DE1795319C3 - Process for the preparation of polybenzimidazoles and their use - Google Patents

Process for the preparation of polybenzimidazoles and their use

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DE1795319C3 DE19681795319 DE1795319A DE1795319C3 DE 1795319 C3 DE1795319 C3 DE 1795319C3 DE 19681795319 DE19681795319 DE 19681795319 DE 1795319 A DE1795319 A DE 1795319A DE 1795319 C3 DE1795319 C3 DE 1795319C3
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IOIO

NH-R1-NH2 NH-R 1 -NH 2

NH2 NH-R1-NIlNH 2 NH-R 1 -NIl

NH2 NH 2

2020th

in denen R1 zweiwertige aromatische Reste, die nicht or :ho- oder peri-orientiert sind, und R2 und R3, die gleich oder verschieden sind, jeweils Wasser- «toffatoine, niedere aliphatische Kohlenwasserstoffreste m t 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder R4O- ©der RsOOC-Reste bedeuten, wobei R4 und R5 Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder Phenylrcste bedeuten, und gegebenenfalls bis zu 50 Molprozent von aliphatischen Diaminen oder Diaminen der allgemeinen Formelin which R 1 is divalent aromatic radicals that are not or: ho- or peri-oriented, and R 2 and R 3 , which are identical or different, each have water- «toffatoine, lower aliphatic hydrocarbon radicals with 1 to 3 carbon atoms or R 4 O- © of the R s are OOC radicals, where R 4 and R 5 are alkyl radicals having 1 to 3 carbon atoms or phenyl radicals, and optionally up to 50 mol percent of aliphatic diamines or diamines of the general formula

Hen können Wenn jedoch aromatische Polyamine mit den können J und/oder sekundären Amino-Hen can, however, use aromatic polyamines can J and / or secondary amino

mIi ?n Stelle der Diamine verwendet werden, Sn kaeL i!leLöseungsmitte.n .ösliche hochmolekuTarr Polymere durch Umsetzung dieser Polyamine und ^carbonsäurehalogenide erhalten werden, son-5"rn «s werden üblicherweise vernetzte, in Lösungsmitteln unlösliche Polymere erhalten. mI i? n place of the diamines are used, Sn k a eL i! le Lös e un g smitte.n .ösliche hochmolekuTarr polymers are obtained by reaction of these polyamines and ^ carbonyl halides, son-5 "rn" s are typically crosslinked, obtained in solvents insoluble polymers.

Ein Beispiel einer Umsetzung eines aromatischen TerraminsmiteinemDicarbonsäuredihalogeni-i zwecks S Llung eines Vorläufers eines Polybenzim.dazo s ist in Journal of Polymer Science, Bd. 50 528 (1961), beschrieben, wo 3,3'-Diaminobenzidin oder 1 2,4,5-Tetraminobenzol und ein aromatisches Dicarbonsaurechlorid einer Grenzflächenpolykondensation unterworfen werden.An example of a reaction of an aromatic terramine with a dicarboxylic acid dihalogeni-i for the purpose of S llung is a precursor of a polybenzim.dazo s in Journal of Polymer Science, Vol. 50,528 (1961), where 3,3'-diaminobenzidine or 1 2,4,5-tetraminobenzene and an aromatic dicarboxylic acid chloride subjected to interfacial polycondensation will.

Bei diesem Beispiel ergeben sich Polyamidamine von ziemlich niedrigem Molekulargewicht deren E.gen-This example results in polyamide amines of fairly low molecular weight whose E.gen-

sLitäten, gemessen bei einer 0,2%.gen Polymerkonzentration in Schwefelsaure, zwischen 0,09 und 0 22 liegen Diese Polyamidamine waren lediglich i.i Schwefelsäure löslich und in sämtlichen organischen Lösungsmitteln unlöslich, selbst, wenn die Eigenviskosität der Polymeren einen so niedrigen Wert wiesLities measured at a 0.2% concentration of polymer in sulfuric acid, between 0.09 and 0.22. These polyamide amines were only i.i Sulfuric acid soluble and insoluble in all organic solvents, even if the inherent viscosity of polymers as low as

HN-R,-NH I I HN-R, -NH II

R, R8 R, R 8

3535

in der R.6 einen zweiwertigen aromatischen Rest, R7 und R8, die gleich oder verschieden sind, Wasseriitoffatome oder Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei die NHR7- und NHR8-Reste an Kernkohlenstoffatome gebunden sind und nicht in ortho- oder peri-Stellung an R6 stehen, mit aromatischen Dicarbonsäuredihalogeniden der allgemeinen Formelin which R. 6 denotes a divalent aromatic radical, R 7 and R 8 , which are identical or different, denote hydrogen atoms or alkyl radicals having 1 to 3 carbon atoms, the NHR 7 and NHR 8 radicals being bonded to core carbon atoms and not in ortho - Or are peri-position on R 6 , with aromatic dicarboxylic acid dihalides of the general formula

HaIOC-R9-COHaIHaIOC-R 9 -COHaI

in der Hai ein Halogenatom und R9 einen zweiwertigen aromatischen Rest bedeutet, wobei die beiden COHal-Reste nicht in ortho- oder periStellung ,in R9 stehen, bei Temperaturen von —20 bis 5O1C in inerten organischen Lösungsmitteln hergestellt worden sind, auf Temperaturen oberhalb 200°C oder in Gegenwart von sauren Verbindungen oberhalb 60'C erhitzt.in which Hal is a halogen atom and R 9 is a divalent aromatic radical, the two COHal radicals not being in the ortho or peri position, in R 9 , having been prepared at temperatures from -20 to 50 1 C in inert organic solvents Temperatures above 200 ° C or in the presence of acidic compounds above 60'C heated.

2. Verwendung der nach Anspruch 1 erhaltenen Polybenzimidazole als Formgegenstände oder Überzüge.2. Use of the polybenzimidazoles obtained according to claim 1 as molded articles or Coatings.

Es ist bekannt, daß lineare hochmolekulare PoIymide durch Polykondensation von aromatischen Diminen uid Dicarbonsäurehalogeniden erhalten wer-W(Sm ist ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen cyclischen Polybenzimidazolen bekannt wobei man eine aromatische Verbindung, die als Substituenten am aromalischen Kern o-Diaminoeruroen und Phenylestergruppen enthalt, oder ein römisch aus (1.) einer aromatischen Verbindung, die zwei o-Dia.ninosubstituenten am aromatischen Kern enthält und (2.) dem Diphenylester einer aromatischen oder heterocyclischen Dicarbonsäure, wobei die Carboxylgruppen am Kern sitzen, mindestens 30 Minuten unte' vermindertem Druck der Schmelzkondensation unterwirft, und gegebenenfalls das gebildete PoIykondensat pulverisiert und unter vermindertem Druck auf ''ine Temperatur von mindestens 25O0C für eine Zeitdauer von mindestens etwa 2 Stunden weitererhiizt (DT-AS 1197 229). Die hierbei erhaltenen Produkte sind jedoch lediglich in Schwefelsäure löslich und nicht in anderen organischen Lösungsmitteln.It is known that linear high molecular weight polyymides are obtained by polycondensation of aromatic dimines and dicarboxylic acid halides. or a Roman from (1.) an aromatic compound that contains two o-Dia.ninosubstituenten on the aromatic nucleus and (2.) the diphenyl ester of an aromatic or heterocyclic dicarboxylic acid, the carboxyl groups on the nucleus, at least 30 minutes under reduced pressure the melt condensation is subjected, and optionally pulverizing the PoIykondensat formed and under reduced pressure '' ine temperature of at least 25O 0 C for a period of at least about 2 hours weitererhiizt (DT-aS 1 197 229). However, the products obtained are only in sulfuric acid soluble and not in other organic solvents.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Polybenzimidazolen wobei die Vorstufe dazu, nämlich Polyamidimine ' in einer Vielzahl von organischen Lösungsmitteln in hoher Konzentration löslich sind und daher als Anstrich und Lackmassen zur Anwendung gelangen können.The object of the invention is therefore to create a process for the preparation of polybenzimidazoles being the precursor to this, namely polyamidimines' in a variety of organic solvents are soluble in high concentration and are therefore used as paints and varnishes be able.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polybenzimidazolen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Polyamidimine, die durch Umsetzung von aromatischen Triaminen oder Tetraninen der allgemeinen FormelThe invention is a method for Production of polybenzimidazoles, which is characterized in that one polyamide imines, which by Implementation of aromatic triamines or tetranines of the general formula

NH2 NH-R1-NH2 NH 2 NH-R 1 -NH 2

NH-R1-NHNH-R 1 -NH

R.,R.,

NH,NH,

in denen R1 zweiwertige aromatische Reste, die nicht ortho- oder peri-orientiert sind, und R., und R3, die gleich oder verschieden sind, jeweils Wasserstoffatome, niedere aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder R4O- oder R5OOC-Reste bedeuten, wobei R1 und R5 Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder Phenylreste bedeuten, und gegebenenfalls bis zu 50 Molprozent von aliphatischen Diaminen oder Diaminen der allgemeinen Formelin which R 1 is divalent aromatic radicals which are not ortho-or peri-oriented are, and R., and R 3, which are identical or different, each represent hydrogen atoms, lower aliphatic hydrocarbon radicals w ith 1 to 3 carbon atoms, or R 4 O- or R 5 represent OOC radicals, where R 1 and R 5 represent alkyl radicals having 1 to 3 carbon atoms or phenyl radicals, and optionally up to 50 mol percent of aliphatic diamines or diamines of the general formula

HN- R(>— NH
R7 R8
HN- R (> - NH
R 7 R 8

1515th

in der Re einen zweiwertigen aromatischen Rest, R7 und R8, die gleich oder verschieden sind, Wasserstoffatome oder Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei die NHR7- und NHR8-Reste an Kernkohlenstoffatome gebunden sind und nicht in ortho- oder peri-Stellung an R6 stehen, mit aromatischen Dicarbonsäuredihalogeniden der allgemeinen Formelin which R e is a divalent aromatic radical, R 7 and R 8 , which are identical or different, represent hydrogen atoms or alkyl radicals with 1 to 3 carbon atoms, the NHR 7 and NHR 8 radicals being bonded to core carbon atoms and not in ortho- or are peri-position on R 6 , with aromatic dicarboxylic acid dihalides of the general formula

HaIOC-R9-COHaIHaIOC-R 9 -COHaI

'n der Hai ein Halogenatom und R9 einen zweiwertigen aromatischen Rest bedeutet, wobei die beiden COHal-Reste nicht in ortho- oder peri-Stellung an R9 stehen, bei Temperaturen von —20 bis 5O0C in inerten organischen Lösungsmitteln hergestellt worden sind, auf Temperaturen oberhalb 200C oder in Gegenwart von sauren Verbindungen oberhalb 60uC erhitzt.'n of Hal is a halogen atom, and R 9 is a divalent aromatic radical, the two radicals COHal not in ortho- or peri-position to R 9, have been prepared at temperatures of from -20 to 5O 0 C in inert organic solvents , heated to temperatures above 200C or in the presence of acidic compounds above 60 C u.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der nach diesem Anspruch erhaltenen Polybenzimidazole als Formgegenstände und Oberzüge.Another object of the invention is the use of the polybenzimidazoles obtained according to this claim as molded objects and coverings.

Bei Umsetzung eines aromatischen Triamins oder Tetramins, wobei eine oder beide N-aryl-substituierte sekundäre Aminogruppen an einem Kernkohlenstoffatom gebunden sind, das einem Kernkohlenstoffalom benachbart ist, an welches eine primäre Aminogruppe gebunden ist, mit dem aromalischen Dicarbonsäuredihalogenid reagieren diese sekundären Aminogruppen nicht mit dem Carbonylhalogenid des aromatischen Dicarbonsäuredihalogenids, und deshalb wird ein im wesentlichen lineares aromatisches Polyamidimin, das die sekundären Aminogruppen in ihrer ursprünglichen Form enthält, gebildet. Dies stellt auch den Grund dar, weshalb dieses aromatische Polyamidimin in zahlreichen organischen Lösungsmitteln löslich ist. Bei s* Anwendung der im Anspruch 1 genannten Reaktionsbedingungen auf derartige aromatische Polyamidimine ist es möglich, eine Cyclodehydratisierungsumsetzung zwischen den seKundären Aminogruppen und den Carbonamidgruppen einzuleiten. Dabei wird das thermisch und chemisch stabilere Polybenzimidazol gebildet.When reacting an aromatic triamine or tetramine, where one or both N-aryl-substituted secondary amino groups are bonded to a core carbon atom which is adjacent to a core carbon atom to which a primary amino group is bonded, with the aromatic dicarboxylic acid dihalide, these secondary amino groups do not react with the Carbonyl halide of the aromatic dicarboxylic acid dihalide, and therefore a substantially linear aromatic polyamideimine containing the secondary amino groups in their original form is formed. This is also the reason why this aromatic polyamideimine is soluble in numerous organic solvents. When s * using the reaction conditions mentioned in claim 1 to such aromatic Polyamidimine it is possible to introduce a Cyclodehydratisierungsumsetzung between the secondary amino groups and carbonamide groups. The thermally and chemically more stable polybenzimidazole is formed in the process.

Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise kann der Polymerisationsgrad und der Cyclisierungsgrad in gewünschter Weise und sehr einfach reguliert werden.The procedure according to the invention allows the degree of polymerization and the degree of cyclization to be as desired Wise and very easy to be regulated.

Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen in folgender Reihe; folge beschrieben.In the following the invention is described in detail in the following series; described below.

1. Aromatische Triamine oder Tetramine.1. Aromatic triamines or tetramines.

2. Diamine.2. Diamines.

3. Aromatische Dicarbonsäuredihalogenide.3. Aromatic dicarboxylic acid dihalides.

4. Verfahren zur Herstellung des aromatischen Polvamidimins.4. Process for the preparation of the aromatic polvamidimine.

5. Struktur und Eigenschaften der aromatischen Polyamidimine.5. Structure and properties of the aromatic polyamide imines.

6. Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der Polybenzimidazole aus den aromatischen Pol>amidiminen und Eigenschaften der Polybenzimidazole. 6. Process according to the invention for the preparation of the polybenzimidazoles from the aromatic pol> amidimines and properties of the polybenzimidazoles.

1. Aromatische Triamine oder Tetramine1. Aromatic triamines or tetramines

2,4'-Diaminodiphenylamin, 2,3'-Diaminodiphenylamin, 4-Methyl-2,4'-diaminodiphenylamin, 4-Methyl-2,3'-diaminodiphenylamin, 4 Methoxycarbonyl^^'-diaminodiphenylamin, 4-Methoxycarbonyl-2,3'-diaminodiphcnylamin, 4-Phenoxycarbonyl-2,3'-diaminodiphenylamin, 4-Methoxy-2,4'-diaminodiphenylamin, l-(2-Aminoanilino)-5-amino-naphthalin, l-(2-Aminoanilino)-4-amino-naphthalin, N-(2-Aminophenyl)-benzidin, N-(4-Methoxycarbonyl-2-aminophenyl)-benzidin, 4-(2-Aminoanilino)-4'-amino-diphenyläther, 4-(4-Methoxycarbonyl-2-amino-anilino)-4'-amino-diphenyläther, 2,4'-diaminodiphenylamine, 2,3'-diaminodiphenylamine, 4-methyl-2,4'-diaminodiphenylamine, 4-methyl-2,3'-diaminodiphenylamine, 4 methoxycarbonyl ^^ '- diaminodiphenylamine, 4-methoxycarbonyl-2,3'-diaminodiphenylamine, 4-phenoxycarbonyl-2,3'-diaminodiphenylamine, 4-methoxy-2,4'-diaminodiphenylamine, l- (2-aminoanilino) -5-amino-naphthalene, l- (2-aminoanilino) -4-amino-naphthalene, N- (2-aminophenyl) -benzidine, N- (4-methoxycarbonyl-2-aminophenyl) -benzidine, 4- (2-aminoanilino) -4'-amino-diphenyl ether, 4- (4-methoxycarbonyl-2-amino-anilino) -4'-amino-diphenyl ether,

3-(2-Aminoanilino)-3'-amino-diphenyläther, 4-(2-Aminoanilino)-4'-amino-diphenylsulfon, 4-(4-Methoxycarbonyl-2-aminoanilino)-4'-amino-diphenylsuIfon, 3-(?-Aminoanilino)-3'-amino-diphenylsulfon, 4-(2-Aminoanilino)-4'-amino-benzophenon, 4-(2-Aminoanilino)-4'-amino-diphenylrnethan, N,N'-Bis(2-amiiK>phenyl)-p-phenylen-diamin, N,N'-Bis(2-aminophenyl)-m-phenylen-diamin, N,N'-Bis(4-methyl-2-aminophenyl)-p-phenyiendiamin, 3- (2-aminoanilino) -3'-amino-diphenyl ether, 4- (2-aminoanilino) -4'-amino-diphenyl sulfone, 4- (4-methoxycarbonyl-2-aminoanilino) -4'-amino-diphenyl sulfone, 3 - (? - Aminoanilino) -3'-amino-diphenylsulfone, 4- (2-aminoanilino) -4'-amino-benzophenone, 4- (2-Aminoanilino) -4'-amino-diphenylmethane, N, N'-bis (2-amiiK> phenyl) -p-phenylenediamine, N, N'-bis (2-aminophenyl) -m-phenylenediamine, N, N'-bis (4-methyl-2-aminophenyl) -p-phenylenediamine,

N,N'-Bis(4-methoxycarbonyl-2-aminophenyl)-m-phenylen-diamin, N, N'-bis (4-methoxycarbonyl-2-aminophenyl) -m-phenylenediamine,

