用的纤维素酯树脂的聚合度为100至500,优选为200至400,且更优选为200至350。如上所述,纤维素酯树脂的聚合度为100至500表示聚合度相对较低。即,通过将聚合度调节为100以上,可能会发生纤维素酯树脂的分子间缠结。其结果是,易于改善树脂成型体的弯曲弹性模量。另一方面,通过将聚合度调节为500以下,在纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维之间的界面处的结合位点的数目增加。易于提高纤维素酯树脂和纤维素纳米纤维之间的界面处的粘结强度,以及纤维素纳米纤维的分散性。其结果是,树脂成型体的透明度可能会降低,并且易于确保成型稳定性。在此,通过以下步骤,基于重均分子量获得纤维素酯树脂的聚合度。首先,通过使用溶液(二甲基乙酰胺/氯化锂=体积比90/10),利用gpc系统(hlc-8320gpc,由tosoh公司制造,色谱柱:tskgelα-m),以聚苯乙烯换算从而测定纤维素酯树脂的重均分子量。接着,用纤维素酯树脂的重均分子量除以纤维素酯树脂的重复单元分子量,得到纤维素酯树脂的聚合度。例如,在乙酰基取代度为2.4的情况下,重复单元分子量为263;在乙酰基取代度为2.9的情况下,重复单元分子量为287。取代度从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,纤维素酯树脂的取代度为2.1至2.6,优选为2.2至2.55,更优选为2.3至2.5通过将取代度调节到上述范围内,据推测,纤维素酯树脂的分子间氢键得以缓和,并且纤维素酯树脂的分子之间的填充(装填)可以被最小化。因此,即使对于通常不能被赋予热流动性的纤维素酯树脂,也能够确保其热流动性,并且所得的纤维素酯树脂易于在低温下成型(例如,注射成型)。取代度是表示纤维素中所包含的羟基被取代基取代程度的指标。如上所述,当取代基是酰基时,取代度是表示纤维素酯树脂的酰化程度的指标。具体来说,取代度是指,在纤维素酯树脂的一个d-吡喃型葡萄糖中的三个羟基中,被酰基取代的羟基的数目的分子内平均值。基于h1-nmr(jnm-eca,由jeolresonanceinc.制造)中的来源于纤维素的氢与来源于酰基的峰之间的积分比从而测定取代度。在此,从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,特别地,纤维素酯树脂优选包含乙酰基作为由r1、r2和r3表示的酰基,并且聚合度为100至500,取代度为2.1至2.6。以下将示出纤维素酯树脂的具体实例,但本发明不限于此。纤维素酯树脂的具体实例包括以下纤维素酯树脂,它们的取代度可以通过修饰树脂的方法而调节为2.1至2.6。·二乙酰纤维素(商品名称:l-50,由daicel公司制造,取代基r1、r2和r3各自独立地表示氢原子或乙酰基)·二乙酰纤维素(商品名称:l-20,由daicel公司制造,取代基r1、r2和r3表示氢原子或乙酰基)·三醋酸纤维素(商品名称:lt-55,由daicel公司制造,取代基r1、r2和r3表示氢原子或乙酰基)·醋酸丙酸纤维素(商品名称:cap482-20,由eastmanchemicalco.制造,取代基r1、r2和r3表示氢原子、乙酰基或丙酰基)·醋酸丁酸纤维素(商品名称:cab381-0.1,由eastmanchemicalco.制造,取代基r1、r2和r3表示氢原子、乙酰基或丁酰基)·醋酸纤维素(商品名称:ca398-3,由eastmanchemicalco.制造,取代基r1、r2和r3表示氢原子或乙酰基)制备方法对于本示例性实施方案中使用的纤维素酯树脂的制备方法没有特别的限制,并且可采用公知的方法。以下,将使用例子对聚合度为100至500并且取代度为2.1至2.6的纤维素酯树脂(b)(以下也称为“特定纤维素酯树脂”)的制备方法进行说明。纤维素树脂的聚合度的调节首先,制备未酰化的纤维素,即羟基未被酰基取代的纤维素,并调节其聚合度。未酰化的纤维素可以是合成的或市售的。纤维素是源于植物的树脂,其重均分子量通常高于本示例性实施方案中使用的特定纤维素酯树脂。因此,纤维素聚合度的调节通常为降低聚合度的步骤。