JP4635468B2 - 新規な酸無水物及びこれを用いるポリイミド - Google Patents
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Description
(合成例1)
攪拌装置、温度計、空気導入管、じゃま板のついた100Lの縦長反応器にCuBr2 4.61g(20.8mmol)、N,N'-ジ-t-ブチルエチレンジアミン9g(52mmol)、n-ブチルジメチルアミン333.8g(3.3mol)、トルエン 26kgを仕込み、反応温度40℃にて攪拌を行い、あらかじめ23kgのメタノールに溶解させた2,2',3,3',5,5'-ヘキサメチル-(1,1'-ビフェニル)-4,4'-ジオール(以下HMBPと記す) 1.29kg(4.8mol)、2,6-ジメチルフェノール2.92kg(24mol)、N,N'-ジ-t-ブチルエチレンジアミン6g(35mmol)、n-ブチルジメチルアミン129.8g(1.28mol)、の混合溶液(一般式(2)で表される2価のフェノール体と一般式(4)で表される1価のフェノールのモル比率1:5)を、窒素と空気を混合して酸素濃度8%に調整した混合ガスを5.2 L/minの流速でバブリングを行いながら230分かけて滴下し、攪拌を行った。滴下終了後、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム236g(623mmol)を溶解した水1.5kgを加え、反応を停止した。水層と有機層を分液し、有機層を1Nの塩酸水溶液、次いで純水で洗浄した。得られた溶液をエバポレーターで濃縮し、更に減圧乾燥を行い、上記一般式(1)で示される樹脂:イ 2.95kgを得た。樹脂:イの数平均分子量は957、重量平均分子量は1539、水酸基当量が440であった。
攪拌装置、温度計、空気導入管、じゃま板のついた12Lの縦長反応器にCuBr2 6.64g(29.9mmol)、N,N'-ジ-t-ブチルエチレンジアミン1.29g(7.5mmol)、n-ブチルジメチルアミン48.07g(475.9mmol)、トルエン2,600gを仕込み、反応温度40℃にて攪拌を行い、あらかじめ2,300gのメタノールに溶解させたHMBP 129.32g(0.48mol)、2,6-ジメチルフェノール584.38g(4.79mol)、N,N'-ジ-t-ブチルエチレンジアミン0.87g(5.1mmol)、n-ブチルジメチルアミン18.69g(185.1mmol)の混合溶液(一般式(2)で表される2価のフェノール体と一般式(4)で表される1価のフェノール体のモル比率1:10)を、窒素と空気を混合して酸素濃度8%に調整した混合ガスを5.2 L/minの流速でバブリングを行いながら230分かけて滴下し、攪拌を行った。滴下終了後、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム34.09g(89.7mmol)を溶解した水1,500gを加え、反応を停止した。水層と有機層を分液し、有機層を1Nの塩酸水溶液、次いで純水で洗浄した。得られた溶液をエバポレーターで濃縮し、更に減圧乾燥を行い、上記一般式(1)示される樹脂:ロ 702.2gを得た。樹脂:ロの数平均分子量は1,490、重量平均分子量は2,320、水酸基当量が750であった。
攪拌装置、温度計、空気導入管、じゃま板のついた12Lの縦長反応器にCuBr2 9.36g(42.1mmol)、N,N'-ジ-t-ブチルエチレンジアミン1.81g(10.5mmol)、n-ブチルジメチルアミン67.77g(671.0mmol)、トルエン2,600gを仕込み、反応温度40℃にて攪拌を行い、あらかじめ2,300gのメタノールに溶解させたHMBP 129.32g(0.48mol)、2,6-ジメチルフェノール878.4g(7.2mol)、N,N'-ジ-t-ブチルエチレンジアミン1.22g(7.2mmol)、n-ブチルジメチルアミン26.35g(260.9mmol)の混合溶液(一般式(2)で表される2価のフェノール体と一般式(4)で表される1価のフェノール体のモル比率1:15)を、窒素と空気を混合して酸素濃度8%に調整した混合ガスを5.2 L/minの流速でバブリングを行いながら230分かけて滴下し、攪拌を行った。