JP2606913B2 - Method for producing polyimide having good thermal stability - Google Patents

Method for producing polyimide having good thermal stability

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JP2606913B2
JP2606913B2 JP63334655A JP33465588A JP2606913B2 JP 2606913 B2 JP2606913 B2 JP 2606913B2 JP 63334655 A JP63334655 A JP 63334655A JP 33465588 A JP33465588 A JP 33465588A JP 2606913 B2 JP2606913 B2 JP 2606913B2
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正博 太田
英明 及川
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三井東圧化学株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は溶融成形用ポリイミド樹脂に関する。更に詳
しくは、熱安定性の良好な、成形加工性に優れたポリイ
ミド製造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyimide resin for melt molding. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyimide having good heat stability and excellent moldability.

[従来の技術] 従来からテトラカルボン酸二無水物とジアミンの反応
によって得られるポリイミドはその高耐熱性に加え、力
学的強度、寸法安定性が優れ、難燃性、電気絶縁性など
を併せ持つために、電気電子機器、宇宙航空用機器、輸
送機器などの分野で使用されており、今後共耐熱性が要
求される分野に広く用いられることが期待されている。
[Prior art] Conventionally, a polyimide obtained by a reaction between a tetracarboxylic dianhydride and a diamine has excellent mechanical strength and dimensional stability, in addition to its high heat resistance, and has both flame retardancy and electrical insulation properties. In addition, they are used in fields such as electric and electronic equipment, aerospace equipment, and transport equipment, and are expected to be widely used in fields where co-heat resistance is required in the future.

従来優れた特性を示すポリイミドが種々開発されてい
る。
Conventionally, various polyimides exhibiting excellent characteristics have been developed.

しかしながら耐熱性に優れていても、明瞭なガラス転
移温度を有しないために、成形材料として用いる場合に
焼結成形などの手法を用いて加工しなければならないと
か、また加工性は優れているが、ガラス転移温度が低
く、しかもハロゲン化炭化水素に可溶で、耐熱性、耐溶
剤性の面からは満足がゆかないとか、性能に一長一短が
あった。
However, even if it has excellent heat resistance, it does not have a clear glass transition temperature, so if it is used as a molding material, it must be processed using a method such as sintering, and it has excellent workability. It has a low glass transition temperature, is soluble in halogenated hydrocarbons, is not satisfactory in terms of heat resistance and solvent resistance, and has advantages and disadvantages in performance.

一方、本発明者はさきに機械的性質、熱的性質、電気
的性質、耐溶剤性などに優れ、かつ耐熱性を有するポリ
イミドとして下記式(IV) (式中、Rは炭素数2以上の脂肪族基、環式脂肪族基、
単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳香族基が直接
または架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香
族基から成る群より選ばれた4価の基を表す。) で表される繰り返し単位を有するポリイミドを見出した
(特開昭63−243132)。上記のポリイミドは、多くの良
好な物性を有する新規な耐熱性樹脂である。
On the other hand, the present inventor has previously described the following formula (IV) as a polyimide having excellent mechanical properties, thermal properties, electrical properties, solvent resistance, etc. and having heat resistance. (Wherein, R represents an aliphatic group having 2 or more carbon atoms, a cycloaliphatic group,
Represents a tetravalent group selected from the group consisting of a monocyclic aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, and a non-condensed polycyclic aromatic group in which the aromatic groups are connected to each other directly or by a bridge member. . A polyimide having a repeating unit represented by the following formula was found (JP-A-63-243132). The above-mentioned polyimide is a novel heat-resistant resin having many good physical properties.

しかしながら、上記ポリイミドは優れた流動性を示
し、加工性の良好なポリイミドではあるけれども、長時
間高温に保たれると、(例えば、射出成形時、シリンダ
ー内に高温で長時間滞留させるなどすると)徐々に溶融
樹脂の流動性が低下し、結果として成形加工性が低下す
る。
However, although the above-mentioned polyimide shows excellent fluidity and is a polyimide having good processability, if it is kept at a high temperature for a long time (for example, during injection molding, if it stays in a cylinder for a long time at a high temperature), The fluidity of the molten resin gradually decreases, and as a result, the moldability decreases.

