JPS6035367B2 - 芳香族ポリエステルアミドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芳香族ポリエステルアミドの製造方法に関する
ものである。

従来芳香族ポリエステルアミドの製造方法には次の２方
法が知られている。

第１の方法は芳香族＊ジカルボン酸またはその誘導体を
芳香族ジヒドロキシ化合物および芳香族ジアミンと反応
させることにより芳香族ポリエステルアミドを製造する
方法である。この方法は重合体生成反応中にそれぞれ反
応性の大きく異なる二つの反応即ち酸ハラィドとアミノ
基との反応及び酸ハラィドとフェノール性ヒドロキシル
基との反応を包含するため再現性よく共重合体を製造す
る条件を見し、出すことは非常に困難である。第２の方
法として芳香族ジカルボン酸またはその誘導体と芳香族
ヒドロキシアミノ化合物とを反応させることにより次の
一般式を有する芳香族ポリエステルアミドを製造する方
法が知られている（特公昭４６−３７７３叫号公報）。

（但し、Ｒ，及びＲ２は水素、Ｃ，ないしＣ３のアルキ
ル基もしくは塩素または臭素原子を表わし、Ｒ３は水素
、Ｃ，ないしＣ４のアルキル基もしくはＣ６なし、しＣ
，２のアリール基を表わし、Ａｙはｐ‐ｌｍ−フェニレ
ン基もしくはジフェニレン、ジフェニルアルキレン、ジ
フエニルエーテルまたはジフエニルサルフアィド基を表
わす、Ｘは一重結合、Ｃ，ないしＣ５のアルキレンまた
はイソアルキレン基、Ｃ５なし、しＣ，２のシクロアル
キレン基もしくは酸素または硫黄原子を表わし、ｎは０
または１であり、ｚは５より大きい整数である）。

特公昭４６−３７７３ｙ号の方法により得られるポリマ
ーは種々の有益な性質を兼備しているが次の欠点がある
。

１ メチレンクロライド、クロルベンゼン、クロロホル
ム等の塩素系溶剤に溶解する。

従って塩素系溶剤に対する耐溶剤性が悪い。２ 軟化温
度が２４０００以下である。

３ 重縮合方法は有機溶媒に芳香族ヒドロキシアミノ化
合物と芳香族ジカルボン酸ジクロラィド成分等を溶解さ
せた溶液と水に酸受容剤を溶解させた溶液とを接触させ
る方法を採用しているので、有機溶媒相へ溶解した水に
より成長中の活性ポリマー末端部分が加水分解され易く
、この為ポリマーの成長が止まり高分子量のポリマーが
再現性よく得られにくい。

この様に、従来公知の製造法（特公昭４６−３７７３計
号公報）はヒドロキシフェニルーアミノフェニループロ
パン類及び芳香族ジカルボン酸ジハラィドの有機溶媒中
の溶液と酸受容剤を含む水溶液とを一気に界面嬢触させ
る方法であるから原料の仕込み時間で重合度が大きく影
響される。

高分子量の重合体を製造するには反応開始の際にはヒド
ロキシフェニルーアミノフェニループロパン類と芳香族
ジカルボン酸ジハラィドとの仕込みモル比を正確に等モ
ルとなるように調整する必要があり、原料の追加仕込み
により修正することができない等重合調節が困難である
。従って大容量の装置を用い工業的に実施するには問題
が多い。他方、従釆から芳香族ポリエステル類および芳
香族ポリアミド類が知られているが、前者は吸湿性が小
さく虚熱特性が優れているが、その反面熱安定性が劣り
成型も困難であるという欠点を有している。後者は耐熱
性が優れているが、吸湿性が大きく、高融点で成型が困
難であることを知られている。しかしながら、アミド結
合とェステル結合を有する芳香族ポリエステルアミドは
芳香族ポリエステルと芳香族ポリアミドの優れた性質を
兼備した重合体であるとしてその改良開発が期待されて
いる。

本発明の目的は芳香族ポリエステルと芳香族ポリアミド
の特性を兼備した、加工性の容易なる高分子量の芳香族
ポリエステルアミドを工業的に有利に且つ再現性よく製
造する方法を提供することにある。

