JP2003268103A - Aromatic copolyamide - Google Patents
Aromatic copolyamideInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、芳香族ポリアミド
共重合体の連鎖分布を制御することにより、機能性に優
れたポリマー材料を提供するものである。TECHNICAL FIELD The present invention provides a polymer material having excellent functionality by controlling the chain distribution of an aromatic polyamide copolymer.
【0002】[0002]
【従来の技術】芳香族ポリアミドはその優れた力学特
性、耐熱性、耐溶剤性などを活かして、繊維、フィル
ム、分離膜などの高機能材料として使用されている。し
かしながら、ポリイミド、ポリベンスイミダゾール、ポ
リベンズオキサゾールなど、類似の特徴を持つ高性能ポ
リマーが種々開発される中で、さらに優れた特性をもつ
芳香族ポリアミド材料が望まれているのが現状である。
たとえば、ポリイミドにおいてはその分子鎖上にスルホ
ン酸基を導入して高分子電解質膜として使用する高機能
材料が検討されている。しかし、ポリマー分子上にスル
ホン酸基を導入すると、親水性が上がり、特に高温水中
などでの膨潤が大きくなる傾向にあるため、例えば燃料
電池用プロトン交換膜として使用する場合にこの形態の
不安定さが問題となる。このため、ポリマー中にスルホ
ン酸基を持ちながら膨潤性を抑える構造として、スルホ
ン酸基含有ユニットとスルホン酸基非含有ユニットをブ
ロック的にポリマー中に組み込み、スルホン酸基非含有
ユニット連鎖の疎水性相互作用を利用して、ポリマーの
膨潤性を抑える試みが提案されている(例えば、Pol
ymer,Vol.42,P.359(2001))。
このようなポリマー構造を得るためには、スルホン酸基
を有するモノマーあるいはスルホン酸基を持たない一方
のモノマーからオリゴマーを合成しておき、引き続いて
他方のモノマーを加えて重合する手法が必要となる。し
かし、このような逐次添加の重合においては重合度が上
がりにくい場合が多い他、目的の連鎖分布を持つブロッ
ク性共重合体がなかなか得られない等の問題を抱えてい
る。2. Description of the Related Art Aromatic polyamides are used as high-performance materials such as fibers, films, and separation membranes by taking advantage of their excellent mechanical properties, heat resistance and solvent resistance. However, with the development of various high-performance polymers having similar characteristics such as polyimide, polybenzimidazole, and polybenzoxazole, it is the current situation that aromatic polyamide materials having more excellent properties are desired.
For example, in the case of polyimide, a high-performance material in which a sulfonic acid group is introduced on the molecular chain to be used as a polymer electrolyte membrane has been studied. However, when a sulfonic acid group is introduced on the polymer molecule, the hydrophilicity increases and the swelling tends to increase especially in high-temperature water. Therefore, when used as a proton exchange membrane for a fuel cell, for example, this form is unstable. Is a problem. For this reason, as a structure that suppresses swelling while having sulfonic acid groups in the polymer, sulfonic acid group-containing units and sulfonic acid group-free units are block-incorporated into the polymer, and the hydrophobicity of sulfonic acid group-free unit chains is improved. Attempts have been proposed to reduce the swelling properties of polymers by utilizing the interaction (eg Pol
ymer, Vol. 42, P.I. 359 (2001)).
In order to obtain such a polymer structure, a method of synthesizing an oligomer from a monomer having a sulfonic acid group or one monomer having no sulfonic acid group and then adding the other monomer to perform polymerization is required. . However, in such sequential addition polymerization, the degree of polymerization is often difficult to increase, and there are problems such that it is difficult to obtain a block copolymer having a desired chain distribution.
