JP2002293947A - Method for producing polyimide powder - Google Patents

Method for producing polyimide powder

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JP2002293947A
JP2002293947A JP2001092547A JP2001092547A JP2002293947A JP 2002293947 A JP2002293947 A JP 2002293947A JP 2001092547 A JP2001092547 A JP 2001092547A JP 2001092547 A JP2001092547 A JP 2001092547A JP 2002293947 A JP2002293947 A JP 2002293947A
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Japan
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polyimide
polyimide powder
particles
temperature
powder
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JP2001092547A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Maeda
政利 前田
Shinji Tawara
伸治 田原
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing polyimide powders with a simple procedure enabling the easy control of the particle diameter and provide the polyimide powders produced by the method. SOLUTION: The method for the production of polyimide powder comprises the thermal polymerization of an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent and the lowering of the temperature of the obtained polyimide solution to precipitate polyimide particles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、耐有機溶
剤性のある非熱可塑性フィルム、ワニス、成形体等の充
填補強材として有用なポリイミド粉体の製造方法、およ
び当該製造方法により得られるポリイミド粉体に関する
ものである。
[0001] The present invention relates to a method for producing a polyimide powder useful as a filling reinforcing material for non-thermoplastic films, varnishes, molded articles and the like having heat resistance and organic solvent resistance, and to a method for producing the same. Related to the polyimide powder to be obtained.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のポリイミド粉体の製造方
法としては、相当するテトラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンとを有機溶媒中で加熱重合させてポリイミド
前駆体であるポリアミック酸の溶液をつくり、これを水
などのポリマー不溶溶媒中に投入し、生成する沈殿を回
収した後、加熱閉環してイミド化し機械的に粉砕する方
法が知られている。また、相当するテトラカルボン酸二
無水と芳香族ジアミンとをエチレングリコールなどのポ
リマー不溶溶媒中で加熱重合させてポリアミック酸のス
ラリーを生成し、このスラリーからポリアミック酸をろ
別した後、加熱閉環してイミド化し、さらに粉砕する方
法などが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing this kind of polyimide powder, a solution of a polyimide precursor polyamic acid is prepared by heating and polymerizing a corresponding tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent. A method is known in which a polymer is dissolved in a polymer-insoluble solvent such as water, and the resulting precipitate is collected. In addition, the corresponding tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine are heated and polymerized in a polymer-insoluble solvent such as ethylene glycol to produce a polyamic acid slurry, and the polyamic acid is filtered off from the slurry, followed by heat ring closure. There is known a method of imidizing the compound, followed by pulverization.

【0003】すなわち、これらの方法は芳香族テトラカ
ルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとから、直接ポリイ
ミドを合成したものではなく、重合中ゲル状となって重
合反応が行えない、または重合反応物の取り出し粉砕が
容易に行えないなどの理由から、一旦ポリイミドの前駆
体であるポリアミック酸をつくり、これを加熱閉環して
ポリイミドとした後に粉砕微粒子化したものである。し
かるに、かかる方法ではポリイミド粉体とするまでの工
程が複雑となる欠点があり、また得られる粉体の粒子径
が大きくなりやすく、微粒子状のポリイミド粉体を得る
ためには非常に特殊な粉砕手段が必要となるなど工業的
に決して有利な方法とはいえなかった。
That is, these methods do not directly synthesize polyimide from an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine, but form a gel during polymerization and cannot carry out the polymerization reaction. For example, polyamic acid, which is a precursor of polyimide, is once formed, and is heated and closed to form a polyimide, which is then pulverized into fine particles for the reason that it is not easy to take out and pulverize. However, this method has the disadvantage that the process up to the formation of the polyimide powder is complicated, and the particle size of the obtained powder tends to be large. It was not an industrially advantageous method, such as requiring means.

