FR2474515A1 - COPOLYMERS OF AMIDES AND ETHERIMIDES - Google Patents
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Abstract
COPOLYMERES FACILES A MOULER ET DE RESISTANCE CHIMIQUE ACCRUE. ILS COMPRENNENT: A.DE 5 A 95MOLES POUR CENT DE MOTIFS A CHIMIQUEMENT COMBINES DE FORMULE : (CF DESSIN DANS BOPI) ET B.DE 95 A 5MOLES POUR CENT DE MOTIFS EI CHIMIQUEMENT COMBINES DE FORMULE: (CF DESSIN DANS BOPI) OU R ET R SONT DES RADICAUX ORGANIQUES DIVALENTS. APPLICATION A LA FABRICATION DE FILMS, PRODUITS MOULES, ETC.EASY TO MOLD COPOLYMERS AND INCREASED CHEMICAL RESISTANCE. THEY INCLUDE: A. FROM 5 TO 95 MOLES PERCENT OF CHEMICALLY COMBINED PATTERNS OF FORMULA: (CF DRAWING IN BOPI) AND B. FROM 95 TO 5 MOLES PERCENT OF EI CHEMICALLY COMBINED PATTERNS OF FORMULA: (CF DRAWING IN BOPI) OR R AND R ARE DIVALENT ORGANIC RADICALS. APPLICATION TO THE MANUFACTURE OF FILMS, MOLDED PRODUCTS, ETC.
Description
i La présente invention concerne des copolymères contenant à la fois desThe present invention relates to copolymers containing both
motifs amides (A) et étherimides (EI) utiles dans amide (A) and etherimide (EI) units useful in
les techniques de revêtement et de moulage. Plus particulière- coating and molding techniques. More specifically
ment, l'invention concerne un copolymère contenant (a) de 5 à 95 moles pourcent de motifs A chimiquement cimbinés de formule: (I) M The invention relates to a copolymer containing (a) from 5 to 95 mole percent of chemically cimbinated units A of the formula: (I) M
u- Q C-N-R1-u- Q C-N-R1-
-N-C-N-C
HH
et (b) de 95 à 5 moles pourcent de motifs EI chimiquement com- and (b) 95 to 5 mole percent of EI chemically compatible
binés de formule: (II) O 0formula of the formula: (II) O 0
IO OIO O
c Cc C
-N Q O-R-O Q N-R --N Q O-R-O Q N-R -
CI ICI I
Il ilHe he
0 00 0
o o les motifs -C- de la formule (I) sont en méta ou para l'un par rapport à l'autre, R est choisi dans le groupe constitué de: (a) les radicaux organiques divalents suivants: where the -C- units of formula (I) are in meta or para to each other, R is selected from the group consisting of: (a) the following divalent organic radicals:
H3 H3 3H3 H3 3
CH3 H3CH3 H3
QQQQQQ
CH3 CH3CH3 CH3
/__/ __
2 24745152 2474515
Br Br i I Q C(CH) _ t;et Br Br (b) les radicaux organiques divalents de formule générale: ## STR1 ## and divalent organic radicals of the general formula:
- 4-(X)4}-, X)- 4- (X) 4} -, X)
o X est '-CyH2 -, y est un nombre entier allant de 1 à 5 inclus, et k est un radical organique divalent choisi dans le groupe comprenant (a) les radicaux hydrocarbonés aromatiques ayant de 6 à 20 atomes de carbone et leurs dérivés halogénés, (b) les radicaux alkylènes et cycloalkylènes ayant de 2 à atomes de carbone, (c) les radicaux polydiorganosiloxanes à terminaisons alkylènes C2 à C8, et (d) les radicaux divalents couverts par la formule: o Qest un élément choisi dans -le groupe comprenant: where X is --CyH2 -, y is an integer from 1 to 5 inclusive, and k is a divalent organic radical selected from the group consisting of (a) aromatic hydrocarbon radicals having 6 to 20 carbon atoms and derivatives thereof halogenated, (b) alkylene and cycloalkylene radicals having 2 to carbon atoms, (c) C2-C8 alkylene terminated polydiorganosiloxane radicals, and (d) divalent radicals covered by the formula: o Q is a member selected from - the group comprising:
O OO O
Il Il -O-, -C-, -S-, -S-, et -CxH2x-, et I1 O It II -O-, -C-, -S-, -S-, and -CxH2x-, and I1 O
x est un nombre entier de 1 à 5 inclus. x is an integer from 1 to 5 inclusive.
Les copolymères séquences ou à motifs combinés au hasard peuvent être considérés comme ayant la formule générale: I lN-C@CANARIS 0 Et'" t:ô d o R et Rl ont la signification ci-dessus, m et n sont des nombrE entiers indépendamment égaux a au moins 1, par exemple de 5 5000 ou plus, et p est un nombre entier plus grand que 1, par The randomly combined block or sequence copolymers can be considered to have the general formula: ## STR1 ## and R 1 are as defined above, m and n are integer numbers independently equal to at least 1, for example 5000 or more, and p is an integer greater than 1, for
exemple, de 5 a 10.000 ou plus etavantageusement de 10 à 1000. for example, from 5 to 10,000 or more and advantageously from 10 to 1000.