【0003】一方、芳香族成分含有ポリアミドにおいて
は、芳香族ジアミンと脂肪族ジアミンのカルボン酸成分
との反応性を利用して、上述のような多段階の反応を経
ずとも一段の反応で結合様式をコントロール合成法も報
告されている。しかし、一般に脂肪族ジアミンを含むポ
リマーの耐熱性は全芳香族ポリアミド系に劣るため、芳
香族ジアミンを組み合わせた共重合系においてもこのよ
うに結合様式をコントロールすることが望まれるが、芳
香族ジアミン間では反応性差が大きくないために、連鎖
分布を制御したポリマーはこれまで報告されていなかっ
た。On the other hand, in the aromatic component-containing polyamide, the reactivity between the aromatic diamine and the carboxylic acid component of the aliphatic diamine is utilized to bond in a one-step reaction without undergoing the above-described multi-step reaction. A style-controlled synthesis method has also been reported. However, since the heat resistance of a polymer containing an aliphatic diamine is generally inferior to that of a wholly aromatic polyamide system, it is desired to control the bonding mode in such a manner even in a copolymer system in which an aromatic diamine is combined. Polymers with controlled chain distribution have not been reported so far because the difference in reactivity between them is not large.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一段
の反応で連鎖分布をコントロールした芳香族ポリアミド
共重合体を得ることにより、機能性に特に優れた新規ポ
リマー材料を得ることにある。An object of the present invention is to obtain a novel polymer material having particularly excellent functionality by obtaining an aromatic polyamide copolymer whose chain distribution is controlled by a one-step reaction.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究を重
ねた結果、適切な二種の芳香族ジアミンモノマーを組み
合わせ、三級アミン存在下に芳香族ジカルボン酸クロリ
ドと溶液重合することにより、ブロック性の高い芳香族
ポリアミド共重合体を一段合成で得ることができるとと
もに、得られた芳香族共重合ポリアミド共重合体が通常
のランダム共重合体に比べ優れた機能特性を発揮するこ
とを見いだしたものである。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventor, as a result of combining two appropriate aromatic diamine monomers and carrying out solution polymerization with an aromatic dicarboxylic acid chloride in the presence of a tertiary amine, It was found that an aromatic polyamide copolymer having a high block property can be obtained by one-step synthesis, and that the obtained aromatic copolymer polyamide copolymer exhibits excellent functional properties as compared with a normal random copolymer. It is a thing.
【0006】すなわち本発明は、二種類の芳香族ジアミ
ン成分を含む共重合芳香族ポリアミドにおいて、連鎖分
布を表すB値が0.75以下であることを特徴とする共
重合体である。本発明の芳香族ポリアミド共重合体は、
少なくとも一種の芳香族ジアミンが官能基を有している
ことが好ましい。さらに、本発明のポリアミド共重合体
はポリマー対数粘度が0.3以上であることが好まし
い。また、本発明は、電子供与性結合を持つ芳香族ジア
ミンと電子吸引性結合を持つ芳香族ジアミンを用い、三
級アミン化合物存在下に芳香族ジカルボン酸クロリドと
ともに溶液重合することで本発明の芳香族ポリアミド共
重合体を製造する方法を含む。That is, the present invention is a copolymerized aromatic polyamide containing two kinds of aromatic diamine components, wherein the B value representing the chain distribution is 0.75 or less. The aromatic polyamide copolymer of the present invention,
It is preferable that at least one aromatic diamine has a functional group. Furthermore, the polyamide copolymer of the present invention preferably has a polymer inherent viscosity of 0.3 or more. Further, the present invention uses an aromatic diamine having an electron-donating bond and an aromatic diamine having an electron-withdrawing bond, and solution polymerization is carried out together with an aromatic dicarboxylic acid chloride in the presence of a tertiary amine compound to obtain the aromatic compound of the present invention. A method of making a group polyamide copolymer is included.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
【0008】本発明の二種類の芳香族ジアミン成分を主
成分とする共重合芳香族ポリアミドとは、芳香族ジアミ
ン成分と芳香族ジカルボン酸成分からアミド結合を介し
て構成される芳香族ポリアミドにおいて、少なくとも1
種の芳香族ジカルボン酸成分と少なくとも2種の芳香族
ジアミン成分から構成される共重合ポリアミドであり、
この2種のジアミンで全芳香族ジアミン成分の50モル
%以上を構成する共重合ポリアミドのことであり、好ま
しくは70モル%以上を構成する共重合ポリアミドであ
る。そして、この2種の共重合成分の連鎖分布を表すB
値が、0.9以下のものである必要がある。B値とは、
J.Polym.Sci.,Polym.Chem.E
d.,Vol.5,P.2259(1967)に記載さ
れているように、以下のように定義される。即ち、Aお
よびBの二官能性モノマーが二官能性Cモノマーと反応
してAB結合ユニットおよびBC結合ユニットを持つ共
重合体を形成する場合、Cモノマーに着目するとCが有
する二つの官能基の結合様式は、A−C−A、A−C−
