DE4241302A1 - Aromatic polyamide(s) - derived from aromatic di:amine(s) contg. phenyl:indane gp. and aromatic di:carboxylic acid(s) - Google Patents

Aromatic polyamide(s) - derived from aromatic di:amine(s) contg. phenyl:indane gp. and aromatic di:carboxylic acid(s)

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DE4241302A1
DE4241302A1 DE19924241302 DE4241302A DE4241302A1 DE 4241302 A1 DE4241302 A1 DE 4241302A1 DE 19924241302 DE19924241302 DE 19924241302 DE 4241302 A DE4241302 A DE 4241302A DE 4241302 A1 DE4241302 A1 DE 4241302A1
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Willi Dr Kreuder
Reinhard Dr Wagener
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Abstract

New aromatic polyamides have the formula (I) (where X = CO or SO2; R1 = Me and R2 = R3 = R4 = H; or R1 = R2 = R4 = Me and R3 = H; or R1 = R4 = Me and R2 = R3 = 1-6C alkyl or aryl; or R1 = Me, R3 = H and R2 = R4 = 1-16C alkyl or aryl; and Ar = 6-30C aromatic residue). USE/ADVANTAGE - The polyamides are useful e.g. in the prodn. of gas sepn. membranes and semipermeable membranes such as ultrafiltration or microfiltration membranes with good selectivity and permeability; also for prodn. of moulded articles. The polyamides are soluble in solvents such as NMP, DMAc, DMSO, THF and CHCl3 which facilitates processing, and they are completely amorphous and have Tgs of 200-300 deg. C so that they are processable as thermoplastics. Membranes and other prods. made from the polyamides are resistant to high temps. and aggressive media.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Polyamide, die sich von einem aromatischen Diamin mit einer Phenylindangruppierung und von aromatischen Dicarbonsäuren ableiten, sowie ihre Herstellung und ihre Verwendung.The present invention relates to polyamides derived from an aromatic Diamine with a phenylindane moiety and aromatic dicarboxylic acids derive their production and use.

Polyamide sind zur Herstellung von Membranen für die Trennung von Gasen und Flüssigkeiten, insbesondere bei hohen Temperaturen und in aggressiven Medien geeignet. Sie zeigen dabei im allgemeinen gute Selektivität bei begrenzter Permeabilität. Aus US 4 765 897 ist bekannt, daß aus aromatischen Polyamiden (beispielsweise dem Kondensationsprodukt von Phenylendiamin und 1,3,5- Benzoltricarbonsäure) eine Schicht einer Membran für die reverse Osmose hergestellt werden kann.Polyamides are used for the production of membranes for the separation of gases and Liquids, especially at high temperatures and in aggressive media suitable. They generally show good selectivity with limited Permeability. From US 4,765,897 it is known that aromatic polyamides (for example, the condensation product of phenylenediamine and 1,3,5- Benzene tricarboxylic acid) a layer of a membrane for reverse osmosis can be produced.

Es bestand daher die Aufgabe, ein neues Polyamid zu schaffen, das sich zu einer Membran mit guter Selektivität und Permeabilität verarbeiten läßt. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe.It was therefore the task of creating a new polyamide, which is too process a membrane with good selectivity and permeability. The The present invention solves this problem.

Gegenstand der Erfindung ist ein Polyamid der allgemeinen Formel VThe invention relates to a polyamide of the general formula V

wobei
X = CO oder SO2,
R1 = CH3, R2 = R3 = H oder
R1 = R2 = CH3, R3 = H oder
R1 = CH3, R2 = R3 = C1-C16-Alkyl oder Aryl oder
R1 = CH3, R3 = H, R2 = C1-C16-Alkyl oder Aryl und
Ar = ein aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist.
in which
X = CO or SO 2 ,
R 1 = CH 3 , R 2 = R 3 = H or
R 1 = R 2 = CH 3 , R 3 = H or
R 1 = CH 3 , R 2 = R 3 = C 1 -C 16 alkyl or aryl or
R 1 = CH 3 , R 3 = H, R 2 = C 1 -C 16 alkyl or aryl and
Ar = an aromatic radical having 6 to 30 carbon atoms.

Vorzugsweise ist der Arylrest R1 ein Phenylrest.Preferably, the aryl radical R 1 is a phenyl radical.

Die erfindungsgemäßen Polyamide sind löslich in gängigen organischen Lösungsmitteln wie N-Methylpyrrolidon (NMP), N,N-Dimethyl-acetamid (DMAc), Dimethylsulfoxid (DMSO), Tetrahydrofuran (THF) und Chloroform bei Raumtemperatur oder etwas erhöhter Temperatur. Sie sind vollständig amorph. Ihre Glasübergangstemperatur liegt bei 200 bis 300°C, so daß sie auch thermoplastisch verarbeitbar sind.The polyamides of the invention are soluble in common organic Solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP), N, N-dimethyl-acetamide (DMAc), Dimethyl sulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF) and chloroform Room temperature or slightly elevated temperature. They are completely amorphous. Their glass transition temperature is 200 to 300 ° C, so they too are thermoplastically processable.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Polyamids geht aus von einem aromatischen Diamin und einer aromatischen aktivierten Dicarbonsäure. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man etwa äquimolare Mengen eines Diamins der allgemeinen FormelA process for the preparation of the polyamide according to the invention is based on an aromatic diamine and an aromatic activated dicarboxylic acid. The process is characterized in that about equimolar amounts a diamine of the general formula