Avant imidisation, les copolymères sont à l'état amide comme le montre la formule générale suivante: Before imidization, the copolymers are in the amide state as shown by the following general formula:
O OO O
0 lIl0 lIl
HO-C C - OHHO-C C - OH
Cii-N-R' HOC:f O-R-O 1 u 1F" ORO < iO-H1 1 ## STR2 ## ## STR1 ##
H --N-C C-NRH --N-C C-NR
L lm 1 II IIIL lm 1 II III
HO OHO O
et en particulier la formule générale suivante: O f CH3 C-OH t HN-CI J CH3 C-NR1 HO 0 OH and in particular the following general formula: ## STR2 ##
o R, R1, m, n et p ont les significations ci-dessus. o R, R 1, m, n and p have the above meanings.
Les polyamides de formule générale: N-C fi 1__R 3O P o Rlet p ont les significations ci-dessus, sont connus pour avoir une bonne résistance chimique à la chaleur. Bien que l'on puisse dissoudre ces polyamides dans des solvants appropriés pour des applications de revêtement, ces polyamides sont souvent très difficiles àmouler et nécessitent dei The polyamides of the general formula: ## STR5 ## have the above meanings, are known to have good chemical resistance to heat. Although these polyamides can be dissolved in solvents suitable for coating applications, these polyamides are often very difficult to mold and require high temperatures.
4 24745154 2474515
températures et des pressions excessives du cycle de moulage. excessive temperatures and pressures of the molding cycle.
Les polyèthérimides sont connus pour avoir de bonnes caracté- Polyetherimides are known to have good
ristiques aux températures élevées et s'accordent mieux à des at higher temperatures and better match
cycles de moulage acceptables; cependant, il serait avanta- acceptable molding cycles; however, it would be
geux d'accroitre la résistance chimique de ces polyéthérimides et de réduire leur coût pour des applications de moulage et de revêtement. On a découvert que l'on pouvait fabriquer des copolymères contenant des motifs chimiquement combinés de formules (I)-et (II) sur une large gamme de concentrations molaires et dont les They are also known to increase the chemical resistance of these polyetherimides and to reduce their cost for molding and coating applications. It has been discovered that copolymers containing chemically combined units of formulas (I) and (II) can be made over a wide range of molar concentrations and
propriétés sont modifiées par rapport aux propriétés des homo- Properties are modified in relation to the properties of homo-
polymères de ces motifs. Dans certains cas, les'améliorations polymers of these patterns. In some cases, improvements
des propriétés sont inattendues si l'on considère la propor- properties are unexpected if we consider the proportion
tion soit de motifs A soit de motifs El présents dans le copo- of either A or E motifs in the copo-
lymère. En réalisant les copolymères ci-dessus, on peut consi- lymère. By making the above copolymers, it is possible to
dérablemçnt étendre le domaine d'utilité. De plus, en combinant ces deux motifs dans le copolymère, on peut obtenir des produits unfairly extend the field of utility. Moreover, by combining these two units in the copolymer, it is possible to obtain products
de coût inférieur à celui habituellement associé à la fabrica- cost less than that usually associated with
tion de polyêtherimides seuls, sans sacrifice notable (sinon polyetherimides alone, without significant sacrifice (otherwise
aucun) des propriétés physiques.none) physical properties.
Une classe recommandée de copolymères couverts par la A recommended class of copolymers covered by
formule (III) comprend des copolymères se composant essentiel- formula (III) comprises copolymers consisting essentially of
lement d'environ 2 à 5.000 ou plus motifs et de préférence de à 100 motifs EI de formule:O O. (IV) - il from about 2 to 5,000 or more units and preferably from 100 units of the formula: OO (IV)
C CC C
N ORO \N ORO \
c C Il Ilc He He
- O O- O O
o R est défini comme précédemment, et R est CH -o C : CH3 o R is defined as above, and R is CH -o C: CH3
?474515? 474,515
Parmi les motifs étherimides de formule (IV) constituant une partie des molécules du copolymère on peut citer les motifs chimiquement combinés suivants: (V) Among the etherimide units of formula (IV) constituting part of the molecules of the copolymer, mention may be made of the following chemically combined units: (V)
O OO O
II I1II I1
( N 2 NR1(N 2 NR1
ÈoÈ-R2-o A C c nÈoÈ-R2-o A C c n
O O0 0O O0 0
(VI)'(VI) '
--
Onpu arqe e ooyée efrue(III) enOnpu arqe egoe efrue (III) in
0 I-R- 0'0 I-R- 0 '
0. 230 lfaisant ragir un bis(theranhydride)laromatique de formule C 0. 230 lfaring a laromatic bis (theranhydride) of formula C
Q N-R-Q N-R-
générale:general:
O OO O
l - O-l - O-
CC
2 O2 O
O C --R -OO C --R -O
-1 2-1 2
et leurs mélanges, ou R et R sont définis comme ci-dessus. and mixtures thereof, or R and R are defined as above.
On peut fabriquer les copolymères de formule (III) en f30 faisant réagir un bis(étheranhydride)aromatique de formule générale The copolymers of formula (III) can be made by reacting an aromatic bis (ether-anhydride) of the general formula
O OO O
(VIII) C c 0 -ORO o(VIII) C c 0 -ORO o
C CC C
k474515 avec un chlorure d'isophtaloyle ou de téréphtaloyle (désigné ciaprès par "chlorure de phtaloyle") de formule générale: (IX) I O- C-Cl ClC o les groupes -C- Cl sont en méta ou para l'un par rapport à l'autre et une diamine organique de formule générale: (X) with an isophthaloyl or terephthaloyl chloride (hereinafter referred to as "phthaloyl chloride") of the general formula: (IX) ## STR1 ## where the groups -C 1 -C are in meta or para relative to the other and an organic diamine of the general formula: (X)
H2NR1NH2H2NR1NH2
o R et R sont définis comme précédemment. o R and R are defined as before.