例如,市售纤维素的聚合度通常为1,000至10,000。市售的未酰化纤维素的实例包括kcflockw50、w100、w200、w300g、w400g、w-100f、w60mg、w-50gk、w-100gk、ndpt、ndps、lndp以及nspp-hr(全部由nipponpaperindustries有限公司公司制)。对于未酰化的纤维素的聚合度的调节方法没有特别限制,并且其实例包括在液体中搅拌未酰化的纤维素来降低其聚合度的方法。通过调节搅拌速度、搅拌时间等,可以将纤维素的分子量调节至所需的值。虽然没有特别的限制,但搅拌速度尤其为50rpm至3,000rpm,更优选为100rpm至1,000rpm。另外,搅拌时间优选为2小时至48小时,更优选为5小时至24小时。搅拌过程中使用的液体的实例包括盐酸水溶液、甲酸水溶液、乙酸水溶液、硝酸水溶液以及硫酸水溶液。纤维素酯树脂的制备通过利用公知的方法,使用酰基对通过上述方法等调节了聚合度的纤维素进行酰化。其结果是,得到了特定纤维素酯树脂。例如,在纤维素中所包含的部分羟基被乙酰基取代的情况下,采用利用乙酸、乙酸酐和硫酸的混合物来酯化纤维素的方法。另外,在纤维素中所包含的部分羟基被丙酰基取代的情况下,采用利用丙酸酐代替所述混合物中的乙酸酐来进行纤维素的酯化的方法。在纤维素中所包含的部分羟基被丁酰基取代的情况下,采用利用丁酸酐代替所述混合物中的乙酸酐来进行纤维素的酯化的方法。在纤维素中所包含的部分羟基被己酰基取代的情况下,采用利用己酸酐代替所述混合物中的乙酸酐来进行纤维素的酯化的方法。酰化后,为调节取代度,可以进一步设置有脱酰化步骤。另外,在酰化步骤或脱酰化步骤后,可以进一步设置有纯化步骤。(树脂组合物中的比率)纤维素酯树脂的重量比率在根据本示例性实施方案的树脂组合物中,从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,纤维素酯树脂相对于树脂组合物总量的重量比率优选为75%至99.9%,更优选为80%至99%还更优选为85%至95%。通过将重量比率调节为75%以上,易于抑制纤维素纳米纤维的二次凝集。由此,易于提高树脂成型体的透明度。另外,通过将重量比率调节为99.9%以下,易于提高树脂成型体的弯曲弹性模量。纤维素纳米纤维(a)与特定纤维素酯树脂(b)的重量比从得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,纤维素纳米纤维(a)与特定纤维素酯树脂(b)的重量比(纤维素纳米纤维(a)/特定纤维素酯树脂(b))优选为0.0008至0.40,更优选为0.001至0.35,还更优选为0.005至0.3。通过将重量比调节到0.0008以上,易于展示出由添加纤维素纳米纤维而得到的纤维增强的效果。因此,易于提高树脂成型体的弯曲弹性模量。另外,通过将重量比调节为0.40以下,不容易发生纤维素纳米纤维的二次凝聚。由此,易于提高树脂成型体的透明度。含己二酸酯的化合物根据本示例性实施方案的树脂组合物优选进一步含有含己二酸酯的化合物。在此,含己二酸酯的化合物(包含己二酸酯的化合物)是指单独的己二酸酯、或己二酸酯与己二酸酯以外的成分(与己二酸酯不同的化合物)的混合物。然而,从提高树脂组合物的流动性的观点来看,相对于所有组分,含己二酸酯的化合物优选包含50重量%以上的己二酸酯。另外,从在低成型温度下得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体的观点出发,相对于树脂组合物的总量,含己二酸酯的化合物的比率优选为15重量%以下,更优选为10重量%以下,还更优选为5重量%以下。通过将含己二酸酯的化合物相对于树脂组合物总量的比率调节为15重量%以下,易于抑制在低成型温度下获得的树脂成型体的弯曲弹性模量的降低。另外,还改善了树脂成型体的透明度。进一步地,易于抑制含己二酸酯的化合物的渗漏。作为己二酸酯,例如可以列举己二酸二酯和己二酸聚酯。具体来说,可以列举由式(2-1)表示的己二酸二酯和由式(2-2)表示的己二酸聚酯。