worin
X = CO oder SO2,
R1 = CH3, R2 = R3 = H oder
R1 = R2 = CH3, R3 = H oder
R1 = CH3, R2 = R3 = C1-C16-Alkyl oder Aryl oder
R1 = CH3, R3 = H, R2 = C1-C16-Alkyl oder Aryl bedeuten, und einem aktivierten Derivat einer aromatischen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel Ar(COOH)2, wobei Ar ein zweiwertiger aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist, in einem aprotisch-dipolaren Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur reagieren läßt und man das Polyamid isoliert.
wherein
X = CO or SO 2 ,
R 1 = CH 3 , R 2 = R 3 = H or
R 1 = R 2 = CH 3 , R 3 = H or
R 1 = CH 3 , R 2 = R 3 = C 1 -C 16 alkyl or aryl or
R 1 = CH 3 , R 3 = H, R 2 = C 1 -C 16 alkyl or aryl, and an activated derivative of an aromatic dicarboxylic acid of the general formula Ar (COOH) 2 , wherein Ar is a bivalent aromatic radical having 6 to 30 C atoms is allowed to react in an aprotic-dipolar solvent at elevated temperature and the polyamide is isolated.

Das Diamin läßt sich dadurch herstellen, daß man eine Bis-halogenverbindung der Formel (VI)The diamine can be prepared by reacting a bis-halogen compound of the formula (VI)

wobei Hal für Chlor oder Fluor steht und X, R1, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben, mit mindestens 2 Mol 4-Aminophenol bei erhöhter Temperatur in Gegenwart einer Base und in Gegenwart eines Lösungsmittels umsetzt. Als Lösungsmittel lassen sich aprotische Lösungsmittel wie z. B. N- Methylpyrrolidon verwenden. Die Herstellung des Diamins I ist Gegenstand einer deutschen Patentanmeldung vom gleichen Anmeldetag, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.where Hal is chlorine or fluorine and X, R 1 , R 2 and R 3 have the abovementioned meaning, with at least 2 moles of 4-aminophenol at elevated temperature in the presence of a base and in the presence of a solvent. As the solvent, aprotic solvents such as. B. N-methylpyrrolidone use. The preparation of the diamine I is the subject of a German patent application of the same filing date, to which reference is hereby expressly made.

Die als Ausgangsprodukt verwendete Bis-halogenverbindung läßt sich in zwei Stufen aus einem Styrolderivat herstellen. Dieser Weg ist schematisch am Beispiel eines 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan-Derivates aus α-Methylstyrol dargestellt.The bis-halogen compound used as the starting material can be divided into two Make steps from a styrene derivative. This way is schematic on Example of a 1,1,3-trimethyl-3-phenylindane derivative of α-methylstyrene shown.

Friedel-Crafts-Acylierung oder Sulfonierung des erhaltenen Phenylindan- Derivates mit 4-Halogenbenzoesäurechlorid oder 4-Halogensulfonsäurechlorid nach dem SchemaFriedel-Crafts acylation or sulfonation of the obtained phenylindane Derivatives with 4-halobenzoic acid chloride or 4-halosulfonyl chloride according to the scheme

liefert die gewünschte Bishalogen-Verbindung.provides the desired bishalum compound.

Die Herstellung der Bis-halogenverbindung ist auch beschrieben in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 42 05 811.2, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.The preparation of the bis-halogen compound is also not described in the previously published German patent application P 42 05 811.2, to the hereby express reference is made.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von l verläuft nach folgendem ReaktionsschemaAnother process for producing 1 proceeds as follows scheme

Die Reaktion verläuft analog mit p-Chlorphenylsulfochlorid und analog mit Phenylindanen, die andere Substituenten R1, R2 und R3 aufweisen.The reaction proceeds analogously with p-Chlorphenylsulfochlorid and analogously with phenylindanes having other substituents R 1 , R 2 and R 3 .

Die eingesetzte Dicarbonsäure Ar(COOH)2 weist vorzugsweise die Formeln HOOC-Ar1-COOH oder HOOH-Ar1-X-Ar2-COOH auf, in denen Ar1 und Ar2 unabhängig voneinander 1,3-Phenylen- oder 1,4- Phenylenreste, die durch (C1-C6)-Alkyl, insbesondere t-Butyl, (C1-C6)-Alkoxy, vorzugsweise mit jeweils bis zu 4 C-Atomen in der Alkylgruppe, -CF3 oder Halogen, beispielsweise Fluor, Chlor oder Brom, substituiert sein können, und der Rest XThe dicarboxylic acid Ar (COOH) 2 used preferably has the formulas HOOC-Ar 1 -COOH or HOOH-Ar 1 -X-Ar 2 -COOH in which Ar 1 and Ar 2 independently of one another are 1,3-phenylene- or 1, 4-phenylene radicals represented by (C 1 -C 6 ) -alkyl, in particular t-butyl, (C 1 -C 6 ) -alkoxy, preferably each having up to 4 C atoms in the alkyl group, -CF 3 or halogen, For example, fluorine, chlorine or bromine, and the radical X may be substituted