On peut utiliser de 0,95 à 1,05 moles au total des composés It is possible to use from 0.95 to 1.05 moles in total of the compounds
combinés de formules (VIII) et (IX) par mole de diamine organi- combinations of formulas (VIII) and (IX) per mole of diamine
que de formule (X). On recommande d'employer des quantités mo- that of formula (X). It is recommended to use small quantities
laires égales de (a) les composés de formules (VIII) et (IX) et (b) la diamine organique. Les copolymères utilisés dans la présente invention peuvent être ceux o il y a de 10 à 5.000 ou plus motifs de l'une ou l'autre des formules (I) et (II) et p dans la formule (III) représente 5 ou plus, par exemple, de 10 equal to (a) the compounds of formulas (VIII) and (IX) and (b) the organic diamine. The copolymers used in the present invention may be those wherein there are from 10 to 5,000 or more units of either of the formulas (I) and (II) and p in the formula (III) represents 5 or more , for example, 10
à 1.000.to 1,000.
L'halogénure d'acyle de formule (IX) dérivé desacides téré- The acyl halide of formula (IX) derived from terephthalic acids
talique ou isophtalique peut aussi être le bromure et d'autres dé- talic or isophthalic acid can also be bromide and other
rivés d'halogènure réactifs en plus des chlorures. Reacted halogenide reagents in addition to chlorides.
On peut utiliser pour la fabrication des copolymères des It is possible to use copolymers
limiteurs de chaine-comme l'aniline ou des dérivés de mono- string-limiters such as aniline or mono- derivatives
acides organiques ou de monoanhydrides. organic acids or monoanhydrides.
Généralement on peut obtenir les copolymères de la présente invention en faisant réagir la diamine organique choisie et le dianhydride et chlorure de phtaloyle particulier, de formules Generally, the copolymers of the present invention can be obtained by reacting the chosen organic diamine and the particular dianhydride and phthaloyl chloride with the following formulas:
(VIII) et(IX), respectivement, en présence d'un solvant orga- (VIII) and (IX), respectively, in the presence of an organic solvent
nique dipolaire aprotique dans les conditions ambiantes pour produire un amide acide copolymérique. Lors d'un chauffage k474515 ultérieur, l'amideacide se convertit à l'état imidisé avec le copolymère comprenant les motifs de formules (I) et (II) dans une répartition au hasard (statistique). Selon la teneur en solides de la solution de polyamideacide, on peut effectuer la réaction en 0,5 à 2 heures ou plus. Une fois la réaction achevée, on peut couler la solution sur un substrat de sorte que l'évaporation du solvant organique ait lieu. En chauffant Dipic acid at ambient conditions to produce a copolymeric acid amide. On subsequent heating, the amideacide converts to the imidized state with the copolymer comprising the units of formulas (I) and (II) in a random (statistical) distribution. Depending on the solids content of the polyamide acid solution, the reaction can be carried out in 0.5 to 2 hours or more. Once the reaction is complete, the solution can be run on a substrate so that evaporation of the organic solvent takes place. By heating
à des températures de 150-200 C ou plus on convertit le polya- at temperatures of 150-200 C or more, the polya-
mide-acide copolymérique à l'état de polyimide, de sorte que le copolymère à ce point a une bonne résistance thermique, une bonne résistance chimique telle que la résistance aux solvants, copolymer acid in the form of polyimide, so that the copolymer at this point has good heat resistance, good chemical resistance such as solvent resistance,
et une bonne moulabilité. Ces compositions sont particulière- and good moldability. These compositions are particularly
ment utiles comme émaux de revêtement de fils et confèrent les are useful as enamels for wire coating and confer
propriétés de résistance aux solvants et de résistance thermi- properties of solvent resistance and heat resistance
que à divers substrats.than to various substrates.
On peut préparer le bis(étheranhydride) aromatique de The aromatic bis (ether-anhydride) of
formule(VIII) par hydrolyse suivie d'une déshydratation du pro- formula (VIII) by hydrolysis followed by dehydration of the
duit de réaction du phényldinitrile nitrosubstitué puis réaction d'un sel double de métal alcalin d'un composé dihydroxyaryle en présence d'un solvant aprotique dipolaire, o le sel de métal alcalin a la formule générale: Alk-O-R 1-O-Alk o R1 à la signification précédente et de préférence est le même reaction product of the nitrosubstituted phenyldinitrile then reaction of a double alkali metal salt of a dihydroxyaryl compound in the presence of a dipolar aprotic solvent, wherein the alkali metal salt has the general formula: Alk-OR 1-O-Alk o R1 to the previous meaning and preferably is the same
que R2 et Alk est un ion de métal alcalin. On peut utiliser di- that R2 and Alk is an alkali metal ion. We can use
vers procédés bien connus pour convertir les tétranitriles ré- to well-known processes for converting tetranitriles
sultant en tétraacides et dianhydrides correspondants. resulting in corresponding tetraacids and dianhydrides.