滴下終了後、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム48.06g(126.4mmol)を溶解した水1,500gを加え、反応を停止した。水層と有機層を分液し、有機層を1Nの塩酸水溶液、次いで純水で洗浄した。得られた溶液をエバポレーターで濃縮し、更に減圧乾燥を行い、上記一般式(1)で示される樹脂:ハ 990.1gを得た。樹脂:ハの数平均分子量は1975、重量平均分子量は3514、水酸基当量が990であった。
撹拌装置、温度計、空気導入管、じゃま板のついた20Lの縦長反応器にCuCl13 g(0.12 mol)、ジ-n-ブチルアミン707g(5.5 mol)、メチルエチルケトン4000gを仕込み、反応温度40℃にて撹拌を行い、あらかじめ8000gのメチルエチルケトンに溶解させた4,4'-メチレンビス(2,6-ジメチルフェノール)410g(1.6mol)と2,6-ジメチルフェノール977g(8mol)(一般式(3)で表される2価のフェノール体と一般式(4)で表される1価のフェノール体のモル比率1:5)を2 L/minの空気のバブリングを行いながら120分かけて滴下し、さらに滴下終了後60分間、2 L/minの空気のバブリングを続けながら撹拌を行った。これにエチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム水溶液を加え、反応を停止した。その後、1Nの塩酸水溶液で3回洗浄を行った後、イオン交換水で洗浄を行った。得られた溶液をエバポレイタ−で濃縮し、更に減圧乾燥を行い、上記一般式(1)で示される樹脂:ニを1102g得た。樹脂:ニの数平均分子量は1023、重量平均分子量1647、水酸基当量が445であった。
(実施例1)
攪拌装置、温度計、滴下ロート、還流管を備えた200mlの反応器に無水トリメリット酸クロライド6.31g(0.03mol)、トルエン40gをし込んで、窒素下で70℃に加熱攪拌し、滴下ロートにし込んだ樹脂:イ 8.7g(水酸基0.019mol)、ピリジン2.41g、トルエン80gを1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに加熱し2時間還流した。反応終了後、反応器を氷浴で冷却し、析出した無水トリメリット酸クロライドとピリジン塩酸塩を濾過により取り除き、濾液をエバポレーション、減圧乾燥して、上記一般式(5)で示される酸無水物:ホ 11.6gを得た。酸無水物:ホの数平均分子量は1243、重量平均分子量は2582であった。核磁気共鳴スペクトルおよび赤外分光スペクトルにより構造を確認した。
攪拌装置、温度計、滴下ロート、還流管を備えた300mlの反応器に無水トリメリット酸クロライド3.15g(0.015mol)、トルエン30gをし込んで、窒素下で70℃に加熱攪拌し、滴下ロートにし込んだ樹脂:ロ 7.35g(水酸基0.01mol)、ピリジン1.20g、トルエン80gを1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに加熱し2時間還流した。反応終了後、反応器を氷浴で冷却し、析出した無水トリメリット酸クロライドとピリジン塩酸塩を濾過により取り除き、濾液をエバポレーション、減圧乾燥して、上記一般式(5)で示される酸無水物:ヘ 6.91gを得た。酸無水物:ヘの数平均分子量は1778、重量平均分子量は3644であった。核磁気共鳴スペクトルおよび赤外分光スペクトルにより構造を確認した。
攪拌装置、温度計、滴下ロート、還流管を備えた100mlの反応器に無水トリメリット酸クロライド0.63g(0.003mol)、トルエン5gをし込んで、窒素下で70℃に加熱攪拌し、滴下ロートにし込んだ樹脂:ハ 2.05g(水酸基0.002mol)、ピリジン0.25g、トルエン20gを1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに加熱し2時間還流した。反応終了後、反応器を氷浴で冷却し、析出した無水トリメリット酸クロライドとピリジン塩酸塩を濾過により取り除き、濾液をエバポレーション、減圧乾燥して、上記一般式(5)で示される酸無水物:ト 2.11gを得た。酸無水物:トの数平均分子量は2243、重量平均分子量は5487であった。核磁気共鳴スペクトルおよび赤外分光スペクトルにより構造を確認した。