  • a) eine direkte Bindung oder einen der zweiwertigen Reste -O-, -SO2-, -SO-, -C(R1)2-, in dem R1 Wasserstoff, (C1-C6)-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl oder Fluoralkyl mit 1-4 C-Atomen in der Alkylgruppe ist, wie -CH2-, -C(CH3)2- oder -C(CF3)2- oder a) a direct bond or one of the bivalent radicals -O-, -SO 2 -, -SO-, -C (R 1 ) 2 -, in which R 1 is hydrogen, (C 1 -C 6 ) -alkyl, C 3 C 6 -Cycloalkyl or fluoroalkyl having 1-4 C atoms in the alkyl group, such as -CH 2 -, -C (CH 3 ) 2 - or -C (CF 3 ) 2 - or
  • b) einen der Reste -O-Ar1-O- oder -C(CH3)2-Ar1-C(CH3)2- oderb) one of the radicals -O-Ar 1 -O- or -C (CH 3 ) 2 -Ar 1 -C (CH 3 ) 2 - or
  • c) einen Rest -O-Ar1-Y-Ar2-O-, in dem Y für O, SO2 oder CO steht bedeuten.c) a radical -O-Ar 1 -Y-Ar 2 -O-, in which Y is O, SO 2 or CO.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen aromatischen Polyamide der allgemeinen Formel (V), sind beispielsweise die folgenden Säurederivate geeignet:
Aromatische Dicarbonsäurederivate der Formel Cl-CO-Ar1-CO-Cl wie
4,4′-Diphenylsulfondicarbonsäuredichlorid,
4,4′-Diphenyletherdicarbonsäurechlorid,
4,4′-Diphenyldicarbonsäuredichlorid, 2,6-Naphthalindicarbonsäuredichlorid,
Isophthalsäuredichlorid, ganz besonders aber Terephthalsäuredichlorid und
substituiertes Terephthalsäuredichlorid, z. B. 2-Chlor-terephthalsäuredichlorid.
For the preparation of the aromatic polyamides of the general formula (V) according to the invention, the following acid derivatives are suitable, for example:
Aromatic dicarboxylic acid derivatives of the formula Cl-CO-Ar 1 -CO-Cl as
4,4'-Diphenylsulfondicarbonsäuredichlorid,
4,4'-Diphenyletherdicarbonsäurechlorid,
4,4'-diphenyldicarboxylic acid dichloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dichloride,
Isophthalic acid dichloride, but especially Terephthalsäuredichlorid and
substituted terephthalic acid dichloride, e.g. B. 2-chloro-terephthalic acid dichloride.

Die Herstellung von Polyaramiden kann im allgemeinen in bekannter Weise durch Lösungs-, Grenzflächen- oder Schmelzekondensation erfolgen. Hierbei bestimmt die Art der Durchführung der Polykondensation, ob statistische Copolymere, Block- oder Pfropfcopolymere entstehen.The preparation of polyaramids can generally in a known manner Solution, interfacial or melt condensation take place. Hereby determined the method of carrying out the polycondensation, whether random copolymers, Block or graft copolymers are formed.

Die Lösungskondensation der aromatischen Dicarbonsäuredichloride mit den aromatischen Diaminen wird in aprotischen, polaren Lösungsmitteln vom Amidtyp wie N,N-Dimethylacetamid oder insbesondere N-Methyl-2-pyrrolidon durchgeführt. Gegebenenfalls können diese Lösungsmittel in bekannter Weise zur Erhöhung der Lösefähigkeit bzw. zur Stabilisierung der Polyamidlösungen Halogenidsalze der ersten und/oder zweiten Gruppe des periodischen Systems zugegeben werden. Bevorzugte Zusätze sind Calciumchlorid und/oder Lithiumchlorid. Die Menge an Dicarbonsäuredichlorid wird so gewählt, daß die gewünschte Lösungsviskosität erreicht wird.The solution condensation of the aromatic dicarboxylic acid dichlorides with the aromatic diamines are obtained in aprotic, polar solvents from Amide type such as N, N-dimethylacetamide or in particular N-methyl-2-pyrrolidone carried out. Optionally, these solvents can be prepared in a known manner to increase the solubility or to stabilize the polyamide solutions Halide salts of the first and / or second group of the periodic system be added. Preferred additives are calcium chloride and / or Lithium chloride. The amount of dicarboxylic acid dichloride is chosen so that the desired solution viscosity is achieved.

Die Polykondensationstemperaturen liegen üblicherweise zwischen -20 und + 120°C bevorzugt zwischen +10 und +100°C. Besonders gute Ergebnisse werden bei Reaktionstemperaturen zwischen +10 und +80°C erzielt. Die Polykondensationsreaktionen werden im allgemeinen so ausgeführt, daß nach Abschluß der Reaktion 2 bis 30%, vorzugsweise 3,5 bis 20 Gew.-% an Polykondensat in der Lösung vorliegen.The polycondensation temperatures are usually between -20 and + 120 ° C preferably between +10 and + 100 ° C. Especially good results  are achieved at reaction temperatures between +10 and + 80 ° C. The Polycondensation reactions are generally carried out so that Conclusion of the reaction 2 to 30%, preferably 3.5 to 20 wt .-% of Polycondensate in the solution.