Parmi les sels de métal alcalin des diphénols ci-dessus on peut citer les sels de potassium et de sodium des diphénols suivants: le bis(hydroxyphényl)-2,2 propane; le dihydroxy-2,4' diphénylméthane; le bis(hydroxy-2 phényl) méthane; le bis(hydroxy-4 phényl)-2,2 propane désigné par la suite par "bisphénol-A" ou "BPA";" le bis(hydroxy-4 phényl) -l,1 éthane; le bis(hydroxy-4 phényl)-l,l propane; le bis(hydroxy-4 phényl)-3,3 pentane; le dihydroxy-4,4' biphényle; le dihydroxy-4,4' tétraméthyl-3,3',5,5' biphényle; la dihydroxy-2,4 benzophénone; la dihydroxy-4,4' diphényl sulfone; la dihydroxy-2,4 diphényl sulfone; le dihydroxy-4,4' diphényl sulfoxyde; le dihydroxy-4,4' diphényl sulfure; etc. Parmi les diamines organiques de formule (X) on peut citer, Among the alkali metal salts of the above-mentioned diphenols, mention may be made of the potassium and sodium salts of the following diphenols: bis (hydroxyphenyl) -2,2-propane; 2,4-dihydroxy-diphenylmethane; bis (2-hydroxyphenyl) methane; 2- (4-hydroxyphenyl) propane, hereinafter referred to as "bisphenol-A" or "BPA", bis (4-hydroxyphenyl) -1, ethane, bis (4-hydroxyphenyl), bis (4-hydroxyphenyl) propane; 1-propane, bis (4-hydroxyphenyl) -3,3-pentane, 4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxy-3,3'-tetramethyl-5'-biphenyl; 2,4-dihydroxybenzophenone, 4,4'-dihydroxy diphenyl sulfone, 2,4-dihydroxy diphenyl sulfone, 4,4'-dihydroxy diphenyl sulfoxide, 4,4'-dihydroxy diphenyl sulfide, etc. the organic diamines of formula (X) may be mentioned,
par exemple,for example,
la m-phénylènediamine; la p-phénylènediamine; la diamino-4,4' diphénylpropane; la diamino-4,4' diphénylméthane; la benzidine; le diamino-4,4' diphényl sulfure; la diamino-4,41 diphényl sulfone; le diamino-4,4' diphényl éther; le diamino-1,5 naphthalène; la diméthyl-3,3' benzidine; la diméthoxy-3,3' benzidine; le diamino-2,4 toluène; le diamino-2,6 toluène; le bis(e-amino-t-butyl)-2,4 toluène; le bis(p-eméthyl-o-aminopentyl)benzène; le diamino-1,3 isopropyl-4 benzène; le bis(amino-3 propoxy)-1,2 éthane; la m-xylylènediamine; la pxylylènediamine; le bis(amino-4 cyclohexyl) méthane; la méthyl-3 heptaméthylènediamine; la diméthyl-4,4 heptaméthylènediamine; le diamino2,11dodécane; la diméthyl-2,2 propylènediamine; l'octaméthylènediamine; la méthoxy-3 hexaméthylènediamine; la.diméthyl-2,5 hexaméthylènediamine; la méthyl-3 heptaméthylènediamine; la méthyl-5 nonaméthylènediamine; k474515 le diamino-1,4 cyclohexane; le diamino-1,12 octadécane; le bis(amino-3 propyl) sulfure; la N-méthyl-bis(amino-3 propyl) amine; l'hexaméthylènediamine; la nonaméthylènediamine; le diamino-2,6 toluene; le bis(amino-3 propyl)tétraméthyldisiloxane, etc. On peut renforcer la composition copolymérique avec diverses charges particulières telles que des fibres de verre, de la silice, des trichites de carbone, jusqu'à 50% ou plus, m-phenylenediamine; p-phenylenediamine; diamino-4,4'-diphenylpropane; diamino-4,4'-diphenylmethane; benzidine; 4,4'-diamino diphenyl sulfide; diamino-4,41 diphenyl sulfone; 4,4'-diamino diphenyl ether; 1,5-diamino naphthalene; 3,3-dimethylbenzidine; 3,3-dimethoxybenzidine; 2,4-diamino toluene; 2,6-diamino toluene; bis (e-amino-t-butyl) -2,4 toluene; bis (p-emethyl-o-aminopentyl) benzene; 1,3-diamino-4-isopropylbenzene; bis (3-amino-propoxy) -1,2 ethane; m-xylylenediamine; pxylylenediamine; bis (4-aminocyclohexyl) methane; 3-methylheptamethylenediamine; 4,4-dimethylheptamethylenediamine; diamino2,11dodecane; 2,2-dimethylpropylenediamine; octamethylenediamine; 3-methoxyhexamethylenediamine; 2,5-dimethyl-hexamethylenediamine; 3-methylheptamethylenediamine; 5-methyl-nonamethylenediamine; 1,4-diamino cyclohexane; diamino-1,12 octadecane; bis (3-aminopropyl) sulfide; N-methyl-bis (3-aminopropyl) amine; hexamethylenediamine; nonamethylenediamine; 2,6-diamino toluene; bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, etc. The copolymer composition can be reinforced with various particular fillers such as glass fibers, silica, carbon whiskers, up to 50% or more,
en poids, du copolymère.by weight, copolymer.
Dans les exemples suivants, sauf indication contraire, In the following examples, unless otherwise indicated,
toutes les parties sont exprimées en poids. all parts are by weight.
EXEMPLE 1.EXAMPLE 1
Cet exemple illustre la préparation d'un homopolyétheri- This example illustrates the preparation of a homopolyether
mide formé à partir de chlorure d'isophtaloyle et d'oxy-4,4' dianiline que l'on comparera plus tard avec une composition copolymérique contenant le même composé organique diamino. On a dissous dans 15 cm3 de Nméthylpyrrolidone, 2,03g (0,01 mole) de chlorure d'isophtaloyle et 2,0 g (0,01 mole) d'oxy-4,4' mide formed from isophthaloyl chloride and oxy-4,4'-dianiline which will be compared later with a copolymer composition containing the same organic diamino compound. 2.03 g (0.01 mol) of isophthaloyl chloride and 2.0 g (0.01 mol) of 4,4'-oxy were dissolved in 15 cm3 of N-methylpyrrolidone.
dianiline. Lors de l'agitation, le mélange s'échauffait jus- dianiline. During stirring, the mixture warmed up
qu'à,64 C pour donner une solution d'un amide homopolymérique. at 64 C to give a solution of a homopolymeric amide.