在式(2-1)和(2-2)中,r4和r5各自独立地表示烷基或聚烷氧基[-(cxh2x-o)y-ra1](条件是ra1表示烷基,x表示1至10范围内的整数,y表示1至10范围内的整数)。r6表示亚烷基。m1表示1至20范围内的整数。m2表示1至10范围内的整数。在式(2-1)和(2-2)中,由r4和r5表示的烷基优选为具有1至6个碳原子的烷基,更优选为具有1至4个碳原子的烷基。由r4和r5表示的烷基可以是直链状、支链状或环状中的任意一种,但优选直链状和支链状。在式(2-1)和(2-2)中,在由r4和r5表示的聚烷氧基[-(cxh2x-o)y-ra1]中,由ra1表示的烷基优选为具有1至6个碳原子的烷基,更优选为具有1至4个碳原子的烷基。由ra1表示的烷基可以是直链状、支链状或环状中的任意一种,但优选直链状和支链状。在式(2-2)中,由r6表示的亚烷基优选为具有1至6个碳原子的亚烷基,更优选为具有1至4个碳原子的亚烷基。由r6表示的亚烷基可以是直链状、支链状或环状中的任意一种,但优选直链状和支链状。在式(2-1)和(2-2)中,由符号r4至r6表示的各基团可以被取代基取代。作为取代基,可以列举烷基、芳基和羟基。己二酸酯的分子量(或重均分子量)优选在200至5,000的范围内,更优选在300至2,000的范围内。重均分子量是通过上述纤维素衍生物的重均分子量的测定方法测定的值。以下描述了含己二酸酯的化合物的具体例子,但不限于此。其他成分根据本示例性实施方案的树脂组合物根据需要可以含有除上述成分以外的其他成分。作为其他成分,可以列举阻燃剂、增容剂、抗氧化剂、防粘剂、耐光剂、耐候剂、着色剂、颜料、改性剂、抗滴落剂、抗静电剂、抗水解剂、填料和增强剂(玻璃纤维、碳纤维、滑石、粘土、云母、玻璃薄片、磨碎的玻璃、玻璃珠、结晶二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼等)。相对于树脂组合物总量,各成分的含量在0重量%至5重量%的范围内。这里,表述“0重量%”意味着不含其它成分。根据示例性实施方案的树脂组合物可以包含除上述树脂以外的其他树脂。作为其他树脂,包括(例如)在相关技术中公知的热塑性树脂。具体而言,可以列举:聚碳酸酯树脂;聚丙烯树脂;聚酯树脂;聚烯烃树脂;聚酯碳酸酯树脂;聚苯醚树脂;聚苯硫醚树脂;聚砜树脂;聚醚砜树脂;聚亚芳基树脂;聚醚酰亚胺树脂;聚缩醛树脂;聚乙烯醇缩醛树脂;聚酮树脂;聚醚酮树脂;聚醚醚酮树脂;聚芳基酮树脂;聚醚腈树脂;液晶树脂;聚苯并咪唑树脂;聚仲班酸树脂;通过聚合或共聚合选自由芳香族烯基化合物、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯以及丙烯腈化合物构成的组中的一种以上的乙烯基单体而得到的乙烯基聚合物树脂或乙烯基共聚物树脂;二烯-芳香族烯基化合物共聚物树脂;丙烯腈-二烯-芳香族烯基化合物共聚物树脂;芳香族烯基化合物-二烯-丙烯腈-n-苯基马来酰亚胺共聚物树脂;丙烯腈-(乙烯-二烯-丙烯(epdm))-芳香族烯基化合物共聚物树脂;氯乙烯树脂;以及氯化聚氯乙烯树脂。这些树脂可以单独使用,或者两种以上组合使用。树脂组合物的制备方法在根据本发明示例性实施方案的树脂组合物的制备方法中,通过以下步骤制备树脂组合物:通过料筒温度为180℃至220℃的捏合机,将纤维素纳米纤维(a)和聚合度为100至500并且取代度为2.1至2.6的纤维素酯树脂(b)(即,特定纤维素酯树脂)彼此捏合。在根据本发明示例性实施方案的树脂组合物的制备方法中,即使在捏合期间,料筒温度处于相对低的180℃至220℃的范围内,也可以得到这样的树脂组合物,该树脂组合物能够在确保流动性、并且纤维素酯树脂不易于热分解的温度下成型(例如,注射成型)。通过使根据本发明示例性实施方案的树脂组合物成型,可以得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体。在根据本发明示例性实施方案的树脂组合物的制备方法中,首先,将纤维素纳米纤维和特定纤维素酯树脂投入到捏合机中。可以直接将作为原料的纤维素纳米纤维和特定纤维素酯树脂投入到捏合机中。