N,N'-Bis(4-methoxy-2-aminophenyl)-p-phenylendiamin, N, N'-bis (4-methoxy-2-aminophenyl) -p-phenylenediamine,

N-(4-Methoxycarbonyl-2-aminophenyl)-N' (2-aminophenyl)-p-phenylen-diamin, N,N'-Bis(4-Methoxycarbonyl-2-aminophenyl)-p-phenylen-diamin, N- (4-methoxycarbonyl-2-aminophenyl) -N '(2-aminophenyl) -p-phenylene-diamine, N, N'-bis (4-methoxycarbonyl-2-aminophenyl) -p-phenylenediamine,

l,5-Bis(2-aminoanilino)-naphthalin, N,N'-Bis(2-aminophenyl)-benzidin, 4,4'-Bis(2-aminoanilino)-diphenyläther, 3,3'-3is(2-aminoanilino)-diphenyIäther, 4,4'-Bis(2-aminoanilino)-diphenylsulfon, 3,3'-Bis(2-aminoanilino)-diphenylsulfon, 4,4'-Bis(4-methoxycarbonyl-2-aminoanilino)-diphenylsulfon, l, 5-bis (2-aminoanilino) -naphthalene, N, N'-bis (2-aminophenyl) -benzidine, 4,4'-bis (2-aminoanilino) diphenyl ether, 3,3'-3is (2-aminoanilino) diphenyl ether, 4,4'-bis (2-aminoanilino) diphenyl sulfone, 3,3'-bis (2-aminoanilino) -diphenylsulfone, 4,4'-bis (4-methoxycarbonyl-2-aminoanilino) -diphenylsulfone,

4,4'-Bis(2-aminoanilino)-benzophenon, 4,4'-Bis(2-aminoanilino)-diphenylmethan, 2,2'-Bis-[4-(2-aminoanilino)-phenyl]propan, 4'-Methyl-2,3'-diaminodiphenylamin, 2'-Methyl-2,5'-diaminodiphenylamin, 2'-Methyl-2,4'-diaminodiphenylamin, 2'-Methoxy-2,4'-diaminodiphenylamin, N-(2-Aminophenyl)-3,3'-dimethylbenzidin, N,N'-Bis(2-aminophenyl)-2-methyl-p-phenylendiamin,
N.N'-Bis(2-aminophenyl)-4-metliyl-m-phenylendiamin,
4,4'-bis (2-aminoanilino) -benzophenone, 4,4'-bis (2-aminoanilino) -diphenylmethane, 2,2'-bis- [4- (2-aminoanilino) -phenyl] propane, 4 '-Methyl-2,3'-diaminodiphenylamine,2'-methyl-2,5'-diaminodiphenylamine,2'-methyl-2,4'-diaminodiphenylamine,2'-methoxy-2,4'-diaminodiphenylamine, N- (2 -Aminophenyl) -3,3'-dimethylbenzidine, N, N'-bis (2-aminophenyl) -2-methyl-p-phenylenediamine,
N.N'-bis (2-aminophenyl) -4-methyl-m-phenylenediamine,

N,N'-Bis(2-aminophenyl)-3,3'-dimethylbenzidin, N,N'-Bis(2-aminophenyl)-3,3'-dimethoxybenzidin.N, N'-bis (2-aminophenyl) -3,3'-dimethylbenzidine, N, N'-bis (2-aminophenyl) -3,3'-dimethoxybenzidine.

2. Diamine2. Diamines

Die durch Umsetzung des aromatischen Triamins oder aromatischen Tetramins mit dem aromatischenThe reaction of the aromatic triamine or aromatic tetramine with the aromatic

17 9517 95

Dicarbonsäuredühalogenid erhältlichen aromatischen Polyamidimine können modifiziert werden, indem 50 Molprozent oder weniger der aromatischen Triamine oder Tetramine durch eines der nachstehend aufgeführten Diamine ersetzt werden. Wird das aromatische Polyamidimin derartig mit einem Diamin modifiziert, so weist das sich ergebende modifizierte Polyamidimin und das durch dessen Cyclodehydratisierung erhältliche Polybenzimidazol verbesserte mechanische Eigenschaften, wie Festigkeit, Biegsamkeit und Dehnung, auf, obwohl sie nicht bezüglich der thermischen Widerstandsfähigkeit besonders verbessert sind.Dicarboxylic acid halide obtainable aromatic Polyamide imines can be modified by adding 50 mole percent or less of the aromatic triamines or tetramines can be replaced by one of the diamines listed below. Will the aromatic Polyamidimine modified in this way with a diamine, the resulting modified Polyamidimine and the polybenzimidazole obtainable by its cyclodehydration have improved mechanical properties Properties such as strength, flexibility and elongation, although not related to the thermal resistance are particularly improved.

Unter derartigen aromatischen Diaminen werden besonders Verbindungen bevorzugt, bei denen R6 eine Phenylengruppe, Biphenylengruppe, Naphthalingruppe oderAmong such aromatic diamines, compounds are particularly preferred in which R 6 is a phenylene group, biphenylene group, naphthalene group or

bedeutet, worin B' eine Alk\lengruppe mit I bis 3 Kohlenstoffatomen, means, in which B 'is an alkylene group with 1 to 3 carbon atoms,

—o—, —s—. —so2—O—, —s—. —So 2 -

Il —c—Il —C—

ist, R7 und R8 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeuteten.is, R 7 and R 8 are identical or different and represent a hydrogen atom or a methyl group.

Aliphatische Diamine und somit alicyclische Diamine sind gleichfalls verwendbar. Die verwendbaren aliphatischen Diamine besitzen eine Struktur, in der zwei Amin-Gruppen durch wenigstens 3 Kohlenstoffatome voneinander getrennt sind, und sollten vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome insgesamt besitzen.Aliphatic diamines and thus alicyclic diamines can also be used. The usable Aliphatic diamines have a structure in which two amine groups are represented by at least 3 carbon atoms are separated from each other, and should preferably have 3 to 10 carbon atoms in total.

Beispiele für die Diamine, die als Modifizierungsmittel verwendet werden können, sind die nachstehenden Verbindungen:Examples of the diamines that act as modifiers The following compounds can be used:

m-Phenylendiamin,m-phenylenediamine,

4-Methyl-m-phenylendiamin,4-methyl-m-phenylenediamine,

3-Äthyl-m-phenylendiamin,3-ethyl-m-phenylenediamine,

4-Chlor-m-phenylendiamin,4-chloro-m-phenylenediamine,

4,6-Dimethyl-m-phenylendiamin,4,6-dimethyl-m-phenylenediamine,

p-Phenylendiamin,p-phenylenediamine,

N-Methyl-p-phenylendiamin,N-methyl-p-phenylenediamine,

Benzidin,Benzidine,

3,3'-Dimethylbenzidin,3,3'-dimethylbenzidine,

3,3'-Dichlorbenzidin,3,3'-dichlorobenzidine,

3,3'-Dimethoxybenzidin,3,3'-dimethoxybenzidine,

2,2-Bis(4-aminophenyl)-pror>an,2,2-bis (4-aminophenyl) -pror> an,

4,4'-Diaminodiphenylmethan,4,4'-diaminodiphenylmethane,

S^'-DichloM^'-diaminodiphenylmethan,S ^ '- DichloM ^' - diaminodiphenylmethane,

Bis(4-N-methylaminophenyl)-methan,Bis (4-N-methylaminophenyl) methane,

4,4'-Diaminodiphenyläther.4,4'-diaminodiphenyl ether.

4,4'-Diaminodiphenylsullid,4,4'-diaminodiphenyl sulphide,

4,4'-Diaminodipheny!su!fon,4,4'-diaminodipheny! Su! Fon,

3,3'-DiaminodiphenyIsulfon,3,3'-diaminodiphenyl isulfone,

4,4'-Diamiiiobenzophenon.4,4'-diamiiiobenzophenone.

3,3'-Diaminobenzophenon,3,3'-diaminobenzophenone,

1,5-Diaminonaphthalin,1,5-diaminonaphthalene,

4,4'-Diaminodicyclohexylmethan.4,4'-diaminodicyclohexyl methane.

l^-BisiaminomethyO-cyclohexan,l ^ -BisiaminomethyO-cyclohexane,

Hexamethylendiamin.Hexamethylenediamine.

Nonamethylendiamin.Nonamethylene diamine.

Die angewandten Diamine und aromatischen Triamine oder Tetramine können bei der Umsetzung mit den Dihalogeniden der nachfolgend aufgefünrten aromatischen Dicarbonsäuren entweder in Form freier Basen oder in üblicher Weise in Form anorganischer oder organischer Säuresalze eingesetzt werden, bei denen keine Störung der Umsetzung zur Bildung der Polyamidimine gemäß der Erfindung eintritt. Falls die Diamine und aromatischen Triamine oder TetramineThe applied diamines and aromatic triamines or tetramines can be used in the reaction with the dihalides of the aromatic compounds listed below Dicarboxylic acids either in the form of free bases or in the customary manner in the form of inorganic ones or organic acid salts are used, which do not interfere with the conversion to the formation of the Polyamidimine occurs according to the invention. In case the diamines and aromatic triamines or tetramines

ίο in Form von Salzen verwendet werden, werden deren Hydrochloride, Sulfate und Toluolsulfonate beispielsweise bevorzugt, während die Carboxylate nicht verwendet werden sollten. Da jedoch größere Mengen an Säureakzeptoren während der Umsetzung im Fall der Verwendung der Säuresalze verwendet werden müssen als im Fall der Verwendung der freien Basen, ist es im allgemeinen günstiger, sie in der Form von freien Basen einzusetzen, außer, SaUs diese Diamine, Triamine und Tetramine lediglich in Form der Säuresalze isoliert werden können.ίο are used in the form of salts, their hydrochlorides, sulfates and toluenesulfonates, for example, are preferred, while the carboxylates should not be used. However, since larger amounts of acid acceptors have to be used during the reaction in the case of using the acid salts than in the case of using the free bases, it is generally more favorable to use them in the form of free bases, except for these diamines, triamines and SaUs Tetramines can only be isolated in the form of the acid salts.

3. Aromatische Dicarbonsäuredihalogenide3. Aromatic dicarboxylic acid dihalides

Terephthaloyldichlorid,
Isophthaloyldichlorid,
5-Chlor-isophthaloyldichlorid,
2-Chlor-terephthaloyldichlorid,
2,5-Dichlor-terephthaloyldichlorid,
Tetrachlor-terephthaloyldichlorid,
4,4'-Dibenzoyl-dichIorid,
3,3'-Dibenzoyl-dichlorid,
4,4'-Suifonyldibenzoyldichlorid,
3,3'-Sulfonyldibenzoyldichlorid,
4,4'-Oxydibenzoyldichlorid,
3,3'-Oxydibenzoyldichlorid,
3,4'-Oxydibenzoyldichlorid,
4,4'-BenzophenondicarbonylchIorid,
3,3'-Benzophenondicarbonylchlorid,
Diphenylmethan^'-dicarbonylchlorid,
Diphenylmethan-S^'-dicarbonylchlorid,
2,2-Bis(p-chlorcarbonylphenyl)-propan,
Terephthaloyl dichloride,
Isophthaloyl dichloride,
5-chloro-isophthaloyl dichloride,
2-chloro-terephthaloyl dichloride,
2,5-dichloroterephthaloyl dichloride,
Tetrachloro-terephthaloyl dichloride,
4,4'-dibenzoyl dichloride,
3,3'-dibenzoyl dichloride,
4,4'-sulfonyldibenzoyldichloride,
3,3'-sulfonyldibenzoyldichloride,
4,4'-oxydibenzoyl dichloride,
3,3'-oxydibenzoyl dichloride,
3,4'-oxydibenzoyl dichloride,
4,4'-benzophenonedicarbonyl chloride,
3,3'-benzophenonedicarbonyl chloride,
Diphenylmethane ^ '- dicarbonylchloride,
Diphenylmethane-S ^ '- dicarbonylchloride,
2,2-bis (p-chlorocarbonylphenyl) propane,

blWhlblWhl

carbonylphenyl)-indan,
Naphthalin-^o-dicarbonylchlorid,
Naphthalin-2,7-dicarbonylchlorid,
Naphthalin-l.S-dicarbonylchlorid.
carbonylphenyl) indane,
Naphthalene- ^ o-dicarbonyl chloride,
Naphthalene-2,7-dicarbonyl chloride,
Naphthalene-IS-dicarbonyl chloride.

4. Verfahrenbedingungen bei der Herstellung
der aromatischen Polyamidimine
4. Process conditions in manufacture
the aromatic polyamide imines

Es kann jedes inerte organische Lösungsmittel verwendet werden, sofern es mindestens eine und vorzugsweise beide Reaktionspartner, aromatisches Triamin oder Tetramin und aromatisches Dicarbonsäuredihalogenid löst und ein Polymeres zu solchem Ausmaß auflöst oder mindestens quillt, daß das teilweise gebildete Polymere in aktivem Zustand gehalten wird, bis die Reaktion vollständig abgeschlossen ist und das gewünschte Polymere von hohem Molekulargewicht ergibt. Unter »inert« wird verstanden, daß das Lösungsmittel praktisch bei der Umsetzung zur Bildung der Polyamidimine nicht reaktionsfähig ist.Any inert organic solvent can be used as long as there is at least one, and preferably both reactants, aromatic triamine or tetramine and aromatic dicarboxylic acid dihalide dissolves and dissolves or at least swells a polymer to such an extent that it partially does formed polymers is kept in the active state until the reaction is complete and that yields desired high molecular weight polymers. "Inert" is understood to mean that the solvent is practically unreactive in the reaction to form the polyamidimines.

Beispiele für Umsetzungsverfahren, die im Rahmen der Erfindung angewandt werden können, sind folgende:Examples of conversion processes that can be used in the context of the invention are the following:

(1) Ein Verfahren, bei dem die Umsetzung in Gegenwart eines organischen Säureak/cptors unter praktisch wasserfreien Bedingungen durchgeführt wird, und(1) A method in which the reaction in the presence an organic acid acptors carried out under practically anhydrous conditions will, and

(2) ein Verfahren, wobei die Umsetzung in Gegenwart einer wäßrigen Lösung eines Säureakzeptors durchgeführt wird.(2) a method wherein the reaction is carried out in the presence of an aqueous solution of an acid acceptor is carried out.

Bei der Polymerisationsumsetzung (1) unter praktisch wasserfreien Bedingungen werden sowohl ein inertes organisches Lösungsmitte! als auch ein organischer Säureakzeptor verwendet, wenn das inerte organische Lösungsmittel selbst keine Fähigkeit als Säureakzeptor hat (a); oder wenn das inerte organische Lösungsmittel selbst eine Fähigkeit als Säureakzeptor hat, wirkt es gleichzeitig als Säureakzeptor (b). Im Fall von (a) sollte das inerte organische Lösungsmittel den organischen Säureakzeptor lösen. Als inerte organische Lösungsmittel dieser Art seien folgende Verbindungen als Beispiele aufgeführt: halogensubstituierte nichtaromatische Kohlenwasserstoffe, bei denen mindestens ein Wasserstoffatom an das mit dem Halogenatom verbundenen Kohlenstoffatom gebunden ist, beispielsweise Chloroform, Methylenchlorid, 1,1,2-Trichloräthan, 1,2-Dicliioräthan, Chlorbrommethan, s-Tetrachloräthan und cis-l^-Dichloräthan, weiterhin cyclische Methylensulfone, wie z. B. Tetramethylensulfon und 2,4-Dimethyltetramethylensulfon, Methyläthylketon, Tetrahydrofuran, Acetonitril, Propionitril, Diäthylcyanamid, Dimethylcyanamid und Mischungen hiervon, wobei Tetrahydrofuran besonders geeignet ist.In the polymerization reaction (1) under practically anhydrous conditions, both a inert organic solvent! as well as an organic acid acceptor used when the inert organic solvents themselves have no ability as acid acceptors (a); or if the inert organic Solvent itself has an acid acceptor ability, it also acts as an acid acceptor (b). In the case of (a), the inert organic solvent should dissolve the organic acid acceptor. As inert Organic solvents of this type are the following compounds as examples: halogen-substituted non-aromatic hydrocarbons in which at least one hydrogen atom is attached to the Halogen atom is bonded carbon atom, for example chloroform, methylene chloride, 1,1,2-trichloroethane, 1,2-dicloroethane, chlorobromomethane, s-tetrachloroethane and cis-l ^ -dichloroethane, furthermore cyclic methylene sulfones, such as. B. tetramethylene sulfone and 2,4-dimethyltetramethylene sulfone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, acetonitrile, propionitrile, Diethyl cyanamide, dimethyl cyanamide and mixtures thereof, with tetrahydrofuran being particularly suitable is.