On a coulé cette solution à 280-300 C et obtenu un film imidisé This solution was poured at 280-300 ° C. and an imidized film was obtained.
polymérique.polymer.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On a préparé un copolymère contenant des motifs A et EI en faisant réagir 2,0 g (0,01 mole) d'oxy-4,4' dianiline, 4,16g (0,008 mole) de bis [(dicarboxy-3,4 phénoxy)-4 phényl]-2,2 propane (dianhydride de bisphénolA) et 0,41 g (0,002 mole) de A copolymer containing A and EI units was prepared by reacting 2.0 g (0.01 mole) of oxy-4,4'-dianiline, 4.16 g (0.008 mole) of bis [(3,4-dicarboxy) phenoxy) -4-phenyl] -2.2 propane (bisphenol A dianhydride) and 0.41 g (0.002 mole) of
chlorure d'isophtaloyle (CI) dans 15 cm3 de N-méthylpyrrolidone. isophthaloyl chloride (CI) in 15 cm3 of N-methylpyrrolidone.
On a agité le mélange à température ambiante jusqu'à ce qu'il The mixture was stirred at room temperature until
devienne limpide, le mélange s'échauffait à 52 C. Lors du re- became clear, the mixture warmed to 52 C.
froidissement, on a coulé la composition de copolymère sous forme d'un film sur du verre, à 280-300 C, pour imidiser les cooling, the copolymer composition was cast as a film on glass at 280-300 ° C. to imitate the
groupes acides amiques. Le polymère qui avait un rapport mo- amino acid groups. The polymer that had a modest relationship
laire de 80 moles pourcent de motifs EI et 20 moles pourcent de motifs A avait pour formule: (XI) "e '"0- - o o 80 mole percent of EI units and 20 mole percent of A units had the formula: (XI) "e '" 0- - o o
N-C N 0 \ C (CH3)* XN-C N 0 \ C (CH3) * X
1C 1 i 1 jN L P1C 1 i 1 jN L P
o les motifs sont agencés au hasard, m et n sont indépendam- o the patterns are arranged randomly, m and n are independently
ment des nombres entiers supérieurs à 1, et p est un nombre integers greater than 1, and p is a number
entier supérieur à 1.integer greater than 1.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
En utilisant les conditions de l'exemple 2, on a fait interréagir du chlorure d'isophtaloyle, du dianhydride de bisphénol-A et de l'oxy-4,4' dianiline en proportions variables en utilisant dans chaque cas 15 cm3 de N-méthylpyrrolidone comme solvant. Le tableau 1 suivant montre les proportions et concentrations molaires des ingrédients, la température de chaque réaction exothermique, et la température de transition vitreuse Tg, qui mesure le degré de ramollissement des polymères, Using the conditions of Example 2, isophthaloyl chloride, bisphenol-A dianhydride and oxy-4,4'-dianiline were interacted in varying proportions using in each case 15 cm 3 of N methylpyrrolidone as solvent. The following Table 1 shows the proportions and molar concentrations of the ingredients, the temperature of each exothermic reaction, and the glass transition temperature Tg, which measures the degree of softening of the polymers.
de l'homopolymère de l'exemple 1 et des copolymères des exem- of the homopolymer of Example 1 and the copolymers of the examples
ples 2 et 3. On peut représenter les copolymères de l'exemple 3 par la même formule générale que pour l'exemple 2 o m et n ont les significations ci-dessus et sont essentiellement les Ples 2 and 3. The copolymers of Example 3 can be represented by the same general formula as in Example 2 where m and n have the above meanings and are essentially the same.
mêmes que les concentrations molaires des réactifs utilisés. same as the molar concentrations of the reagents used.
TABLEAU ITABLE I
CI Dianhydride Oxy-4,4' Température Tg de BPA dianiline de réaction Essai Poids Moles Poids Moles Poids Moles n (g) (g) (g) CI Dianhydride Oxy-4,4 'Temperature Tg of BPA dianiline reaction Test Weight Moles Weight Moles Weight Moles n (g) (g) (g)
3 0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 30 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Ex.1 200 C Ex.2 221 CEx.1 200 C Ex.2 221 C
3A 1,02 0,005 2,6 0,005 2,0 0,01 55 C 213 C 3A 1.02 0.005 2.6 0.005 2.0 0.01 55 C 213 C
3B 1,62 0,008 1,04 0,002 2,0 0,01 59 C 234 C 3B 1.62 0.008 1.04 0.002 2.0 0.01 59 C 234 C
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
i En utilisant les mêmes conditions que dans l'exemple 1, on a mélangé soigneusement dans 15 cm3 de N-mn6thylpyrrolidone, k474515 2,03 g (0,01 mole) de chlorure d'isophtaloyle et 1,98 g (0,01 mole) de méthylène-4,4' dianiline de formule: (XII) Using the same conditions as in Example 1, 15 cm3 of N-methylpyrrolidone, 2.07 g (0.01 mole) of isophthaloyl chloride and 1.98 g (0.01 g) were thoroughly mixed. mole) of 4,4'-methylene dianiline of formula: (XII)
NH2 2 Q NH2NH2 2 Q NH2
le mélange s'échauffait à 55 C pour donner une solution lim- the mixture was heated to 55 ° C. to give a lim-
pide de résine d'amide polymérique. On a coulé la solution pide of polymeric amide resin. We sank the solution
obtenue à 280-300 C pour obtenir un film homogène. obtained at 280-300 C to obtain a homogeneous film.