Die Polykondensation kann in üblicher Weise z. B. durch Zugabe von monofunktionellen Verbindungen wie Benzoylchlorid gestoppt werden.The polycondensation can be carried out in the usual manner, for. B. by adding monofunctional compounds such as benzoyl chloride are stopped.

Nach Beendigung der Polykondensation, d. h. wenn die Polymerlösung die zur Weiterverarbeitung erforderliche Viskosität erreicht hat, wird der entstandene und locker an das Amidlösungsmittel gebundene Chlorwasserstoff durch Zugabe basischer Substanzen neutralisiert. Geeignet sind dafür beispielsweise Lithiumhydroxid, Calciumhydroxid, insbesondere aber Calciumoxid.After completion of the polycondensation, d. H. when the polymer solution to the Processing has reached required viscosity, the resulting and loosely bound to the amide solvent hydrogen chloride by addition neutralizes basic substances. Suitable for example Lithium hydroxide, calcium hydroxide, but especially calcium oxide.

Zur Herstellung einer Membran aus dem erfindungsgemäßen Polyamid kann man eine Lösung des Polyamids in einem aprotisch-polaren Lösungsmittel bereiten und mit ihr dünne Flüssigkeitsfilme auf Trägern erzeugen, z. B. durch Spin­ coating. Oft kann die Polykondensationslösung direkt appliziert werden. Nach Verdunsten des Lösungsmittels bleiben auf dem Trägermaterial Polyamidfilme mit einer Dicke von mindestens 0,1 µm zurück.To prepare a membrane of the polyamide according to the invention can be prepare a solution of the polyamide in an aprotic-polar solvent and produce thin liquid films on supports with it, e.g. By spin coating. Often the polycondensation solution can be applied directly. To Evaporation of the solvent remain on the substrate polyamide films with a thickness of at least 0.1 microns back.

Wenn man beim erfindungsgemäßen Verfahren die aktivierten Derivate der aromatischen Dicarbonsäure ersetzt durch ein Derivat einer aromatischen Tricarbonsäure mit Anhydridfunktion, so gelangt man zu Poly(amid-imiden). Bei Einsatz von Benzol-1,2,4-tricarbonsäure-1,2-anhydro-4-chlorid wird diese Reaktion durch folgende Gleichung dargestelltWhen the activated derivatives of the aromatic dicarboxylic acid replaced by a derivative of an aromatic Tricarboxylic acid with anhydride, so you get to poly (amide-imides). When using benzene-1,2,4-tricarboxylic acid-1,2-anhydro-4-chloride is this Reaction represented by the following equation

Die Umsetzung erfolgt in Lösung, z. B. in N-Methyl-2-pyrrolidon. Die anfallenden Polymer-Lösungen können zu Folien oder Einbrennlacken verarbeitet werden.The reaction takes place in solution, for. In N-methyl-2-pyrrolidone. The accumulating Polymer solutions can be processed into films or baked enamels.

Zur Herstellung von Poly(amid-imiden) aus dem Diamin der allgemeinen Formel I kann man auch mindestens zwei mehrwertige aromatische Carbonsäuren unterschiedlicher Wertigkeit einsetzen. Beispielsweise kann man zunächst ein aromatisches Bis-dicarbonsäureanhydrid der allgemeinen Formel II oder IIIFor the preparation of poly (amide-imides) from the diamine of general formula I. you can also at least two polyvalent aromatic carboxylic acids use different valence. For example, you can first enter aromatic bis-dicarboxylic anhydride of the general formula II or III

worin
Y eine direkte Bindung oder -O-, -S-, -CO-, -SO2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2- bedeutet,
in einem aprotisch-dipolaren Lösungsmittel lösen, dann mit einem Überschuß an dem Diamin der Formel I reagieren lassen, bis eine Polyamidsäure gebildet wird, dann thermisch oder chemisch Wasser abspalten bis ein Imid mit mittlerem Molekulargewicht und Aminoendgruppen vorliegt.
wherein
Y is a direct bond or -O-, -S-, -CO-, -SO 2 -, -CH 2 -, -C (CH 3 ) 2 -, -C (CF 3 ) 2 -,
in an aprotic dipolar solvent, then react with an excess of the diamine of Formula I until a polyamic acid is formed, then thermally or chemically cleave water until an intermediate molecular weight imide and amino end groups are present.