Jede Verbindung ist als üblicher organischer Säureakzeptor in dem inerten organischen Lösungsmittel verwendbar, soweit sie zur Umsetzung mit der während der Polymerisationsreaktion gebildeten Säure (Halogenwasserstoff) fähig ist und eine basische Substanz ist, die eine stärkere Neigung zur Umsetzung mit der Säure (Halogenwasserstoff) hat als mit den aromatischen Triaminen oder Tetraminen als Reaktionsteilnehmer und die praktisch nicht mit dem aromatischen Dicarbonsäuredihalogenid, das einen der Reaktionsteilnehmer der Erfindung darstellt, reagiert. Zu derartigen basischen Substanzen (Säureakzeptoren) gehören organische tertiäre Amine, wie Trimethylamin, Triäthylamin, N-Äthylpiperidin, N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin, Ν,Ν-Dimethylbenzylamin und Ν,Ν-Diäthylbenzylamin, und polyfunktionelle tertiäre Amine, wie z. B. Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyihexamethylendiamin. Each compound is a common organic acid acceptor in the inert organic solvent can be used if they are used to react with the acid (hydrogen halide) formed during the polymerization reaction is capable and is a basic substance that has a stronger tendency to react with the Acid (hydrogen halide) has as reactants with the aromatic triamines or tetramines and which practically do not react with the aromatic Dicarboxylic acid dihalide, which is one of the reactants of the invention, reacts. Such basic substances (acid acceptors) include organic tertiary amines, such as trimethylamine, Triethylamine, N-ethylpiperidine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, Ν, Ν-dimethylbenzylamine and Ν, Ν-diethylbenzylamine, and polyfunctional tertiary amines, such as. B. Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethyihexamethylene diamine.

Als inertes organisches Lösungsmittel, das gleichzeitig als Säureakzeptor wirkt (b), seien organische Verbindungen vom Amidtyp erwähnt, wie z. B. Ν,Ν-Dimethylacetamid, Ν,Ν-Diäthylacetamid, Ν,Ν-Dimethylpropionamid, Ν,Ν-Dimethylbutyramid, l-Mothyl-2-pyrrolidon, l.S-Dimethyl^-pyrroIidon, l-Äthyl-2-pyrrolidon, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethylharnstoff, N-Acetylpyrrolidin und Hexamethylphosphoramid und Gemische hiervon. Besitzen diese Lösungsmittel eine ungenügende Säureakzeptorfähigkeit, so können manchmal andere Säureakzeptoren, wie z. B. tert. organische Amine, wie vorstehend erwähnt, weiterhin hinzugefügt werden.The inert organic solvent that also acts as an acid acceptor (b) is organic Mentioned compounds of the amide type, such as. B. Ν, Ν-dimethylacetamide, Ν, Ν-diethylacetamide, Ν, Ν-dimethylpropionamide, Ν, Ν-dimethylbutyramide, l-Mothyl-2-pyrrolidone, l.S-Dimethyl ^ -pyrroIidon, l-ethyl-2-pyrrolidone, Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethylurea, N-acetylpyrrolidine and hexamethylphosphoramide and mixtures thereof. If these solvents have insufficient acid acceptability, so can sometimes other acid acceptors, such as. B. tert. organic amines, as mentioned above, continue to be added.

Bessere Ergebnisse werden bisweilen noch erhalten, wenn man zu dem organischen Lösungsmittel eine geringe Menge an Alkali oder Erdalkali zugibt, beispielsweise Lithiumchlorid, Lithiumbromid oder Calciumchlorid. Better results are sometimes obtained if one is added to the organic solvent a small amount of alkali or alkaline earth is added, for example lithium chloride, lithium bromide or calcium chloride.

Wenn die Polymerisation in Gegenwart einer wäßrigen Lösung eines Säureakzeptors ausgeführt wird, ist es notwendig, ein inertes organisches Lösungsmittel einzusetzen, welches teilweise mit Wasser mischbar ist. Beispiele für derartige inerte flüssige Medien sind cyclische, nichtaromatische, saucrstoffhaltige, organische Lösungsmittel, beispielswe se cyclische Sulfone, wie z.B. cyclisches Tetramelhylensulfon und cyclisches 2,4-DimethyItetramethylensulfon, cyclische Ketone, wie Cyclohexanon und Cyclopentanon, und cyclische Äther, wie Tetrahydrofuran und Propylenoxyd, niedere aliphatische Ketore, wie Methyläthylketon und Aceton, und Gemische hiervon.If the polymerization is carried out in the presence of an aqueous solution of an acid acceptor, it is necessary to use an inert organic solvent, some of which is water is miscible. Examples of such inert liquid media are cyclic, non-aromatic, oxygen-containing, organic solvents, for example cyclic sulphones such as cyclic tetramelhylenesulphone and cyclic 2,4-dimethyl tetramethylene sulfone, cyclic ketones such as cyclohexanone and cyclopentanone, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and propylene oxide, lower aliphatic ketones such as methyl ethyl ketone and acetone, and mixtures thereof.

ίο Weiterhin kann bei der Polykondensationsumsetzung vom Typ (2) ein geeignetes neutrales Salz zu der wäßrigen Phase außer dem Säureakzeptor zugegeben werden, um in üblicher Weise die Mischbarkeit des inerten organischen flüssigen Mediums mit Wasser zu beschränken. Geeignete Säureakzeptoren und neutrales Salz sind folgende:ίο Furthermore, in the case of the polycondensation reaction of type (2) a suitable neutral salt is added to the aqueous phase in addition to the acid acceptor in order to ensure the miscibility of the inert organic liquid medium with water in the usual way restrict. Suitable acid acceptors and neutral salts are the following:

Bevorzugt werden Hydroxyde von Alkalimetallen, wie Lithiumhydroxyd, Natriumhydroxyd und Kaliumhydroxyd, und Carbonate oder Bicarbonate von Alkalimetallen, wie Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat. Hydroxyde, Carbonate oder Bicarbonate von Erdalkalimetallen, wie Magnesiumhydroxyd, Magnesiumcarbonat und Calciumbicarbonat sind ebenfalls entweder allein oder erforderlichenfalls zusammen mit Carbonaten oder Bicarbonaten von Alkalimetallen verwendbar. Es ist auch möglich, wasserlösliche, organische, tertiäre Amine, wie z. B. Triäthylamin, zu verwenden.
Es wird bevorzugt, daß diese Säureakzepturen in ausreichenden Mengen verwendet werden, um mit der Gesamtmenge der durch die Umsetzung gebildeten Säure (Halogenwasserstoff) zu reagieren.
Hydroxides of alkali metals, such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, and carbonates or bicarbonates of alkali metals, such as sodium carbonate and sodium bicarbonate, are preferred. Hydroxides, carbonates or bicarbonates of alkaline earth metals such as magnesium hydroxide, magnesium carbonate and calcium bicarbonate can also be used either alone or, if necessary, together with carbonates or bicarbonates of alkali metals. It is also possible to use water-soluble, organic, tertiary amines, such as. B. triethylamine to use.
It is preferred that these acid formulations be used in sufficient amounts to react with all of the acid (hydrogen halide) formed by the reaction.

Als neutrale Salze werden anorganische Salze mit großer Löslichkeit in Wasser, die mit den Reaktionsteilnehmern nicht reaktionsfähig sind, verwendet. Bevorzugt werden Alkalihalogenide, wie z. B. Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Lithiumchlorid. Die Sulfate und Nitrate der Metalle sind ebenfalls verwendbar, jedoch wird es bevorzugt, das gleiche Salz zu ver-As neutral salts are inorganic salts with great solubility in water, which with the reactants are not reactive. Alkali halides are preferred, such as. B. Sodium Chloride, Potassium chloride and lithium chloride. The sulfates and nitrates of the metals can also be used, however, it is preferred to use the same salt

4ü wenden wie dasjenige, das durch die Umsetzung gebildet wird. Die Anwendung eines derartigen neutralen Salzes ist besonders wirksam, wenn ein solches Reaktionsmedium, wie Aceton, das sehr hohe hycrophile Eigenschaften hat, verwendet wird, und es ist möglich, auf diese Weise ein Polymeres mit einem höheren Molekulargewicht als in Abwesenheit des neutralen Salzes zu erhalten.4ü apply like the one formed by the implementation will. The use of such a neutral salt is particularly effective when such a reaction medium, such as acetone, which has very high hydrophilic properties, is used, and it is possible in this way a polymer with a higher molecular weight than in the absence of the neutral one Of salt.

Im folgenden werden die Reaktionsbedirgungen beschrieben.The reaction conditions are described below.

Entsprechend dem PolykondensaJonsverfahren (1) wird eine Lösung hergestellt, indem das aromatische Triamin oder Tetramin und erforderlichenfalls der Säureakzeptor und/oder andere Zusätze zubegeben werden. Das aromatische Triamin oder Tetramin kann in Form seines Säuresalzes erforderlichenfalls verwendet werden. In diesem Fall sollte das Siuresalz in der Lösung in die freie Basenform durch Zusatz einer berechneten Menge eines Säureakzeptors überführt werden. Die Lösung wird auf O bis —20°C abgekühlt, und das DicarbonsäurehalogenM selbst oder in Form einer Lösung in dem Reaktionsmedium wird zu der abgekühlten Lösung zugegebri;.. Da? Reaktionsgemisch wird gerührt, bis die Polykondensation beendet ist. Die Reaktionstemperatur liegt im Bereich von 0 bis 50° C. Die zur Beendigung der Umsetzung erforderliche Zeit variiert in Abhängigkeit von der Art der Ausgangsmaterialien, der Art des Reaktionslösungsmittels und der Reaktionstemperatur,According to the polycondensation process (1) a solution is prepared by adding the aromatic triamine or tetramine and, if necessary, the Acid acceptor and / or other additives are added. The aromatic triamine or tetramine can be used in the form of its acid salt if necessary. In this case, the acid salt should converted into the free base form in the solution by adding a calculated amount of an acid acceptor will. The solution is cooled to 0 to -20 ° C, and the dicarboxylic acid halogen itself or in the form of a solution in the reaction medium is added to the cooled solution; .. Da? The reaction mixture is stirred until the polycondensation has ended. The reaction temperature is in Range from 0 to 50 ° C. The time required to complete the reaction varies depending on the kind of the starting materials, the kind of the reaction solvent and the reaction temperature,

639 619/93639 619/93

ψ)ψ)

1010

liegt jedoch üblicherweise zwischen 0,5 und 8 Stunden jlußt Bei dor vnrli^^ ^ , r c ι i·but is usually between 0.5 and 8 hours. Bei dor vnrli ^^ ^, r c ι i

Das Polymere wird abgetrennt, indem das Reaktion*- ä Molekul «rue S Ie hrlinuu^. hin%&n w!"The polymer is separated off by the reaction * - a molecule rue S Ie hrlinuu ^. hin % & n w ! "

lösung ζ, Formungszwecken verwendet werden e durchjSm Ϊ 5 «ST", N,^TT"^ ·'solution ζ, can be used for shaping purposes e byjSm Ϊ 5 «ST", N, ^ TT "^ · '

Das Polykondensationsverfahren (2) wird in ty- Uschs 5 Merk, ^ ^ eines der charak er,-The polycondensation process (2) is in ty- Uschs 5 Merk, ^ ^ one of the charak er, -

pischc. Weise ausgeführl, indem eine Lösung einls Srcns dar erlmdungsgemaßen Veraromatischen Dicarbonsäurehalogenids (C) in einem Hei ,wpischc. Manner carried out by adding a solution as flavoring according to the invention Dicarboxylic acid halide (C) in a Hei, w

falls Emulgator oder eines neutralen Salzes besteht, chZTZ J P . V'"?" "^ letran,im ?■'if there is an emulsifier or a neutral salt, c h ZTZ JP. V '"?""^ letran , im ? ■ '

und dtS Gemisch schnell gerührt wird Das aronrt chin R r Polykondensation unter den glei-and the tS mixture is stirred rapidly The aronrt chin R r polycondensation under the same

tische rriamin oder TetramS, (A) kann in Pom s '* We^SSenT ΤΐΤί ^™" wW· Säuresiilzes erforderlichenfalls verwendet werden In 7 Z in h , ".!," -bci der p°'yl«>ndensal.onsumsel· diesem Fall muß das Säuresa.z in die freie B^eniorm ^Mo £Sl T86 p^itlcl .z"r .Refiulicr ri une m der lösung durch Zusatz einer berechneten Menge Reaküo,ssv Z der Polyamidini.nc zu dem des Säi.reakzeptors überführt werden. Die Umsetzung 20 Diese ReS^ ^T" ^" ZUgCfÜgt ^'^f wird vorzugsweise bei einer Temperatur nicht höhe? tiönelle Z ? Γ^™ bevorzuel ™™^- als 50 X ausgeführt und ist üblicherweise innerhalb B An? Tf/"1"16 U"d Carbo»>lchloride· wie etwa 15 Minuten beendet. Das Polymere wird üb Ren,, I, '"' P-Chloranili»' m-Chloranilin, licherw.ise in Pulverform erhalten und läS skh leicht SZ S' P-Toluoylchlorid und p- oder durch Filtration gewinnen ^nlorbenzoylchlond. Es können beliebige, mono-Das Polykondensationsverfahrcn (2) läßt sich auf *5 ITJr? r aromatische Verbindungen verwendet zwei Wegen ausführen. Ein Weg ist das vorstehend O,rhnnvih° Γ" 5^ e"1C primäre Aminogruppe oder aufgeführte typische Verfahren. Der andere WeR be ^"^'halogemdgruppe mit einer gleich großen steht darin, daß eine Lösung des aromatischen Tri- .„ "IOn.slah'SkcitwiederjenigenderprimärenAminoamins oder Tetramins in dem inerten organischen 3o oder" Sc' C^Tf ™ Τί''Τ™ 0^ ^"T Lösungsmittel mit einer Lösung des aromatischen carhnn,!,, S . y a8enids dcS :mimatischen Dl" Dicarbdnsäuredihalogenids in e nem inerten orca c.droonsduredihalogenids besitzen und die beabsichnischen Lösungsmittel vermischt wird und dabei eine hind densatlonsuiriSetzung praktisch nicht beLösung oder Dispersion eines reaktionsfähigen Oligo- ""'tables rriamin or TetramS, (A) can be used in Pom s '* We ^ SSenT ΤΐΤί ^ ™ " wW · Säuresilzes if necessary In 7 Z in h,".!, "- bci der p °'yl«> ndensal.onsumsel In this case the acid must be transferred to the free B ^ eniorm ^ Mo £ Sl T 86 p ^ itlcl . Z " r . Re fi ulicr ri une m the solution by adding a calculated amount of reactio, ssv Z of the polyamidini.nc to be converted to that of the acid receptor. The implementation 20 This ReS ^ ^ T "^" ADDING ^ '^ f is preferably at a temperature not high? tiönelle Z? Γ ^ ™ prefer e l ™ → ^ - executed as 50 X and is usually within BA n ? Tf / "1" U 16 "d Carbo"> · lchloride such as finished 15 minutes. The polymer is üb Ren ,, I, '"' P Chloranili" 'm-chloroaniline, licherw.ise powdered preserved and LAES skh easily obtain SZ S 'P-Toluoylchloride and p- or by filtration ^ nlorbenzoylchlond. Any number of mono-The polycondensation process (2) can be reduced to * 5 ITJr? r aromatic compounds used two ways to run. One route is the O, rhnnvih ° Γ " 5 ^ e " 1C primary amino group above or typical procedures listed. The other we R be ^ "^ 'halogen group with the same size is that a solution of the aromatic tri."" IOn . slah 'S kcit again those of the primary aminoamine or tetramine in the inert organic 3o or "Sc' C ^ Tf ™ Τ ί" ™ 0 ^ ^ "T solvent with a solution of the aromatic carhnn,! ,, S. ya - ° 8enids DCS mimatischen Dl ". Dicarbdnsäuredihalogenids in e nem inert Orca c dr oonsduredihalogenids have beabsichnischen and the solvent are mixed and thereby a hind densatlonsuiriSetzun g virtually impossible beLösung or dispersion of a reactive oligo-""'

nieren gebildet wird und dann diese mit einer wäßrigen 35 5· Aromatische Polyamidinekidneys are formed and then these with an aqueous 35 5 · Aromatic Polyamidine