本発明に従って、一般式１ （式中、Ｒ，は水素原子又は炭素数１〜３個のアルキル
基であり、Ｒ２及びＲ３は水素原子、炭素数１〜３個の
アルキル基、塩素又は臭素原子であり、Ｒ４は水素原子
又は炭素数１〜３個のアルキル基である）で表わされる
ヒドロキシフェニルーアミノフェニループロパンと一般
式ｎ（式中、Ａｙはｍ−又はｐーフェニレン、ナフタリ
ンジフエニレソ、ジフエニルアルキレン、ジフェニルェ
ーテル、ジフェニルサルフアィド基であり、Ｘは塩素又
は臭素原子である）で表わされる芳香族ジカルボン酸ジ
ハラィドとを不活性有機溶剤の存在下で反応させて一般
式ｍ及びＷ（式中、Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ａｙ及び
Ｘは前記のとおり）で表わされる化合物を生成させ、つ
いで談有機溶剤相を酸受容剤を含有する水相と接触させ
軍縮合反応を完結せしめることを特徴とする芳香族ポリ
ェステルアミド系重合体の製造方法が提供される。

本発明によって得られる芳香族ポリエステルアミドは次
の一般式で示される線状ポリマーである。

（式中、Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ａｙは前述のとおり
でありｍおよびｎは１以上の整数であり、２ｈ十ｎＺ１
５である）。

本発明における式１のヒドロキシフェニルーアミノフー
ニループロパン類は既知の物質で、例えば次のものが挙
げられる：２，２−ビス〔４−ヒドロキシー４′−アミ
ノジフエニル〕ープロパン２，２ービス〔４ーヒドロキ
シー４′−メチルアミノジフエニル〕ープロパン２，２
ービス〔４ーヒドロキシー４′−エチルアミノジフエニ
ル〕−プロパン２，２ービス〔４−ヒドロキシ−４′ー
プロピルアミノジフエニル〕−プロパン２，２−ビス〔
４−ヒドロキシー２′，５′−ジメチル−４−アミノジ
フエニル〕−プロパン２，２ービス〔４−ヒドロキシー
２′−クロルー４′ーアミノジフエニル〕ープロパン２
，２ービス〔４ーヒドロキシー３′ーメチルー４−アミ
ノジフエニル〕−プロパンまた式ロで示される芳香族ジ
カルボン酸ジハラィドは、具体的にはテレフタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタリンジカルポン酸、ジフェニレンジ
カルボン酸、ジフェニルェーテルージカルボン酸、ジフ
ェニルスルフィドジカルボン酸等のジクロラィド或いは
ジブロマィド等をあげることができ、これらは単独また
は混合して用いられる。

本発明に使用する有機溶剤は、実質的にこれらのヒドロ
キシフエニルーアミノフエニルプロ／ぐン類或いは芳香
族ジカルボン酸ジハラィドと反応せず、且つ生成される
重合体を溶解するが良溶媒ではないものが好ましい。

また、この有機溶剤は反応性の不純物を出釆る限り（１
％以下）除去することが望ましい。

使用できる不活性有機溶剤の例はヱーテル、ケトン、ニ
トロ化合物等の有機極性溶剤である。また、有機溶剤は
単独である必要はなく、混合系を使用することもできる
し希釈剤を併用することも可能である。具体的な溶剤の
例はテトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル
、シクロヘキサノン、アセトフェノン、イソフオロン等
のケトン類、ニトロベンゼン等の芳香族ニトロ化合物で
ある。希釈剤としてはベンゼン、クロルベンゼン、トル
ェン、キシレン、塩化メチレン、クロロホルム等が適当
である。本発明におけるヒドロキシフェニル−アミノフ
ェニループロパン類と芳香族ジカルボン酸ジハラィドと
の不活性溶剤中における反応は次の方法で実施される。