可选地,可以预先制备纤维素纳米纤维和特定纤维素酯树脂的混合物(原料),并将该混合物投入到捏合机中。另外,除了纤维素纳米纤维和特定纤维素酯树脂之外,可以将任选的增塑剂、上述其他组分、溶剂等直接投入到捏合机中,或者可以首先添加到混合物中,然后再投入到捏合机中。另外,对于特定纤维素酯树脂没有特别的限制,并且其可以是水性分散液、片状、粉末状、粒状或纤维状等形式。接着,将投入到捏合机中的原料彼此捏合。从降低成型温度同时确保树脂组合物流动性的观点出发,捏合过程中的料筒温度为180℃至220℃,优选为185℃至210℃,更优选为190℃至200℃。在此,可以使用公知的单元作为捏合单元(即,捏合机),其具体例包括双螺杆挤出机、henschel混合器、banbury混合器、单螺杆挤出机、多螺杆挤出机和共捏合机。其中,优选使用双螺杆挤出机。树脂成型体根据本发明示例性实施方案的树脂成型体包含根据本示例性实施方案的树脂组合物。即,根据本示例性实施方案的树脂成型体具有与根据本示例性实施方案的树脂组合物相同的组成。具体而言,可以通过将根据本示例性实施方案的树脂组合物成型,从而得到根据本示例性实施方案的树脂成型体。成型方法的实例包括注射成型、挤出成型、吹塑成型、热压成型、压延成型、涂布成型、浇铸成型、浸渍成型、真空成型和传递成型等。作为根据示例性实施方案的树脂成型体的成型方法,从获得形状的高自由度的观点出发,注射成型是优选的。关于注射成型,将树脂组合物加热并熔融,浇铸,并使之固化,从而获得树脂成型体。该树脂组合物可通过注射压缩成型来成型。根据树脂组合物的捏合温度确定注射成型过程中的料筒温度。例如,注射成型过程中的料筒温度为180℃至220℃,优选为185℃至210℃,更优选为190℃至200℃。注射成型可以通过使用nex500(由nisseiplasticindustrial有限公司制造)、nex150(由nisseiplasticindustrial有限公司制造)、nex70000(由nisseiplasticindustrial有限公司制造)或se50d(由toshibamachine有限公司制造)等市售机器来进行。根据本示例性实施方案的树脂成型体优选用于电气电子设备、商用机器、家电、汽车内部材料、发动机罩、车身和容器等应用中。这些应用的具体实例包括,电气电子设备和家电的外壳;电气电子设备和家电的各种部件;汽车的内部部件;cd-rom、dvd等的储存盒;餐具;饮料瓶;食品托盘;包装材料;薄膜;以及片材。实施例以下,将使用实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限于这些实施例。除非另有说明,否则“份”表示“重量份”。纤维素纳米纤维(f1)的制备使用高速均化器粉碎软木牛皮纸浆(ndp-t,由nipponpaperindustries有限公司制造),直至其平均纤维直径达到1μm以下。接着,在充满液氮的环境中,使用研磨机(km1-10,由kuritamachinerymfg.公司制造),将粉碎的纤维投入以1,200rpm旋转的两个圆盘之间的中心,并进行将纤维由圆盘的中心移动到其外部的操作,重复该操作10次。由此得到纤维素纳米纤维(f1)。纤维素纳米纤维(f2)至(f5)的制备使用与纤维素纳米纤维(f1)的制备方法相同的方法得到纤维素纳米纤维(f2),不同之处在于,将纤维由圆盘的中心移动到其外部的操作不是重复10次,而是重复20次。另外,使用与纤维素纳米纤维(f1)的制备方法相同的方法得到纤维素纳米纤维(f3),不同之处在于,将纤维由圆盘的中心移动到其外部的操作不是重复10次,而是重复30次。另外,使用与纤维素纳米纤维(f1)的制备方法相同的方法得到纤维素纳米纤维(f4),不同之处在于,将纤维由圆盘的中心移动到其外部的操作不是重复10次,而是重复40次。另外,使用与纤维素纳米纤维(f1)的制备方法相同的方法得到纤维素纳米纤维(f5),不同之处在于,将纤维由圆盘的中心移动到其外部的操作不是重复10次,而是重复8次。纤维素纳米纤维(f6)和(f7)准备bis-fis(由suginomachine公司制造)作为纤维素纳米纤维(f6)。