[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、ポリイミドが本来有する優れた特性
に加え、さらに熱安定性が良好で、長時間高温に保って
も成形加工性が低下しない優れたポリイミドを製造する
方法を提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to provide an excellent polyimide which, in addition to the excellent properties inherent to polyimide, has good thermal stability and does not deteriorate in moldability even when kept at a high temperature for a long time. It is to provide a manufacturing method.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは前記問題点を解決するために鋭意研究を
行って、本発明を完成した。すなわち、本発明は、 (イ)下記式(I) で表わされる芳香族ジアミンと、 (ロ)下記式(II) (式中、Rは後記する4価の基を表す。) で表わされるテトラカルボン酸二無水物と、 (ハ)下記式(III) Z−NH2 (III) (式中、Zは後記する1価の基を表す。) で表わされる芳香族モノアミンを、 (ニ)芳香族ジアミンの量はテトラカルボン酸二無水物
1モル当り、0.9ないし1.0モル比であり、かつ芳香族モ
ノアミンの量はテトラカルボン酸二無水物1モル当り0.
001ないし1.0モル比で反応させることを特徴とする、式
(IV) (式中、Rは式(II)において定義したとおりであ
る。) で表わされる繰り返し単位からなり、そのポリマーの末
端が式(IV−a)の基である熱安定性の良好なポリイミ
ドの製造方法である。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have conducted intensive research to solve the above problems, and have completed the present invention. That is, the present invention provides: And (b) an aromatic diamine represented by the following formula (II): (Wherein, R represents a tetravalent group described below) and (c) the following formula (III) Z-NH 2 (III) (wherein Z is described later) (D) the amount of aromatic diamine is 0.9 to 1.0 mole ratio per mole of tetracarboxylic dianhydride, and the amount of aromatic monoamine is 0.1 mole per mole of tetracarboxylic dianhydride
Reacting at a molar ratio of 001 to 1.0, characterized by the formula (IV) (Wherein R is as defined in formula (II).) Production of a polyimide having good thermal stability, comprising a repeating unit represented by the formula: wherein the terminal of the polymer is a group of formula (IV-a) Is the way.

(式中、RおよびZは前記において定義したとおりであ
る。) 本発明の方法で用いられる式(I)で表される芳香族
ジアミンとしては、ビス{4[3−(4−アミノフェノ
キシ)ベンゾイル]フェニル}エーテルが用いられる。
(In the formula, R and Z are as defined above.) As the aromatic diamine represented by the formula (I) used in the method of the present invention, bis {4 [3- (4-aminophenoxy) [Benzoyl] phenyl} ether is used.

なお、本発明の方法によって得られるポリイミドの良
好な物性を損なわない範囲で、上記芳香族ジアミンの1
部を他のジアミンで代替して用いることは何ら差し支え
ない。
In addition, as long as the good physical properties of the polyimide obtained by the method of the present invention are not impaired, 1
There is no problem in using a part in place of another diamine.