ヒドロキシフエニルーアミノフエニループロ／ｆン類と
芳香族ジカルボン酸ジハラィドの添加は任意に実施され
る。

即ち、ヒドロキシフェニルーアミノフェニル−プロパン
類の溶剤溶液に芳香族ジカルボン酸ジハラィドの固体ま
たは溶剤溶液を添加する方法、或いは芳香族ジカルボン
酸ジハラィドの溶剤溶液にヒドロキシフェニルーアミノ
フェニループロパン類の固体または溶剤溶液を添加する
こともできる。反応は急速に進行し通常１び分以内に完
了する。反応温度は５ｏ 〜８０ｏｏ、好ましくは２０
０ 〜４０ｏｏの範囲である。ヒドロキシフエニルーア
ミノフエニループロ／ぐン類と芳香族ジカルボン酸ジハ
ラィドとの使用割合は好ましくはほぼ等モル量が用いら
れるが、末端基制御や重合度制御のために等モル点から
ずらせることもできる。

反応に際して一方の試剤が化学量論的に過不足が生じた
場合、追加仕込みによって補正することが可能である。
反応時間は５〜２０分間、好ましくは８〜１０分間であ
る。ヒドロキシフエニルーアミノフエニループロパン類
と芳香族ジカルボン酸ジクロライドとを等モル比付近で
反応させた場合における反応生成物の割合（液体クロマ
トグラフィにおける面積比）の一例を示すと次のようで
ある：化合物（式ｍ）：化合物（式Ｗ）：未反応芳香族
ジカルボン酸ジクロラィド＝３２．８％：６３．６％：
３．５％即ち、化合物（式ｍ）：化合物（式Ｗ）三１：
２の割合で生成した段階で反応は停止している。本発明
の方法の次の工程はヒドロキシフェニルーアミノフェニ
ループロパン類と芳香族ジカルボン酸ジハラィドとの反
応混合物を溶解した有機溶剤相と酸受溶剤を含む水相と
を接触させ重縮合反応を完結させることである。

この場合において有機溶剤相に酸受容剤含有水溶液を添
加することもできるし、逆に該水溶液中に有機溶剤相を
添加することもできるが、通常は後者の方が適当である
。酸受容剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウ
ム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸
カリウム等のアルカリ金属炭酸塩又は重炭酸塩が使用さ
れる。

さらに酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、フタール酸ジナ
トリウム、フタール酸ジカリウム；アルカリ士類金属の
水酸化物、炭酸塩などを使用してもよい。酸受容剤の使
用量は重縮合反応によって発生するハロゲン化水素の全
量を中和するに足りる量である。本発明の芳香族ポリエ
ステルアミドの製造方法において、重要なことは酸受容
剤を含む水相と式１及び式０の反応混合物を溶解させた
有機溶剤相との親和性である。即ち、有機溶剤相と水相
との親和性が大きい場合には有機溶剤相への水の溶解度
が大きくなり成長しつつあるポリマーの活性末端部分で
あるカルボニルハラィド基が加水分解を受けるために高
分子量重合体を得ることが困難となる。又、この条件下
で得られるポリマーはカルボキシル基の含有率が高くな
り熱安定性が悪くなる傾向がある。他方、親和性が小さ
い場合には式ｍの芳香族フタルアミド誘導体と式Ｗの芳
香族ペンゾィルハラィドとの重縮合反応が充分な速度で
進行しないため、高重合体を得ることができない。従っ
て有機溶剤相と水相との親和性を適当に保ち有機溶剤相
への水の溶解を抑制するために酸受容剤を含む水相に無
機電解質の中性塩が添加される。無機塩電解質としては
次の条件を満足するものが用いられる。

川 水への溶解度が大きい、 ‘ｉｉ｝ 酸受容剤、ヒドロキシフェニルーアミノフェ
ニルプロパン類および芳香族ジカルボン酸ジハラィドと
反応しない、｛ｉ■ 式ｍの芳香族フタルアミドおよび
式Ｗの芳香族ペンゾイルハラィドと反応しない、肋 有
機溶剤と反応しない、 ｔｖ｝ 芳香族ポリエステルアミドと反応しない。