Losung des Säureakzeptors in Berühruna gebracht Wenn H,. diSolution of the acid acceptor brought into contact If H ,. di

wird, um die Polykondensation zu beenden -. cnds ' olyamidimin mit den aromatischen Es besteht kaum ein Unterschied" hinsichtlich der ü-DTt"6" "lodifiziert wird' soi1· ^Hs Triamine ein-Eigensciaften und des Polymerisationsausmaßes zwi- ^«ziuerdea der Gehalt an Struktureinheiten mit sehen cen aromatischen Polyamidiminen die nach Λο ^Mi ° Dlam|nen vorzugsweise nicht mehr als diesen beiden Verfahren erhältlich sind' Dadurch u- pr0Eent der gesamten Struktureinheiten beergibt sich, daß beim erfindunesgemäßen Verfahren ..'1^"' und fa"s Tetramine eingesetzt werden, soll aromatisches Triamin oder Tetramin und aromatisches t" V"rzugsweise nichi mehr als 40 Molprozent sein. Dicarbv'jisäurehalogenid in dem inerten organischen tk h d ? Vorteilen cier dabei erhaltenen aromaflüssigen Medium umgesetzt werden, selbst wenn eine ,nc" Po'yamidimine seien folgende aufceführt: wäßrige Lösung des Säureakzeptors angewandt wird α Da die N-arylsubstituierte sekundäre Amino-Da die aromatischen Triamine oder Tetramine ent h "ΡΡ£ΐ, Se'bSl reaklionsfäriig ist, an einer Stellung sprechend der Erfindung schwierig in Wasser löslich r_e|1achbart zu einer primären Aminogruppe vorliegt, sind, wandern sie kaum in eine wäßrige Phase selbst S?igar d'C Venvendung von aromatischem Triwenn ihre Lösung in einem inerten organischen Lö so Pi" °■? Tetramin ZUr Bildung von aromatischem sungsmmel mit einer wäßrigen lösung des Säure ^1 7a,m!dlmid'dle in N>'-Dialkylamid und cyclischen! akzeptors vermischt wird. Diese Tatsachen belegen N C η ' wie z" B" Ν,Ν-Dimethylacetamid, daß die· Umsetzung gemäß der Erfindung zur Bildung .^'^lmethyIforrnamid und l-Methyi-2-pyrrolydon eines aromatischen Polyamidines aus einem aroma^ I S'i °Ie aromatischen Polyamidimine sind tischen Triamin oder Tetramin und einem aroma <- a '" Jetramethylharnstoff, Hexamethylphosphortischen Dicarbonsäuredihalogenid in allen Gesichts T α Dimethylsulfoxyd, sowie in Amiden, für punkten wesentlich von der bekannten Grenzflächen r ,pieIe Acetamid und cyclische Amide, wie polykondensation aromatischer Diamine und orsa ^LaProlactam sind, die normalerweise bei Raummscher Dicarbonsäuredihalogenide unterschiedlich ist ^mPeratur fest sind, bei Temperaturen oberhalb des Bei dem bekannten Grenzflächenpolykondensations' 60 P ,melzPunktes dieser Lösung löslich. Einige der verfahren wird das aromatische Diamin bei einem ™>am;dlrnine sind in Phenolen, wie m-Cresol und Grenzflächenübergang von einer wäßrigen den Säu™ n" l0Sl'Ch·is to end the polycondensation -. cnds ' olyamidimine with the aromatic There is hardly any difference "with regard to the-DTt" 6 "" is iodified soi1 · ^ Hs triamine properties and the degree of polymerization between the content of structural units with the aromatic polyamideimines after Λο ^ Mi ° Dlam | NEN preferably are not available as these two processes more 1 ^ "'andf" s tetramines be used' This u- pr0Eent the total structural units that when erfindunesgemäßen method .. beer are located 'is intended to aromatic triamine or tetramine and aromatic "V t " Preferably not more than 40 mole percent. Dicarbv'jisäurehalogenid in the inert organic tk hd? Are reacted advantages cier since in the obtained aromatic liquid medium, even if, nc "Po 'yamidimine are following aufceführt: aqueous solution of acid acceptor is used α Since the N-aryl-substituted secondary amino, since the aromatic triamines or tetramines ent h" ΡΡ £ ΐ is Se 'BSL reaklionsf äriig, at a position speaking the invention difficult r soluble in water _ e | 1achbart present to a primary amino group are, they move little in an aqueous phase self-S? I do d 'C Venvendu ng of aromatic Triwenn its solution in an inert organic Lö so Pi "° ■? Tetramine to form aromatic sungsmmel with a aqueous solution of the acid ^ 1 7 a, m dlmid 'dle in N>' - dialkyl, and cyclic mixed acceptor These facts demonstrate NC η 'such as "B" Ν, Ν-dimethylacetamide, that the · reaction according to the!. Invention for education. ^ '^ Lme t h y If orrnamid and l-Methyi-2-pyrrolydon of an aromatic polyamidine from an aroma ^ I S ' i ° Ie aromatic polyamidimines are tables triamine or tetramine and an aroma <- a '" J etrameth y lharn material, Hexamethylphosphortischen dicarboxylic acid dihalide in all facial T α dimethyl sulfoxide, as well as in amides, for r points significantly from the known interfaces, such as are pieIe acetamide and cyclic amides polycondensation of aromatic diamines and orsa La ^ P rol actam, which is different usually at Raummscher dicarboxylic acid dihalides m ^ P erature f est are at temperatures above the In the known Grenzflächenpolykondensations' 60 P, P unktes this solution melz soluble. Some of the methods will use the aromatic diamine at a ™>am; dlr nine are in phenols, such as m-cresol and interfacial transition from an aqueous to the Sä u ™ n " l0Sl ' Ch ·

ikzeptor gelöst enthaltenden Phase in^die organische «mannte wärmebeständige Polymere, wie z. B.ikceptor dissolved containing phase in ^ the organic "mante heat-resistant polymers, such as. B.

Lösungsmittelphase polymerisiert. Deshalb vhd das po|yheterocyciische Verbindungen und vollständig Molekulargewicht des erhaltenen Polymeren im weiten 6, amatlsch,e Polyamide zeigen gewöhnlich nur eineSolvent phase polymerizes. Therefore vhd the po | Y heterocyclic compounds and full molecular weight of the polymer obtained in the wide range of 6, amatlsch , e polyamides usually show only one

Jmfang durch solche Faktoren, wie Rührgeschwindiß °egfenzte Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln,Jmfang by such factors as Rührgeschwindiß ° eg f enzte solubility in organic solvents,

ceit des Reaktionssystems, Konzentration der Reak ϊ,ϊ " ^Γ£ äußerst schwierig, stabile Lösungen vonceit of the reaction system, concentration of the reac ϊ, ϊ "^ Γ £ extremely difficult, stable solutions of

lonslösung und Basizität des Säureakzeptors beein" TT Konzentrat'on der Polymeren herzustellen.lonslösung and basicity of the acid acceptor stunning "TT Konzentra t'on of the polymers to produce.

s, Deem- Andererseits können die aromatischen Polyamidimines, Deem- On the other hand, the aromatic polyamide imines

gemäß der Gründung in stabile Lösungen von hoher Konzentralion unter Verwendung der vorstehend aufgeführten organischen Lösungsmittel überführt werden. Weiterhin können diese Lösungen mit anderen Verdünnungsmitteln, z. B. Aceton, Toluol. Cyclohexan. Benzol und Methylenchlorid verdünnt werden.according to the establishment in stable solutions of high Concentration can be transferred using the organic solvents listed above. Furthermore, these solutions can be mixed with other diluents, e.g. B. acetone, toluene. Cyclohexane. Benzene and methylene chloride can be diluted.

2. Infolgedessen können die aromatischen Polyamidimide als Anstriche und Lackierung verwendet werden. Diese in den vorstehend aufgeführten organischen Lösungsmitteln gelöst werden, oder sie können in einfacher Arbeitsweise zu Hirnen, Folien, Fasern und anderen Gegenständen geformt werden.2. As a result, the aromatic polyamide-imides can be used as paints and varnishes will. These can be dissolved in the organic solvents listed above, or they can can be formed into brains, foils, fibers and other objects in a simple way.

3. Die aromatischen Polyamidimide lassen »ich leicht durch weitere thermische und/oder chemische Behandlung in thermisch-chemisch stabile N-arvlsubstituierte Polybenzimidazole überführen. Die dabei erhaltenen Polybenzimidazole sind üblicherweise in geeigneten organischen Lösungsmitteln löslich.3. The aromatic polyamide-imides can easily be replaced by further thermal and / or chemical Conversion of treatment into thermally and chemically stable N-aromatic-substituted polybenzimidazoles. The one with it The resulting polybenzimidazoles are usually soluble in suitable organic solvents.

6. Erlindungsgcmäßes Verfahren zur Herstellung
von N-aryl-substituierten Polybenzimidazolen
6. In accordance with the invention method of manufacture
of N-aryl-substituted polybenzimidazoles

Die aromatischen Polyamidimide lassen sich in N-aryl-substituierte Polybenzimidazole überführen, indem sie auf eine Temperatur oberhalb 200 C, jedoch unterhalb eines Temperaturwertes erhitzt werden, bei dem die Zersetzung des erhaltenen Polybenzimidazole in einem solchen Ausmaß stattfindet, daß wesentliche Schädigungen verursacht werden. Im allgemeinen wird es jedoch bevorzugt, daß die Umsetzung bei einer Temperatur von 200 bis 600 C, insbesondere 250 bis 500 C, ausgeführt wird. Falls eine saure Substanz gleichzeitig bei der Cyclodehydratisierungsumseu ,mg verwendet wird, liegt die Erhitzungstemperatur oberhalb 60 C: sie muß jedoch unterhalb einer Temperatur liegen, bei der die Zersetzung des vorstehend erwähnten Polybenzimidazole in solchem Ausmaß stattfindet, daß Nachteile auftreten, !m allgemeinen ist eine Temperatur zwischen 60 und 200' C, besonders 80 u.id 200 C. geeignet.The aromatic polyamide-imides can be converted into N-aryl-substituted polybenzimidazoles, by heating them to a temperature above 200 C but below a temperature value which the decomposition of the polybenzimidazole obtained takes place to such an extent that substantial Damage caused. In general, however, it is preferred that the reaction at a Temperature of 200 to 600 C, in particular 250 to 500 C, is carried out. If an acidic substance simultaneously with the cyclodehydrationumseu, mg is used, the heating temperature is above 60 C: but it must be below a temperature at which the above-mentioned polybenzimidazole decomposes to such an extent that Disadvantages occur! In general, there is a temperature between 60 and 200 ° C, especially 80 and 200 ° C. suitable.

Besonders bevorzugt werden solche sauren Substanzen, die das bei der Cyclodehydratisierungsumsetzung gebildete Wasser aufnehmen, d. h. eine Dehydratisierungswirkung haben. Beispiele hierfür sind anorganische und organische Säuren, wie Salzsäure, Phosphorsäure, Polyphosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure, Oxalsäure, Ameisensäure, Dichloressigsäure, TriPoressigsäure. Die Menge an zuzusetzender saurer Substanz kann etwa 0,001 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf Polyamidimin, betragen, wobei jedoch die obere Grenze nicht notwendigerweise auf 15 Gewichtsprozent beschränkt ist.Those acidic substances are particularly preferred which absorb the water formed during the cyclodehydration reaction, d. H. one Have dehydrating effects. Examples are inorganic and organic acids such as hydrochloric acid, Phosphoric acid, polyphosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, Oxalic acid, formic acid, dichloroacetic acid, triPoroacetic acid. The amount of to be added acidic substance can be about 0.001 to 15 percent by weight, based on polyamidimine, where however, the upper limit is not necessarily limited to 15% by weight.

Die Cyclodehydratisierung zur Umwandlung des Polyamidimins gemäß der Erfindung in Polybenzimidazole kann auf wirksame Weise durchgeführt werden, wenn das Reaktionssystem die vorstehend erwähnte saure Substanz enthält, sowie ein organisches Lösungsmittel enthält, das quellen kann und insbesondere sowohl das Polyamidimin und das Polybenzimidazol auflösen kann.The cyclodehydration to convert the Polyamidimines according to the invention in polybenzimidazoles can be effectively carried out when the reaction system contains the above-mentioned acidic substance and an organic solvent which can swell, and in particular both the polyamideimine and the polybenzimidazole can dissolve.

In der Praxis kann die Cyclodehydratisierung gemäß der Erfindung in der folgenden Weise durchgeführt werden:In practice, the cyclodehydration according to the invention can be carried out in the following manner will:

Die Poiyamidirnine können der Wärmecyclodehydratisierung in Form von Pulvern, Flocken, unregelmäßig zerbrochenen Teilchen oder aus den Polyamidiminlösungen geformten Feststoffen, wie z. B. Filme, Folien, Fasern, Überzügen und anderen geformten Geeenständen unterworfen werden. Als HeizmediumThe Poiyamidirnine can undergo thermal cyclodehydration in the form of powders, flakes, irregularly broken particles or from the polyamideimine solutions shaped solids, such as B. films, foils, fibers, coatings and other shaped Be subject to circumstances. As a heating medium

kann sowohl eine Flüssigkeil als auch ein Gas verwendet werden, sofern sie inert für die aromatischen Polyamidimide sind und diese nicht lösen. Im allgemeinen bevorzugt werden Luft, Inertgase, wie Stickstoff und Kohlendioxydgas, flüssige Medien wie Wärmeübertragungsmittel und Silicone.Both a liquid wedge and a gas can be used as long as they are inert to the aromatic polyamide-imides and do not dissolve them. In general air, inert gases such as nitrogen and carbon dioxide gas, liquid media such as Heat transfer fluids and silicones.

Falls man das erhaltene Polybenzimidazol in einem organischen Lösungsmittel /u lösen wünscht, wird es bevorzugt, daß die Würmecydisicrung in luftfreien Bedingungen durchgeführt wird, beispielsweise in einem Inertgas oder unter Vakuum. Es ist auch möglich, das aromatische Polyamidimin in Form von dessen Lösung in einem organischen Lösungsmittel zu cyclodchydratisicren und dadurch in ein Polybenzimidazol zu überführen. In diesem Fall wird die Anwendung eines sauren Katalysators bevorzugt. Beispielsweise kann eine Lösung des Polybenzimidazols erhallen werden, wenn ein Lösungsmittel sowohl für das aromatische Pohamidimin als auch Polybenzimidazol angewandt wird und eine geridgc Menge eines sauren Katalysators, wie Salzsäure oder p-ToluoI-sulfoiis-iure zugesetzt wird und bei einer Temperatur oberhalb 60 C, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 80 C bis zu diesem Punkt des Lösungsmittels erhitzt wird.If one wishes to dissolve the polybenzimidazole obtained in an organic solvent, it will preferred that the Würmecydisicrung in air-free Conditions is carried out, for example in an inert gas or under vacuum. It is also possible, the aromatic polyamideimine in the form of its solution in an organic solvent cyclodchydratisicren and thereby to be converted into a polybenzimidazole. In this case the application an acidic catalyst is preferred. For example, a solution of the polybenzimidazole if a solvent is used for both the aromatic pohamidimine as well as polybenzimidazole is applied and a small amount of an acidic catalyst, such as hydrochloric acid or p-ToluoI-sulfoiis-iure is added and at a temperature above 60 C, preferably at a temperature im Range of 80 C up to this point the solvent is heated.

Wenr weiterhin ein festes aromalisches Poljamidimin otjer eine Lösung desselben in einem inerten organischen Lösungsmittel zu einem derartig sauren Lösungsmittel, wie Ameisensäure, Dichloressigsäure und Trfluoressigsüure. worin das Polybenzimidazol der Erfindung löslich ist. zugesetzt wird, und das Gemisch erhitzt und cyclodehydratisiert wird, wird das erhaltene Polvbenzimidazol allmählich in dem sauren Lösungsmittel im Verlauf der Cyclodehydratisierungsumsetzung gelöst, und das Polybenzimidazol kann in Form der Lösung erhalten werden. Wenn die Cyclodehydratisierungsumsetzung in einer Lösung durchgeführt wird, besteht durch das als Nebenprodukt gebildete Wasser eine Neigung, eine Hydrolyse des Polyamidimins einzuleiten. Es wird deshalb bevorzugt, daß die Erhiizungsbedingungen für die Cyclodehydratisierungsumsetzung relativ mild sind.If it is still a solid aromatic polyamidimine or a solution of the same in an inert organic solvent to such an acidic one Solvents such as formic acid, dichloroacetic acid and trfluoroacetic acid. wherein the polybenzimidazole of the invention is soluble. is added and the mixture is heated and cyclodehydrated, the obtained polybenzimidazole gradually in the acidic solvent in the course of the cyclodehydration reaction dissolved, and the polybenzimidazole can be obtained in the form of the solution. When the cyclodehydration reaction Performed in solution consists of that as a by-product Water formed has a tendency to initiate hydrolysis of the polyamideimine. It is therefore preferred that the heating conditions for the cyclodehydration reaction are relatively mild.

Gemäß der Erfindung kann ein Formgegenstand eines geeigneten cyclisicrten Polybenzimidazols erhalten werden, dem man eine Lösung des aromatischen Polyamidimins während ihrer Formung, beispielsweise Formung zu Folien, nach dem Gießverfahren erhitzt wird, und nach dem Formen kann der Formgegenstand weiter der Cyclodehydratisierung unterworfen werden. Selbstverständlich kann die Cyclodehydratisierungsumsetzung durch Zusatz einer geeigneten sauren Substanz gefördert werden.According to the invention, a molded article of a suitable cyclized polybenzimidazole can be obtained be, which one a solution of the aromatic polyamidimine during their formation, for example Forming into foils, after the casting process is heated, and after shaping can the molded article can be further subjected to cyclodehydration. Of course, the Cyclodehydration reaction can be promoted by adding a suitable acidic substance.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten N-aryl-substituierten Polybenzimidazole haben eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, sind bei langzeitiger Verwendung bei 200° C, beispielsweise beständig, haben eine gute Beständigkeit gegenübei oxydierenden Atmosphären und sind stabil gegen verschiedene Chemikalien, wie Säuren oder Alkalien, unc lassen sich zu Gegenständen mit ausgezeichneter mechanischen and elektrischen Eigenschaften verformen. Formgegenstände aus diesen Polybenzimid azolen sind brauchbar als Überzüge, Folien, Faserr und anderen Gebrauchsgegenständen.The N-aryl-substituted polybenzimidazoles produced by the process of the invention have excellent heat resistance when used for a long time at 200 ° C, for example resistant, have a good resistance to oxidizing atmospheres and are stable to various chemicals such as acids or alkalis, unc can be formed into objects with excellent mechanical and electrical properties. Molded articles made from these polybenzimidazoles are useful as coatings, films, fibers and other everyday objects.

Die meisten der nach dem erfindungsgemäßen Ver fahren hergestellten N-aryl-substituierten Polybenz imidazole sind in Ameisensäure oder Dichloressigsäun löslich. Einige derselben sind sogar in m-KresolMost of the N-aryl-substituted polybenzene produced by the inventive method imidazoles are soluble in formic acid or dichloroacetic acid. Some of them are even in m-cresol

Dimcthylsulfoxyd, N-Methyl-2-pyrrolidon oder Ν,Ν-Dimethylacetamid löslich. Darüber hinaus ichmclzcn einige von ihnen ohcrhalb 300 C. Aus diesem Grund lassen sie sich leicht zu den verschiedensten Gegenständen verformen.Dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone or Ν, Ν-Dimethylacetamide soluble. Furthermore I mclzcn some of them above 300 C. From for this reason they can easily be deformed into a wide variety of objects.