一部代替して用いることのできるジアミンとしては、
例えばm−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミ
ン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミ
ン、p−アミノベンジルアミン、ビス(3−アミノフェ
ニル)エーテル、(3−アミノフェニル)(4−アミノ
フェニル)エーテル、ビス(4−アミノフェニル)エー
テル、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−
アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルフィド、
ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(3−ア
ミノフェニル)スルホキシド、(3−アミノフェニル)
(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(4−アミ
ノフェニル)スルホキシド、ビス(3−アミノフェニ
ル)スルホン、(3−アミノフェニル)(4−アミノフ
ェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)スルホ
ン、3,3′−ジアミノベンゾフェノン、3,4′−ジアミノ
ベンゾフェノン、4,4′−ジアミノベンゾフェノン、ビ
ス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、
1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]
エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]エタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−
ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェ
ノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベ
ンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、4,4′−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニ
ル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケ
トン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]
スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]スルホキシド、ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェ
ノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(3−ア
ミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−
(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、2,2−ビ
ス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパ
ン、2−[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−
2−[4−(3−アミノフェノキシ)−3−メチルフェ
ニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノ
キシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2−[4−
(3−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(3
−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロ
パン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−3,5
−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3
−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−[ビス
−4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4′−ビス(3−アミ
ノフェノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(3−アミノ
フェノキシ)−3−メチルビフェニル、4,4′−ビス
(3−アミノフェノキシ)−3,3′−ジメチルビフェニ
ル、4,4′−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,5−ジメ
チルビフェニル、4,4′−ビス(3−アミノフェノキ
シ)−3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′−
ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3−ジクロロビフェ
ニル、4,4′−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,5′−
ジクロロビフェニル、4,4′−ビス(3−アミノフェノ
キシ)−3,3′,5,5′−テトラクロロビフェニル、4,4′
−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3′−ジブロモビ
フェニル、4,4′−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,5
−ジブロモビフェニル、4,4′−ビス(3−アミノフェ
ノキシ)−3,3′,5,5′−テトラブロモビフェニル、ビ
ス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、
ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフ
ィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−3−メト
キシフェニル]スルフィド、[4−(3−アミノフェノ
キシ)フェニル][4−(3−アミノフェノキシ)−3,
5−ジメトキシフェニル]スルフィド、ビス[4−(3
−アミノフェノキシ)−3,5−ジメトキシフェニル]ス
ルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルホンなどが挙げられ、これらは単独あるいは2
種以上混合して用いられる。
As a diamine that can be used as a partial substitute,
For example, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, bis (3-aminophenyl) ether, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) ether , Bis (4-aminophenyl) ether, bis (3-aminophenyl) sulfide, (3-
Aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfide,
Bis (4-aminophenyl) sulfide, bis (3-aminophenyl) sulfoxide, (3-aminophenyl)
(4-aminophenyl) sulfoxide, bis (4-aminophenyl) sulfoxide, bis (3-aminophenyl) sulfone, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfone, bis (4-aminophenyl) sulfone, 3 , 3'-Diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane,
1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl]
Ethane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-amino Phenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4-
(4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-
Hexafluoropropane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4 -Aminophenoxy) benzene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl]
Sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4-
(3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2- [4- (3-aminophenoxy) phenyl]-
2- [4- (3-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2- [4-
(3-aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (3
-Aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) -3,5
-Dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (3
-Aminophenoxy) phenyl] butane, 2,2- [bis-4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,
3,3-hexafluoropropane, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) -3-methylbiphenyl, 4,4'-bis (3-amino Phenoxy) -3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) -3,5-dimethylbiphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) -3,3 ', 5 , 5'-tetramethylbiphenyl, 4,4'-
Bis (3-aminophenoxy) -3,3-dichlorobiphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) -3,5'-
Dichlorobiphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) -3,3 ', 5,5'-tetrachlorobiphenyl, 4,4'
-Bis (3-aminophenoxy) -3,3'-dibromobiphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) -3,5
-Dibromobiphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) -3,3 ', 5,5'-tetrabromobiphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone,
Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) -3-methoxyphenyl] sulfide, [4- (3-aminophenoxy) phenyl] [4- (3-amino Phenoxy) -3,
5-dimethoxyphenyl] sulfide, bis [4- (3
-Aminophenoxy) -3,5-dimethoxyphenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone and the like, alone or in combination with 2
Used as a mixture of more than one species.

また、本発明の方法で用いられる式(II)で表される
テトラカルボン酸二無水物のRは、次の から成る群から選ばれたものである。これらテトラカル
ボン酸二無水物は単独あるいは2種以上混合して用いら
れる。
Further, R of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (II) used in the method of the present invention is as follows: Selected from the group consisting of: These tetracarboxylic dianhydrides are used alone or in combination of two or more.

また、本発明の方法で用いられる式(III)で表され
る芳香族モノアミンのZとしては、次の が挙げられる。
Further, Z of the aromatic monoamine represented by the formula (III) used in the method of the present invention is as follows: Is mentioned.

本発明の方法において使用されるテトラカルボン酸二
無水物、芳香族ジアミンおよび芳香族モノアミンの使用
モル比は、テトラカルボン酸二無水物1モル当り、芳香
族ジアミンは0.9乃至1.0モル、芳香族モノアミンは0.00
1ないし1.0モルの割合である。
The molar ratio of tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine and aromatic monoamine used in the method of the present invention is 0.9 to 1.0 mol of aromatic diamine and 1 mol of aromatic monoamine per mol of tetracarboxylic dianhydride. Is 0.00
It is a ratio of 1 to 1.0 mol.

ポリイミドの製造に当たって、生成ポリイミドの分子
量を調節するために、テトラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンの量比を調節することは通常行われている。
本発明の方法に於いては、溶融流動性の良好なポリイミ
ドを得るためにはテトラカルボン酸二無水物に対する芳
香族ジアミンのモル比は0.9ないし1.0を使用する。
In the production of polyimide, it is customary to adjust the ratio of tetracarboxylic dianhydride to aromatic diamine in order to adjust the molecular weight of the resulting polyimide.
In the method of the present invention, in order to obtain a polyimide having good melt flowability, the molar ratio of the aromatic diamine to the tetracarboxylic dianhydride is from 0.9 to 1.0.

また共存させる芳香族モノアミンはテトラカルボン酸
二無水物1モルに対して0.001ないし1.0モルの量が使用
される。もし0.001モル以下であれば、本発明の目的と
する高温時の熱安定性が得られない。また1.0モル以上
では機械的特性が低下する。好ましい使用量は0.01ない
し0.5モルの割合である。
The coexisting aromatic monoamine is used in an amount of 0.001 to 1.0 mol per 1 mol of tetracarboxylic dianhydride. If the amount is less than 0.001 mol, the thermal stability at a high temperature intended for the present invention cannot be obtained. If the amount is more than 1.0 mol, the mechanical properties deteriorate. The preferred amount is 0.01 to 0.5 mol.