准备celish(由daicel公司制造)作为纤维素纳米纤维(f7)。纤维素纳米纤维(f8)使用与纤维素纳米纤维(f1)的制备方法相同的方法得到纤维素纳米纤维(f8),不同之处在于,将纤维素纳米纤维(f1)与半纤维素混合,从而对其进行表面处理。关于得到的各纤维素纳米纤维(f1)至(f8),使用现有方法测定平均纤维直径和平均长径比。结果在表1中示出。表1纤维素酯树脂的合成醋酸纤维素(ca1)的合成将20kg的纤维素(kcflockw50,由nipponpaperindustries有限公司制造)投入到20l的0.1m盐酸水溶液中,在40℃下加热搅拌以进行酸水解5分钟。由此获得纤维素。接着,将75kg的醋酸喷射到15kg所得到的纤维素上,以进行预处理和活化。接着,将38kg的冰醋酸、24kg的乙酸酐和350g的硫酸的混合物加入其中,在40℃以下的温度下搅拌上述成分并使之彼此混合以进行酯化。可以认为,当没有观察到纤维片段时,则酯化结束。由此获得三乙酰纤维素。接着,将三乙酰纤维素滴加到200l的蒸馏水中。将混合物在室温下搅拌1小时,过滤,将得到的残留物在60℃下干燥72小时。干燥后,加入20kg的醋酸、10kg的蒸馏水和800g的盐酸,并使其在40℃下相互反应5小时。然后,取出5kg的反应产物,向其中加入300g的醋酸钙。在室温下,将混合物在100l的蒸馏水中搅拌2小时,过滤,将所得的残余物在60℃下干燥72小时。由此获得醋酸纤维素(ca1)。醋酸纤维素(ca2)的合成使用与醋酸纤维素(ca1)相同的合成方法得到醋酸纤维素(ca2),不同之处在于,酸水解不是进行5分钟,而是进行20分钟。醋酸纤维素(ca2-2)的合成使用与醋酸纤维素(ca2)相同的合成方法得到醋酸纤维素(ca2-2),不同之处在于,不是在40℃下反应5小时后取出5kg的反应产物,而是在40℃下反应30分钟后取出2kg的反应产物。醋酸纤维素(ca2-3)的合成使用与醋酸纤维素(ca2)相同的合成方法得到醋酸纤维素(ca2-3),不同之处在于,不是在40℃下反应5小时后取出5kg的反应产物,而是在40℃下反应10小时后取出2kg的反应产物。醋酸纤维素(ca3)的合成使用与醋酸纤维素(ca1)相同的合成方法得到醋酸纤维素(ca3),不同之处在于,酸水解不是进行5分钟,而是进行40分钟。醋酸纤维素(ca4)的合成使用与醋酸纤维素(ca1)相同的合成方法得到醋酸纤维素(ca4),不同之处在于,酸水解不是进行5分钟,而是进行60分钟。醋酸纤维素(ca5)至(ca9)的合成准备l20(由daicel公司制造)作为醋酸纤维素(ca5)。准备l50(由daicel公司制造)作为醋酸纤维素(ca6)。准备ce398-3(由eastmanchemicalco.制造)作为醋酸纤维素(ca7)。准备lt-35(由daicel公司制造)作为醋酸纤维素(ca8)。准备lt-55(由daicel公司制造)作为醋酸纤维素(ca9)。丙酸纤维素(cp1)的合成使用与醋酸纤维素(ca1)相同的合成方法得到丙酸纤维素(cp1),不同之处在于,在预处理和活化后,不是加入24kg的乙酸酐而是加入40kg的丙酸酐和10kg的乙酸酐;并且在将得到的三丙酸纤维素滴加到200l的蒸馏水后,将混合物在室温下搅拌1小时,过滤,将得到的残留物在60℃下干燥72小时。关于得到的各醋酸纤维素(ca1)至(ca9)和丙酸纤维素(cp1),利用现有方法测定其聚合度和取代度。结果在表2中示出。表2纤维素酯的类型聚合度取代度取代基ca15202.25乙酰基ca22202.38乙酰基ca2-22402.66乙酰基ca2-31802.05乙酰基ca31202.42乙酰基ca4902.48乙酰基ca54802.41乙酰基ca66002.41乙酰基ca73002.28乙酰基ca84702.95乙酰基ca96002.95乙酰基cp14502.40丙酰基实施例1至21和比较例1至10捏合根据如表3和表4所示的混合组成比,利用双螺杆挤出机(tex41ss,由toshibamachine有限公司制造),在表5和表6中所示的料筒温度下将各组分彼此捏合。