B(B−C−Aと同じ)、B−C−Bの3種存在するこ
とになる。この共重合体について、H−NMRやC−N
MRを測定するとこの3種の結合様式がそれぞれ異なる
位置にシグナルを示す場合があり、それぞれのシグナル
強度から結合の存在比率を決定することができる。それ
ぞれの結合様式の存在比率をP(A−C−A)、P(A
−C−B)、P(B−C−B)(P(A−C−A)+P
(A−C−B)+P(B−C−B)=1)、Aユニット
とBユニットの共重合比率をR(A),R(B)(R
(A)+R(B)=1)と表すことにすると、Bユニッ
トが存在するときCユニットを挟んでAユニットが存在
する確率はP(A−C−B)/2R(B)、Aユニット
が存在するときCユニットを挟んでBユニットが存在す
る確率はP(A−C−B)/2R(A)となる。本発明
の連鎖分布を表すB値とは、上記の考え方に従い、P
(A−C−B)/2R(B)+P(A−C−B)/2R
(A)で定義される。共重合比率によらず、共重合体が
ランダム共重合体の時はB=1となり、連鎖分布のブロ
ック性が上がるとB値は小さくなり、その究極であるホ
モポリマーどうしの混合体となったとき、B値は0とな
る。一方、ランダム共重合体から交互共重合性が出てく
るとB値は1より大きな値となり、その究極である完全
交互共重合体の場合B値は2を示すことになる。本発明
の二種類の芳香族ジアミン成分を主成分とする共重合芳
香族ポリアミドのB値は0.75以下の値を示し、ブロ
ック的な連鎖を多く持つことが特徴である。この特徴的
な結合連鎖分布により、通常のランダムな共重合体に比
べて優れた特性を表すことになる。B値は0.7以下で
あればさらに好ましい。また、本発明の共重合体はホモ
ポリマーどうしのブレンドではないので、B値は実質的
に0となることはなく、0.1以上であることがさらに
好ましい。The copolymerized aromatic polyamide containing two kinds of aromatic diamine components as main components of the present invention means an aromatic polyamide composed of an aromatic diamine component and an aromatic dicarboxylic acid component through an amide bond. At least 1
A copolyamide composed of one aromatic dicarboxylic acid component and at least two aromatic diamine components,
It is a copolyamide comprising 50 mol% or more of the wholly aromatic diamine component with these two types of diamine, and preferably a copolyamide comprising 70 mol% or more. And B showing the chain distribution of these two kinds of copolymerization components
The value must be 0.9 or less. What is B value?
J. Polym. Sci. , Polym. Chem. E
d. , Vol. 5, P.I. 2259 (1967), it is defined as follows. That is, when a bifunctional monomer of A and B reacts with a bifunctional C monomer to form a copolymer having an AB binding unit and a BC binding unit, focusing on the C monomer, two functional groups of C The binding modes are A-C-A and A-C-
There are three types of B (same as B-C-A) and B-C-B. About this copolymer, H-NMR and C-N
When the MR is measured, the three types of binding patterns sometimes show signals at different positions, and the abundance ratio of binding can be determined from the respective signal intensities. The abundance ratios of the respective binding modes are P (A-C-A), P (A
-C-B), P (B-C-B) (P (A-C-A) + P
(A−C−B) + P (B−C−B) = 1), the copolymerization ratio of A unit and B unit is R (A), R (B) (R
(A) + R (B) = 1), when the B unit exists, the probability that the A unit exists with the C unit sandwiched is P (A−C−B) / 2R (B), A unit. Is present, the probability that the B unit is present across the C unit is P (A-C-B) / 2R (A). The B value representing the chain distribution of the present invention means P
(A-C-B) / 2R (B) + P (A-C-B) / 2R
It is defined in (A). Regardless of the copolymerization ratio, B = 1 when the copolymer is a random copolymer, and the B value decreases as the block property of the chain distribution increases, resulting in the ultimate mixture of homopolymers. At this time, the B value becomes 0. On the other hand, when the alternating copolymerization property comes out from the random copolymer, the B value becomes a value larger than 1, and in the ultimate case of the perfect alternating copolymer, the B value shows 2. The B value of the copolymerized aromatic polyamide containing two kinds of aromatic diamine components as main components of the present invention shows a value of 0.75 or less, and is characterized by having many block-like chains. Due to this characteristic bond chain distribution, excellent properties are exhibited as compared with ordinary random copolymers. More preferably, the B value is 0.7 or less. Further, since the copolymer of the present invention is not a blend of homopolymers, the B value does not become substantially 0, and more preferably 0.1 or more.