本発明の方法では、これ迄公知のポリイミドの製造方
法がすべて利用できるが、有機溶媒中で反応を行うのは
特に好ましい方法である。
In the method of the present invention, all known methods for producing polyimide can be used, but it is particularly preferable to carry out the reaction in an organic solvent.

この方法に用いる有機溶媒としては、例えば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
−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセ
トアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタ
ム、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチ
ル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エ
タン、ビス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}エ
ーテル、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−
ジオキサン、ピリジン、ピコリン、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルスルホン、テトラメチル尿素、ヘキサメチ
ルホスホルアミド、フェノール、m−クレゾール、p−
クレゾール、p−クロロフェノール、アニソールなどが
挙げられる。また、これらの有機溶媒は単独でも或いは
2種以上混合して用いても差し支えない。
Examples of the organic solvent used in this method include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N
-Diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylcaprolactam, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl ) Ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, bis {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} ether, tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-
Dioxane, pyridine, picoline, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, tetramethyl urea, hexamethyl phosphoramide, phenol, m-cresol, p-
Cresol, p-chlorophenol, anisole and the like can be mentioned. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の方法で有機溶媒にテトラカルボン酸二無水
物、芳香族ジアミン、芳香族モノアミンを添加、反応さ
せる方法としては、 (イ)テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを反
応させた後に、芳香族モノアミンを添加して反応を続け
る方法、 (ロ)テトラカルボン酸二無水物に芳香族モノアミンを
加えて反応させた後、芳香族ジアミンを添加し、さらに
反応を続ける方法、 (ハ)テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジアミン、芳
香族モノアミンを同時に添加、反応させる方法など、 いずれの添加、方法をとっても差し支えない。
The method of adding tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine, aromatic monoamine to the organic solvent in the method of the present invention and reacting the same includes (a) reacting tetracarboxylic dianhydride with aromatic diamine, (B) a method in which an aromatic monoamine is added and the reaction is continued, (b) a method in which an aromatic monoamine is added to a tetracarboxylic dianhydride to cause a reaction, and then an aromatic diamine is added and the reaction is further continued; Any addition method may be employed, such as a method of simultaneously adding and reacting a carboxylic dianhydride, an aromatic diamine, and an aromatic monoamine.

反応は0℃ないし250℃の温度範囲で行われる。通常
は60℃以下の温度で行われる。
The reaction is carried out in a temperature range from 0 ° C to 250 ° C. Usually, it is performed at a temperature of 60 ° C. or less.

反応圧力は特に限定されず、常圧で十分実施できる。 The reaction pressure is not particularly limited, and the reaction can be sufficiently performed at normal pressure.

反応温度は、使用するテトラカルボン酸二無水物、芳
香族ジアミン、芳香族モノアミン、溶剤の種類および反
応温度により異なるが、通常4〜24時間で十分である。
The reaction temperature varies depending on the type of tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine, aromatic monoamine, solvent used and the reaction temperature, but usually 4 to 24 hours is sufficient.

このような反応により、下記式(V)の繰り返し単位
よりなるポリアミド酸が生成される。
By such a reaction, a polyamic acid comprising a repeating unit represented by the following formula (V) is produced.

(式中、Rは前記に同じ) このポリアミド酸を100〜400℃に加熱脱水するか、ま
たは通常用いられるイミド化剤、例えばトリエチルアミ
ンと無水酢酸などを用いて化学イミド化することにより
下記式(IV)の繰り返し単位よりなる対応するポリイミ
ドが得られる。
(Wherein R is the same as described above). The polyamic acid is dehydrated by heating to 100 to 400 ° C. or chemically imidized using a commonly used imidizing agent, for example, triethylamine and acetic anhydride. A corresponding polyimide comprising the repeating unit of IV) is obtained.

(式中、Rは前記に同じ。) 一般的には低い温度でポリアミド酸を生成させた後、
さらにこれを熱的または化学的にイミド化することが行
われる。しかし60℃ないし250℃の温度で、このポリア
ミド酸の生成と熱イミド化反応を同時に行ってポリイミ
ドを得ることもできる。すなわち、芳香族ジアミン、テ
トラカルボン酸二無水物、芳香族モノアミンを有機溶媒
中に懸濁または溶解させた後加熱下に反応を行い、ポリ
アミド酸の生成と脱水イミド化とを同時に行わせて上記
式(IV)の繰り返し単位よりなるポリイミドを得ること
もできる。
(Wherein R is the same as above.) In general, after forming polyamic acid at a low temperature,
Further, it is thermally or chemically imidized. However, at a temperature of 60 ° C. to 250 ° C., polyimide can be obtained by simultaneously performing the polyamic acid generation and the thermal imidization reaction. That is, after the aromatic diamine, tetracarboxylic dianhydride, aromatic monoamine is suspended or dissolved in an organic solvent, the reaction is carried out under heating, and the polyamic acid generation and the dehydration imidization are simultaneously performed to form the above. A polyimide comprising the repeating unit of the formula (IV) can also be obtained.

