JPH072843B2 - 芳香族チオエ−テルアミドイミド重合体 - Google Patents

芳香族チオエ−テルアミドイミド重合体

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JPH072843B2
JPH072843B2 JP60155777A JP15577785A JPH072843B2 JP H072843 B2 JPH072843 B2 JP H072843B2 JP 60155777 A JP60155777 A JP 60155777A JP 15577785 A JP15577785 A JP 15577785A JP H072843 B2 JPH072843 B2 JP H072843B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/14Polyamide-imides

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の芳香族チオエーテルアミドイミド重合体は、電
気、電子分野の各種部品、ハウジング類、自動車部品、
航空機用内装材、摺動部品、ギアー、絶縁材料、耐熱フ
イルム、耐熱ワニス、耐熱繊維等、広範な範囲で用いる
ことが可能である。
〔従来技術〕
芳香族トリカルボン酸無水物あるいはその誘導体と、芳
香族ジアミンとの重縮合により、耐熱性と機械特性のバ
ランスに優れた芳香族ポリアミドイミドが得られること
は知られている。しかし、これまで一般的に提案されて
いた芳香族ポリアミドイミド類は溶融成形性に乏しく、
成形条件によつては一部分解を伴う等の問題があつた。
そこで、成形性を改良するために、 エーテル結合を有する芳香族ジアミンを使用する方
法(ポリマー プレプリント(Polymer Preprints)、1
5〔1〕、761頁、1974年)。
共重合により成形性を改良する方法(特開昭58-917
24号等)。
等、種々の方法が提案されている。しかしながら、成形
性、耐熱性、機械的強度のトータルバランスを考えた場
合、まだ実用上不充分である。
〔問題点を解決する具体的手段〕
本発明は、耐熱性と成形性と機械特性のバランスに優れ
た芳香族ポリアミドイミド重合体を提供することを目的
としている。
(発明の構成) かかる目的は、一般式(I) で示されるチオエーテル結合を有する芳香族ジアミン1
モルと、次式で示される無水トリメツト酸またはその塩
化物 0.99〜1.01モルとを反応させて得られる次の構成単位を
有する芳香族チオエーテルアミドイミドにより達成され
る。
〔式中、Arは2価の芳香族残基である。〕 上記式(I)で示されるチオエーテル結合を有する芳香
族ジアミンの具体例を示すと、1,4−ビス(4−アミノ
フエニルチオ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフエ
ニルチオ)ベンゼン、2,4−ビス(4−アミノフエニル
チオ)ニトロベンゼン、2,5−ジメチル−1,4−ビス(4
−アミノフエニルチオ)ベンゼン、4,4′−ビス(4−
アミノフエニルチオ)ビフエニル、4,4′−ビス(4−
アミノフエニルチオ)ジフエニルエーテル、4,4′−ビ
ス(4−アミノフエニルチオ)ジフエニルスルフイド、
1,4−ビス(4−(4−アミノフエニルチオ)フエニル
チオ)ベンゼン、α,ω−ジアミノポリ(1,4−チオフ
エニレン)オリゴマー、4,4′−ビス(4−アミノフエ
ニルチオ)ベンゾフエノン、4,4′−ビス(4−アミノ
フエニルチオ)ジフエニルスルホキシド、4,4′−ビス
(4−アミノフエニルチオ)ジフエニルスルホン、3,
3′−ビス(4−アミノフエニルチオ)ジフエニルスル
ホン等を挙げることができる。
これらは、Arが、一般式、 (式中、Aは−O−、−CO−、−SO−、−SO2−、のい
ずれかである。但し、Yはメチル基またはニトロ基を表
わす。a、b、c、d、e、fは0〜2の整数を示す。
xは1〜20の数を表わす。)で示されるものである。
本発明の芳香族チオエーテルアミドイミド重合体は、こ
れまでに提案された数多くの一般的製造法のいずれかに
よつても製造可能である。それらの中で実用性の高い代
表例として次の2法を挙げることができる。
(1) 酸クロリド法 無水トリメリツト酸クロリドと芳香族ジアミンとを反応
させる方法(特公昭42-15637号)。
(2) 直接重合法 無水トリメリツト酸と芳香族ジアミンとを、リン化合物
触媒の存在下に反応させる方法(特公昭49-4077号)。
上記2法の中でも、原料調達が比較的容易で、しかも温
和な条件下で高重合度が達成されやすい点から、酸クロ
リド法の方が好ましい。
ここで、(1)の酸クロリド法について、詳しく説明す
る。
一般式、 で示されるチオエーテル結合を有する芳香族ジアミン1.