Die Strukturen der aromatischen Polyamidimine und der N-aryl-substituicrten Polybenzimidazole, die durch die vorstehenden allgemeinen Formeln wiedergegeben werden, wurden durch Elementaranalyse oder Infrarotabsorptionsspektren bestätigt, wie sie in den nachfolgenden Beispielen angegeben sind.The structures of the aromatic polyamidimines and the N-aryl-substituted polybenzimidazoles, the represented by the above general formulas were determined by elemental analysis or Infrared absorption spectra confirmed as given in the examples below.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher rläutcrt, wobei ein Teil der Beispiele Polyamidimine betrifft, aus denen im erfindungsgemäßen Verfahren Polybenzimidazole hergestellt werden.The invention is explained in more detail below by means of examples, some of the examples Polyamidimines relates to those in the invention Process polybenzimidazoles are produced.

In den Beispielen sind die Eigenviskositäten (// i!lh) bei 30 C gemessen und welche entsprechend der folgenden FormelIn the examples, the intrinsic viscosities (// i! Lh ) are measured at 30 C and which are measured according to the following formula

/, inh =/, inh =

In I1 reiIn I 1 rei

bestimmt wurden.were determined.

Die relative Viskosität (// r,i) kann durch Dividieren der Strömungszeit in Ostwald Viskosimeter einer verdünnten Lösung des Pol} nieren durch die Strömungszeit für das reine Lösungsmittel bestimmt werden. In der vorstehenden Formel bedeutet C die Polymerisatkonzentration als Grammzahl des Polymergewichts in 100 ml Lösungsmittel angegeben.The relative viscosity (// r , i) can be determined by dividing the flow time in Ostwald viscometers of a dilute solution of the polishing agent by the flow time for the pure solvent. In the above formula, C denotes the polymer concentration, given as the number of grams of the polymer weight in 100 ml of solvent.

Falls nichts anderes angegeben ist, wurden die in den Beispielen aufgeführten Eigenviskosiiäten mit Dimethylformamidlösungen der Polymerisate bei einer Konzentration von 0.5 g/100 ml bestimmt.Unless otherwise stated, the inherent viscosities listed in the examples were obtained with dimethylformamide solutions of the polymers determined at a concentration of 0.5 g / 100 ml.

Die thermogravimetrische Analysen wurden mit einem Ausmaß der Temperatursteigerung son 5 C min in Luft durchgeführt.The thermogravimetric analyzes were with an extent of the temperature increase son 5 C min carried out in air.

Beispiel 1
A. Herstellung des Polyamidimins
example 1
A. Preparation of the polyamideimine

Eine Lösung, bestehend aus 2.72 g (0,01 Mol) Z^'-Diaminodiphenylamin'iihydrochlorid. 4.24 g (0,04 Mol) Natriumcarbonat, 50 ml Wasser und 42 ml Tetrahydrofuran wurden in einen Wirbeimischer eingeben und kräftig durchschüttelt. Zu der sich ergebenden Mischung wurde eine Lösung, bestehend aus 2,03 g (0,01 Mol) Terephthaloylchlorid und 17 ml Tetrahydrofuran hinzugegeben, und es wurde durch Fortführung des Schütteins während 10 Minuten umgesetzt. Die Reaktion wurde bei Raumiemperalur durchgeführt, und gegen Ende der Reaktion wurde das Ausfällen eines Polymerisats vervollständigt durch Hinzugabe einer großen Menge von Wasser. Nach Filtrieren. Waschen und Trocknen wurde fast quantitativ ein gelbes pulvriges Polymerisat erhalten. Es wurde gefunden, daß dieses Polymerisat eine Eieenviskosität von 0,77 besaß und in einem organischen Lösungsmittel, wie z. B. Dimeth^'lformamid, N.^I-DimethvI-acetamid, N-Methyl-2-pyrrolidon und Dimethylsulfoxyd, in großer Konzentration löslich war. Ein zäher gelber durchsichtiger Film konnte aus einer derartigen Lösung geformt werden. Es wurde beobachtet, daß das Polymerisat auf einer Heizplatte nicht unterhalb einer Temperatur von 350 C erweichte. Die thermo gravimetrisch^ Analyse des Polymerisats ergab einer Gewichtsverlust durch Cyclodehydratisierung bei einei Temperatur in der Nähe von 250 C, aber danach wies es beinahe keinen Gewichtsverlust bis zu einei Temperatur von 430 C auf und behielt selbst bei eine: Temperatur von 550"C 76",', des Ausgangsgewichte1 bei.A solution consisting of 2.72 g (0.01 mol) of Z ^ '- diaminodiphenylamine'ii hydrochloride. 4.24 g (0.04 mol) of sodium carbonate, 50 ml of water and 42 ml of tetrahydrofuran were placed in a vortex mixer and shaken vigorously. To the resulting mixture, a solution consisting of 2.03 g (0.01 mol) of terephthaloyl chloride and 17 ml of tetrahydrofuran was added and reacted by continuing the shaking for 10 minutes. The reaction was carried out at room temperature, and towards the end of the reaction, precipitation of a polymer was completed by adding a large amount of water. After filtering. Washing and drying gave a yellow powdery polymer almost quantitatively. It was found that this polymer possessed an egg viscosity of 0.77 and in an organic solvent, such as. B. Dimeth ^ 'lformamide, N. ^ I-DimethvI-acetamid, N-methyl-2-pyrrolidone and dimethyl sulfoxide, was soluble in large concentrations. A tough yellow clear film could be formed from such a solution. It was observed that the polymer did not soften below a temperature of 350 ° C. on a hot plate. Thermo-gravimetric analysis of the polymer showed a weight loss by cyclodehydration at a temperature in the vicinity of 250 C, but thereafter it showed almost no weight loss up to a temperature of 430 C and even maintained at a temperature of 550 "76" , ', of the initial weight 1 at.

DieInfrarotabsorptionsbanden wurden bei3300cm ίο auf Grund der — NH-Gruppe und bei 1650 cm ' unc 1510 bis 1530 cm ' auf Grund derThe infrared absorption bands became at 3300cm ίο due to the - NH group and at 1650 cm 'unc 1510 to 1530 cm 'due to the

—CNH-Gruppe—CNH group

beobachtet. Die Elementaranalyse eruab Werte für C: 70.95",,, H: 5,21 'J11 und N: 12,15",,, was im wesentlichen mit den berechneten Werten übereinstimmt (C: 72.93",,. H: 4,59%, N: 12.76",,). Es konnte au> diesen Daten bestätigt werden, daß das erhaltene Polymerisat eine Polyamidiminstruktur aufweist.observed. The elemental analysis yields values for C: 70.95 ",,, H: 5.21 'J 11 and N: 12.15" ,,, which essentially agrees with the calculated values (C: 72.93 ",,. H: 4, 59%, N: 12.76 ",,). It could be confirmed from these data that the polymer obtained has a polyamidimine structure.

B. Herstellung des PolybenzimidazolsB. Preparation of the polybenzimidazole

Dieses Polymerisat in pulvriger Form wurde bei 300 C während 6 Stunden unter vermindertem Druck erhitzt, um es zu cyclodehydratisieren. Nach dieser Behandlung änderte das Polymerisat kaum sein äußeres Erscheinungsbild, mit Ausnahme eines leichten Verbleichens der Farbe. Das sich ergebende cyclisierte Polymerisat besaß eine Eigenviskosität von 0,63. gcmessen in einer Schwefelsäurelösung. Es war unlöslich in Lösungsmitteln vom Amidlyp und in Dimethylsulfoxyd, aber löslich in Ameisensäure, Dichloressigsäure und m-Cresol. Eine Lösung des Polymerisats in einem derartigen Lösungsmittel ergibt einen Film.This polymer in powder form was at 300 ° C. for 6 hours under reduced pressure heated to cyclodehydrate it. After this treatment, the polymer hardly changed external appearance, with the exception of a slight fading of the color. The resulting cyclized The polymer had an inherent viscosity of 0.63. measured in a sulfuric acid solution. It was insoluble in solvents of amide glyph and in dimethyl sulfoxide, but soluble in formic acid, dichloroacetic acid and m-cresol. A solution of the polymer in such a solvent produces a film.

Gemäß dem Infrarotabsorptionsspektrum wurde eine charakteristische Absorption der Amidgruppierung abgeschwächt, und eine charakteristische Absorption des N-arylsubstituierten Benzimidazols zeigte selbst bei 1380 cm-1 eine starke Absorption. Um den Cyclisierungsgrad zu erfahren, wurde das Polyamidimin in 116",, Polyphosphorsäure aufgelöst und dabei erhitzt, um eine Standardprobe des Polyamidbenzimidazols herzustellen, die als vollständig cyclisiert angesehen wurde, wie im Beispiel 45 beschrieben. Das PoIyamidbenzimidazol gemäß dem vorliegenden Beispiel und die Standardprobe gemäß Beispiel 45 wurden auf Grund ihres Infrarotabsorptionsspektrums verglichen, und es wurde gefunden, daß sie in guter Übereinstimmung miteinander stehen, hinsichtlich ihrer Absorptionsbanden und ihrer relativen Intensitäten. Es wurde so gefunden, daß die Cyclisierung des Polyamidimins mittels Erhitzens unter den Bedingungen des vorliegenden Beispiels beinahe vollständig war. Die thermogravimetrische Analyse des cyclisierten Polymerisats ergab, daß kein Gewichtsverlust mittels Cyclodehydratisierung bei einer Temperatur in der Nähe von 250'C stattfand, was bei dem Polyamidimin vor der Cyclisierung beobachiei wurde, und es besteht kaum irgendein Gewichtsverlust bis zu 430cC, undAccording to the infrared absorption spectrum, a characteristic absorption of the amide moiety was weakened, and a characteristic absorption of the N-aryl-substituted benzimidazole showed strong absorption even at 1380 cm -1. To find out the degree of cyclization, the polyamideimine was dissolved in 116 "" polyphosphoric acid and heated to prepare a standard sample of the polyamide benzimidazole which was considered fully cyclized as described in Example 45. The polyamide benzimidazole according to the present example and the standard sample according to Examples 45 were compared on the basis of their infrared absorption spectrum and found to be in good agreement with each other in terms of their absorption bands and their relative intensities, and it was found that the cyclization of the polyamidimine by heating under the conditions of the present example was almost complete The thermogravimetric analysis of the cyclized polymer revealed that there was no weight loss by cyclodehydration at a temperature in the vicinity of 250 ° C, which was observed with the polyamideimine before cyclization, and there was hardly any weight t loss up to 430 c C, and

selbst bei 690=C bleiben 70% des Ausgangsgewichtes erhalten. Dies ist ein Anzeichen für eine ausgezeichnete thermische Stabilität des vorstehend erhaltenen Polyamidbenzimidazols.even at 690 C = 70% of the initial weight are retained. This is an indication of the excellent thermal stability of the polyamide benzimidazole obtained above.

ϊ 7 95ϊ 7 95

Beispiel 2 (Polyamidimin)Example 2 (polyamidimine)

In einem 100-ml-Dreihalskolben, der mit einem Ijftdichtabscnließenden Rührer und einem Calciumchloridrohr ausgestattet war, wurden 2,72 g (0,01 Mol). 2,4'-Dian;inodiphenylamindihydrochlorid suspendiert in 25 ml N-Methyl-2-pyrrolidon. worauf 2,02 g (0,02 Mol) Triäthylamin hinzugegeben wurde. Während die sich ergebende Mischung mit Eis von der Außenseite gekühlt wurde, wurden 2,03 g (0,01 Mol) Terephthaloylchlorid unter Rühren hinzugegeben. Das System wurde mit Eis gekühlt, bis die exotherme Erscheinung in der Anfangsstufe der Reaktion nachließ, und dann wurde die Reaktion bei Zimmertemperatur fortgesetzt. Nach einer Gesamtreaktionszest von 5 Stunden wurde die umgesetzte Lösung in Wasser überführt, und es trennte sich ein Polymerisat ab. Das abgetrennte Polymerisat wurde gründlich mit einer verdünnten wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat gewaschen, mit Wasser und Methanolionen ausgetauscht und unter vermindertem Druck getrocknet. Es wurde ein gelbes Polymerisat quantitativ erhalten, welches eine Eigenviskosität von 0,29 besaß. Das Infrarotabsorptionsspeklrum. die Löslichkeit und die thermischen Eigenschaften des erhaltenen Polymerisats entsprechen dem im Beispiel 1 erhaltenen Polymerisat.In a 100 ml, three-necked flask fitted with an air-tight stirrer and a calcium chloride tube, 2.72 g (0.01 mol) were added. 2,4'-dian; inodiphenylamine dihydrochloride suspended in 25 ml of N-methyl-2-pyrrolidone. whereupon 2.02 g (0.02 mol) of triethylamine was added. While the resulting mixture was being cooled with ice from the outside, 2.03 g (0.01 mol) of terephthaloyl chloride was added with stirring. The system was ice-cooled until the exotherm in the initial stage of the reaction subsided, and then the reaction was continued at room temperature. After a total reaction time of 5 hours, the converted solution was transferred to water and a polymer separated off. The separated polymer was washed thoroughly with a dilute aqueous solution of sodium carbonate, exchanged with water and methanol ions, and dried under reduced pressure. A yellow polymer was obtained quantitatively which had an inherent viscosity of 0.29. The infrared absorption spectrum. the solubility and the thermal properties of the polymer obtained correspond to the polymer obtained in Example 1.

Beispiel 3 (Polyamidimin)Example 3 (polyamidimine)

I:s wurde die Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wiederholt, mit der Abänderung, daß Isophthaloylchlorid an Stelle von Therephthaloylchlorid verwendet wurde. Es wurde ein hellgelbes Polymerisat mit einer Eigenviskosität von 0,69 beinahe quantitativ erhalten. Das erhaltene Polymerisat war in einem polaren organischen Lösungsmittel, wie z. B. Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimcthylacetamid, N-Melhyl-2-pyrrolidon und Dimethylsulfoxyd in großer Konzentration löslich, und es konnte ein derartiger geformter Gegenstand wie ein Film aus der Lösung des Polymerisats in einem derartigen Lösungsmittel erhalten werden. I: s was repeated according to Example 1, except that isophthaloyl chloride was used in place of Therephthaloylchlorid the operation. A light yellow polymer with an inherent viscosity of 0.69 was obtained almost quantitatively. The polymer obtained was in a polar organic solvent, such as. B. Dimethylformamide, Ν, Ν-Dimcthylacetamid, N-methyl-2-pyrrolidone and Dimethylsulfoxyd soluble in high concentration, and it could be obtained such a shaped object as a film from the solution of the polymer in such a solvent.

Es wurde beobachtet, daß das Polymerisat auf einer Heizplatte bei einer Temperatur unterhalb 35O0C nicht erweichte. Die thermogravimetrische Analyse des Polymerisats ergab einen Gewichtsverlust auf Grund von Cyclodehydratisierung bei einer Temperatur in der Nähe von 250C, aber darüber hinaus zeigt es beinahe keinen Gewichtsverlust bis zu einer Temperatur von 420'C. Das Infrarotabsorptionsspektrum wies darauf hin, daß die charakteristischen Absorptionen des erhaltenen Polymerisats gut mit denen des Polymerisats gemäß Beispiel 1 übereinstimmen, woraus geschlossen werden kann, daß es eine Polyamidiminstruktur besitzt.It was observed that the polymer non-softened on a hot plate at a temperature below 35O 0 C. The thermogravimetric analysis of the polymer showed a weight loss due to cyclodehydration at a temperature in the vicinity of 250 ° C., but beyond that it shows almost no weight loss up to a temperature of 420 ° C. The infrared absorption spectrum indicated that the characteristic absorptions of the polymer obtained agree well with those of the polymer according to Example 1, from which it can be concluded that it has a polyamidimine structure.