また、有機溶媒を用いずに、テトラカルボン酸二無水
物、芳香族ジアミン、芳香族モノアミンの三者を混合
し、脱水剤の存在下または非存在下において処理するこ
とにより、ポリイミドを得る方法等も用いられる。
In addition, without using an organic solvent, a method of obtaining a polyimide by mixing a tricarboxylic acid dianhydride, an aromatic diamine, and an aromatic monoamine, and treating the mixture in the presence or absence of a dehydrating agent, or the like. Is also used.

本発明のポリイミドを溶融成形に供する場合、本発明
の目的を損なわない範囲で他の熱可塑性樹脂、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポ
リアリレート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスル
フィド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、変性
ポリフェニレンオキシドなどを目的に応じて適当量を配
合することも可能である。またさらに通常の樹脂組成物
に使用する次のような充填剤などを、発明の目的を損な
わない程度で用いてもよい。すなわち、グラファイト、
カーボランダム、ケイ石粉、二硫化モリブデン、フッ素
樹脂などの耐摩耗性向上剤、ガラス繊維、カーボン繊
維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、カーボンウイスカ
ー、アスベスト、金属繊維、セラミック繊維などの補強
材、三酸化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシ
ウムなどの難燃性向上剤、クレー、マイカーなどの電気
的特性向上剤、アスベスト、シリカ、グラファイトなど
の耐トラッキグ向上剤、硫酸バリウム、シリカ、メタケ
イ酸カルシウムなどの耐酸性向上剤、鉄粉、亜鉛粉、ア
ルミニウム粉、銅粉などの熱電導度向上剤、その他ガラ
スビーズ、ガラス球、タルク、ケイ藻土、アルミナ、シ
ラスバルン、水和アルミナ、金属酸化物、着色料などで
ある。
When subjecting the polyimide of the present invention to melt molding, other thermoplastic resins within a range that does not impair the purpose of the present invention, for example,
An appropriate amount of polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyarylate, polyamide, polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, polyphenylenesulfide, polyamideimide, polyetherimide, modified polyphenylene oxide, etc. can be blended in an appropriate amount depending on the purpose. . Further, the following fillers and the like used in ordinary resin compositions may be used to the extent that the object of the invention is not impaired. That is, graphite,
Abrasion resistance improvers such as carborundum, silica stone powder, molybdenum disulfide, and fluororesin; reinforcing materials such as glass fiber, carbon fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, carbon whisker, asbestos, metal fiber, and ceramic fiber; and trioxide Flame retardant improvers such as antimony, magnesium carbonate, calcium carbonate, etc .; electric property improvers such as clay and mica; trackability improvers such as asbestos, silica, graphite, etc .; acid resistance such as barium sulfate, silica, calcium metasilicate, etc. Improving agent, thermal conductivity improving agent such as iron powder, zinc powder, aluminum powder, copper powder, etc., other glass beads, glass spheres, talc, diatomaceous earth, alumina, silasbarn, hydrated alumina, metal oxide, coloring agent, etc. It is.

[実施例] 以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説
明する。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例1 かきまぜ機、還流冷却器および窒素導入管を備えた反
応器に無水ピロメリット酸218g(1.0モル)およびN,N−
ジメチルアセトアミド4420gを装入し、次いでビス{4
−[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]フェニ
ル}エーテル562g(0.95モル)を室温で窒素雰囲気下
に、溶液温度の上昇に注意しながら分割して加え、室温
で約20時間かきまぜた。
Example 1 In a reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser and a nitrogen inlet tube, 218 g (1.0 mol) of pyromellitic anhydride and N, N-
Charge 4420 g of dimethylacetamide, and then add bis4
562 g (0.95 mol) of-[3- (4-aminophenoxy) benzoyl] phenyl} ether was added portionwise at room temperature under a nitrogen atmosphere while paying attention to the rise in solution temperature, and the mixture was stirred at room temperature for about 20 hours.