EXEMPLE 5.EXAMPLE 5
En utilisant les conditions des exemples 2 et 4, on a fait interréagir du chlorure d'isophtaloyle, du dianhydride de Using the conditions of Examples 2 and 4, isophthaloyl chloride, dianhydride of
BPA et de la méthylène-4,4' dianiline dans 15 cm3 de N-méthyl- BPA and methylene-4,4'-dianiline in 15 cm3 of N-methyl-
pyrrolidone pour obtenir une solution limpide d'un amide acide amique polymérique qui, coulé à 280-300 C, fournit des films copolymériques imidisés. Le tableau II ci-dessous donne les poids et les concentrations molaires des divers ingrédients, pyrrolidone to obtain a clear solution of a polymeric amide acid amide which, cast at 280-300 C, provides imidized copolymeric films. Table II below gives the weights and molar concentrations of the various ingredients,
les températures des réactions exDthermiques, et la température de transi- temperatures of ex-thermal reactions, and the temperature of transi-
tion vitreuse (Tg) pour l'homopolymère et les copolymères faits (Tg) for the homopolymer and the copolymers
avec la méthylène dianiline.with methylene dianiline.
TABLEAU 2 Méthylène-4,4' Température Essai CI Dianhydride de BPAdianiline de réaction Tg N poids Moles Poids Moles poids moles C C (g) (g) (g) TABLE 2 4,4'-Methylene Temperature IC Test BPAdianiline Dianhydride Reaction Tg N Weight Moles Weight Moles Weight Molec C C (g) (g) (g)
4 234 C4,234 C
A 0,41 0,002 4,16 0,008 1,98 0,01 52 C 211 C A 0.41 0.002 4.16 0.008 1.98 0.01 52 C 211 C
5B 1,02 0,005 2,6 0,005 1,98 0,01 48 C 229 C 5B 1.02 0.005 2.6 0.005 1.98 0.01 48 C 229 C
C 1,62 0,008 1,04 0,002 1,98 0,01 47 C 239 C C 1.62 0.008 1.04 0.002 1.98 0.01 47 C 239 C
Les copolymères utilisant la méthylène-4,4' dianiline peuvent être illustrés par la formule suivante: The copolymers using 4,4'-methylene dianiline can be illustrated by the following formula:
(XIII)(XIII)
0 0 IIil c0 0 IIil c
N HN H
H C(H3HH C (H3H
m cm c
L J ML 0'L J ML 0 '
o -o -
o m, n ont les significations précédentes et reflètent la concentration molaire des réactifs et p est un nombre entier o m, n have the above meanings and reflect the molar concentration of reagents and p is a whole number
supérieur à 1.greater than 1.
EXEMPLE 6.EXAMPLE 6
En utilisant les mêmes conditions que dans l'exemple 1, Using the same conditions as in Example 1,
on a dissous et soigneusement mélangé dans 15 cm3 de N-méthyl- it was dissolved and thoroughly mixed in 15 cm3 of N-methyl-
pyrrolidone, 2,03 g (0,01 mole) de chlorure d'isophtaloyle et 2,48 g (0, 01 mole) de diamino-4,4' diphénylsulfone de formule: (XIV) N S'i N2 o -NH Il O Le mélange s'échauffait à 59 C. On a coulé la solution de résine d'amide polymérique obtenue à 280-300 C pour obtenir un pyrrolidone, 2.03 g (0.01 mol) of isophthaloyl chloride and 2.48 g (0.01 mol) of 4,4'-diaminodiphenylsulfone of formula: (XIV) N Si N2 o -NH The mixture was heated to 59 ° C. The resulting polymeric amide resin solution was cast at 280 ° C to 300 ° C to give
film souple homogène.homogeneous flexible film.
EXEMPLE 7.EXAMPLE 7
En utilisant les conditions des exemples 2 et 4 on a fait réagir dans 15 cm3 de N-méthylpyrrolidone du chlorure d'isophtaloyle, du dianhydride de BPA et de la sulfone de formule (XIV) jusqu'à obtention d'une solution d'un acide amique polymérique limpide qui, coulée à 280-300 C, fournissait des films polymériques imidisés. Le tableau III ci-dessous donne les poids etles concentrations molaires des divers ingrédients utilisés pour fabriquer les copolymères, les températures de réactions exothermiques, et la température de transition-vitreuse (Tg) Using the conditions of Examples 2 and 4, isophthaloyl chloride, BPA dianhydride and the sulfone of formula (XIV) were reacted in 15 cm3 of N-methylpyrrolidone until a solution of clear polymeric amic acid which, when poured at 280-300 ° C., provided imidized polymeric films. Table III below gives the weights and molar concentrations of the various ingredients used to make the copolymers, the exothermic reaction temperatures, and the glass transition temperature (Tg).
pour l'homopolymère et les copolymères faits avec la diamino- for homopolymer and copolymers made with diamino-
diphénylsulfone.diphenyl sulfone.