攪拌装置、温度計、滴下ロート、還流管を備えた300mlの反応器に無水トリメリット酸クロライド6.31g(0.03mol)、トルエン50gをし込んで、窒素下で70℃に加熱攪拌し、滴下ロートにし込んだ樹脂:ニ 8.53g(水酸基0.019mol)、ピリジン2.41g、トルエン80gを1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに加熱し2時間還流した。反応終了後、反応器を氷浴で冷却し、析出した無水トリメリット酸クロライドとピリジン塩酸塩を濾過により取り除き、濾液をエバポレーション、減圧乾燥して、上記一般式(5)で示される酸無水物:チ 9.53gを得た。酸無水物:チ の数平均分子量は1446、重量平均分子量は2861であった。核磁気共鳴スペクトルおよび赤外分光スペクトルにより構造を確認した。
撹拌装置、温度計、滴下ロート、還流管、窒素ラインを備えた2Lの反応器に窒素下、無水トリメリット酸クロライド63.8g(0.30mol)、テトラヒドロフラン(THF)442.4gを仕込み、氷浴で冷却した。窒素下反応液を5℃以下で撹拌し、滴下ロートに仕込んだ樹脂:イ 95.0g(水酸基 0.20mol)、ピリジン24.6g(0.31mol)、THF 889.4gを滴下ロートに仕込み、これを150分かけて滴下した。滴下終了後、室温で15時間、40℃で10時間撹拌を行った。反応終了後、反応液を氷冷し、析出した無水トリメリット酸クロライドとピリジン塩酸塩を濾過により取り除き、濾液から溶媒を留去して固形物162.9gを得た。この固形物にトルエン651.8gを加えて室温で1晩撹拌後、不溶物を濾別し、濾液を溶媒留去して、固形物143.0gを得た。この固形物にトルエン429.2gを加えて溶解させた後氷冷し、0.5μmのメンブランフィルターで少量の析出物を濾別した後、濾液を溶媒留去して、上記一般式(5)で示される酸無水物:リ 126.8gを得た。酸無水物:リの数平均分子量は1888、重量平均分子量は3818であった。図9に酸無水物:リのIRスペクトルを、図10に酸無水物:リのNMRスペクトルを示す。
(実施例6)
撹拌装置、還流管、温度計、窒素ラインを備えた500mlの反応器を窒素置換した後、酸無水物:リ 18.64g、N-メチル-2-ピロリジノン180.23gを仕込み、トリレンジイソシアナート(日本ポリウレタン製 コロネートT80)1.72gを滴下した。滴下終了後、窒素下にて115℃に加熱撹拌した。6時間後加熱を停止し室温まで冷却した。この反応液をメタノール1Lに滴下し沈殿を析出させた後、ろ別後真空乾燥(60℃)を行い17.88gのポリイミド:ヌを得た。ポリイミド:ヌの重量平均分子量は43000、ガラス転移温度は236℃であった。また、ポリイミド:ヌ 2.68gをクロロホルム30gに溶解し、15cm角のキャスト板(クロムメッキ鏡面板)にてキャストフィルムを作成し誘電率測定を行った。ポリイミド:ヌの誘電率(ε)は2.77(1MHz)であった。
撹拌装置、還流管、温度計、窒素ラインを備えた500mlの反応器を窒素置換した後、酸無水物:リ 17.96g、N-メチル-2-ピロリジノン171.23g、メチレンジフェニル-4,4'-ジイソシアナート(日本ポリウレタン製 ミリオネートMT)2.38gを仕込み、窒素下にて115℃に加熱撹拌した。6時間後加熱を停止し室温まで冷却した。この反応液をメタノール1Lに滴下し沈殿を析出させた後、ろ別、真空乾燥(60℃)を行い18.22gのポリイミド:ルを得た。ポリイミド:ルの重量平均分子量は41000、ガラス転移温度は231℃であった。また、ポリイミド:ル 2.66gをクロロホルム30gに溶解し、15cm角のキャスト板(クロムメッキ鏡面板)にてキャストフィルムを作成し誘電率測定を行った。ポリイミド:ルの誘電率(ε)は2.75(1MHz)であった。