00モルと、無水トリメリツト酸クロリド0.99〜1.01モル
とを、有機極性溶媒中に溶解し、−20℃〜+80℃(好ま
しくは−10〜+30℃)の温度で、塩化水素捕捉剤の存在
下1〜10時間混合することにより、以下に示すような構
成単位を有するポリアミドアミド酸が得られる(第一工
程)。
この第一工程に用いられる有機極性溶媒としては、N,N
−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルベ
ンズアミド、N−メチルピロリドン、N−メチルピペリ
ドン、N−メチル−ε−カプロラクタム、ヘキサメチル
ホスホルアミド、テトラメチル尿素、スルホラン、ジメ
チルスルホキシド、およびこれらの混合物を挙げること
ができるが、特に好ましいのは、N,N−ジメチルホルミ
アミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロ
リドンである。
また上記第一工程に添加される塩化水素捕捉剤として
は、(a)脂肪族第3級アミン(トリメチルアミン、ト
リエチルアミン、トリブチルアミン等)、(b)環状有
機塩基(ピリジン、キノリン、ピリミジン、2,6−ルチ
ジン等)、(c)アルカリ金属水酸化物、(d)アルカ
リ金属炭酸塩、(e)アルカリ金属酢酸塩、(f)アル
カリ土類金属酸化物、(g)アルカリ土類金属水酸化
物、(h)アルカリ土類金属炭酸塩、(i)アルカリ土
類金属酢酸塩、(j)有機オキシド化合物(エチレンオ
キシド、プロピレンオキシド等)等が挙げられる。但
し、N−メチルピロリドンのような有機酸アミド系溶媒
を反応溶媒として用いる場合には、必ずしも添加する必
要はない。
上記第一工程で得られたポリアミドアミド酸を脱水閉環
して、本発明の芳香族チオエーテルアミドイミド重合体
に変換される(第二工程)。この操作は、液相状態、固
相状態いずれで行なつてもよい。
液相状態での閉環法には、熱閉環法と化学閉環法とがあ
る。熱閉環法は、ポリアミドアミド酸溶液を50〜400℃
(好ましくは120〜250℃)に加熱する方法であり、この
際、水の除去に役立つ共沸溶媒、たとえばベンゼン、ト
ルエン、キシレン、クロルベンゼン等を利用するとより
効果的である。化学閉環法は、(a)脂肪族無水物(無
水酢酸、無水プロピオン酸等)、(b)ハロゲン化合物
(オキシ塩化リン、塩化チオニル等)、(c)化学的脱
水剤(モレキユラーシーブ、シリカゲル、アルミナ、五
酸化リン等)、をポリアミド酸溶液に加え、0〜120℃
(好ましくは10〜60℃)で反応を行なう方法である。
液相状態で閉環を行ない、製造された芳香族チオエーテ
ルアミドイミド重合体は、通常溶液状態のままで存在し
ており、従つて、ポリマーを溶解せず、かつ反応溶剤と
相溶しやすい溶剤で希釈して、重合体を沈殿させ、これ
を濾取することにより単離される。
一方、固相状態での閉環法は、まず、ポリアミドアミド
酸溶液を水、またはメタノールに投入し、重合体を分離
し、これを150〜350℃で熱処理することにより達成され
る。但し、250℃以上の高温で長時間処理しすぎると、
溶融時の流動性や、機械特性のバランスが低下するので
注意を要する。
(重合体) 本発明の芳香族チオエーテルアミドイミド重合体は、ガ
ラス転移温度が150〜300℃で、0.2重量%重合体のN−
メチルピロリドン溶液の30℃における粘度が0.2dl/g以
上のものである。
この重合体を成形加工する際は、公知の種々の充填剤成
分を含むことができる。充填剤成分の代表的な例として
は、(a)繊維状充填剤:ガラス繊維、炭素繊維、ボロ
ン繊維、アラミツド繊維、アルミナ繊維、シリコン・カ
ーバイド繊維等、(b)無機的充填剤:マイカ、タル
ク、クレイ、グラフアイト、カーボンブラツク、シリ
カ、アスベスト、硫化モリブデン、酸化マグネシウム、
酸化カルシウム等を挙げることができる。
次に、本発明を実施例によつて、更に具体的に説明す
る。
実施例1 温度計、リービツヒ冷却管付きの水分離器、固体導入
口、窒素ガス導入口の付いた500ml溶の四口フラスコ内
に4,4′−ビス(4−アミノフエニルチオ)ベンゾフエ
ノン10.7g(0.025モル)とN−メチルピロリドン20mlと
を仕込んだ。次に窒素気流下、激しく攪拌しながら、0
℃で無水トリメリツト酸クロリド5.26g(0.025モル)を
固体のまま加えた。その後、徐々に室温に戻しながら2
時間攪拌を続けた。
次に、N−メチルピロリドン(NMP)20mlとトルエン20m
lを加え、150℃で4時間加熱した。なお、この際生成す
る水はトルエンとの共沸により除去した。室温まで冷却
した後、反応混合物を水中に投入し、ポリマーを沈殿さ