以这种方式,得到根据实施例1至21和比较例1至10的树脂组合物。注射成型利用注射成型机(nex140iii,由nisseiplasticindustrial有限公司制造),在表5和表6中所示的料筒温度下,使得到的树脂组合物成型,从而获得iso多用途哑铃试样(测量部分尺寸:宽度10mm/厚度4mm)和d2试样(长度×宽度:60mm×60mm,厚度:2mm)。由于塑化不足,所以根据比较例2、3、和5至8的树脂组合物难以成型。评价透明度关于得到的各d2试样,根据jisk7361所定义的方法,使用雾度计(ndh7000,由nippondenshokuindustries有限公司制造)测定总透光率。结果在表5和表6中示出。弯曲弹性模量根据iso-178中所定义的方法,使用通用测试仪器(autographag-xplus,由shimadzu公司制造)测定获得的各iso多用途哑铃试样的弯曲弹性模量。结果在表5和表6中示出。成型稳定性关于得到的各d2试样以及得到的各iso多用途哑铃试样,基于以下评价标准对成型稳定性进行评价。结果在表5和表6中示出。评价标准g1:可以进行连续成型,并且在d2试样和iso多用途哑铃试样中均没有出现裂缝等缺陷g2:可以进行连续成型,但是在d2试样和iso多用途哑铃试样中的至少一者中出现裂缝等缺陷g3:由于塑化不足,所以难以进行成型。表3和4的说明·含己二酸酯的混合物:由daihachichemicalindustry有限公司制造的“daifatty-101”由上述结果可以发现,实施例中的总透光率和弯曲弹性模量高于比较例。因此,据发现,通过使根据实施例的各树脂组合物成型,可以得到具有高透明度和高弯曲弹性模量的树脂成型体。特别地,发现与实施例18(其中纤维素酯树脂相对于树脂组合物总量的重量比率小于75%)或实施例17(其中该重量比率高于99.9%)相比,在实施例1至16和实施例19至21(其中该重量比率为75%至99.9%)中,可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。另外,还发现,实施例14、15和16(其中,纤维素纳米纤维的平均纤维直径小于10nm或大于100nm,并且长径比小于100或大于500)相比,在实施例8、12和13(其中,纤维素纳米纤维的平均纤维直径为10nm至100nm且长径比为100至500)中,可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。另外,还发现,与实施例5(其中纤维素酯树脂的聚合度低于200)或者实施例6(其中纤维素酯树脂的聚合度高于350)相比,在实施例4和7(其中纤维素酯树脂的聚合度为200至350)中,可以得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。另外,还发现,与实施例4(其中树脂组合物不包括含己二酸酯的化合物)相比,在实施例8(其中,树脂组合物包括含己二酸酯的化合物)中,可以在低成型温度下得到具有更高透明度和更高弯曲弹性模量的树脂成型体。另外发现,与实施例5、6和7(其中树脂组合物不含有含己二酸酯的化合物)相比,在实施例9、10和11(其中,树脂组合物含有含己二酸酯的化合物)中,可以在较低的成型温度下得到具有更高透明度的树脂成型体。此外,进一步发现,与比较例相比,实施例中的成型稳定性更令人满意,并且可以在低温下进行成型。提供本发明示例性实施方案的上述描述是为了举例说明的目的。并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的具体形式。显然,对于本领域技术人员,许多变型和改变将是显而易见的。选择并描述这些实施方案是为了最佳地阐释本发明的原理及其实际应用,从而使得本领域的其他技术人员理解本发明的各种实施方案,并且所述多种变型适用于所预期的特定用途。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同方式限定。当前第1页12
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