【0009】本発明の共重合ポリアミドはポリマー対数
粘度が0.3以上であることで優れた特性を発揮する。
対数粘度が0.3より小さい場合は、例えばフィルムな
どに成形した場合、脆くなったり、形態保持性が保たれ
なくなるなどの欠点が生じ始める。対数粘度が0.3以
上であれば形態保持性や、強靱性などが十分な特性を示
すようになる。対数粘度が0.4以上であればさらに好
ましい。対数粘度は大きければ大きいほど上記特性は良
くなるので好ましいが、ポリマーの成形性に支障が出て
くる場合がある。このため、対数粘度の上限は特に規定
されないが、10以下であることが好ましい。対数粘度
の測定は、実施例において詳細を説明するが、芳香族ポ
リアミドの溶解性が良い場合には、N−メチルピロリド
ンを溶媒として測定することができる。N−メチルピロ
リドンへの溶解性が悪い場合には、濃硫酸を使うことも
できる。The copolymerized polyamide of the present invention exhibits excellent properties when the polymer inherent viscosity is 0.3 or more.
If the logarithmic viscosity is less than 0.3, defects such as brittleness and inability to maintain shape retention will start to occur when formed into a film or the like. When the logarithmic viscosity is 0.3 or more, the shape retention property, the toughness, and the like are sufficiently exhibited. More preferably, the logarithmic viscosity is 0.4 or more. The larger the logarithmic viscosity is, the better the above-mentioned properties are, which is preferable. However, the moldability of the polymer may be impaired. Therefore, the upper limit of the logarithmic viscosity is not particularly specified, but it is preferably 10 or less. The logarithmic viscosity will be described in detail in Examples, but when the aromatic polyamide has good solubility, it can be measured using N-methylpyrrolidone as a solvent. Concentrated sulfuric acid may be used when the solubility in N-methylpyrrolidone is poor.
【0010】本発明の共重合ポリアミドは、その構造的
特徴により優れた特性を示すので、その合成法が特に限
定されることはないが、次のような溶液重合により合成
することで、煩雑な行程を経ずに一段の重合反応で目的
の共重合ポリアミドが得られるので好ましい。すなわ
ち、電子供与性結合を持つ芳香族ジアミンと電子吸引性
結合を持つ芳香族ジアミンを用い、三級アミン化合物存
在下に芳香族ジカルボン酸クロリドとともに溶液重合す
る方法である。Since the copolyamide of the present invention exhibits excellent characteristics due to its structural characteristics, its synthetic method is not particularly limited, but it is complicated by synthesizing by the following solution polymerization. This is preferable because the target copolyamide can be obtained by a one-step polymerization reaction without going through a step. That is, it is a method in which an aromatic diamine having an electron-donating bond and an aromatic diamine having an electron-withdrawing bond are used and solution polymerization is performed with an aromatic dicarboxylic acid chloride in the presence of a tertiary amine compound.