【0004】また、特定の芳香族テトラカルボン酸二無
水物と芳香族ジアミンとから、一旦ポリイミドの前駆体
であるポリアミック酸をつくり、加熱閉環によるイミド
化の進行とともにポリイミドが有機溶媒中に粒子として
析出させる方法が採られている。しかし、かかる方法で
は重合・結晶化の制御がきわめて難しく、得られる粉体
の粒子径が大きくなりやすく、微粒子状のポリイミド粉
体を得るためには粉砕手段が必要となるなど工業的に良
い方法とはなりえなかった。
Further, a polyamic acid which is a precursor of a polyimide is once formed from a specific aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine, and the polyimide is formed into particles in an organic solvent with the progress of imidization by heat ring closure. A method of precipitating is employed. However, in such a method, the control of polymerization and crystallization is extremely difficult, the particle size of the obtained powder tends to be large, and a pulverizing means is required to obtain a finely divided polyimide powder. Could not be.

【0005】一方、特開昭59−108030号公報、
特開昭62−127314号公報に開示されている芳香
族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ポリイソシアネー
トの加熱重合によるポリイミド粉体の製造方法も、加熱
閉環によるイミド化の進行とともにポリイミド粒子が有
機溶媒中に粒子として析出させる方法、あるいはポリイ
ミド粒子が析出する前に微粒子フィラーまたは繊維状フ
ィラーを添加し、ポリイミド粒子を析出させる方法がと
られている。しかし、かかる方法での粒子制御はきわめ
て難しく、工業的に有利な方法とはなりえなかった。
On the other hand, JP-A-59-108030 discloses
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-127314 discloses a method for producing a polyimide powder by heat polymerization of an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic polyisocyanate. A method of precipitating the polyimide particles as a particle in a solvent or a method of adding a fine particle filler or a fibrous filler before the polyimide particles are precipitated to precipitate the polyimide particles has been adopted. However, particle control by such a method is extremely difficult, and cannot be an industrially advantageous method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記で説明された技術
は、ポリイミド粉体を製造するのに多くの工程が必要と
なるため、その改善が望まれている。また、芳香族テト
ラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとから、一旦ポ
リイミドの前駆体であるポリアミック酸をつくり、昇温
による加熱閉環と同時にポリイミドが有機溶媒中に粒子
として析出させる方法や、芳香族テトラカルボン酸二無
水物と芳香族ポリイソシアネートから加熱重合にともな
うイミド化と同時にポリイミドが有機溶媒中に粒子とし
て析出させる方法などが検討されているが、加熱閉環開
始温度および閉環速度すなわちイミド化速度の制御が極
めて難しく、好適な粒子径などを有する粉体粒子を得る
ことは難しかった。
The technology described above requires many steps for producing a polyimide powder, and therefore, improvement is desired. Also, a method of once preparing a polyamic acid, which is a precursor of polyimide, from an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine, and precipitating polyimide as particles in an organic solvent at the same time as heating and ring closure by raising the temperature, A method in which polyimide is precipitated as particles in an organic solvent simultaneously with imidization accompanying thermal polymerization from aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic polyisocyanate has been studied. It is extremely difficult to control the speed, and it has been difficult to obtain powder particles having a suitable particle diameter and the like.

【0007】そこで、本発明の目的は、簡易な工程でポ
リイミド粉体を製造することができ、しかも粒径の制御
が容易に行えるポリイミド粉体の製造方法、および当該
製造方法により得られるポリイミド粉体を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a polyimide powder by which a polyimide powder can be produced in a simple process and the particle diameter can be easily controlled, and a polyimide powder obtained by the production method. Is to provide the body.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、特定の芳香族テトラカルボン酸二無水物
と芳香族ジアミンとを有機溶媒中で加熱重合させるとポ
リイミドの溶液を得ることができ、その溶液の温度を降
温してポリイミド粒子を析出させる際に粒径の制御が容
易に行えることを見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have made a polyimide solution by heating and polymerizing a specific aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent. The present inventors have found that the temperature of the solution can be lowered and the particle diameter can be easily controlled when the polyimide particles are precipitated to complete the present invention.

【0009】即ち、本発明のポリイミド粉体の製造方法
は、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン
とを有機溶媒中で加熱重合させてポリイミドの溶液を得
た後、その溶液の温度を降温することによりポリイミド
粒子を析出させる工程を含むことを特徴とする。
That is, in the method for producing a polyimide powder of the present invention, a polyimide solution is obtained by heat-polymerizing an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent, and then the temperature of the solution is increased. A step of precipitating the polyimide particles by lowering the temperature.