Beispiel 4 (Polyamidimin)Example 4 (Polyamideimine)

In einem 100-ml-Dreihalskolben, der mit einem luftdichtabschließenden Rührer und einem Calciumchloridrohr versehen war, wurden 2,90 g (0,01 Mol) N,N'-bis-(2-amino-phenyl)-p-phenvIendiamin in 20 ml N-Methyl-2-pyrrolidon unter Vermischen und Rühren aufgelöst. Während die sich ergebende Lösung mit Eis von der Außenseite gekühlt wurde, wurden 2,07 g (0,0102 Mol) Terephthaloylchlorid unter Rühren hinzugegeben. Das Reaktionssystem wurde gekühlt, bis die exothermische Erscheinung am Anfang der Reaktion nachließ, und anschließend wurde die Reaktion bei Raumtemperatur fortgesetzt. Nach einer Gesamtreaktionszeit von 5 Stunden wurde die umgesetzte Lösung in Wasser gegeben, und es schied sich ein Polymerisat ab. Das ausgeschiedene Polymerisat wurde gründlich mit einer verdünnten wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat gewaschen, mit Wasser und Methanol ausgetauscht und unter vermindertem Druck getrocknet. Es wurde ein gelblichoranges Polymerisat quantitativ erhalten, welches eine Eigenviskosität, gemessen in N-Methyl-2-pyrrolidonlösung, von 0,27 aufwies. Das erhaltene Polymerisat war in Lösungsmitteln, wie Ν,Ν'-Dimethylacetamid, N-Methyl-2-pyrrolidon und Dimethylsulfoxyd löslich, und es kann ein Füm aus einer Lösung des Polymerisats in einem derartigen Lösungsmittel geformt werden. Es wurde beobachtet, daß das Polymerisat auf einerIn a 100 ml three-necked flask equipped with an airtight stirrer and a calcium chloride tube, 2.90 g (0.01 mol) of N, N'-bis (2-aminophenyl) -p-phenylenediamine in 20 ml of N-methyl-2-pyrrolidone dissolved with mixing and stirring. While the resulting solution was being cooled with ice from the outside, 2.07 g (0.0102 mol) of terephthaloyl chloride was added with stirring. The reaction system was cooled until the exothermic phenomenon at the beginning of the reaction subsided, and then the reaction was continued at room temperature. After a total reaction time of 5 hours, the reacted solution was added to water and a polymer separated out. The precipitated polymer was washed thoroughly with a dilute aqueous solution of sodium carbonate, exchanged with water and methanol and dried under reduced pressure. A yellowish-orange polymer was obtained quantitatively which had an inherent viscosity, measured in N-methyl-2-pyrrolidone solution, of 0.27. The polymer obtained was soluble in solvents such as Ν, Ν'-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and dimethyl sulfoxide, and a film can be formed from a solution of the polymer in such a solvent. It was observed that the polymer on a

ίο Heizplatte nicht unterhalb einer Temperatur von 35O°C erweichte. Die thermogravimetrische Analyse des Polymerisats ergab, daß ein Gewichtsverlust m t Cyclodehydratisierung bis ?.u einer Temperatur um 25OCC auftritt, aber anschließend zeigt es beinahe keinen Gewichtsverlust bis zu einer Temperatur von 450 C. Es wurde eine starke charakteristische Absorption desίο The heating plate has not softened below a temperature of 35O ° C. The thermogravimetric analysis of the polymer showed that a weight loss mt cyclodehydration to? .U a temperature around 25O C C but thereafter it shows nearly no weight loss up to a temperature of 450 C. It has a strong, characteristic absorption of

IlIl

—CNH-—CNH-

bei 3300cm-1, 1660cm-1, 1510 bis 1530cm-1 und 1300 cm1 in dem Infrarotspektrum des Polymerisats beobachtet, wie bei dem Polymerisat gemäß Beispiel 1. Bei der Elementaranalyse wurden Werte gefunden für C: 72,52%, H: 5,10% und N: 13,03",,, was im wesentlichen in berechneten Werten (C: 74,27%, H: 4,79%, N: 13,33%) entspricht.observed at 3300 cm -1 , 1660 cm -1 , 1510 to 1530 cm -1 and 1300 cm -1 in the infrared spectrum of the polymer, as with the polymer according to Example 1. In the elemental analysis, values were found for C: 72.52%, H: 5 , 10% and N: 13.03 "", which essentially corresponds in calculated values (C: 74.27%, H: 4.79%, N: 13.33%).

Das erhaltene Polymerisat wurde in unregelmäßig gemahlener oder zerkleinerter Form während 4 Stunden bei 32OC unter vermindertem Druck erhitzt, um es iiu cyclodehydratisieren. Es wurde ein rotbraunes cyclisiertes Produkt erhallen, welches eine Eigenviskosität in Schwefel, Säurelösung von 0,23 aufwies. Das Produkt war in Lösungsmitteln vom Amidtyp unlöslich, aber in Ameisensäure oder Dichloressigsäure löslich. Es konnte eine Trockenverformung des Polymerisats aus seiner Lösung in einem derartigen Lösungsmittel durchgeführt werden. Es wurde auf Grund des Infrarotabsorptionsspektrums gefunden, daß einige charakteristische Absorptionen des Amidcarbonyls in der Nähe von 1660 cm ' zurückbleiben, aber die Absorption des Amids Il und III bei 1530cm-1 und 1300 cm"1 war beinahe verschwunden. Andererseits ergab sich eine starke charakteristische Absorption des N-arylsubslituierten Benzimidazols bei 1380 cm ', was darauf hinweist, daß das Polymerisat in Polybenzimidazo! überführt worden war. Die thermogravimetrische Analyse des wärmebehandelten Polymerisats zeigte, daß kein Gewichtsverlust mittels Cyclodehydratisierung auftrat, was bei dem Polyamidimin bei einer Temperatur um 250 C und darüber auftrat, und daß das Polymerisat kaum irgendeine Gewichtsverminderung bei einer Temperatur bis zu 500 C aufwies und daß 70% des AusgangsgewichtesThe polymer obtained, in irregularly ground or comminuted form, was heated for 4 hours at 32 ° C. under reduced pressure in order to cyclodehydrate it. A red-brown cyclized product was obtained which had an inherent viscosity in sulfur, acid solution of 0.23. The product was insoluble in amide type solvents but soluble in formic acid or dichloroacetic acid. It was possible to perform a dry molding of the polymer from its solution in such a solvent. It was found from the infrared absorption spectrum that some characteristic absorptions of the amide carbonyl remained in the vicinity of 1660 cm ", but the absorption of the amide II and III at 1530 cm -1 and 1300 cm" 1 almost disappeared. On the other hand, a strong characteristic was revealed Absorption of the N-aryl-substituted benzimidazole at 1380 cm ', which indicates that the polymer had been converted into polybenzimidazo. The thermogravimetric analysis of the heat-treated polymer showed that there was no weight loss due to cyclodehydration, which occurred for the polyamideimine at a temperature of around 250.degree and above occurred, and that the polymer exhibited hardly any reduction in weight at a temperature up to 500 ° C. and that 70% of the initial weight

609 619/93609 619/93

fiofio

selbst bei 640" C noch vorlagen. Dies ist ein Anzeichen für die ausgezeichnete thermische Stabilität.were still present even at 640 "C. This is an indication for the excellent thermal stability.

Beispiel 5
(Polyamidimin)
Example 5
(Polyamideimine)

Eine Lösung, bestehend aus 2,90 g (0,01 Mol) N,N'-Bis-(2-aminophenyl)-p-phenylendiamin, 2,12 g (0,02 Mol) Natriumcarbonat, 40 ml Tetrahydrofuran und 50 ml Wasser wurden in einen Wirbelmischer eingegeben und kräftig durchschüttelt, worauf eine Lösung, bestehend aus 2,03 g (0,01 Mol) Terephthaloylchlorid und 17 ml Tetrahydrofuran hinzugegeben wurden. D;s Durchschütteln wurde während 10 Minuten fortg .-setzt, um die Reaktion zu bewirken. Die Reaktion w irde bei Raumtemperatur ausgeführt, und am Ende d< r Reaktion wurde das Ausfällen des Polymerisats du cn Hinzugabe einer großen Menge Wasser vervollstäm igt Filtration, Waschen und Trocknen ergab ein gelDlichoranges Polymerisat in beinahe quantitative τ Ausbeute. Dieses Polymerisat besaß eine Eigenvisko; t:it von 0,38, gemessen in Schwefelsäurelösung um yar in Dimethylsulfoxyd, N-Methyl-2-pyrroIido ·, \,N-Dimethyldcetamid und Dimethylformamid r.il. ;inem Gehalt von Lithiumchlorid löslieh. Das I lfr. irotabsorptionsspektrum, und die Ergebnisse dt 1 ihermogravimetrischen Analyse dieses Polymerisat; waren die gleichen, wie die des PoIyamidimins gemäß Beispiel 4.A solution consisting of 2.90 g (0.01 mol) of N, N'-bis (2-aminophenyl) -p-phenylenediamine, 2.12 g (0.02 mol) of sodium carbonate, 40 ml of tetrahydrofuran and 50 ml Water was placed in a vortex mixer and shaken vigorously, after which a solution consisting of 2.03 g (0.01 mol) of terephthaloyl chloride and 17 ml of tetrahydrofuran was added. The shaking was continued for 10 minutes to effect the reaction. The reaction was carried out at room temperature, and at the end of the reaction the precipitation of the polymer was completed by adding a large amount of water. Filtration, washing and drying gave a gel-orange polymer in almost quantitative yield. This polymer had an inherent viscosity; t : it of 0.38, measured in sulfuric acid solution to yar in dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolido ·, \, N-dimethyldcetamide and dimethylformamide r.il. ; soluble in content of lithium chloride. The I lfr. infrared absorption spectrum, and the results dt 1 i thermogravimetric analysis of this polymer; were the same as those of the polyamidimine according to Example 4.

30 Beispiel 6 30 Example 6

(Polyamidimin)(Polyamideimine)

Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 2 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß lsophthaloylchlorid an Stelle von Terephthaloylchlorid verwendet wurde. Es wurde beinahe quantitativ ein hellgelbes Polymerisat erhalten, welches eine Eigenviskosität von 0,47 in einer konzentrierten Schwefelsäurelösung aufwies. Das Polymerisat war in Dimethylsulfoxyd, N-Methyi-2-pyrrolidon, Ν,Ν-Dimethylacetamid und Dimethylformamid mit einem Gehalt von Lithiumchlorid löslich, und es konnten geformte Gegenstände aus einer Lösung dieses Polymerisats in diesen Lösungsmitteln hergestellt werden.The procedure of Example 2 was repeated with the modification that isophthaloyl chloride was added Instead of terephthaloyl chloride was used. It became a light yellow polymer almost quantitatively obtained which had an inherent viscosity of 0.47 in a concentrated sulfuric acid solution. The The polymer was in dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, Ν, Ν-dimethylacetamide and dimethylformamide with a content of lithium chloride soluble, and shaped objects could be made from a solution of this polymer in these solvents getting produced.

Das erhaltene Polymerisat erweichte nicht bei einer Temperatur unterhalb 350° C. Die thermogravimetrische Analyse des Polymerisats ergab, daß ein bemerkenswerter Gewichtsverlust auf Grund der Cyclodehydratisierung bei einer Temperatur in der Nähe von 250 C beobachtet werden konnte, aber danach wurde beinah kein Gewichtsverlust bei einer Temperatur bis zu 480 C beobachtet, was eine ausgezeichnet thermische Stabilität bedeutet.The polymer obtained did not soften at a temperature below 350 ° C. The thermogravimetric Analysis of the polymer revealed that there was a remarkable weight loss due to cyclodehydration could be observed at a temperature in the vicinity of 250 C, but after that Almost no weight loss was observed at a temperature up to 480 C, which is excellent means thermal stability.

Das Infrarotabsorptionsspektrum des Polymerisats entspricht dem des Polyamidimins gemäß Beispiel 4 hinsichtlich der charakteristischen Absorption der Amidgruppe, und es wurde beobachtet, daß das Polymerisat einer Polyamidiminstruktur besitzt.The infrared absorption spectrum of the polymer corresponds to that of the polyamidimine according to Example 4 with regard to the characteristic absorption of the Amide group, and it was observed that the polymerizate has a polyamidimine structure.

6060

B e i s ρ i e I e 7 bis 11
(Polyamidimide)
B eis ρ ie I e 7 to 11
(Polyamide imides)

Es wurdei die Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wiederholt, mit der Abänderung, daß eine Kombination von Triamindihydrochlorid und dem Dicarbonylchlorid wie in der Tabelle I angegeben, ausgewechselt wurde. In jedem Beispiel wurde quantitativ ein pulvriges Polymerisat, das hellgelb bis gelb war, erhalten. Die Eigenviskosität eines jeden erhaltenen Polymerisats ist in der Tabelle I angegeben. Alle erhaltenen Polymerisate waren in derartigen Lösungsmitteln, wie N-Methylpyrrolidon Ν,Ν-Dimethylacetamid, Dimethylformamid und Dimethylsulfoxyd löslich und besaßen eine ausgezeichnete (umbildende Eigenschaft.The procedure according to Example 1 was used repeated, with the modification that a combination of triamine dihydrochloride and the dicarbonyl chloride as indicated in Table I, was replaced. Each example has been quantitative a powdery polymer which was light yellow to yellow was obtained. The inherent viscosity of each obtained Polymer is given in Table I. All the polymers obtained were in such solvents such as N-methylpyrrolidone Ν, Ν-dimethylacetamide, Dimethylformamide and dimethylsulfoxide were soluble and had an excellent (transforming Characteristic.

Das Infrarotabsorptionsspektrum des Polymerisats zeigte eine starke charakteristische Absorption der Amidgruppe, und die thermogravimetrische Analyse wies darauf hin, daß ein Gewichtsverlust bei einer Temperatur in der Nähe von 250"C und darüber auf Grund der Cyclodehydratisierung stattfand. Daraus kann geschlossen werden, daß die gemäß diesen Beispielen erhaltenen Polymerisate eine Polyamidiminstruktur aufweisen.The infrared absorption spectrum of the polymer showed a strong characteristic absorption of the Amide group, and thermogravimetric analysis indicated that weight loss in one Temperature in the vicinity of 250 "C and above due to the cyclodehydration taking place. From this it can be concluded that the polymers obtained according to these examples have a polyamidimine structure exhibit.

Tabelletable 11 AromatischeAromatic EigenOwn Beispielexample AromatischeAromatic Dicarbonyl-Dicarbonyl viskositätviscosity Triamindihydro-Triamine dihydro chloridechloride des erof he chloridechloride haltenenhold PolyPoly merisatsmerisats ('/ inh)('/ inh) 2,6-Naphthalin-2,6-naphthalene 0,750.75 77th 2,4'-Diamino-2,4'-diamino dicarbonyl-dicarbonyl diphenylamindiphenylamine chloridchloride Isocynchomero-Isocynchomero 0,610.61 88th 2,4'-Diamino-2,4'-diamino nylchloridnyl chloride diphenylamindiphenylamine Terephthaloyl-Terephthaloyl 0,580.58 99 4-Methyl-4-methyl- chloridchloride 2,4'-diamino-2,4'-diamino diphenylamindiphenylamine TerephthaloylTerephthaloyl 0,390.39 1010 4'-MethyI-4'-methyl chloridchloride 2,3'-diamino-2,3'-diamino diphenylamindiphenylamine TerephthaloylTerephthaloyl 0,480.48 1111th l-(2-Amino-l- (2-amino- chloridchloride anilino)-4-ami-anilino) -4-ami- nonaphthalinnonaphthalene Ie 12 bis 22Ie 12 to 22 B e i s ρ i eB e i s ρ i e (Polyamidimine)(Polyamide imines)

Die Arbeitsweisen gemäß Beispiel 1 wurden mit der Abänderung wiederholt, daß Teile des 2,4'-Diaminodtphenylamindihydrochlorid (2,4'-DADPA ■ 2 HCl) durch andere aromatische Triamine oder aromatische Diamine ersetzt wurden und Teile des Terephthaloylchlorids durch andere aromatische Dicarbonylchloride, wie in der nachstehenden Tabelle 2 aufgezeigt, ersetzt wurden. In jedem Beispiel wurde ein pulvriges Polymerisat mit einer Farbe von hellgelb -- gelb quantitativ erhalten. Die Eigenviskosität jedes Polymerisats ist in der Tabelle 2 aufgeführt. Jedes der Polymerisate erweichte nicht unterhalb einer Temperatur von 300 C, wie man auf einer Heizplatte feststellen konnte. Die Löslichkeit jedes Polymerisats war sehr viel ähnlicher im Vergleich zu dem Homopolymerisat gemäß Beispiel 1, und es war in derartigen Lösungsmitteln, wie N-Methyl-2-pyrrolidoii, Ν,Ν-Dimethylacetamid und Dimethylformamid löslich. Es konnte ein dehnbarer, zäher Film aus einer LösungThe procedures of Example 1 were repeated with the modification that parts of the 2,4'-diaminodtphenylamine dihydrochloride (2,4'-DADPA ■ 2 HCl) by other aromatic triamines or aromatic ones Diamines were replaced and parts of the terephthaloyl chloride were replaced by other aromatic dicarbonyl chlorides, as shown in Table 2 below. In each example it became a powdery Quantitatively obtained polymer with a color of light yellow-yellow. The inherent viscosity of each polymer is listed in Table 2. Each of the polymers did not soften below a temperature of 300 C, as could be seen on a hot plate. The solubility of each polymer was much more similar in comparison to the homopolymer according to Example 1, and it was in such Solvents such as N-methyl-2-pyrrolidoii, Ν, Ν-dimethylacetamide and dimethylformamide soluble. It could be a stretchable, tough film from a solution

eines jeden Polymerisats in ein;m derartigen Lösungsmittel geformt werden.of each polymer in such a solvent be shaped.

Es wurde z. B. gefunden, daß ein Film mit einer Dicke von ungeführ 40 Micron, der durch Trocken-It was z. B. found that a film with a thickness of about 40 microns, which by drying

verformung aus einer Lösung des Polyamidimins in Dimethylformamid, das gemäß 3eispiel 13 erhalten wurde, hergestellt wurde, eine Festigkeit von 620 kg/cm2 und eine Dehnung von 12",, besaß.deformation from a solution of the polyamidimine in dimethylformamide, which was obtained according to 3example 13, had a strength of 620 kg / cm 2 and an elongation of 12 ".