Die Imidisierung in Lösung kann dadurch erfolgen, daß man zur Lösung der Polyamidsäure ein Wasserschleppmittel, insbesondere eine aromatische Verbindung wie z. B. Benzol, Toluol oder Chlorbenzol, hinzufügt, man die Lösung zum Sieden erhitzt und solange kocht, bis die für die Imid-Cyclisierung berechnete Menge Wasser mit Hilfe des Wasserschleppmittels als Azeotrop abgeschieden ist. Die Imidisierung wird in Gegenwart einer Base als Katalysator beschleunigt. Nach beendeter Imid-Cyclisierung wird das Imid aus der Lösung isoliert, beispielsweise durch Ausfällen in einem Lösungsmittel, in dem das Imid nicht löslich ist, wie z. B. Methanol.The imidization in solution can be carried out by dissolving the Polyamic acid is a water entrainer, especially an aromatic Connection such. For example, benzene, toluene or chlorobenzene, adding the solution heated to boiling and until boiling for the imide cyclization calculated amount of water with the help of the water drag as an azeotrope is deposited. The imidization is in the presence of a base as a catalyst accelerated. After completion of the imide cyclization, the imide is released from the solution isolated, for example by precipitation in a solvent in which the imide is not soluble, such. For example methanol.

Ein weiteres Verfahren zur Imidisierung in Lösungen besteht darin, zu der Lösung der Polyamidsäure einen molaren Überschuß eines Wasser entziehenden Mittels zu geben, beispielsweise Acetanhydrid, und nach der Beendigung der Bildung des Polyimids den Überschuß des Wasser entziehenden Mittels abzudestillieren.Another method of imidization in solutions is to Solution of the polyamic acid a molar excess of a dehydrating water To give, for example, acetic anhydride, and after the completion of the Formation of the polyimide the excess of the dehydrating agent distill.

Das als Zwischenprodukt erhaltene Imid mit Aminoendgruppen läßt sich mit einem aktivierten Derivat einer aromatischen Dicarbonsäure wie oben beschrieben weiterkondensiert. Dabei fällt ein Poly(amid-imid) an. Die erfindungsgemäßen Polyamide der allgemeinen Formel V lassen sich nach an sich bekannten Verfahren zu Gasseparationsmembranen oder zu semipermeablen Membranen weiterverarbeiten, beispielsweise zu Ultrafiltrations- oder Mikrofiltrationsmembranen. Darüberhinaus lassen sich durch thermoplastisches Verarbeiten auch Formkörper herstellen.The obtained as an intermediate imide with amino end groups can be with an activated derivative of an aromatic dicarboxylic acid as above described further condensed. This results in a poly (amide-imide). The polyamides of the general formula V according to the invention can be according to known methods to gas separation membranes or to semipermeable membranes, for example to ultrafiltration or microfiltration membranes. In addition, can be through Thermoplastic processing also produce moldings.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is further illustrated by the following examples.

Beispiel 1example 1 (Terephthalsäure-Derivat)(Terephthalic acid derivative)

26,34 g (40 mmol) 1,6-Bis[4-(4-aminophenoxy)benzoyl]-1,3,3-trimethylindan wurden unter Stickstoff in 243 ml N-Methyl-pyrrolidon gelöst. Bei 6°C wurden unter Rühren zunächst 7,72 g (38 mmol = 95 mol-%) Terephthaloylchlorid (TPC) zugegeben. Anschließend wurde auf 70°C erwärmt und portionsweise 0,56 g TPC (zus. 40,8 mmol = 102 mol-%) eingetragen. 30 min später erfolgte die Zugabe von 2,24 g (40 mmol) CaO, das sich unter Erwärmung innerhalb weniger Minuten fast vollständig auflöst. Die viskose Lösung wurde 60 min nachgerührt, filtriert und durch Eintropfen in Wasser ausgefällt. Nach mehrmaligem Waschen mit heißem Wasser (4 × 1 h) wurde mit Aceton zweimal ausgerührt und das Polymere bis zur Gewichtskonstanz getrocknet, zuletzt bei 100°C und 1 mbar.
Staudinger-Index in NMP + 0,06% LiBr: [n]o = 1,04 dl/g
GPC in NMP + 0,06% LiBr (Polystyrol-Kalibrierung):
Mw = 158 000, Mn = 54 000, D = 2,9.
26.34 g (40 mmol) of 1,6-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] -1,3,3-trimethylindane were dissolved under nitrogen in 243 ml of N-methyl-pyrrolidone. At 6 ° C., initially 7.72 g (38 mmol = 95 mol%) of terephthaloyl chloride (TPC) were added with stirring. The mixture was then heated to 70 ° C., and 0.56 g of TPC (in total 40.8 mmol = 102 mol%) were added in portions. 30 min later, the addition of 2.24 g (40 mmol) of CaO, which dissolves almost completely with heating within a few minutes. The viscous solution was stirred for 60 min, filtered and precipitated by dropping in water. After repeated washing with hot water (4 × 1 h) was stirred twice with acetone and the polymer dried to constant weight, finally at 100 ° C and 1 mbar.
Staudinger index in NMP + 0.06% LiBr: [n] o = 1.04 dl / g
GPC in NMP + 0.06% LiBr (polystyrene calibration):
M w = 158,000, M n = 54,000, D = 2,9.