本発明に使用できる具体的な無機塩電解質は、例えば塩
化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カル
シウム、塩化アンモニウム、硝酸カリウム、硫酸アンモ
ニウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等が挙げられる
。無機電解質の使用量は反応条件により異なるが、通常
水相におけるその濃度が１５〜２５重量％となる範囲が
好ましい。また本発明において芳香族ポリエステルアミ
ドの高重合体を得るためには有機溶剤相と水相との接触
は高速燈梓下で可及的速やかに行うことが肝要である。
両相の接触が悪いと重合度の高いポリマーが得られない
。重縮合反応時間は反応温度、使用した有機溶剤の種類
、酸受容剤の種類等の反応条件によっても異なるが、一
般に２〜４時間の範囲である。

反応温度は一般に−１ｏｏ 〜４０００、好ましくは５
ｏ 〜２０ｏｏの範囲である。有機溶剤の使用量は重縮
合反応で生成する芳香族ポリエステルアミドの有機溶剤
中における濃度が５〜２５％（重量）、好ましくは１０
〜２０％になるように調整される。

５％未満では生産効率が低下して経済的にメリットがな
く、他方２５％をこえると高分子量のポリマーが得られ
ない。

有機溶剤と水との割合は有機溶剤１００重量部に対して
水２５〜１００重量部の範囲であり、好ましくは３０〜
８の重量部である。

有機相からポリマーの分離、精製にはたとえば有機相と
水相を分液後、有機相を水あるいはメタノール、アセト
ン、ベンゼン、トルェン等のポリマーを殆ど溶解しない
媒体中に投入し、ポリマーを析出させ、次いでポリマー
を分離、乾燥させる方法が適用できる。

本発明の方法によれば、Ｎ−メチルピロリドン１００の
‘中に０．５夕のポリマーを溶解した溶液の還元粘度り
ｒｅｄ（３０ｑｏ）で表わし０．槌〆上の高分子量重合
体が得られる。

上述の如く、本発明の方法で得られる芳香族ポリエステ
ルアミドは従来のポリエステルアミド１こ比較してポリ
マーの分子量が大であり、種々の特性が向上する。

たとえば、引張強度、曲げ強度、衝撃強度などの機械的
性質に優れている。また、クロロホルム、塩化メチレン
、クロルベンゼン、メチレンクロラィドのハロゲン化炭
化水素系の有機溶剤には不溶である。他方、シクロヘキ
サノン、アセトフエノン、イソホロン、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド、Ｎーメチルピロリドン、テトラヒドロ
フラン、ジオキサソ、ピリジン、ニトロベンゼン等の溶
媒には可溶である。本発明の芳香族ポリエステルアミド
の耐熱性は使用する原料の種類により変化するが、一般
に軟化温度は、２７０〜３２０ご○であり、熱分解温度
は４００００以上である。このため、キャスティングな
どの方法でフィルム＊成形することもでき、溶液または
溶融物として射出成形、押出成形、その他の各種の成形
方法で耐熱性のフィルム、繊維、一般成形品に成形する
ことができる。有用な性質を応用して広い適用範囲でた
とえば絶縁材、積層構造物、ワニス、その他工業用資材
として用いることができる。本発明の方法により得られ
る重合体は、実際の使用にあたっては、充填剤、補強剤
等の添加剤を加えてもよいし、また、他の重合体とブレ
ンドして用いてもよい。

次に、実施例をあげて本発明を詳述する。

実施例は具体的に説明するためのものであってそれに限
定されるものではない。実施例 １ 麓洋器、温度計及びコンデンサーを備えた三ッロフラス
コ（２００汎‘）に水酸化ナトリウム１．３０夕及び塩
化ナトリウム２１．６夕を８１．０の‘の水に加え、冷
却して５ｏ〜１ｏｏ０に保った。

他方、２，２−ビス〔４ーヒドロキシ−４′−アミノー
ジフェニル）−プロパン７．４１夕及びイソフタル酸ジ
クロラィド６．６２夕をシクロヘキサノン９０．０のこ
溶解させ、５ｏ 〜１０つ０で１０分間反応させた。