【0010】上記において、前記芳香族テトラカルボン
酸二無水物が3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物であり、前記芳香族ジアミンが4,
4’−ジアミノジフェニルエーテルであることが好まし
い。また、前記有機溶媒が、有機極性溶媒であることが
好ましい。
In the above, the aromatic tetracarboxylic dianhydride is 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine is 4,4.
Preferably, it is 4'-diaminodiphenyl ether. Further, the organic solvent is preferably an organic polar solvent.

【0011】一方、本発明のポリイミド粉体は、3,
3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを重合して
得られるポリイミドからなり、リーフ構造が放射状に成
長した球状結晶の凝集体であって、凝集体としての平均
粒子径が1〜20μmであることを特徴とする。
On the other hand, the polyimide powder of the present invention
Agglomerates of spherical crystals made of polyimide obtained by polymerizing 3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, and having a leaf structure radially grown; The average particle diameter of the aggregate is 1 to 20 μm.

【0012】[作用効果]本発明のポリイミド粉体の製
造方法によると、実施例の結果が示すように、簡易な工
程でポリイミド粉体を製造することができ、しかも粒径
の制御が容易に行うことができる。そして、得られるポ
リイミド粉体は、良好な耐熱性と耐有機溶剤性を有する
ものである。
[Effects] According to the method for producing a polyimide powder of the present invention, as shown in the results of the examples, the polyimide powder can be produced in a simple process and the particle size can be easily controlled. It can be carried out. The obtained polyimide powder has good heat resistance and organic solvent resistance.

【0013】前記芳香族テトラカルボン酸二無水物が
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物であり、前記芳香族ジアミンが4,4’−ジアミノ
ジフェニルエーテルである場合、両者の重合温度や得ら
れるポリイミドの溶解性が本発明の製造方法に好適なも
のとなる。
When the aromatic tetracarboxylic dianhydride is 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine is 4,4'-diaminodiphenyl ether, And the solubility of the obtained polyimide are suitable for the production method of the present invention.

【0014】また、前記有機溶媒が有機極性溶媒である
場合、上記の如きモノマー及びポリイミドに対する溶解
性や反応溶媒としての性質などが、上記の工程において
特に好適なものとなる。
When the organic solvent is an organic polar solvent, the solubility in the above-mentioned monomer and polyimide and the properties as a reaction solvent are particularly suitable in the above-mentioned steps.

【0015】一方、本発明のポリイミド粉体は、上記の
如く良好な耐熱性と耐有機溶剤性を有し、しかも、粒子
表面が多重リーフ片の集合したリーフ構造となるため、
表面多孔度が極めて大きいものとなる。
On the other hand, the polyimide powder of the present invention has good heat resistance and organic solvent resistance as described above, and has a leaf structure in which the particle surface is composed of multiple leaf pieces.
The surface porosity becomes extremely large.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明は重合溶媒中においてポリイミド粒
子を製造する際に、高温でイミド化を完了させた後、そ
の重合溶液の冷却時にポリイミド粒子を自在に析出させ
るものである。従って、従来の方法のように、ポリアミ
ック酸の固体を熱イミド化し、粉砕してポリイミド粉体
を製造するのではなく、また、ポリアミック酸を重合溶
液中で熱イミド化の進行中に粒子化してポリイミド粉体
を製造するのではない。
Embodiments of the present invention will be described below. According to the present invention, when producing polyimide particles in a polymerization solvent, after imidization is completed at a high temperature, the polyimide particles are freely precipitated when the polymerization solution is cooled. Therefore, as in the conventional method, the solid of the polyamic acid is not thermally imidized and crushed to produce a polyimide powder, but the polyamic acid is formed into particles during the thermal imidization in the polymerization solution. It does not produce polyimide powder.