Temperature TABLEAU III Température Temperature TABLE III Temperature
d'échauffe-of échauffe-
Essai CI Dianhydride de BPA:: Sulfone ment Tg N Poids Moles Poids Moles Poids Moles C C (g) (g) (g) BMP Dianhydride Assay: Sulfone Tg N Weight Moles Weight Moles Weight Moles C C (g) (g) (g)
6 186 C6,186 C
7A 0,41 0,002 4,16 0,008 2,48 0,01 410C 156 C 7A 0.41 0.002 4.16 0.008 2.48 0.01 410C 156 C
7B 1,02 0,005 2,6 0,005 2,48 0,01 48 C 168 C 7B 1.02 0.005 2.6 0.005 2.48 0.01 48 C 168 C
: diamino-4,4' diphényl sulfone.4,4'-diaminodiphenyl sulfone.
k474515 Les copolymères de l'exemple 7 peuvent être illustrés par la formule suivante: (XV) The copolymers of Example 7 can be illustrated by the following formula: (XV)
0 ' '0 ''
II 0 -II 0 -
H 11 < @-tNo C>a _ EC (CH3) 2 4 N $ Ni - II 0 I ## STR1 ## ## STR2 ##
L 0L 0
m lUm lU
o m, n et p ont les significations précédentes. o m, n and p have the above meanings.
EXEMPLE 8EXAMPLE 8
En utilisant les conditions de l'exemple 1, on a agité vigoureusement jusqu'au point o le mélange s'échauffait à 63 C, 2,03 g (0,01 mole) de CI et 1,08 g (0,01 mole) de m-phénylène diamine dissous dans 15 cm3 de Nméthylpyrrolidone. On a coulé à 280-300 C la solution d'amide homopolymérique limpide obtenue Using the conditions of Example 1, the mixture was stirred vigorously to the point where the mixture warmed to 63 ° C, 2.03 g (0.01 mole) of CI and 1.08 g (0.01 mole). ) of m-phenylene diamine dissolved in 15 cm3 of N-methylpyrrolidone. The clear homopolymeric amide solution obtained at 280.degree.
sur une surface pour former un film homogène. on a surface to form a homogeneous film.
EXEMPLE 9EXAMPLE 9
En utilisant les conditions des exemples 2, 4 et 7, on a fait réagir dans 15 cm3 de N-méthylpyrrolidone du chlorure Using the conditions of Examples 2, 4 and 7, 15 cm 3 of N-methylpyrrolidone was reacted with
d'isophtaloyle, du dianhydride de BPA et de la m-phénylènedia- isophthaloyl, BPA dianhydride and m-phenylenediamine.
mine pour obtenir une solution d'amide acide amique polyméri- mine to obtain a solution of polymeric amic acid amide
que qui, coulée sur une surface chauffée à 280-300 C fournis- that, cast on a surface heated to 280-300 C,
sait un film polymérique imidisé, ayant une bonne résistance à l'abrasion. Le tableau IV ci-dessous montre les quantités de réactifs utilisés pour la fabrication des copolymères, la température de réaction exothermique pour chacun des copolymères know an imidized polymeric film, having good resistance to abrasion. Table IV below shows the quantities of reagents used for the manufacture of the copolymers, the exothermic reaction temperature for each of the copolymers.
et la température de transition vitreuse, Tg, pour l'homopoly- and the glass transition temperature, Tg, for the homopolymer
mère de l'exemple 8 et les copolymères des exemples 9A, 9B et 9C. mother of Example 8 and the copolymers of Examples 9A, 9B and 9C.
TABLEAU IVTABLE IV
Essai CI Dianhydride de BPA M-phénylène Température Tg diamine de réaction n Ppids Moles Poids Moles Poids Moles C C M-phenylene BPA dianhydride test Temperature Tg reaction diamine n Ppids Moles Weight Moles Weight Moles C C
Lg L (.------------------_-----Lg L (. ------------------ _-----
8 245 C8,245 C
9A 0,41 0,002 4,16 0,008 1,08 0,01 54 C 191 C 9A 0.41 0.002 4.16 0.008 1.08 0.01 54 C 191 C
9B 1,02 0,005 2,6 0,005 1,08 0,01 48 C 242 C 9B 1.02 0.005 2.6 0.005 1.08 0.01 48 C 242 C
9C 1,62 0,008 1,04 0,002 1,08 0,01 46 C 244 C 9C 1.62 0.008 1.04 0.002 1.08 0.01 46 C 244 C
c474515 On peut représenter les copolymères de l'exemple 9 par la formule suivante: (XVI) o l l N] tN -N c)cu39 2(CH H o The copolymers of Example 9 can be represented by the following formula: ## STR2 ##
o m et n sont des nombres entiers et correspondent à la con- o m and n are integers and correspond to the con-
centration molaire des réactifs utilisés, et p est un nombre molar centering of the reagents used, and p is a number
-entier plus grand que 1.-greater than 1.
EXEMPLE 10EXAMPLE 10
Lorsqu'on utilise du chlorure de téréphtaloyle à la place du chlorure d'isophtaloyle dans les exemples précédents When terephthaloyl chloride is used in place of isophthaloyl chloride in the preceding examples
pour fabriquer des copolymères en utilisant les divers com- to make copolymers using the various compounds
posés diamino utilisés dans ce but, on obtient des copolymères représentés par la formule (II) utiles pour les techniques de diamino compounds used for this purpose, copolymers represented by formula (II) are obtained which are useful for
revêtement, d'isolement et de moulage. coating, insulation and molding.