この結果、Ｎ，Ｎ′−ビス〔４−〔２−（４−ヒドロキ
シフエニル）一２ープロピル〕フエニル〕イソフタルア
ミド及びｍ−〔Ｎ一〔４−〔２−（４−ヒドロキシフエ
ニル）一２−プロピル〕フエニル〕アミド〕ペン※ゾイ
ルクロライドが生成していることを核磁気共鳴スペクト
ル、赤外吸収スペクトル、液体クロマトグラフィにより
確認した。

次に高速燈杵下の水酸化ナトリウム−塩化ナトＩＪゥム
−水溶液に、上記のシクロヘキサノン溶液を一度に加え
、その後反応温度を５ｏ 〜１０００に保ちながら激し
く縄拝し約４時間反応させた。

反応終了後静遣して有機相と水相に分液し有機相を５０
０机‘の水で５回水洗して無機塩を除いた。該有機相を
約１その温水中に投入してポリマーを析出分離した。１
５０００で５時間真空乾燥したところ、ポリマー１０．
８夕（収率９２％）が得られた。

還元粘度：０．８０ポリマーの熱分解温度：４１５ｏｏ
重量平均分子量：１５０００ 実施例 ２ 蝿群器、温度計及びコンデンサーを備えた三ッロフラス
コ（２００の‘）に水酸化ナトリウム１．３１夕と塩化
リチウム２２．０夕を８０．０の‘の水に加えて冷却し
て５０〜１０ｑ０に保った。

他方、２，２−ビス〔４ーヒドロキシ−４′−アミノー
ジフエニル）ープロパン７．４０９及びテレフタル酸ジ
クロリド６．６１９をテトラヒドロフラン９０．０のこ
溶解させ５ｏ 〜１ｏｏ０で１０分間反応させた。

この結果 Ｎ，Ｎ′ーピス〔４−〔２一（４−ヒドロキシフエニル
）−２−プロピル〕フエニル〕テレフタルアミド及びｐ
一〔Ｎ−〔４−〔２一（４ーヒドロキシフエニル）−２
ープロピル〕フエニル〕アミド〕ペン※※ゾイルクロラ
イドが生成していることを核磁気共鳴スペクトル、赤外
吸収スペクトル、液体クロマトグラフィにより確認した
。

次に高速燈投下の水酸化ナトリウム−塩化ナトリウム−
水溶液に上記テトラヒドロフラン溶液を一度に加え、そ
の後反応温度を５ｏ 〜１０００に保ちながら激しく蝿
拝し約４時間反応させた。

実施例１と同様に後処理してポリマー１０．０夕（収率
９１％）が得られた。還元粘度：１．１０ ポリマーの熱分解温度：４２５ｏ０ 重量平均分子量：１７０００

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 I ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１は水素原子又は炭素数１〜３個のアル
   キル基であり、Ｒ＿２及びＲ＿３は水素原子、炭素数１
   〜３個のアルキル基、塩素又は臭素原子であり、Ｒ＿４
   は水素原子又は炭素数１〜３個のアルキル基である）で
   表わされるヒドロキシフエニル−アミノフエニル−プロ
   パンと一般式II▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ａγはｍ−又はｐ−フエニレン、ナフタリン
   、ジフエニレン、ジフエニルアルキレン、ジフエニルエ
   ーテル、ジフエニルサルフアイド基であり、Ｘは塩素又
   は臭素原子である）で表わされる芳香族ジカルボン酸ジ
   ハライドとを不活性有機溶剤の存在下で反応させて一般
   式III及びIV▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１，Ｒ＿２，Ｒ＿３，Ｒ＿４，Ａγ及びＸ
   は前記のとおり）で表わされる化合物を生成させ、つい
   で該有機溶剤相を酸受容剤を含有する水相と接触させ重
   縮合反応を完結せしめることを特徴とする芳香族ポリエ
   ステルアミド系重合体の製造方法。 ２ 酸受容剤がアルカリ金属およびアルカリ土類金属の
   水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、酢酸塩又はフタル酸塩の
   １種または２種以上の混合物である第１項記載の製造方
   法。 ３ 上記水相が無機電解質の中性塩を含む第１項記載の
   製造方法。