Tabelle 2Table 2

Beispielexample AminkomponenteAmine component ComonomerComonomer i'.-Vi '.- V 4,4'-Diaminodiphenyläther4,4'-diaminodiphenyl ether (Mol)(Mole) Säurechlorid-KompüiienteAcid chloride components (Mol)(Mole) EigenOwn Nr.No. Menge anAmount of 4,4'-Diaminodiphenylmethan4,4'-diaminodiphenylmethane 0,0020.002 0,010.01 viskosität desviscosity of the 2,4'-DADl2,4'-DADl 4,4'-DiaminodiphenyIsuIfon4,4'-DiaminodiphenyIsulfone 0,0020.002 0,010.01 PolymerisatsPolymer 2HCl2HCl 3,3'-Diaminodiphen\ Nulfon3,3'-Diaminodiphen \ Nulfone 0,00250.0025 0,010.01 (MoI)(MoI) m-Phenylendiaminm-phenylenediamine 0,0040.004 0,0!0.0! ('/ inh)('/ inh) 1212th 00080008 p-Phenylendiaminp-phenylenediamine 0,0020.002 TerephthaloylchloridTerephthaloyl chloride 0,010.01 1,051.05 1313th 0,0080.008 N-Methyl-p-phenylendiaminN-methyl-p-phenylenediamine 0,0020.002 desgl.the same 0,010.01 0,890.89 1414th 0,00750.0075 1,5-Diaminonaphthalin1,5-diaminonaphthalene 0,0010.001 desel.desel. 0,010.01 0,670.67 1515th 0,0060.006 desgl.the same 0,0020.002 desgl.the same 0,010.01 0,800.80 1616 0,0080.008 desgl.the same 0,0080.008 0,750.75 1717th 0.0080.008 4-Methoxycarbonyl-4-methoxycarbonyl- desgl.the same 0,0020.002 0,840.84 1818th 0,0090.009 2,4'-diaminodipheny!amin2,4'-diaminodipheny! Amine 0,0020.002 desgl.the same 0,010.01 0,580.58 1919th 0,0080.008 4-Methoxy-2,4'-diamino-4-methoxy-2,4'-diamino desgl.the same 0,730.73 2020th 0,010.01 diphenylamin · 2HCldiphenylamine · 2HCl 0,0020.002 TerephthaloylchloridTerephthaloyl chloride 0,010.01 0,710.71 IsophthaloylchloridIsophthaloyl chloride 2121 0,0080.008 Terephtlu'OylchloridTerephthalic oyl chloride 0,580.58 0,0080.008 desgl.the same 0,490.49

Beispiele 23 bis 30
(Polyamidimine)
Examples 23-30
(Polyamide imines)

In jedem Beispiel wurden 0,01 Mol des aromatischen Triamins oder Tetramins wie in Tabelle 3 aufgezeigt, mit 0.01 Mol des aromatischen Dicaibonyldichlorids in N-Methylpyrrolidon (N — MP) in Übereinstimmung mit Arbeitsweisen gemäß Beispiel 4 umgesetzt, wobei ein Polyamidimin erhalten wurde. Beispielsweise bei der Verwendung eines Hydrochlorids, eines Amins als Ausgangsmaterial wurde Triäthylamin in einer Menge, die dem Salzsäuregehalt in dem Amin äquimolar war, der Reaktion in Form einer Lösung in N-Methylpyrrolidon, wie im Beispiel 2 beschrieben, hinzugegeben. Die Menge des verwendeten N-Methylpyrrolidons und die Eigenviskosität eines jeden Polymerisats wird in der nachstehenden Tabelle 3 aufgeführt. Alle erhaltenen Polymerisate waren in derartigen Lösungsmitteln wie N-Methylpyrrolidon, Ν,Ν-Dimethylacetamid, Dimethylformamid und Dimethylsuifoxyd löslich, und es wurden geformte Gegenstände wie z. B. ein Film aus den Lösungen der Polymerisate in diesen Lösungsmitteln hergestellt. Es wurde beobachtet, daß das gemäß Beispiel 28 erhaltene Polymerisat auf einer Heizplatte einen Erweichunt'spunkt von 320 bis 340"C besaß und daß das gemäß Beispiel 30 erhaltene Polymerisat einen Erweichungspunkt von 270 bis 290°C besaß. Andere Polymerisate zeigten keinen klaren Erweichungspunkt bei einer Temperatur unterhalb 350 C.In each example, 0.01 moles of the aromatic triamine or tetramine were shown as shown in Table 3, with 0.01 mol of the aromatic dicaibonyl dichloride in N-methylpyrrolidone (N - MP) in agreement reacted with procedures according to Example 4, a polyamideimine being obtained. For example when using a hydrochloride, an amine as a starting material, triethylamine was in a Amount equimolar to the hydrochloric acid content in the amine was, the reaction in the form of a solution in N-methylpyrrolidone, as described in Example 2, added. The amount of N-methylpyrrolidone used and the inherent viscosity of each polymer is shown in Table 3 below. All the polymers obtained were in such Solvents such as N-methylpyrrolidone, Ν, Ν-dimethylacetamide, dimethylformamide and dimethylsulfoxide soluble, and molded articles such as B. a film from the solutions of the Polymers produced in these solvents. It was observed that that obtained in Example 28 was obtained Polymer on a hot plate had a softening point of 320 to 340 "C and that the The polymer obtained according to Example 30 had a softening point of 270 to 290.degree. Other Polymers showed no clear softening point at a temperature below 350 C.

Tabelle 3Table 3 Beispielexample

AminkomponenteAmine component

Säurechloriil-KomponcntcAcid Chloride Component

Menge an N-MPAmount of N-MP

(ml)(ml)

Eigenviskosität des PolymerisatsInherent viscosity of the polymer

dl Inh) dl Inh)

23 2,4'-Diaminodiphenylamin · 2HCl23 2,4'-Diaminodiphenylamine · 2HCl

24 desgl.24 the same.

25 N,N'-Bis-(2-aminophenyl)-benzidin25 N, N'-bis (2-aminophenyl) benzidine

26 N-(2-aminophenyl)-benzidin26 N- (2-aminophenyl) benzidine

27 1,5-Bis-(2-aminoanilin)-naphthalin27 1,5-bis (2-aminoaniline) naphthalene

28 4,4'-Bis-(2-aminoanilin)-diphenylsulfon28 4,4'-bis (2-aminoaniline) diphenyl sulfone

29 4"(2-Aminoanilino)-4'-aminodiphenylsulfon 29 4 "(2-aminoanilino) -4'-aminodiphenyl sulfone

30 4,4'-Bis-(2-aminoanilino)-diphenyiälh;r de^gl.30 4,4'-bis (2-aminoanilino) -diphenyiälh; r de ^ gl.

4,4'-DibenzoylchIorid4,4'-dibenzoyl chloride 2020th 0,290.29 4,4'-Sulfonyldibenzoy!chlorid4,4'-sulfonyldibenzoyl chloride 2020th 0,310.31 TerephthaloylchloriiiTerephthaloylchloriii 3030th 0,650.65 desgl.the same 3030th 0,710.71 desgl.the same 3030th 0,460.46 desgl.the same 2525th 0,550.55 desgl.the same 2525th 0,590.59

0,580.58

B e i s ρ i e 1 e 31 bis
(Polyamidimine)
B is ρ ie 1 e 31 to
(Polyamide imines)

3939

Die Arbeitsweisen gemäß Beispie! 4 wurden mit der Ahänderunc wiederholt, daß ein Teil des aroi.idtischen Triamins oder des aromatischen Tetramins durch das aromatische Diamin oder aliphatische Diamin, wie in Tabelle 4 aufgezeigt, ersetzt wurde und ein Teil des Terephthaloylchlorids durch Isophthaloylchlorid ersetzt wurde. Bei der Verwendung eines Hydrochlorids,The working methods according to the example! 4 were repeated with the change that part of the aroi.id table Triamine or aromatic tetramine by aromatic diamine or aliphatic diamine such as shown in Table 4, and replaced part of the terephthaloyl chloride with isophthaloyl chloride would. When using a hydrochloride,

eines Amins als Ausgangsmaterial wurde Triäthylamin in einer Menge, die dem Salzsäuregehalt in dem Amin äquimolar war, der Reaktion in Ft.rm einer Lösung in N-Methylpyrrolidon, wie im Beispiel 2 beschrieben, hinzugegeben. Die Menge an N-Methylpyrrolidon, die verwendet wurde, und die Eigenviskositäten der erhaltenen Polymerisate sind in der nachstehenden Tabelle 4 aufgezeigt. Die erhaltenen Polymerisate mit Ausnahme des Polymerisats, das gemäß Beispiel 32 erhalten worden war, waren in N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimethylacctamid und Dirnethylsulfoxyd löslich. Das Polymerisat gemäß Beispiel 32 war nur in N-Methylpyrrolidon löslich. Es konnten geformte Gegenstände, wie z. B. ein Film aus Lösungen dieser Polymerisate, in derartigen Lösungsmitteln hergestellt werden.an amine as the starting material was triethylamine in an amount which was equimolar to the hydrochloric acid content in the amine, the reaction in Ft.rm of a solution in N-methylpyrrolidone, as described in Example 2, added. The amount of N-methylpyrrolidone that was used and the inherent viscosities of those obtained Polymers are shown in Table 4 below. The polymers obtained with Except for the polymer that had been obtained according to Example 32, N-methylpyrrolidone, Dimethylformamide, Ν, Ν-dimethylacctamide and dimethyl sulfoxide soluble. The polymer according to Example 32 was only soluble in N-methylpyrrolidone. It molded articles such as B. a film of solutions of these polymers in such solvents getting produced.

Tabelle 4Table 4

Bei der Umsetzung von 0,02 Mol Terephthaloylchlorid mit 0,005 Mol N,N'-Bis-(2-aminophcry'|)-p-phenylendiamin und 0,015 Mol 4.4'-Diaminodiphenyläther in N-Methylpyrrolidon wurde ein Polymerisat mit einer F.igenviskosität (gemessen bei 30 C, 0.5 2,100 ml Polymerisatkonzentration in konzentrierter Schwefelsäure) von 0,95 erhalten, das in einem omanischen Lösungsmittel unlöslich war und nur in Schwefelsäure löslich war.When implementing 0.02 moles of terephthaloyl chloride with 0.005 mol of N, N'-bis (2-aminophcry '|) -p-phenylenediamine and 0.015 mol of 4,4'-diaminodiphenyl ether in N-methylpyrrolidone, a polymer with an intrinsic viscosity (measured at 30 C, 0.5 2.100 ml polymer concentration in concentrated Sulfuric acid) of 0.95, which was insoluble in an Omani solvent and only in Sulfuric acid was soluble.

Es wurde beobachtet, daß das gemäß Beispiel 38 erhaltene Polymerisat auf einer Heizplatte einen Erweichungspunkt von 325 bis 340 C und das gemäß Beispiel 39 erhaltene Polymerisat einen Erweichungspunkt von 315 bis 330 C besaß. Alle anderen erhaltenen Polymerisate zeigten keinen klaren Erweichungspunkt bei einer Temperatur unterhalb 350 C.It was observed that the polymer obtained according to Example 38 had a softening point on a hot plate from 325 to 340 C and the polymer obtained according to Example 39 has a softening point from 315 to 330 C. All other polymers obtained showed no clear softening point at a temperature below 350 C.

Beispiel AminkomponcntcExample amine componentsc

Menge an TriaminAmount of triamine

oder Tet raminor tetramine

Comonomer Saurechloridkomponentc Comonomer acid chloride component c

(Mol)(Mole)

(Mull(Garbage

Menge higen-Amount higen-

iin viskosität desiin viscosity of

N — MC PolymerisatsN - MC polymer

(Mol) (ml) (i/inh)(Mol) (ml) (i / inh)

N,N'-Bis-(2-amino- 0.015 4,4-Diamino- 0.005 Terephthaloylphenyl)-p-phenylcn- diphenyl chloridN, N'-bis- (2-amino-0.015 4,4-diamino-0.005 terephthaloylphenyl) -p-phenylcn- diphenyl chloride

diamindiamine

desgl.
desgl.
the same
the same

desgl.the same

desgl.
desgl.
desgl.
the same
the same
the same

2.4'-Diaminodiphenylamin-
dihydrochlorid
2,4'-diaminodiphenylamine
dihydrochloride

desgl.the same

0,010 desgl0.010 the same

0,015 desgl.0.015 like

0,010 descl.0.010 descl.

0.010 desgl.0.010 the same.

0.0050.005

0.0100.010

0,01 4,4'-Diamino- 0,005 diphenylmethan Tercphthaloylchlorid
Isophthaloylchlorid
0.01 4,4'-diamino-0.005 diphenylmethane tercphthaloyl chloride
Isophthaloyl chloride

Terephthaloylchlorid
lsophthaloylchlorid
Terephthaloyl chloride
isophthaloyl chloride

Terephthaloylchlorid Terephthaloyl chloride

0,01 3,3'-Diamino- 0,005 desgl. diphenylsulfon0.01 3,3'-diamino-0.005 like diphenyl sulfone

0,008 1,5-Naphthalin- 0,002 desgl. diamin0.008 1,5-naphthalene-0.002 like diamine

0,016 4,4'-Diamino- 0.004 desgl. dicyclohexylmethan 0.016 4,4'-diamino-0.004 like dicyclohexylmethane

0,016 Hexamethylen- 0,004 desgl. diamin0.016 hexamethylene 0.004 like diamine

0,02 400.02 40

0,02 400.02 40

0,015 40 0,0050.015 40 0.005

0,015 40 0,0050.015 40 0.005

0,015 300.015 30

0,015 300.015 30

0,01 200.01 20

0,02 600.02 60

0,02 500.02 50

0,590.59

0.80 konz. 0.450.80 conc. 0.45

0.600.60

0,65 0,60 0.43 0,400.65 0.60 0.43 0.40

0,280.28

Beispiel 40
(Polybenzimidazol)
Example 40
(Polybenzimidazole)

Es wurde ein zäher gelber Film mittels einer Trockenmethode aus einer Lösung des Polyamidimins gemäß Beispiel 1 in N-Methyl-2-pyrrolidon erhalten. Der Film wurde während 5 Stunden bei 300 C unte, vermindertem Druck erhitzt, um ihn zu cyclodehydratisieren. Der Film behielt seine Dehnbarkeit, und mit der Ausnahme, daß die Farbe ein wenig verblich, wurde keine Änderung seiner äußeren Erscheinung wahrgenommen. Gemäß dem Infrarotabsorptionsspeklrum verminderte sich die charakteristische Absorption der Amidgruppe, und die charakteristische Absorption des N-arylsubstituierten Benzimidazols bei 1380 cm ' kam klar zum Vorschein. Durch Vergleich der relativen Intensität der charakteristischen Absorption wie im Beispiel 1, wurde gefunden, daß die relative Intensität der charakteristischen Absorption des Filmes gemäß dem vorliegenden Beispiel beinah vollständig der der Standardprobe entspricht. Daraus kann geschlossen werden, daß der Film beinahe vollständig in Polyamibenzimidazol überführt wordenIt became a tough yellow film by a dry method from a solution of the polyamideimine obtained according to Example 1 in N-methyl-2-pyrrolidone. The film was for 5 hours at 300 C below, heated under reduced pressure to cyclodehydrate it. The film retained its elasticity, and along with it except that the color faded a little, there was no change in its external appearance perceived. According to the infrared absorption spectrum, the characteristic absorption decreased of the amide group, and the characteristic absorption of the N-aryl-substituted benzimidazole at 1380 cm 'came out clearly. By comparison the relative intensity of the characteristic absorption as in Example 1, it was found that the relative intensity of the characteristic absorption of the film according to the present example almost completely corresponds to that of the standard sample. From this it can be concluded that the film is almost completely converted into polyamibenzimidazole

60 war.Was 60.

Beispiel 41Example 41

(Polybenzimidazol)(Polybenzimidazole)

Das gemäß Beispiel 3 erhaltene Polyamidimin wurde in pulverisierter Form während 6 Stunden bei 310 C erhitzt, um es zu cyclodehydratisieren. Es wurde beinahe kein Wechsel in der äußeren Erscheinung des behandelten Polymerisats wahrgenommen. Das Poly-The polyamideimine obtained according to Example 3 was pulverized for 6 hours at 310.degree heated to cyclodehydrate it. There was almost no change in the external appearance of the treated polymer perceived. The poly

mcrisat schwoll nur in Lösungsmitteln vom Amidtyp, wie z. B. Dimethylacetamid und N-Melhyl-2-pyrrolydon an, und war in ihnen unlöslich. Es war in derartigen Lösungsmitteln, wie Ameisensäure, Dichloressigsäure und Schwefelsäure, beinah vollständig löslich, obgleich es teilweise ungelöst zurückblieb. Das Polymerisat besaß eine Eigenviskosität in Schwefelsäure von 0,29.mcrisat only swelled in amide-type solvents such as. B. dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolydone and was insoluble in them. It was in such solvents as formic acid, dichloroacetic acid and sulfuric acid, almost entirely soluble, though it remained partially undissolved. The The polymer had an inherent viscosity in sulfuric acid of 0.29.

Das Infrarotabsorptionsspektrum wies auf eine starke Absorption bei 1380 cm""1 hin, und daraus kann geschlossen werden, daß das Polyamidimin in Polyamidbenzimidazol überführt worden war. Die thermogravimetrische Analyse ergab, daß kaum irgendeine Gewichtsabnahme bei einer Temperatur bis zu 4200C stattfindet und daß selbst bei 6000C 70% des Ausgangsgewichtes noch vorliegen.The infrared absorption spectrum indicated a strong absorption at 1380 cm "" 1 , and it can be concluded that the polyamideimine had been converted to polyamide benzimidazole. The thermogravimetric analysis showed that hardly any weight loss takes place at a temperature of up to 420 ° C. and that 70% of the initial weight is still present even at 600 ° C.