Il est évident pour le spécialiste qu'outre les composés diamino utilisés pour fabriquer les copolymèes ci-dessus, on peut utiliser d'autres composés diamino, dont de nombreux exemples ont été cités auparavant. De la même manière, en plus du dianhydride de bisphénol-A utilisé dans les exemples, on peut utiliser d'autres dianhydrides, dont de nombreux exemples ont été cités précédemment, pour fabriquer d'autres types de It is obvious to those skilled in the art that in addition to the diamino compounds used to make the above copolymers, other diamino compounds may be used, many of which have been previously cited. In the same manner, in addition to the bisphenol-A dianhydride used in the examples, other dianhydrides, many of which have been mentioned above, can be used to make other types of dianhydrides.
copolymères. Enfin, on peut faire varier largement les propor- copolymers. Finally, the proportions can be varied widely
tions molaires des réactifs pour obtenir des motifs en propor- molar concentrations of the reagents to obtain proportional patterns
tion molaire variable sans sortir du cadre de la présente invention. variable molar composition without departing from the scope of the present invention.
On peut ajouter d'autres polymères et résines aux copo- Other polymers and resins can be added to the copo-
lymères de l'invention, en quantités allant de 1 à 50% ou plus, en poids, par rapport au poids total de copolymères. Parmi ces polymères que l'on peut ajouter, on citera,-par exemple, des polyoléfines, du polystyrène, des poly(oxyphénylènes), k474515 comme ceux décrits dans le brevet des Etats Unis d'Amérique no 3 306 875, des résines époxy, des résines de polycarbonate comme celles décrites dans le brevet des Etats Unis d'Amérique no 3 329 909 etc., dont beaucoup sont bien connus dans la technique. Les compositions de la présente invention trouvent des applications dans de nombreux domaines et sous des formes physiques diverses comme de films, composés de moulage, etc. Lorsqu'on les utilise sous forme de films ou sous forme de polymers of the invention, in amounts ranging from 1 to 50% or more, by weight, based on the total weight of copolymers. Among these polymers that can be added include, for example, polyolefins, polystyrene, poly (oxyphenylenes), k474515 such as those described in US Pat. No. 3,306,875, epoxy resins. polycarbonate resins such as those described in U.S. Patent No. 3,329,909, etc., many of which are well known in the art. The compositions of the present invention have applications in many fields and in various physical forms such as films, molding compounds, and the like. When used in the form of films or in the form of
produits moulés, ces copolymères, y compris les produits stra- molded products, these copolymers, including
tifiés préparés à partir d'eux, non seulement possèdent de prepared from them, not only possess
bonnes propriétés physiques à température ambiante mais conser- good physical properties at room temperature but
vent leur résistance mécanique et leur excellente réponse aux charges de travail aux températures élevées pendant de longues their mechanical strength and excellent response to high temperature workloads over long periods of time.
périodes de temps.periods of time.
On peut utiliser les films formés avec ces copolymères Films formed with these copolymers can be used
* dans les applications o l'on utilisait des films auparavant.* in applications where movies were used previously.
Ils peuvent en effet servir dans une grande variété d'appli- They can indeed be used in a wide variety of applications.
cations d'emballage et d'enveloppement. Ainsi, on peut utiliser les compositions de la présente invention dans le domaine de l'automobile et de l'aviation dans des buts décoratifs et de protection, et comme isolation électrique pour des caniveaux wrapping and wrapping cations. Thus, the compositions of the present invention can be used in the field of automobiles and aviation for decorative and protective purposes, and as electrical insulation for gutters.
d'encoches de moteur, dans des transformateurs et comme diélec- engine notches, in transformers and as dielectrics
trique de condensateurs.three capacitors.
En variante, on peut revêtir des conducteurs électriques tels que du cuivre, de l'aluminium, etc, avec des solutions des compositions durcissables de l'invention et chauffer à hautes températures pour éliminer les solvant et effectuer le durcissement (imidisation) de la composition résineuse. Le cas échéant, on peut appliquer une couche supplémentaire sur ces conducteurs isolés y compris des revêtements polymériques tels que des polyamides, des polyesters, des silicones, des résines de polyvinylformal, des résines époxy, des polyamides, du polytétrafluoroéthylène, etc. Les applications pour lesquelles on recommande l'emploi de ces résines comprennent leurs utilisations comme liants pour des fibres de titanate de potassium, des fibres de verre Alternatively, electrical conductors such as copper, aluminum, etc., can be coated with solutions of the curable compositions of the invention and heated at high temperatures to remove the solvent and effect curing (imidization) of the composition. resinous. If necessary, an additional layer can be applied to these isolated conductors, including polymeric coatings such as polyamides, polyesters, silicones, polyvinyl formal resins, epoxy resins, polyamides, polytetrafluoroethylene, and the like. Applications for which these resins are recommended include their use as binders for potassium titanate fibers, glass fibers
L474515L474515
des fibres de carbone et autres matériaux fibreux pour la fabrication de composites. En outre, on peut réaliser des meules et autres articles abrasifs à partir de ces résines en y incorporant des grains d'abrasif comme l'alundum, le carbone de silicium, le nitrure de silicium, le carborundum, la poussière de diamant, le nitrure de bore cubique, et en conformant ou moulant le mélange sous pression et à chaud pour obtenir la configuration voulue pour le meulage et l'abrasion. carbon fibers and other fibrous materials for the manufacture of composites. In addition, grinding wheels and other abrasive articles can be made from these resins by incorporating abrasive grains such as alumina, silicon carbon, silicon nitride, carborundum, diamond dust, nitride. cubic boron, and by shaping or molding the mixture under pressure and hot to obtain the desired configuration for grinding and abrasion.
:474515: 474515
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