【0011】ここでいう電子供与性結合を持つ芳香族ジ
アミンとはフェニレンジアミン類の場合は、アルキル
基、アルコキシル基、フェノキシ、チオフェノキシ基等
を含むものである。たとえば、5−メチルメタフェニレ
ンジアミン、5−エチルメタフェニレンジアミン、5−
t−ブチルメタフェニレンジアミン、5−メトキシメタ
フェニレンジアミン、5−エトキシメタフェニレンジア
ミン、5−t−ブトキシメタフェニレンジアミン、5−
フェノキシメタフェニレンジアミン、5−(4−メチル
フェノキシ)メタフェニレンジアミン、5−チオフェノ
キシメタフェニレンジアミン、5−(4−メチルチオフ
ェノキシ)メタフェニレンジアミン等が挙げられるがこ
れらに限定されるものではない。多環性ジアミンの場合
は、アミノ基を含む芳香環上に電子供与性の基や、結合
を持つものであればよい。例えば、4,4‘−(ジアミ
ノジフェニル)エーテル、3,3’−(ジアミノジフェ
ニル)エーテル、4,4‘−(ジアミノジフェニル)チ
オエーテル、3,3’−(ジアミノジフェニル)チオエ
ーテル、2,2−ビス(4−アミノフェノル)プロパ
ン、2,2−ビス(3−アミノフェノル)プロパン、ビ
ス(4−アミノフェノル)メタン、2,2−ビス(3−
アミノフェノル)メタン、ビス(4−アミノフェノキシ
−4−フェニル)エーテル、ビス(3−アミノフェノキ
シ−4−フェニル)エーテル、ビス(4−アミノフェノ
キシ−4−フェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェ
ノキシ−4−フェニル)スルホン、3,3‘−ジメチル
ベンジジン等を挙げることができるがこれらに限定され
るものではない。電子吸引性結合を持つ芳香族ジアミン
とは、フェニレンジアミン類の場合は、ニトロ基、シア
ノ基、カルボキシル基、スルホン酸基等を含むものであ
る。たとえば、5−ニトロメタフェニレンジアミン、5
−シアノメタフェニレンジアミン、5−カルボキシメタ
フェニレンジアミン、3,5−ジアミノベンゼンスルホ
ン酸、3,5−ジアミノベンゼンスルホン酸、2,4−
ジアミノベンゼンスルホン酸、3,3‘−ジスルホベン
ジジン、2,2’−ジスルホベンジジン、等が挙げられ
るがこれらに限定されるものではない。多環性ジアミン
の場合は、アミノ基を含む芳香環状に電子吸引性の基
や、結合を持つものであればよい。例えば、4,4‘−
(ジアミノジフェニル)スルホン、3,3’−(ジアミ
ノジフェニル)スルホン、3,3‘−ジニトロベンジジ
ン、3,3’−ジシアノベンジジン、3,3‘−ジアミ
ノ−4,4’−ジニトロベンゼン、3,3‘−ジアミノ
−4,4’−ジシアノベンゼン等を挙げることができる
がこれらに限定されるものではない。これら芳香族ジア
ミン上に官能基が存在することが優れた機能性を発揮す
るために好ましいが、官能基の例としては、ニトロ基、
シアノ基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、
ホスホン酸基、ホスフィン酸基、等が挙げられる。これ
らは、上記芳香族化合物例の中に見られるような形で存
在していても良いが、特にそれらに特定されることはな
く、本発明に含まれる芳香族ジアミン分子上の任意の位
置に存在していればよい。これらの官能基は芳香族ジア
ミンの少なくとも一種の中に存在すれば、本発明の芳香
族共重合共重合ポリアミドの特性は特に好ましいものと
なるが、勿論主成分となる2種の芳香族ジアミン上に存
在する場合も好ましい。この場合、官能基は同一であっ
ても、異なるものであってもかまわない。In the case of phenylenediamines, the aromatic diamine having an electron-donating bond as used herein includes an alkyl group, an alkoxyl group, a phenoxy group, a thiophenoxy group and the like. For example, 5-methylmetaphenylenediamine, 5-ethylmetaphenylenediamine, 5-
t-butyl metaphenylenediamine, 5-methoxymetaphenylenediamine, 5-ethoxymetaphenylenediamine, 5-t-butoxymetaphenylenediamine, 5-
Examples thereof include, but are not limited to, phenoxymetaphenylenediamine, 5- (4-methylphenoxy) metaphenylenediamine, 5-thiophenoxymetaphenylenediamine, and 5- (4-methylthiophenoxy) metaphenylenediamine. In the case of the polycyclic diamine, those having an electron donating group or a bond on the aromatic ring containing an amino group may be used. For example, 4,4 '-(diaminodiphenyl) ether, 3,3'-(diaminodiphenyl) ether, 4,4 '-(diaminodiphenyl) thioether, 3,3'-(diaminodiphenyl) thioether, 2,2- Bis (4-aminophenol) propane, 2,2-bis (3-aminophenol) propane, bis (4-aminophenol) methane, 2,2-bis (3-
Aminophenol) methane, bis (4-aminophenoxy-4-phenyl) ether, bis (3-aminophenoxy-4-phenyl) ether, bis (4-aminophenoxy-4-phenyl) sulfone, bis (3-aminophenoxy-) 4-phenyl) sulfone, 3,3′-dimethylbenzidine and the like can be mentioned, but the invention is not limited thereto. The aromatic diamine having an electron-withdrawing bond, in the case of phenylenediamines, contains a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, a sulfonic acid group and the like. For example, 5-nitrometaphenylenediamine, 5
-Cyanometaphenylenediamine, 5-carboxymetaphenylenediamine, 3,5-diaminobenzenesulfonic acid, 3,5-diaminobenzenesulfonic acid, 2,4-
Examples thereof include, but are not limited to, diaminobenzenesulfonic acid, 3,3′-disulfobenzidine, and 2,2′-disulfobenzidine. In the case of the polycyclic diamine, any compound having an electron-withdrawing group or a bond in an aromatic ring containing an amino group may be used. For example, 4,4'-