このポリアミド酸溶液に、室温で窒素雰囲気下にアニ
リン18.6g(0.2モル)を加え、さらに1時間かきまぜ
た。次いで、この溶液に202g(2モル)のトリエチルア
ミンおよび306g(3モル)の無水酢酸を滴下した。室温
で20時間かきまぜて、反応物をメタノールに排出ろ過し
た。さらにメタノールに分散洗浄し、ろ別、180℃で2
時間乾燥して、710gのポリイミド粉を得た。このポリイ
ミド粉のガラス転移温度は227℃、融点は385℃(DSCに
よる。以下同じ。)であった。また、このポリイミド粉
の対数粘度は0.55dl/gであった。ここに対数粘度はパラ
クロロフェノール:フェノール(重量比90:10)の混合
溶媒を用い、濃度0.5g/100ml溶媒で、35℃で測定した値
である。
To this polyamic acid solution, 18.6 g (0.2 mol) of aniline was added at room temperature under a nitrogen atmosphere, and the mixture was further stirred for 1 hour. Then, to this solution, 202 g (2 mol) of triethylamine and 306 g (3 mol) of acetic anhydride were added dropwise. After stirring at room temperature for 20 hours, the reaction was drained into methanol and filtered. Further, it is dispersed and washed in methanol, filtered and separated at 180 ° C for 2 hours.
After drying for an hour, 710 g of a polyimide powder was obtained. This polyimide powder had a glass transition temperature of 227 ° C. and a melting point of 385 ° C. (according to DSC; the same applies hereinafter). The logarithmic viscosity of this polyimide powder was 0.55 dl / g. Here, the logarithmic viscosity is a value measured at 35 ° C. using a mixed solvent of parachlorophenol and phenol (weight ratio 90:10) with a solvent having a concentration of 0.5 g / 100 ml.

本実施例で得られたポリイミド粉を用い、高化式フロ
ーテスター(島津製作所、CFT−500)で直径0.1cm、長
さ1cmのオリフィスを用いて、溶融粘度の繰り返し測定
を行った。410℃の温度に5分間保った後、100kg/cm2
圧力で押し出した。得られたストランドを粉砕し、さら
に同一条件で押し出すというテトを5回連続して行っ
た。
Using the polyimide powder obtained in this example, the melt viscosity was repeatedly measured using an orifice having a diameter of 0.1 cm and a length of 1 cm with a Koka type flow tester (CFT-500, Shimadzu Corporation). After keeping at a temperature of 410 ° C. for 5 minutes, it was extruded at a pressure of 100 kg / cm 2 . The obtained strand was pulverized and further extruded under the same conditions, and the tet was continuously performed 5 times.

繰り返し回数と溶融粘度の関係を第1図に示す。繰り
返し回数が増えても溶融粘度の変化は殆どなく、熱安定
性の良好なことがわかる。
FIG. 1 shows the relationship between the number of repetitions and the melt viscosity. Even if the number of repetitions increases, there is almost no change in the melt viscosity, indicating that the thermal stability is good.

比較例1 実施例1と全く同様に、但しアニリンを反応させると
いう操作を行わずに、730gのポリイミド粉を得た。
Comparative Example 1 730 g of polyimide powder was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the operation of reacting aniline was not performed.

得られたポリイミド粉の対数粘度は、0.55dl/gであっ
た。このポリイミド粉を用い、実施例1と同様にフロー
テスターにて溶融粘度の繰り返しテストを行い、第1図
に示す結果を得た。
The logarithmic viscosity of the obtained polyimide powder was 0.55 dl / g. Using this polyimide powder, a repeated test of the melt viscosity was performed by a flow tester in the same manner as in Example 1, and the results shown in FIG. 1 were obtained.

繰り返し回数が増えると、溶融粘度が上昇し、実施例
1で得られたポリイミドに比較して、熱安定性の劣った
ものであった。
As the number of repetitions increased, the melt viscosity increased, and the thermal stability was inferior to that of the polyimide obtained in Example 1.

実施例2 実施例1と同様の装置に322g(1.0モル)の3,3′,4,
4′−ベンゾフェノテトラカルボン酸二無水物9.3g(0.1
モル)のアニリンおよびN,N−ジメチルアセトアミド501
0gを装入しビス{4−[3−(4−アミノフェノキシ)
ベンゾイル]フェニル}エーテル562g(0.95モル)を室
温で窒素雰囲気下、溶液温度の上昇に注意しながら加
え、室温で約20時間かきまぜた。
Example 2 In the same apparatus as in Example 1, 322 g (1.0 mol) of 3,3 ', 4,
9.3 g of 4'-benzophenotetracarboxylic dianhydride (0.1
Mol) of aniline and N, N-dimethylacetamide 501
0 g was charged and bis {4- [3- (4-aminophenoxy)) was added.
Benzoyl] phenyl diether (562 g, 0.95 mol) was added at room temperature under a nitrogen atmosphere while paying attention to the rise in solution temperature, followed by stirring at room temperature for about 20 hours.