【0017】本発明で用いられる芳香族テトラカルボン
酸二無水物と芳香族ジアミンは、それらの重合反応から
生成するポリイミドが、有機溶媒の沸点近くで均一な重
合溶液となり、それ以下の低い温度においてポリイミド
が析出してくるものであればよい。つまり、ピロメリッ
ト酸二無水物または、3,3’,4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物または、3,3’,4,4’
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と、メタフ
ェニレンジアミンまたはパラフェニレンジアミンの組み
合わせ等から得られるポリアミック酸を閉環イミド化す
ると、その温度でポリイミドが析出するため、このよう
な組合せでは、使用できない場合が多い。
The aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine used in the present invention are characterized in that the polyimide produced from their polymerization reaction becomes a uniform polymerization solution near the boiling point of the organic solvent and at a low temperature lower than that. What is necessary is just to deposit a polyimide. That is, pyromellitic dianhydride or 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride or 3,3 ′, 4,4 ′
-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride and a ring-closing imidation of a polyamic acid obtained from a combination of metaphenylenediamine or paraphenylenediamine, etc., because polyimide is precipitated at that temperature, such a combination may not be used. Many.

【0018】本発明では、例えば芳香族ジアミンとし
て、エーテル結合を有する4,4’−ジアミノジフェニ
ルエーテルを用いるなどして、得られるポリイミドに適
度な屈曲性を付与することによって、重合終了時の重合
溶媒中への適度な溶解性を付与することが好ましい。ま
た、このような成分を芳香族テトラカルボン酸二無水物
として使用してもよく、エーテル結合の他、カルボニル
結合、スルホニル結合、メチン結合などで芳香環が結合
されたジアミンまたはテトラカルボン酸二無水物が適宜
使用できる。なかでも、3,3’,4,4’−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフ
ェニルエーテルの組み合わせが最も好ましい。
In the present invention, the obtained polyimide is imparted with an appropriate flexibility by using, for example, 4,4'-diaminodiphenyl ether having an ether bond as the aromatic diamine, thereby obtaining a polymerization solvent at the end of the polymerization. It is preferable to provide appropriate solubility in the inside. Further, such a component may be used as an aromatic tetracarboxylic dianhydride, in addition to an ether bond, a diamine or a tetracarboxylic dianhydride in which an aromatic ring is bonded by a carbonyl bond, a sulfonyl bond, a methine bond, or the like. Things can be used as appropriate. Among them, a combination of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether is most preferred.

【0019】また、重合溶媒の有機溶媒は、閉環イミド
反応が起きる沸点が高い有機極性溶媒がよく、N−メチ
ル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチル−2−イミダ
ゾリジオン、ヘキサメチレンホスホルトリアミドなどが
あげられる。また、閉環水を除去して閉環イミド化反応
を効率よくするために、トルエン、キシレンなどの共沸
用有機溶媒を併用することもできる。上記有機溶媒の使
用量は、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジア
ミンを主成分とした固形分濃度が5〜50重量%、好適
には10〜25重量%となるようにするのがよい。上記
固形分濃度があまり低すぎては反応速度がおそくなり、
また高すぎては発熱反応によりスケールアップ時の反応
制御に問題を起す傾向がある。なお、芳香族テトラカル
ボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの含有比率は、略等
モル(略同じ当量)にするのが好ましい。
The organic solvent for the polymerization solvent is preferably an organic polar solvent having a high boiling point at which a ring-closing imide reaction occurs, and N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide,
Dimethyl sulfoxide, N, N-dimethyl-2-imidazolidione, hexamethylenephosphortriamide and the like. In addition, an azeotropic organic solvent such as toluene or xylene can be used in combination to remove the ring-closing water and make the ring-closing imidization reaction efficient. The amount of the organic solvent to be used is such that the solid concentration mainly composed of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 25% by weight. Good. If the solid content is too low, the reaction rate will be slow,
On the other hand, if the temperature is too high, the exothermic reaction tends to cause a problem in the reaction control during scale-up. Note that the content ratio of the aromatic tetracarboxylic dianhydride to the aromatic diamine is preferably set to be approximately equimolar (substantially the same equivalent).