Beispiel 2Example 2

Für die Herstellung einer Ultrafiltrationsmembran wurde die in Beispiel 1 hergestellte Lösung eingesetzt. Diese Lösung wurde in einer Schichtdicke von 200 µm auf ein Polypropylen-Trägervlies aufgebracht und in Wasser bei 20°C koaguliert. Man erhält eine asymmetrische Ultrafiltrationsmembran, die wie folgt charakterisiert wurde: Die hydraulische Permeabilität (Ultrafiltration) und das Rückhaltevermögen der Membran gegenüber gelösten Makromolekülen wurden bei Drücken von 3,0 bar bei 20°C in einer gerührten zylindrischen Zelle bestimmt (500 U/min, 250 ml, Membranfläche 38 cm2). Das Rückhaltevermögen ist definitionsgemäß
R[%] = 100 * (C1-C2)/C1
C1 ist die Konzentration der wäßrigen Testlösung,
C2 ist die Konzentration im Permeat.
For the production of an ultrafiltration membrane, the solution prepared in Example 1 was used. This solution was applied in a layer thickness of 200 microns on a polypropylene carrier fleece and coagulated in water at 20 ° C. An asymmetric ultrafiltration membrane was obtained, which was characterized as follows: The hydraulic permeability (ultrafiltration) and the retention capacity of the membrane with respect to dissolved macromolecules were determined at pressures of 3.0 bar at 20 ° C. in a stirred cylindrical cell (500 rpm, 250 ml, membrane area 38 cm 2 ). The retention is by definition
R [%] = 100 * (C 1 -C 2 ) / C 1
C 1 is the concentration of the aqueous test solution,
C 2 is the concentration in the permeate.

Als Testlösung wurde eine 2-%ige Poly(N-vinylpyrrolidon)-Lösung (PVP) eingesetzt, erhältlich unter dem Handelsnamen "®Kollidon K30" der Firma BASF (PVP K30). Die Molmasse betrug 47 000 g/mol. Die Konzentration der Testlösungen sowie der Permeate wurden durch Messung der Dichte der wäßrigen Lösungen bestimmt. Die Dichtemessungen erfolgten mit einem Dichtemeßgerät DA 210 der Firma Kyoto Electronics. Die hydraulische Permeabilität wurde zu 2700 l/m2h bestimmt. Das Rückhaltevermögen für PVP K30 betrug R = 75%.As a test solution, a 2% poly (N-vinylpyrrolidone) solution (PVP) was used, available under the trade name "®Kollidon K30" from BASF (PVP K30). The molecular weight was 47,000 g / mol. The concentration of the test solutions and the permeates were determined by measuring the density of the aqueous solutions. The density measurements were carried out with a density meter DA 210 from Kyoto Electronics. The hydraulic permeability was determined to be 2700 l / m 2 h. The retention capacity for PVP K30 was R = 75%.

Beispiel 3Example 3

4,74 g des gemäß Beispiel 1 hergestellten Polymerpulvers wurde in eine Vakuumpresse, in die Mitte eines quadratischen, 10 cm × 10 cm großen, 0,5 mm dicken Aluminiumrahmens gegeben. Dort wurde zuerst ein Druck von 50 mbar eingestellt, anschließend die Probe innerhalb 10 Minuten 360°C aufgeheizt und dann 2 Minuten bei 360°C und einem Preßdruck von 150 bar gepreßt.4.74 g of the polymer powder prepared according to Example 1 was in a Vacuum press, in the middle of a square, 10 cm × 10 cm large, 0.5 mm thick aluminum frame given. There was first a print of 50 mbar, then the sample within 10 minutes 360 ° C. heated and then 2 minutes at 360 ° C and a pressure of 150 bar pressed.

Bei diesem Verfahren entstand eine 0,5 mm dicke, stabile Kunststoffplatte. Mechanische Messungen an 1 cm breiten Streifen die aus dieser Platte ausgeschnitten wurden, ergaben folgende Eigenschaftswerte:In this process, a 0.5 mm thick, stable plastic plate was created. Mechanical measurements on 1 cm wide strips from this plate were cut, yielded the following property values:

E-Modul (MPa):E-modulus (MPa): 29002900 Reißspannung (MPa):Tear stress (MPa): 6969 Reißdehnung (%):Elongation at break (%): 4242 Yield-Spannung (MPa):Yield voltage (MPa): 7373 Yield-Dehnung (%):Yield stretch (%): 123123

Beispiel 4Example 4 Herstellung der Bisfluor-Verbindung VI (X = CO, Hal = F)Preparation of Bisfluoro Compound VI (X = CO, Hal = F)

20 g (84.6 mmol) 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan werden mit 27 g (170 mmol) 4-Fluorbenzoesäurechlorid in Gegenwart von 29,3 g (220 mmol) AlCl3 in 100 ml Nitrobenzol als Lösungsmittel für 12 h zum Sieden erhitzt. Anschließend wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und zum Rückstand langsam 500 ml 10-%ige HCl gegeben. Diese Mischung wird mehrmals mit insgesamt 500 ml Chloroform extrahiert, um das Rohprodukt aufzunehmen. Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, im Vakuum eingeengt, und durch zweifache Säulenchromatographie (Kieselgel, Laufmittel Hexan/Ethylacetat 4 : 1) vorgereinigt.20 g (84.6 mmol) of 1,1,3-trimethyl-3-phenylindane are treated with 27 g (170 mmol) of 4-fluorobenzoic acid chloride in the presence of 29.3 g (220 mmol) of AlCl 3 in 100 ml of nitrobenzene as solvent for 12 h heated to boiling. Then the solvent is removed in vacuo and slowly added to the residue 500 ml of 10% HCl. This mixture is extracted several times with a total of 500 ml of chloroform to take up the crude product. The organic phase is washed with water, concentrated in vacuo, and pre-purified by double column chromatography (silica gel, eluent hexane / ethyl acetate 4: 1).