次に、この溶液に202g(2モル)のトリエチルアミン
および306g(3モル)の無水酢酸を滴下した。20時間か
きまぜて反応物をメタノールに排出したのちろ過し、メ
タノールで洗浄、180℃で8時間減圧乾燥して、814gの
淡黄色ポリイミド粉を得た。このポリイミド粉のガラス
転移温度は198℃、対数粘度は0.53dl/gであった。
Next, 202 g (2 mol) of triethylamine and 306 g (3 mol) of acetic anhydride were added dropwise to this solution. After stirring for 20 hours, the reaction product was discharged into methanol, filtered, washed with methanol, and dried under reduced pressure at 180 ° C. for 8 hours to obtain 814 g of a pale yellow polyimide powder. The glass transition temperature of this polyimide powder was 198 ° C., and the logarithmic viscosity was 0.53 dl / g.

本実施例で得られたポリイミドの成形安定性をフロー
テスターのシリンダー内滞留時間を変えて測定した。温
度は320℃、圧力は100kg/cm2で行った。第2図に結果を
示す。シリンダー内での滞留時間が長くなっても、溶融
粘度は殆ど変化せず、熱安定性の良好なことがわかる。
The molding stability of the polyimide obtained in this example was measured by changing the residence time in the cylinder of the flow tester. The temperature was 320 ° C. and the pressure was 100 kg / cm 2 . FIG. 2 shows the results. Even if the residence time in the cylinder becomes longer, the melt viscosity hardly changes, indicating that the thermal stability is good.

比較例2 実施例2と全く同様に、但しアニリンを使用せず淡黄
色のポリイミド粉を得た。
Comparative Example 2 A pale yellow polyimide powder was obtained in exactly the same manner as in Example 2 except that aniline was not used.

ポリイミド粉のガラス転移温度は198℃、対数粘度は
0.53dl/gであった。実施例2と同様にフローテスターの
シリンダー内での滞留時間を変え、溶融粘度を測定した
ところ、滞留時間が長くなるにしたがって溶融粘度が増
加し、実施例2で得られたポリイミドに比べて熱安定性
の劣るものであった。
The glass transition temperature of the polyimide powder is 198 ° C and the logarithmic viscosity is
It was 0.53 dl / g. When the residence time in the cylinder of the flow tester was changed and the melt viscosity was measured in the same manner as in Example 2, the melt viscosity increased as the residence time became longer, and the heat viscosity was higher than that of the polyimide obtained in Example 2. The stability was poor.

実施例3 実施例1と同様の装置に、ビス{4−[3−(4−ア
ミノフェノキシ)ベンゾイル]フェニル}エーテル568g
(0.96モル)、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エ
ーテル二無水310g(1.0モル)、アニリン7.44g(0.08モ
ル)および5100gのm−クレゾールを装入し、窒素雰囲
気下に、かきまぜながら加熱昇温し、150℃まで加熱
し、4時間かきまぜを続けた後、冷却し、反応物をメタ
ノールに排出し、ろ過してポリイミド粉を得た。
Example 3 568 g of bis {4- [3- (4-aminophenoxy) benzoyl] phenyl} ether was added to the same apparatus as in Example 1.
(0.96 mol), 310 g (1.0 mol) of bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 7.44 g (0.08 mol) of aniline and 5100 g of m-cresol, and heat under a nitrogen atmosphere with stirring. The temperature was raised, heated to 150 ° C., and stirring was continued for 4 hours. After cooling, the reaction product was discharged into methanol and filtered to obtain a polyimide powder.

このポリイミド粉をメタノールおよびアセトンで洗浄
した後、180℃で8時間減圧乾燥して、807gのポリイミ
ド粉を得た。
This polyimide powder was washed with methanol and acetone, and then dried under reduced pressure at 180 ° C. for 8 hours to obtain 807 g of a polyimide powder.

このポリイミド粉の対数粘度は0.57dl/g、ガラス転移
温度は189℃であった。
The logarithmic viscosity of this polyimide powder was 0.57 dl / g, and the glass transition temperature was 189 ° C.

実施例1と同様、温度300℃、圧力100kg/cm2でフロー
テスターにて繰り返し押し出してそれぞれ溶融粘度を測
定したところ、測定回数による溶融粘度の変化は殆んど
見られなかった。第3図に結果を示す。
As in Example 1, when the melt viscosity was measured by repeatedly extruding with a flow tester at a temperature of 300 ° C. and a pressure of 100 kg / cm 2 , almost no change in the melt viscosity due to the number of measurements was observed. FIG. 3 shows the results.