せ、これを濾別、粉砕、水洗し、その後真空炉で乾燥し
(150℃、8時間)、次の物性の芳香族チオエーテルア
ミドイミドポリマーを得た。
収量14.5g(収率99%)。固有粘度0.60dl/g(0.2%ポリ
マー濃度NMP溶液、30℃)。ガラス転移温度240℃。熱分
解開始温度448℃。
赤外線吸収(IR)スペクトル(Nujol法):1780、1720cm
-1(イミド)、1640、1525cm-1(アミド)、1640cm
-1(ケトン)、1080cm-1(チオエーテル)、820、760、
720cm-1(芳香環)。
このポリマーを320℃で圧縮成形したところ、黄色の強
靱な樹脂板(引張強度870kg/cm2、引張弾性率2.6×104k
g/cm2)が得られた。
実施例2 芳香族ジアミンとして、1,4−ビス(4−アミノフエニ
ルチオ)ベンゼン8.1g(0.025モル)を用いる他は、実
施例1と同様の方法で重合を行なつて、次の物性の芳香
族チオエーテルアミドイミドポリマーを得た。
収量11.8g(収率98%)。固有粘度0.20dl/g(0.2%NMP
溶液、30℃)。ガラス転移温度214℃。軟化点349℃。
IRスペクトル(Nujol法、第1図参照):1775、1720cm-1
(イミド)、1650、1520cm-1(アミド)、1080cm-1(チ
オエーテル)、810、760、720cm-1(芳香環)。
このポリマーは360℃で圧縮成形可能であつた。このポ
リマーの構成単位は次のものと確認された。
実施例3 芳香族ジアミンとして、4,4′−ビス(4−アミノフエ
ニルチオ)ジフエニルスルフイド10.8g(0.025モル)を
用いる他は実施例1と同様の方法で重合を行なつて、次
の物性のポリマーを得た。
収量14.6g(収率99%)。固有粘度0.25dl/g(0.2%ポリ
マー濃度NMP溶液、30℃)。ガラス転移温度184℃。軟化
点298℃。
IRスペクトル(Nujol法):1770、1715cm-1(イミド)、
1640、1510cm-1(アミド)、1070cm-1(チオエーテ
ル)、805、760、720cm-1(芳香環)。
このポリマーは310℃で圧縮成形可能であつた。
実施例4 芳香族ジアミンとして、4,4′−ビス(4−アミノフエ
ニルチオ)ジフエニルスルフイド11.6g(0.025モル)を
用いる他は実施例1と同様の方法で重合を行なつて、次
の物性のポリマーを得た。
収量15.3g(収率99%)。固有粘度0.30dl/g(0.2%ポリ
マー濃度NMP溶液、30℃)。ガラス転移温度253℃。
IRスペクトル(Nujol法、第2図参照):1775、1720cm-1
(イミド)、1650、1610cm-1(アミド)、1150cm-1(ス
ルホン)、1070cm-1(チオエーテル)、820、760、720c
m-1(芳香環)。
このポリマーは、300℃で圧縮成形可能であつた。この
ポリマーは、次の構成単位を有するものである。
実施例5 芳香族ジアミンとして、4,4′−ビス(4−アミノフエ
ニルチオ)ビフエニル10.0g(0.025モル)を用いた他は
実施例1と同様の方法で重合を行なつて、次の物性のポ
リマーを得た。
収量13.8g(収率99%)。固有粘度0.42dl/g(0.2%ポリ
マー濃度NMP溶液、30℃)。ガラス転移温度253℃。
IRスペクトル(Nujol法):1775、1720cm-1(イミド)、
1640、1510cm-1(アミド)、1080cm-1(チオエーテ
ル)、805、760、720cm-1(芳香環)。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例2で得られた芳香族チオエーテルアミド
イミドポリマーの赤外線吸収スペクトル図を、第2図は
実施例4で得られた芳香族チオエーテルアミドイミドポ
リマーの赤外線吸収スペクトル図を示す。 なお、吸収ピークの下部平担部は、流動パラフインの吸
収を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 〔式中、Arは、一般式 (ここで、Aは−O−,−CO−、−SO−、−SO2−のい
    ずれかの基である。但し、Yはメチル基またはニトロ基
    を表わす。a、b、c、d、eおよびfは0、1又は2
    である。xは1〜20の数を表わす。)であらわされる2
    価の芳香族残基である〕 で示される構成単位からなる0.2重量%N−メチルピロ
    リドン溶液の30℃における固有粘度が0.2dl/g以上の芳
    香族チオエーテルアミドイミド重合体。
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