【0020】ポリアミック酸の重合反応温度は0℃〜8
0℃の範囲で、好適には10℃〜25℃とするのがよ
い。反応温度が高いと場合によっては部分イミド化がお
こり、副生成物の水のため分子量の低下を招くおそれが
あるため好ましくない。なお、ポリアミック酸の重合反
応では、得られるポリアミック酸の重量平均分子量が、
20000〜100000であるのが好ましい。重量平
均分子量が低すぎると、得られるポリイミド粉体粒子の
リーフ形成が不完全となり、表面多孔度も低くなる傾向
があり、重量平均分子量が高すぎると、得られるポリイ
ミド粉体粒子のサイズが大きくなる傾向がある。
The polymerization reaction temperature of the polyamic acid is from 0 ° C. to 8
In the range of 0 ° C., the temperature is preferably 10 ° C. to 25 ° C. If the reaction temperature is high, partial imidization may occur in some cases, and water as a by-product may cause a decrease in molecular weight, which is not preferable. In the polymerization reaction of the polyamic acid, the weight average molecular weight of the obtained polyamic acid is
It is preferably from 20,000 to 100,000. If the weight average molecular weight is too low, the leaf formation of the obtained polyimide powder particles will be incomplete, and the surface porosity tends to be low.If the weight average molecular weight is too high, the size of the obtained polyimide powder particles will be large. Tend to be.

【0021】つぎに高分子量化したポリアミック酸の閉
環イミド化反応における上記共沸用有機溶媒は重合用溶
媒の5〜30重量%、好適には10〜20重量%となる
ようにするのがよい。さらに閉環イミド化反応温度は1
50℃〜200℃までに設定することが好適である。1
50℃未満では反応が進みにくく、反応速度から最適な
温度範囲は170〜190℃である。この時、共沸溶媒
により脱水を行うことにより反応を終了させ、さらにこ
の共沸溶媒を重合溶液中から溜去する。この温度におい
ては重合溶液は均一な溶液を維持している。
Next, in the ring-closing imidization reaction of the high molecular weight polyamic acid, the azeotropic organic solvent is used in an amount of 5 to 30% by weight, preferably 10 to 20% by weight of the polymerization solvent. . Further, the ring-closing imidization reaction temperature is 1
It is preferable to set the temperature to 50 ° C to 200 ° C. 1
If the temperature is lower than 50 ° C., the reaction hardly proceeds, and the optimal temperature range is 170 to 190 ° C. in view of the reaction rate. At this time, the reaction is terminated by performing dehydration with an azeotropic solvent, and the azeotropic solvent is distilled off from the polymerization solution. At this temperature, the polymerization solution maintains a homogeneous solution.

【0022】この高温重合溶液を降温することにより、
ポリイミド粒子が析出してくるが、粒子形状は降温速
度、重合溶液の攪拌速度により異なる。遅い降温速度お
よび低攪拌速度では大きな粒子が析出し、早い降温速度
および高攪拌速度では小さな粒子が析出する。また、降
温過程において、過冷却状態で温度を一定に保持する工
程を設けてもよい。なお、得られる粒子は結晶を含んだ
粒子となる。
By lowering the temperature of this high temperature polymerization solution,
Polyimide particles precipitate, but the particle shape varies depending on the temperature lowering speed and the stirring speed of the polymerization solution. Large particles precipitate at a slow cooling rate and a low stirring rate, and small particles precipitate at a fast cooling rate and a high stirring rate. Further, a step of maintaining a constant temperature in a supercooled state may be provided in the temperature decreasing process. Note that the obtained particles are particles containing crystals.

【0023】生成したポリイミド粒子は重合溶液中に沈
殿し、ろ別ないしは遠心分離することにより分離する。
上記のろ別ないしは遠心分離は、通常用いられる吸引ろ
過機や遠心分離機が用いられる。未反応物や、低分子重
合物はアセトンまたはメタノール等で再洗浄することが
望ましい。
The produced polyimide particles precipitate in the polymerization solution and are separated by filtration or centrifugation.
For the above-mentioned filtration or centrifugation, a suction filter or a centrifuge generally used is used. Unreacted substances and low molecular weight polymers are desirably washed again with acetone or methanol.