比較例3 実施例1で得られたポリアミド酸溶液に実施例1と同
様にして、アニリン18.6g(0.25モル)を加え、さらに
1時間かきまぜた後、このポリアミド酸溶液を多量のエ
チルエーテル中に投じてポリアミド酸を沈殿分離した。
こうして得られたポリアミド酸粉末を35℃で窒素気流中
で乾燥したのち、イナートガスを充填したオーブン中で
150℃で3時間、次いで200℃で1時間、さらに300℃で
3時間処理してポリイミドとした。このポリイミドの対
数粘度は0.54dl/gであった。このポリイミドの熱安定性
を実施例1と同様に評価した結果、実施例1と比較例1
のほぼ中間的数値を示した。すなわち比較例1と比べれ
ば改良されているものの十分ではなく、実施例1と比較
すると繰り返し溶融粘度には顕著な差異があり、繰り返
し溶融成形の使用に耐えるのものではないことを確認し
た。
Comparative Example 3 18.6 g (0.25 mol) of aniline was added to the polyamic acid solution obtained in Example 1 in the same manner as in Example 1, and the mixture was further stirred for 1 hour, and the polyamic acid solution was added to a large amount of ethyl ether. The polyamic acid was separated by precipitation.
After drying the polyamic acid powder thus obtained in a nitrogen stream at 35 ° C., an oven filled with inert gas is used.
The polyimide was treated at 150 ° C. for 3 hours, then at 200 ° C. for 1 hour, and further at 300 ° C. for 3 hours to obtain a polyimide. The logarithmic viscosity of this polyimide was 0.54 dl / g. The thermal stability of this polyimide was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated.
Showed almost intermediate values. That is, although improved compared to Comparative Example 1, it was not sufficient, and compared with Example 1, there was a remarkable difference in repeated melt viscosity, and it was confirmed that the melt viscosity was not endurable for repeated use of melt molding.

[発明の効果] 本発明の方法によれば、機械的性質、熱的性質、電気
的性質、耐溶剤性に優れ、しかも耐熱性である上に熱的
に長時間安定で、成形加工性に優れたポリイミドを提供
することができる。
[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, it is excellent in mechanical properties, thermal properties, electrical properties, solvent resistance, heat resistance, thermal stability for a long time, and moldability. An excellent polyimide can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図および第3図は本発明のポリイミドの溶融繰り返
し回数と溶融粘度の関係を、第2図は本発明のポリイミ
ドのフローテスターシリンダー内滞留時間と溶融粘度の
関係を示す図である。
1 and 3 are graphs showing the relationship between the number of times of melting of the polyimide of the present invention and the melt viscosity, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the residence time of the polyimide of the present invention in the flow tester cylinder and the melt viscosity.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(イ)下記式(I) で表わされる芳香族ジアミンと、 (ロ)下記式(II) (式中、Rは から成る群より選ばれた4価の基を表す。) で表わされるテトラカルボン酸二無水物と、 (ハ)下記式(III) Z−NH2 (III) (式中、Zは から成る群より選ばれた1価の基を表す。) で表わされる芳香族モノアミンを、 (ニ)芳香族ジアミンの量はテトラカルボン酸二無水物
1モル当り0.9ないし1.0モル比であり、かつ芳香族モノ
アミンの量はテトラカルボン酸二無水物1モル当り0.00
1ないし1.0モル比で反応させることを特徴とする、式
(IV) (式中、Rは式(II)において定義したとおりであ
る。) で表わされる繰り返し単位からなり、そのポリマーの末
端が式(IV−a)の基である熱安定性の良好なポリイミ
ドの製造方法。 (式中、RおよびZは前記において定義したとおりであ
る。)
(1) The following formula (I) And (b) an aromatic diamine represented by the following formula (II): (Where R is Represents a tetravalent group selected from the group consisting of And a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (III): Z-NH 2 (III) Represents a monovalent group selected from the group consisting of (D) the amount of the aromatic diamine is 0.9 to 1.0 mole ratio per mole of tetracarboxylic dianhydride, and the amount of aromatic monoamine is 1 mole of tetracarboxylic dianhydride. 0.00 per
Reacting at a molar ratio of 1 to 1.0, characterized by the formula (IV) (Wherein R is as defined in the formula (II)). Production of a polyimide having good thermal stability, comprising a repeating unit represented by the formula: wherein the terminal of the polymer is a group of the formula (IV-a). Method. (In the formula, R and Z are as defined above.)
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