Durch Umkristallisieren aus Ethanol/Wasser (10 : 1) wird das Monomer weiter gereinigt.
Fp: 45-48°C.
Recrystallization from ethanol / water (10: 1) further purifies the monomer.
Mp: 45-48 ° C.

Dieses Produkt erhält folgende beiden Isomere im Verhältnis 1 : 1.This product contains the following two isomers in the ratio 1: 1.

Durch mehrfaches Umkristallisieren kann das 5-Isomer rein erhalten werden.By repeated recrystallization, the 5-isomer can be obtained pure.

Beispiel 5Example 5 Herstellung der Bischlor-Verbindung VI (X = SO2, Hal = Cl)Preparation of bischloro compound VI (X = SO 2 , Hal = Cl)

Die Darstellung erfolgt völlig analog zu Beispiel 1 aus 1,1,3-Trimethyl-3- phenylindan und 4-Chlorbenzolsulfonylchlorid, jedoch fällt hier bereits nach einmaligem Umkristallisieren das 5-Isomer rein an.
Ausbeute: 35%, Fp: 200-202°C
The representation is completely analogous to Example 1 from 1,1,3-trimethyl-3-phenylindan and 4-chlorobenzenesulfonyl chloride, but here falls after a single recrystallization of the 5-isomer purely.
Yield: 35%, mp: 200-202 ° C

Beispiel 6Example 6 Herstellung einer Bisfluor-Verbindung VI (X = 502, Hal = F)Preparation of a bisfluoro compound VI (X = 502, Hal = F)

Die Darstellung erfolgt völlig analog zu Beispiel 4 aus 1,1,3-Trimethyl-3- phenylindan und 4-Fluorbenzolsulfonylchlorid, jedoch fällt hier bereits nach einmaligem Umkristallisieren das 5-Isomer rein an.
Ausbeute: 35%, Fp: 168-170°C
The preparation is carried out completely analogously to Example 4 from 1,1,3-trimethyl-3-phenylindane and 4-fluorobenzenesulfonyl chloride, but falls here after only one recrystallization of the 5-isomer purely.
Yield: 35%, mp: 168-170 ° C

Beispiel 7 (Diamin)Example 7 (diamine)

Eine Mischung aus 36,3 g (0,062 mol) 1,1,3-Trimethyl-3-phenyl-4′,5(6)-bis(4′′- chlorphenylsulfonyl)indan (VI), 15,2 g (0,139 mol) 4-Aminophenol, 20,0 g (0,145 mol) Kaliumcarbonat, 200 ml N-Methylpyrrolidon und 100 ml Toluol wird für 8 Stunden am Wasserabscheider zum Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird die Mischung in einem Scheidetrichter mit 200 ml Chloroform versetzt. Die wasserlöslichen Bestandteile werden mit 200 ml Wasser (1 ×) und je 200 ml 5-%iger Natriumhydrogencarbonatlösung (2 ×) extrahiert. Anschließend wird nochmals mit 200 ml Wasser extrahiert. Die wäßrigen Phasen werden verworfen. Die organische Phase wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen. Der Rückstand wird in 100 ml THF aufgenommen. Durch Eingießen in 100 ml einer Ethanol/Wassermischung (1 : 1) wird das Produkt gefällt. Es wird abfiltriert und für 20 Stunden bei 80°C Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 39,8 g (88% d.Th) an I (X = SO2, R1 = R3 = CH3, R2-H)
Schmelzpunkt 110°C (Isomerenmischung).
A mixture of 36.3 g (0.062 mol) of 1,1,3-trimethyl-3-phenyl-4 ', 5 (6) -bis (4 "-chlorophenylsulfonyl) indan (VI), 15.2 g (0.139 g) mol) 4-aminophenol, 20.0 g (0.145 mol) of potassium carbonate, 200 ml of N-methylpyrrolidone and 100 ml of toluene is heated for 8 hours on a water to reflux. After cooling to room temperature, the mixture is added in a separating funnel with 200 ml of chloroform. The water-soluble components are extracted with 200 ml of water (1 ×) and 200 ml of 5% sodium bicarbonate solution (2 ×) each time. Then it is extracted again with 200 ml of water. The aqueous phases are discarded. The organic phase is dried over anhydrous sodium sulfate and the solvent removed in vacuo. The residue is taken up in 100 ml of THF. The product is precipitated by pouring into 100 ml of an ethanol / water mixture (1: 1). It is filtered off and dried for 20 hours at 80 ° C vacuum.
Yield: 39.8 g (88% of theory) of I (X = SO 2 , R 1 = R 3 = CH 3 , R 2 -H)
Melting point 110 ° C (isomer mixture).