(Diaminodiphenyl) sulfone, 3,3 ′-(diaminodiphenyl) sulfone, 3,3′-dinitrobenzidine, 3,3′-dicyanobenzidine, 3,3′-diamino-4,4′-dinitrobenzene, 3, Examples thereof include 3'-diamino-4,4'-dicyanobenzene, but are not limited thereto. The presence of a functional group on these aromatic diamines is preferable for exhibiting excellent functionality, but examples of the functional group include a nitro group,
Cyano group, amino group, carboxyl group, sulfonic acid group,
Examples thereof include a phosphonic acid group and a phosphinic acid group. These may be present in a form as found in the above aromatic compound examples, but are not particularly limited to them, and may be present at any position on the aromatic diamine molecule included in the present invention. It only needs to exist. When these functional groups are present in at least one of the aromatic diamines, the characteristics of the aromatic copolyamide according to the present invention are particularly preferable, but of course the two main aromatic diamines are Is also preferred. In this case, the functional groups may be the same or different.
【0012】本発明の共重合ポリアミドの合成に使用で
きる芳香族ジカルボン酸は通常の芳香族ポリエステルや
芳香族ポリアミドの合成に用いられるものが挙げられ、
例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカ
ルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニ
ルスルホンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、タ
ーフェニルジカルボン酸、2,2−ビス(4−カルボキ
シフェニル)ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる
が、特にこれらに限定されるわけではない。芳香族ジカ
ルボン酸は酸クロリド構造になっていることが好まし
い。また、芳香族ジアミン類とジカルボン酸クロリドを
反応させるには、N−メチルピロリドン、ジメチルアセ
トアミド、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極
性有機溶媒を用いることができる。ジアミン類を溶媒に
溶解しておき、室温以下に冷却した後ジカルボン酸クロ
リドを投入して反応させるとよい。このとき、芳香族ジ
アミンとともに反応で生成する塩化水素と当量以上の三
級アミンを加えておくことが得に好ましい。三級アミン
の例としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン等
のトリアルキルアミン、N−メチルモルフォリン等の脂
肪族環状三級アミン、N,N−ジエチルアニリン、トリ
フェニルアミン等の芳香族アミン系、ピリジン、キノリ
ン等の複素関係三級アミンなどが挙げられる。Aromatic dicarboxylic acids that can be used in the synthesis of the copolyamide of the present invention include those used in the synthesis of ordinary aromatic polyesters and aromatic polyamides,
For example, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenyl sulfone dicarboxylic acid, biphenyl dicarboxylic acid, terphenyl dicarboxylic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) hexafluoropropane, and the like, It is not particularly limited to these. The aromatic dicarboxylic acid preferably has an acid chloride structure. Further, in order to react the aromatic diamines with the dicarboxylic acid chloride, an aprotic polar organic solvent such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide or dimethylformamide can be used. It is advisable to dissolve the diamines in a solvent, cool the mixture to room temperature or below, and then add dicarboxylic acid chloride to react. At this time, it is especially preferable to add hydrogen chloride produced by the reaction together with the aromatic diamine and an equivalent amount or more of the tertiary amine. Examples of tertiary amines include trialkylamines such as triethylamine and tributylamine, aliphatic cyclic tertiary amines such as N-methylmorpholine, aromatic amines such as N, N-diethylaniline and triphenylamine, and pyridine. , Quinoline and other related tertiary amines.