【0024】そして、このようにして洗浄したのち、1
00℃〜200℃で数時間加熱乾燥し、溶媒を除去する
と目的とするポリイミド粉体が得られる。この粉体は、
平均粒径が1〜20μmの球状の凝集体からなってい
る。粉体粒子表面は粒子形成方法により僅かに違いがみ
られるが、多重リーフ片が集合した表面多孔度の極めて
大きい様相を呈している。
After washing in this way, 1
After heating and drying at 00 ° C to 200 ° C for several hours to remove the solvent, the desired polyimide powder is obtained. This powder is
It consists of a spherical aggregate having an average particle size of 1 to 20 μm. Although the surface of the powder particles is slightly different depending on the method of forming the particles, the surface porosity of the multi-leaf pieces is very large.

【0025】本発明のポリイミド粉体は、3,3’,
4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,
4’−ジアミノジフェニルエーテルとを重合して得られ
るポリイミドからなり、リーフ構造が放射状に成長した
球状結晶の凝集体であって、凝集体としての平均粒子径
が1〜20μmである。このようなポリイミド粉体は、
本発明の製造方法において、特に降温速度を2〜5℃/
分とすることで得られ易く、その際、重合溶液の攪拌速
度は50〜200rpmとするのが好ましい。
The polyimide powder of the present invention comprises 3,3 ′,
4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4
It is an aggregate of spherical crystals made of polyimide obtained by polymerizing 4'-diaminodiphenyl ether and having a leaf structure grown radially, and has an average particle size of 1 to 20 µm as the aggregate. Such polyimide powder,
In the production method of the present invention, in particular, the cooling rate is 2 to 5 ° C /
Min, and the stirring speed of the polymerization solution is preferably set to 50 to 200 rpm.

【0026】また、得られるポリイミド粉体は極性有機
溶剤、たとえば重合溶媒のN−メチル−2−ピロリド
ン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキ
シド、N,N−ジメチル−2−イミダゾリジオン、ヘキ
サメチレンホスホルトリアミドなど、および多くの有機
溶剤に室温では溶解しないなどの特徴をもつ。さらに粉
体は500℃以下に結晶の融点を持つため成形加工が可
能であり、耐有機溶剤性で成形加工可能なポリイミドの
成形品の用途に応用することができる。
The obtained polyimide powder is a polar organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N, N-dimethyl-2-imidazolidione, hexamide as a polymerization solvent. It has features such as methylenephosphortriamide and insolubility in many organic solvents at room temperature. Further, since the powder has a crystal melting point of 500 ° C. or less, it can be molded, and can be applied to the use of a molded polyimide product which is resistant to organic solvents and can be molded.

【0027】また、本発明のポリイミド粉体は、粒子表
面が多重リーフ片の集合したリーフ構造で、表面多孔度
が極めて大きいため、触媒、吸着剤、徐放性医薬、有用
微生物、抗菌剤等の担体としても有用である。
The polyimide powder of the present invention has a leaf structure in which the particle surface is composed of multiple leaf pieces and has an extremely large surface porosity, so that the catalyst, adsorbent, sustained-release medicine, useful microorganism, antibacterial agent, etc. It is also useful as a carrier.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below.