Beispiel 8Example 8 (Synthese von 1,1,3-Trimethyl-3-phenyl-4′,5(6)-bis[4′′(4′′′- aminophenoxy)benzoyl]indan)(Synthesis of 1,1,3-trimethyl-3-phenyl-4 ', 5 (6) -bis [4' '(4' '' -] aminophenoxy) benzoyl] indan)

Ein Gemisch aus 29,8 g (0,062 mol) 1,1,3-Trimethyl-3-phenyl-4′,5(6)-bis(4′′- fluorbenzoyl)-indan (VI), 15,2 g (0,139 mol) 4-Aminophenol, 20,0 g (0,145 mol) Kaliumcarbonat, 200 ml N-Methylpyrrolidon und 100 ml Toluol wird 8 Stunden am Wasserabscheider zum Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird die Reaktionsmischung im Scheidetrichter mit 200 ml Chloroform versetzt und mit 200 ml Wasser (1 ×) sowie je 200 ml 5%iger Natriumhydrogencarbonatlösung (2 ×) extrahiert, um die wasserlöslichen Bestandteile zu entfernen. Anschließend wird nochmals mit 200 ml Wasser extrahiert. Die wäßrigen Phasen werden verworfen. Die organische Phase wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum abgezogen, der Rückstand in 100 THF aufgenommen und durch Eingießen in 100 ml einer Ethanol/Wasser-Mischung (1 : 1) gefällt. Das Produkt wird abfiltriert und bei 80°C im Vakuum für 20 Stunden getrocknet.
Ausbeute: 36,8g (90% d.Th.) an I (X=CO, R1 = R3 = CH3, R2 = H)
Schmelzpunkt: 145°C (lsomerenmischung).
A mixture of 29.8 g (0.062 mol) of 1,1,3-trimethyl-3-phenyl-4 ', 5 (6) -bis (4 "-fluorobenzoyl) indan (VI), 15.2 g ( 0.139 mol) of 4-aminophenol, 20.0 g (0.145 mol) of potassium carbonate, 200 ml of N-methylpyrrolidone and 100 ml of toluene is heated to reflux for 8 hours on a water. After cooling to room temperature, 200 ml of chloroform are added to the reaction mixture in a separating funnel and extracted with 200 ml of water (1 ×) and 200 ml of 5% sodium bicarbonate solution (2 ×) to remove the water-soluble constituents. Then it is extracted again with 200 ml of water. The aqueous phases are discarded. The organic phase is dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent is removed under reduced pressure, the residue is taken up in 100 THF and precipitated by pouring into 100 ml of an ethanol / water mixture (1: 1). The product is filtered off and dried at 80 ° C in vacuo for 20 hours.
Yield: 36.8 g (90% of theory) of I (X = CO, R 1 = R 3 = CH 3 , R 2 = H)
Melting point: 145 ° C (isomer mixture).

Claims (4)

1. Polyamid der allgemeinen Formel V worin
X = CO oder SO2,
R1 = CH3, R2 = R3 = R4 = H oder
R1 = R2 = R4 = CH₃, R3 = H oder
R1 = R4 = CH3, R2 = R3 = C1-C16-Alkyl oder Aryl oder
R1 = CH3, R3 = H, R2 = R4 = C1-C16-Alkyl oder Aryl bedeuten und
Ar ein aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist.
1. polyamide of the general formula V wherein
X = CO or SO 2 ,
R 1 = CH 3 , R 2 = R 3 = R 4 = H or
R 1 = R 2 = R 4 = CH₃, R 3 = H or
R 1 = R 4 = CH 3 , R 2 = R 3 = C 1 -C 16 alkyl or aryl or
R 1 = CH 3 , R 3 = H, R 2 = R 4 = C 1 -C 16 -alkyl or aryl and
Ar is an aromatic radical having 6 to 30 carbon atoms.
2. Verfahren zur Herstellung eines Polyamids aus einem aromatischen Diamin und einer aromatischen aktivierten Dicarbonsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa äquimolare Mengen eines Diamins der allgemeinen Formel (I), worin X, R1, R2 und R3 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung aufweisen mit einem aktivierten Derivat einer aromatischen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel Ar(COOH)2, wobei Ar ein zweiwertiger aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist, in einem aprotisch-dipolaren Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur reagieren läßt und man das Polyamid isoliert.2. A process for preparing a polyamide of an aromatic diamine and an aromatic activated dicarboxylic acid, characterized in that about equimolar amounts of a diamine of the general formula (I), wherein X, R 1 , R 2 and R 3 have the meaning given in claim 1 with an activated derivative of an aromatic dicarboxylic acid of the general formula Ar (COOH) 2 , wherein Ar is a bivalent aromatic radical having 6 to 30 carbon atoms, in react an aprotic-dipolar solvent at elevated temperature and the polyamide is isolated. 3. Verwendung eines Polyamids der allgemeinen Formel (V) zur Herstellung einer semipermeablen Membran.3. Use of a polyamide of the general formula (V) for the preparation a semipermeable membrane. 4. Formkörper aus einem Polyamid der allgemeinen Formel (V).4. molding of a polyamide of the general formula (V).
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