【0013】本発明で得られた共重合芳香族ポリアミド
は、通常の重合で得られるランダム共重合体に比べ、熱
特性、耐溶剤性、官能基に応じて優れた特性を示し、繊
維、フィルム、分離膜材料などで使用することができ
る。イオン性基を導入して親水性、イオン交換能などを
付与したものは、分離膜用途、高分子電解質膜用途、接
着材料、バインダー材料などにも使用することができ
る。The copolymerized aromatic polyamide obtained in the present invention exhibits excellent properties depending on thermal properties, solvent resistance, and functional groups, as compared with random copolymers obtained by ordinary polymerization, and fibers and films. , A separation membrane material, etc. The ionic group introduced and imparted with hydrophilicity and ion exchange ability can be used for separation membranes, polymer electrolyte membranes, adhesive materials, binder materials and the like.
【0014】[0014]
【実施例】以下本発明を実施例を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されることはな
い。なお、各種測定は次のように行った。
NMR測定:試料を重水素化DMSOに溶解し、Var
ian社Unity−500(測定温度:室温)で測定
した。
溶液粘度:ポリマー粉末を0.5g/dlの濃度でN−
メチルピロリドンに溶解し、30℃の恒温槽中でウベロ
ーデ粘度計を用いて粘度測定を行い、対数粘度[ln
(ta/tb)]/cで評価した(taは試料溶液の落
下秒数、tbは溶媒のみの落下秒数、cはポリマー濃
度)。
フィルム厚み測定:マイクロメーター(最小目盛り=
0.001mm)により計測した。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Various measurements were performed as follows. NMR measurement: Dissolve the sample in deuterated DMSO and add Var
It was measured by Unity-500 (measurement temperature: room temperature). Solution viscosity: polymer powder at a concentration of 0.5 g / dl N-
It was dissolved in methylpyrrolidone and the viscosity was measured using a Ubbelohde viscometer in a constant temperature bath at 30 ° C. to obtain a logarithmic viscosity [ln
It was evaluated by (ta / tb)] / c (ta is the number of seconds of dropping the sample solution, tb is the number of seconds of dropping only the solvent, and c is the polymer concentration). Film thickness measurement: micrometer (minimum scale =
0.001 mm).
【0015】実施例1
4,4‘−(ジアミノジフェニル)エーテル(ODA)
4.03g(0.0201mol)、4,4‘−(ジア
ミノジフェニル)スルホン(DDS)5.00g(0.
0201mol)、トリエチルアミン8.15g(0.
0805mol)を窒素気流下でN−メチル−2−ピロ
リドン(NMP)150mlに溶解し、氷冷の後イソフ
タル酸クロリド8.18g(0.0403mol)を加
えて撹拌を続けた。氷冷下で1時間反応させた後、室温
でさらに2時間反応してから重合液を過剰のメタノール
中に注いで、芳香族共重合ポリアミドを得た。家庭用ミ
キサーで水洗を繰り返した後、乾燥した。収量13.4
g。0.5g/dlのNMP溶液を30℃で測定した対
数粘度は0.85を示した。図1にC−NMRスペクト
ルを示す。B値=0.61。得られたポリマーは、DS
C測定より299℃にガラス転移点を示した。Example 1 4,4 '-(diaminodiphenyl) ether (ODA)
4.03 g (0.0201 mol), 4,4 '-(diaminodiphenyl) sulfone (DDS) 5.00 g (0.0.