【0029】実施例1 1000mLの四つロフラスコで窒素ガス雰囲気下で
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物58.8g(0.2モル)、4,4’−ジアミノジ
フェエルエーテル40.0g(0.2モル)、N−メチ
ル−2−ピロリドン395gを仕込み、室温で150r
pmで攪拌しながら5時間反応させ、高粘度のポリアミ
ック酸を重合した。ポリアミック酸の分子量は重量平均
分子量は57,000であった。この重合溶液にキシレ
ンを20g添加しゆっくり昇温した。160℃付近から
脱水が始まり190℃まで昇温し、この温度で3時間維
持し脱水反応の終了を確認した。さらに195℃でキシ
レンを留去した。この時重合溶液は黄色透明な均一溶液
であった。この撹枠スピードで重合溶液を30℃/10
分のゆっくりした降温速度で冷却したところ180℃付
近から重合溶液が濁り始め、ポリイミドの析出がみられ
た。このまま室温まで冷却し攪拌を停止したのち、析出
物をろ別し、多量のメタノールで洗浄した。ろ別したポ
リイミドを100℃の乾燥機で加熱乾燥し、黄色のポリ
イミド粉体を得た。
Example 1 58.8 g (0.2 mol) of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diamino in a 1000 mL four-neck flask under a nitrogen gas atmosphere 40.0 g (0.2 mol) of diphenyl ether and 395 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged, and 150 r
The mixture was reacted for 5 hours while stirring at pm to polymerize a high-viscosity polyamic acid. The molecular weight of the polyamic acid was 57,000. 20 g of xylene was added to this polymerization solution, and the temperature was slowly raised. Dehydration started around 160 ° C., the temperature was raised to 190 ° C., and the temperature was maintained at this temperature for 3 hours to confirm completion of the dehydration reaction. Further, xylene was distilled off at 195 ° C. At this time, the polymerization solution was a yellow transparent homogeneous solution. At this stirring speed, the polymerization solution is cooled at 30 ° C./10
After cooling at a slow temperature-lowering rate for about 1 minute, the polymerization solution began to become turbid at around 180 ° C., and precipitation of polyimide was observed. After cooling to room temperature and stopping stirring, the precipitate was separated by filtration and washed with a large amount of methanol. The filtered polyimide was dried by heating with a dryer at 100 ° C. to obtain a yellow polyimide powder.

【0030】このポリイミド粉体の赤外吸収スペクトル
(KBr法)から1775cm-1および1715cm-1
にイミド基に基づくカルボニル吸収がみとめられた。こ
のポリイミド粉体の微粒子は図1のSEM写真に示すよ
うに5〜10μmの球状粒子であったが、独立粒子は少
なく凝集体であつた。また、図2のSEM写真に示すよ
うにその表面は多くのリーフが重なった状態で集積して
いた。この粉体粒子は図3の広角X線画折が示すように
2θ=15.08、21.06、25.4に結晶ピーク
がみとめられた。また、DSCによる熱分析の結果、こ
の結晶の融点は446℃であった。このポリイミド粉体
はNMPを含む極性有機溶媒には室温では溶解しなかっ
た。
From the infrared absorption spectrum (KBr method) of this polyimide powder, 1775 cm -1 and 1715 cm -1
A carbonyl absorption based on the imide group was observed. Although the fine particles of this polyimide powder were spherical particles of 5 to 10 μm as shown in the SEM photograph of FIG. 1, the number of independent particles was small and the particles were aggregates. In addition, as shown in the SEM photograph of FIG. 2, the surface had accumulated with many leaves overlapping. The powder particles had crystal peaks at 2θ = 15.08, 21.06 and 25.4 as shown by the wide-angle X-ray diffraction in FIG. As a result of a thermal analysis by DSC, the melting point of the crystals was 446 ° C. This polyimide powder did not dissolve in a polar organic solvent containing NMP at room temperature.

【0031】実施例2 実施例1と同様にして、195℃のポリイミド重合溶液
を調製した。この高温重合溶液を300rpm攪拌速度
で室温まで一気に冷却した(冷却速度:200℃/10
分)。生成したポリイミド粒子は実施例1と同様にして
洗浄および乾燥させ、黄色のポリイミド粉体を得た。こ
のポリイミド粉体の赤外吸収スペクトル(KBr法)か
ら1775cm-1および1715cm-1にイミド基に基
づくカルボニル吸収がみとめられた。このポリイミド粉
体の微粒子は図4のSEM写真に示すように1〜5μm
の粒子が凝集し、大きな凝固体となった。また、図5の
SEM写真に示すようにその表面のリーフの形成が不完
全なものであった。この粉体粒子は図6の広角X線回折
が示すように2θ=14.98、21.20、25.2
4に結晶ピークがみとめられ、実施例1とほとんど同じ
であった。また、DSCによる熱分析の結果この結晶の
融点は444℃であった。また、実施例1と同様に、こ
の粉体はNMPを含む極性有機溶媒には室温では溶解し
なかった。
Example 2 In the same manner as in Example 1, a polyimide polymerization solution at 195 ° C. was prepared. This high-temperature polymerization solution was rapidly cooled to room temperature at a stirring speed of 300 rpm (cooling rate: 200 ° C./10
Minutes). The produced polyimide particles were washed and dried in the same manner as in Example 1 to obtain a yellow polyimide powder. From the infrared absorption spectrum (KBr method) of this polyimide powder, carbonyl absorption based on an imide group was observed at 1775 cm −1 and 1715 cm −1 . The fine particles of this polyimide powder were 1 to 5 μm as shown in the SEM photograph of FIG.
Particles aggregated to form a large coagulated body. Further, as shown in the SEM photograph of FIG. 5, the formation of leaves on the surface was incomplete. As shown by the wide-angle X-ray diffraction in FIG. 6, these powder particles have 2θ = 14.98, 21.20, 25.2.
4 showed a crystal peak, which was almost the same as in Example 1. As a result of thermal analysis by DSC, the melting point of this crystal was 444 ° C. Further, as in Example 1, this powder did not dissolve in a polar organic solvent containing NMP at room temperature.