撹拌装置、温度計、窒素ラインを備えた300mlの反応器を窒素置換した後、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル1.95g、ジメチルアセトアミド150mlを仕込んだ。室温、窒素下で酸無水物:リ 18.40gを投入した後、80℃に加熱し8時間撹拌を行い、室温まで冷却した。反応液をガラス板上に塗布し、空気下80℃/20分、150℃/20分、200℃/20分乾燥した後、窒素下300℃/1時間熱処理を行いポリイミド:ヲのフィルムを得た。ポリイミド:ヲの重量平均分子量は51000、ガラス転移温度は233℃、誘電率(ε)は2.79(1MHz)であった。図11にポリイミド:ヲのIRスペクトルを示す。
撹拌装置、温度計、窒素ラインを備えた300mlの反応器を窒素置換した後、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル3.38g、ジメチルアセトアミド150mlを仕込み、室温、窒素下で酸無水物:リ 9.66g、無水ピロメリット酸2.57gを投入した。反応液を80℃に加熱し9時間加熱撹拌を行った後、室温まで冷却した。反応液をガラス板状に塗布し、空気下80℃/15時間乾燥を行った後、窒素下300℃/1時間熱処理を行いポリイミド:ワのフィルムを得た。ポリイミド:ワの重量平均分子量は46000、ガラス転移温度は270℃、誘電率(ε)は2.95(1MHz)であった。図12にポリイミド:ワのIRスペクトルを示す。
撹拌装置、温度計、窒素ラインを備えた200mlの反応器を窒素置換した後、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル2.05g、ジメチルアセトアミド40mlを仕込み、室温、窒素下で酸無水物:リ 1.18g、無水ピロメリット酸2.14gを投入した。反応液を室温にて4時間撹拌を行なった後、反応液をガラス板上に塗布し、空気下80℃/2時間乾燥を行った。窒素下300℃/1時間熱処理を行いポリイミド:カのフィルムを得た。ポリイミド:カの重量平均分子量は40000、ガラス転移温度は354℃、誘電率(ε)は3.30(1MHz)であった。
撹拌装置、温度計、窒素ラインを備えた300mlの反応器を窒素置換した後、p-フェニレンジアミン2.02g、ジメチルアセトアミド150mlを仕込み、室温、窒素下で樹脂:リ 10.83g、無水ピロメリット酸2.82gを投入した。反応液を80℃に加熱し、7時間加熱撹拌を行った後、室温まで冷却した。反応液をガラス板上に塗布し、空気下80℃/17時間乾燥を行った後、窒素下300℃/1時間熱処理を行いポリイミド:ヨのフィルムを得た。ポリイミド:ヨの重量平均分子量は44000、ガラス転移温度は262℃、誘電率(ε)は2.88(1MHz)であった。
撹拌装置、温度計、窒素ラインを備えた300mlの反応器を窒素置換した後、p-フェニレンジアミン2.29g、ジメチルアセトアミド40ml、トリエチルアミン0.10g、γ-ブチロラクトン120mlを仕込み、室温、窒素下で酸無水物:リ 8.77g、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物3.71gを投入した。反応液を180℃に加熱し、6時間加熱撹拌した後、室温まで冷却した。反応液をガラス板上に塗布し、空気下80℃/15時間乾燥を行った。更に、窒素下で300℃/1時間加熱処理を行いポリイミド:タのフィルムを得た。ポリイミド:タの重量平均分子量は51000、ガラス転移温度は266℃、誘電率(ε)は2.85(1MHz)であった。
Claims (3)
- 一般式(1)で示される特定の構造を有する数平均分子量が500〜3000の2官能性フェニレンエーテルオリゴマーを原料として得られる一般式(5)で示される酸無水物。
- -(Y-O)-が一般式(9)で示される構造を有する請求項2記載の酸無水物。
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