B e i s ρ i e ! 42
(Polybenzimidazol)
B is ρ ie! 42
(Polybenzimidazole)

Ein zäher gelber Film wurde mittels einer Trockenmethode aus einer Lösung des Polyirnidimins, das gemäß Beispiel 3 erhalten wurde, in N-Methylpyrrolidon erhalten. Der Film wurde während 5 Stunden bei 310°C unter vermindertem Druck erhitzt, um ihn zu cyclodehydratisieren. Der Film wurde beinahe farblos, aber es trat kein anderer Wechsel im Aussehen ein. Das Infrarotabsorptionsspektrum wies auf das Vorliegen einer charakteristischen Absorption des Βεηζ-imidazols bei 1380 cm"1 hin, im selben Grad wie Beispiel 40, und daraus kann geschlossen werden, daß der Film beinah vollständig in Polyamidbenzimidazol überführt worden war.A tough yellow film was obtained by a dry method from a solution of the polyimimine obtained in Example 3 in N-methylpyrrolidone. The film was heated under reduced pressure at 310 ° C. for 5 hours to cyclodehydrate it. The film became almost colorless, but there was no other change in appearance. The infrared absorption spectrum indicated the presence of a characteristic absorption of the Βεηζ-imidazole at 1380 cm " 1 , to the same degree as Example 40, and it can be concluded that the film was almost completely converted to polyamide benzimidazole.

Beispiel 43
(Polybenzimidazol)
Example 43
(Polybenzimidazole)

Das gemäß Beispiel 6 erhaltene Polyamidimin wurde in pulverisierter Form während 4,5 Stunden bei 33O0C erhitzt, um es zu cyclodehydratisieren. Es wurde ein violettes cyclisiertes Polymerisat erhalten, das in Lösungsmitteln vom Amidtyp unlöslich war, aber in Ameisensäure löslich war. Es konnten geformte Gegenstände, wie z. B. Filme, aus der Lösung des Polymerisats in diesem Lösungsmittel hergestellt werden. Das Polymerisat besaß eine Eigenviskosität in Schwefelsäure von 0,46. Gemäß der thermogravimetrischen Analyse trat beinah kein Gewichtsverlust bei einer Temperatur bis 55CFC auf, was auf eine ausgezeichnete thermische Stabilität hinweist.The Polyamidimin Example 6 obtained as described was heated in powdered form for 4.5 hours at 33O 0 C to cyclodehydrating it. A purple cyclized polymer was obtained which was insoluble in solvents of the amide type but was soluble in formic acid. Shaped articles such as B. Films are made from the solution of the polymer in this solvent. The polymer had an inherent viscosity in sulfuric acid of 0.46. According to the thermogravimetric analysis, almost no weight loss occurred at a temperature up to 55CFC, indicating excellent thermal stability.

Aus dem Infrarotabsorptionsspektrum kann geschlossen werden, daß das Polyamidimin beinah vollständig in Polybenzimidazol wie im Fall des Beispiels 4 überführt worden war.From the infrared absorption spectrum it can be concluded that the polyamideimine is almost complete in polybenzimidazole as in the case of Example 4 had been converted.

B: e i s ρ i e 1 44
(Polybenzimidazol)
B: eis ρ ie 1 44
(Polybenzimidazole)

Das gemäß Beispiel 4 erhaltene Polyamidimin (0,8 g) wurde mittels Erhitzen in 20 g Polyphosphorsäure (Gesamtmenge an P2O5 = 84%) in einem 50-ml-Dreihalskolben, der mit einem gegen Luft abschließenden Rührer und einem Calciumchloridrohr ausgestattet war, gelöst, und die Lösung wurde weiterhin während 2 Std. bei 1200C unter Rühren erhitzt. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Rcaktiensmischung in ungefähr 0,5 1 kalten Wassers überführt, um ein Polymerisat abzuscheiden. Nach gründlichem Waschen mit Wasser und einer wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat, wurde das Polymerisat filtriert und cetrocknet. Es wurde ein rotviolettes cyclisiertes Polymerisat beinah quantitativ erhalten. Das erhaltene Polymerisat schwoll in den vorstehend eirwähnten Lösungsmitteln von Amid-Typ an und war in ihnen unlöslich, war aber in Ameisensäure und Dichloressigsaure löslich. Es konnten geformte Gegenstände, wie z. B. ein Film, mittels einer Trockenmethode aus einer Lösung des Polymerisats in einem derairtigen Lösungsmittel hergestellt werden. Das Polymerisat besaß eine Eigenviksotät in Ameisensäure von 0,40.The polyamideimine (0.8 g) obtained according to Example 4 was heated in 20 g of polyphosphoric acid (total amount of P 2 O 5 = 84%) in a 50 ml three-necked flask equipped with a stirrer sealed against air and a calcium chloride tube , and the solution was further heated for 2 hours at 120 ° C. with stirring. After the reaction had ended, the reactants mixture was transferred to approximately 0.5 l of cold water in order to deposit a polymer. After thorough washing with water and an aqueous solution of sodium carbonate, the polymer was filtered and dried. A red-violet cyclized polymer was obtained almost quantitatively. The obtained polymer swelled and was insoluble in the above-mentioned amide-type solvents, but was soluble in formic acid and dichloroacetic acid. Shaped articles such as B. a film can be produced by means of a dry method from a solution of the polymer in a solvent such as this. The polymer had an intrinsic viscosity in formic acid of 0.40.

ίο Gemäß dem Infrarotabsorptionsspektrum verschwand eine charakteristische Absorption der Amidgruppe, und eine charakteristische Absorption des N-arylsubstituierten Benzimidazols bei 1380 cm l kam stark zum Vorschein. Aus dieser Tatsache konnte bestätigt werden, daß das Polyamidimin beinah vollständig in Polybenzimidazol überführt worden war. Durch Messen mittels einer Thermowaage wurde gefunden, daß beinah kein Gewichtsverlust bei einer Temperatur bis zu 500'C erfolgt und selbst bei 6400C 70% des Ausgangsgewichtes noch vorliegen, was auf eine ausgezeichnete thermische Stabilität hinweist.ίο According to the infrared absorption spectrum, a characteristic absorption of the amide group disappeared, and a characteristic absorption of the N-aryl-substituted benzimidazole at 1380 cm & liter became strongly apparent. From this fact, it could be confirmed that the polyamideimine was almost completely converted into polybenzimidazole. By measuring by means of a thermobalance was found that almost no weight loss is effected, and at a temperature of up to 500'C 70% of the initial weight are still present even at 640 0 C, indicating excellent thermal stability.

Beispiel 45 (Polybenzimidazol)Example 45 (Polybenzimidazole)

Ig des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Polyamidimins wurde während 2 Stunden bei 1200C in 26 g PoIyphosphorsäure, (Gesamtgehalt an P2O5 = 84%) umgesetzt, wobei ein hellgelbes Polyamidbenzimidazol erhalten wurde. Das erhaltene Polyamidbenzimidazol war in Ameisensäure, Dichloressigsäure und m-Cresol löslich, und es konnten geformte Gegenstände aus einer Lösung des Polyamidbenzimidazols in einem derartigen Lösungsmittel hergestellt werden. Es besaß eine grundmolare Viskosität in Ameisensäure von 0,53.Ig of Polyamidimins obtained in Example 1 was reacted (= 84% total content of P 2 O 5) for 2 hours at 120 0 C in 26 g PoIyphosphorsäure, wherein a light yellow Polyamidbenzimidazol was obtained. The polyamide benzimidazole obtained was soluble in formic acid, dichloroacetic acid and m-cresol, and molded articles could be produced from a solution of the polyamide benzimidazole in such a solvent. It had an intrinsic viscosity in formic acid of 0.53.

Da beinah die gleichen Cyclisierungsbedingungen wie im Beispiel 44 angewendet wurden, wird angenommen, daß das Polyamidbenzimidazol, das in dem vorliegenden Beispiele erhalten wurde, vollständig cyclisiert worden ist. Das lnfrarotabsorptionsspektrum dieses Polymerisats wurde als Standardspektrum verwendet, um den Cyclisierungsgrad, der mittels anderer Cyclisierungsmethoden erhaltenen Polyamidbenzimidazole zu bestimmen.Since almost the same cyclization conditions as in Example 44 were used, it is assumed that that the polyamide benzimidazole obtained in the present example is complete has been cyclized. The infrared absorption spectrum of this polymer became the standard spectrum used to determine the degree of cyclization of the polyamide benzimidazoles obtained by other cyclization methods to determine.

Beispiel 46 (Polybenzimidazol)Example 46 (Polybenzimidazole)

1,0 g des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Polyamidimins wurden in 10 ml 99%iger Ameisensäure suspendiert und während 5 Minuten unter Rühren untei Rückfluß gekocht. Das Polymerisat löste sich all mählich auf, und eine homogene Lösung mit einei rotvioletten Farbe wurde so erhallen. Die homogen« Lösung wurde auf eine Glasplatte gegossen, und di< Ameisensäure wurde verdampft, wobei ein durch sichtiger Film erhalten vmrde. Das Infrarotabsorp tionsspektrum des Films entsprach gut demjenigen de in Beispiel 45 erhaltenen Polyamidbenzimidazols, wa bedeutet, daß die Umwandlung vollständig war. Da so erhaltene Polyamidbenzimidazol zeigte eine grund molare Viskosität von 0,71 in Ameisensäure. Es hatt eine bessere Löslichkeit, als ein Polyamidbenzimidazc mit der gleichen wiederkehrenden Einheit, das in de letzten Hälfte des Beispiels 1 mittels Hitzecyclisierun erhalten worden war. Es war nicht nur in Ameiser säure, Chloressigsäure und m-Cresol löslich, sonder auch in Lösungsmitteln vom Amidtyp, wie z. I N-Methylpyrrolidon, Ν,Ν-Dimethylacetamid und D methylformamid.1.0 g of the polyamidimine obtained according to Example 1 were suspended in 10 ml of 99% strength formic acid and refluxed for 5 minutes with stirring. The polymer dissolved all gradually rose, and a homogeneous solution with a red-violet color was thus obtained. The homogeneous « Solution was poured onto a glass plate, and di <formic acid was evaporated, whereby a through more visible film received vmrde. The infrared absorption spectrum of the film corresponded well to that de polyamide benzimidazole obtained in Example 45, wa means that the conversion was complete. There The polyamide benzimidazole obtained in this way had a basic molar viscosity of 0.71 in formic acid. It has better solubility than a polyamide benzimidazc with the same repeating unit that is used in de the last half of Example 1 had been obtained by means of Hitzecyclisierun. It wasn't just in Ameiser acid, chloroacetic acid and m-cresol soluble, but also in solvents of the amide type, such as. I. N-methylpyrrolidone, Ν, Ν-dimethylacetamide and D methylformamide.

B e i s ρ i e I e 47 bis 62
(Polybenzimidazole)
B eis ρ ie I e 47 to 62
(Polybenzimidazoles)

Die Cyclisierung eines jeden Polyamidimins. wie in Tabelle 5 angezeigt, wurde unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispie! 46 mittels Ameisensäure verwirklicht. In jedem Fall wurde ein cyclisiertes Polymerisat in Form einer homogenen Lösung am Ende der Reaktion erhalten und konnte direkt als eine Lösung zum Formen derartiger Gegenstände, wie eines Films, verwendet werden Die erhaltenen Polybenzimidazole waren in Ameisensäure, Dichloressigsäure, m-Cresol und N-Methylpyrrolydon löslich. Das Infrar;)tabsorptionsspektrum zeigte auf, daß alle erhaltenen Polymerisate beinah vollständig cyclisiert worden waren. Die Eigenviskosität eines jeden der cyclisierten Polymerisate in Ameisensäure ist in der Tabelle 5 aufgezeigt. Es wurde beobachtet, daß die erhaltenen Polybenzimidazole keinen klaren Erweichungspunkt bei einer Temperatur unterhalb 300 C auf einer Heizplatte aufwiesen, mit der Ausnahme des gemäß Beispiel 60 erhaltenen Polyamidbenzimidazols, das bei einer Temperatur in der Nähe von 300: C erweichte urd das gemäß Beispiel 57 erhaltene Polymerisat, d;.s bei einer Temperatur in der Nähe von 3000C schmolz.The cyclization of every polyamideimine. as shown in Table 5, under the same conditions as in the example! 46 realized by means of formic acid. In each case, a cyclized polymer was obtained in the form of a homogeneous solution at the end of the reaction and could be used directly as a solution for molding such articles as a film. The obtained polybenzimidazoles were in formic acid, dichloroacetic acid, m-cresol and N-methylpyrrolydone soluble. The infrared absorption spectrum showed that all the polymers obtained had been almost completely cyclized. The inherent viscosity of each of the cyclized polymers in formic acid is shown in Table 5. It was observed that the polybenzimidazoles obtained had no clear softening point at a temperature below 300.degree. C. on a hot plate, with the exception of the polyamidebenzimidazole obtained in Example 60, which softened at a temperature in the vicinity of 300.degree. C. and that obtained in Example 57 polymer, d; .s melted at a temperature near 300 0 C.

B e i s ρ i e 1 e 63 bis 76
(Polybenzimidazole)
B is ρ ie 1 e 63 to 76
(Polybenzimidazoles)

Jedes der in Tabelle 6 aufgezeigten Polyamidimine wurde in einer Mischung von N-Methylpyrrolidor und Ameisensäure cyclisiert. In jedem Beispiel bestanc das gemischte Lösungsmittel aus 10 Teilen N-Methylpyrrolidon und einem Teil Ameisensäure, und das Polymerisat wurde homogen darin in einer Konzen-Each of the polyamideimines shown in Table 6 was in a mixture of N-methylpyrrolidor and formic acid cyclized. In each example, the mixed solvent consisted of 10 parts of N-methylpyrrolidone and a part of formic acid, and the polymer was homogeneously therein in a concentrate

ίο tration von 10 bis 15% gelöst. Die Lösung wurde dann auf 130 bis 1500C erhitzt und während 3 Stunden einei Reaktion unterworfen. Das Polymerisat wurde ah eine homogene Lösung am Ende der Reaktion erhalten und konnte direkt als eine Lösung zum Verformen eines Gegenstandes, wie z. B. eines Filmes, verwende! werden. Die Eigenviskositäten der erhaltenen Polybenzimidazole in N-Methylpyrrolidon sind gleichzeitig in Tabelle 6 aufgeführt. Das Infrarotabsorptionsspektrum wies auf das Verschwinden oder die Ab-Schwächung einer charakteristischen Absorption dei Amidgruppe und auf das Auftreten einer charakteristischen Absorption der Benzimidazolgruppe in der Nähe von 1380 cm-' hin, und daraus kann bestätigt werden, daß alle Polymerisate beinah vollständig cyclisiert worden sind. Die gemäß diesen Beispielen erhaltenen Polybenzimidazole zeigten keinen klaren Erweichungspunkt bei einer Temperatur unterhalbίο tration of 10 to 15% solved. The solution was then heated to 130 to 150 0 C Einei subjected to reaction for 3 hours. The polymer was obtained as a homogeneous solution at the end of the reaction and could be used directly as a solution for shaping an object, such as, for. B. a movie, use! will. The inherent viscosities of the polybenzimidazoles obtained in N-methylpyrrolidone are shown in Table 6 at the same time. The infrared absorption spectrum indicated the disappearance or weakening of a characteristic absorption of the amide group and the occurrence of a characteristic absorption of the benzimidazole group in the vicinity of 1380 cm- ', and it can be confirmed that all of the polymers were almost completely cyclized. The polybenzimidazoles obtained according to these examples showed no clear softening point at a temperature below

Tabelle 5Table 5 Polyamidimin
Beispiel Nr.
Polyamideimine
Example no.
>, i„h der Poly
benzimidazole
>, i " h the poly
benzimidazole
300'C auf300'C einer Heizplatte.a hot plate. Ί inh Ί inh PolybenzPolybenz
Beispiel
Nr.
example
No.
in Ameisensäurein formic acid 30 Tabelle 630 Table 6 0,890.89 imidazole
V Inh
imidazole
V Inh
0,800.80 0.850.85 7
O
7th
O
0,51
0,45
0.30
0.51
0.45
0.30
Beispielexample PolyamidiminePolyamide imines 0,840.84 0,810.81
47
4c
47
4c
O
10
O
10
0.450.45 Nr.No. Beispiel Nr.Example no. 0,730.73 0,730.73
HO
49
HO
49
1 11 1 0,850.85 35 6335 63 1313th 0,290.29 0,820.82
5050 1212th 0,550.55 6464 1515th 0,650.65 0,310.31 5151 1414th 0,610.61 6565 1717th 0,710.71 0,530.53 5252 1616 0,510.51 6666 1919th 0,460.46 0,780.78 5353 2020th 0,510.51 6767 2323 0,590.59 0,400.40 5454 2121 0,360.36 40 6840 68 2525th 0,800.80 0,420.42 5555 2222nd 0,250.25 6969 2626th 0,450.45 0,710.71 5656 2424 0,560.56 7070 2727 0,650.65 0,400.40 5757 2828 0,480.48 7171 3131 0,430.43 0,520.52 5858 2929 0,430.43 7272 3232 0,400.40 0,450.45 5959 3030th 0,540.54 45 7345 73 3434 0,330.33 6060 3333 0,650.65 7474 3535 6161 3636 7575 3737 6262 7676 3838

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Polybenzimidazolen, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyamidimine, die durch Umsetzen von aromatischen Triaminen oder Tetraminen der allgemeinen Formel1. A process for the preparation of polybenzimidazoles, characterized in that one polyamidimines, which by reacting aromatic triamines or tetramines of the general formula
DE19681795319 1967-09-11 1968-09-11 Process for the preparation of polybenzimidazoles and their use Expired DE1795319C3 (en)

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