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

【図1】実施例1で得られたポリイミド粉体のSEM写
FIG. 1 is an SEM photograph of a polyimide powder obtained in Example 1.

【図2】実施例1で得られたポリイミド粉体の高倍率の
SEM写真
FIG. 2 is a high magnification SEM photograph of the polyimide powder obtained in Example 1.

【図3】実施例1で得られたポリイミド粉体の広角X線
回折のチャート
FIG. 3 is a chart of wide-angle X-ray diffraction of the polyimide powder obtained in Example 1.

【図4】実施例2で得られたポリイミド粉体のSEM写
FIG. 4 is an SEM photograph of the polyimide powder obtained in Example 2.

【図5】実施例2で得られたポリイミド粉体の高倍率の
SEM写真
FIG. 5 is a high magnification SEM photograph of the polyimide powder obtained in Example 2.

【図6】実施例2で得られたポリイミド粉体の広角X線
回折のチャート
FIG. 6 is a chart of wide-angle X-ray diffraction of the polyimide powder obtained in Example 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F070 AA55 AC32 AC65 AE28 DA22 DC01 DC07 4J043 PA02 QB31 RA34 RA35 SA06 SB01 TA14 UA122 UA131 UA132 UB121 XA14 XA16 XA19 YA24 ZA12 ZA17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4F070 AA55 AC32 AC65 AE28 DA22 DC01 DC07 4J043 PA02 QB31 RA34 RA35 SA06 SB01 TA14 UA122 UA131 UA132 UB121 XA14 XA16 XA19 YA24 ZA12 ZA17

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンとを有機溶媒中で加熱重合させてポリイミド
の溶液を得た後、その溶液の温度を降温することにより
ポリイミド粒子を析出させる工程を含むポリイミド粉体
の製造方法。
1. A step of heating and polymerizing an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent to obtain a polyimide solution, and then lowering the temperature of the solution to precipitate polyimide particles. A method for producing a polyimide powder comprising:
【請求項2】 前記芳香族テトラカルボン酸二無水物が
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物であり、前記芳香族ジアミンが4,4’−ジアミノ
ジフェニルエーテルである請求項1記載のポリイミド粉
体の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the aromatic tetracarboxylic dianhydride is 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine is 4,4′-diaminodiphenyl ether. Item 4. The method for producing a polyimide powder according to Item 1.
【請求項3】 前記有機溶媒が、有機極性溶媒である請
求項1又は2に記載のポリイミド粉体の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the organic solvent is an organic polar solvent.
【請求項4】 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエ
ーテルとを重合して得られるポリイミドからなり、リー
フ構造が放射状に成長した球状結晶の凝集体であって、
凝集体としての平均粒子径が1〜20μmであるポリイ
ミド粉体。
4. A spherical crystal comprising a polyimide obtained by polymerizing 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, and having a leaf structure radially grown. An aggregate of
A polyimide powder having an average particle diameter of 1 to 20 μm as an aggregate.
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Cited By (4)

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