0201 mol), triethylamine 8.15 g (0.
(0805 mol) was dissolved in 150 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) under a nitrogen stream, and after cooling with ice, 8.18 g (0.0403 mol) of isophthalic acid chloride was added and stirring was continued. After reacting for 1 hour under ice-cooling, after reacting for 2 hours at room temperature, the polymerization solution was poured into excess methanol to obtain an aromatic copolyamide. After repeated washing with a household mixer, it was dried. Yield 13.4
g. The inherent viscosity of a 0.5 g / dl NMP solution measured at 30 ° C. was 0.85. A C-NMR spectrum is shown in FIG. B value = 0.61. The obtained polymer is DS
From the C measurement, a glass transition point was shown at 299 ° C.
【0016】実施例2
トリエチルアミンの代わりにピリジン6.37g(0.
0805mol)を使用する以外は、実施例1と同様に
して共重合ポリアミドを得た。収量12.9g。0.5
g/dlのNMP溶液を30℃で測定した対数粘度は
0.65を示した。B値=0.63。得られたポリマー
は、DSC測定より300℃にガラス転移点を示した。Example 2 6.37 g (0.
A copolyamide was obtained in the same manner as in Example 1 except that (0805 mol) was used. Yield 12.9g. 0.5
The logarithmic viscosity of the g / dl NMP solution measured at 30 ° C. was 0.65. B value = 0.63. The obtained polymer showed a glass transition point at 300 ° C. by DSC measurement.
【0017】比較例1
トリエチルアミンを用いない以外は、実施例1と同様に
して共重合ポリアミドを得た。収量13.0g。0.5
g/dlのNMP溶液を30℃で測定した対数粘度は
1.57を示した。図2にC−NMRスペクトルを示
す。B値=0.90。得られたポリマーは、DSC測定
より305℃にガラス転移点を示した。Comparative Example 1 A copolyamide was obtained in the same manner as in Example 1 except that triethylamine was not used. Yield 13.0g. 0.5
The logarithmic viscosity of the g / dl NMP solution measured at 30 ° C. was 1.57. A C-NMR spectrum is shown in FIG. B value = 0.90. The obtained polymer showed a glass transition point at 305 ° C. by DSC measurement.
【0018】実施例3
4,4‘−(ジアミノジフェニル)エーテル4.84g
(0.0242mol)、2,2’−ジスルホベンジジ
ン5.55g(0.0161mol)、トリエチルアミ
ン11.41g(0.1128mol)を窒素気流下で
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)150mlに溶
解し、氷冷の後イソフタル酸クロリド8.18g(0.
0403mol)を加えて撹拌を続けた。氷冷下で1時
間反応させた後、室温でさらに2時間反応してから重合
液を過剰のメタノール中に注いで、芳香族共重合ポリア
ミドを得た。家庭用ミキサーで水洗を繰り返した後、乾
燥した。収量17.4g。0.5g/dlのNMP溶液
を30℃で測定した対数粘度は0.75を示した。B値
=0.69。得られたポリマーをNMP溶液からキャス
ト法により、厚さ20μmのフィルムを作製した。本フ
ィルムを100℃熱水中で3時間加熱処理したが、膜形
状に変化は見られなかった。Example 3 4.84 g of 4,4 '-(diaminodiphenyl) ether
(0.0242 mol), 2,2′-disulfobenzidine 5.55 g (0.0161 mol) and triethylamine 11.41 g (0.1128 mol) were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 150 ml under a nitrogen stream. Then, after cooling with ice, 8.18 g (0.
(0403 mol) was added and stirring was continued. After reacting for 1 hour under ice-cooling, after reacting for 2 hours at room temperature, the polymerization solution was poured into excess methanol to obtain an aromatic copolyamide. After repeated washing with a household mixer, it was dried. Yield 17.4g. The inherent viscosity of a 0.5 g / dl NMP solution measured at 30 ° C. was 0.75. B value = 0.69. A film having a thickness of 20 μm was produced from the obtained polymer from an NMP solution by a casting method. The film was heat-treated in hot water at 100 ° C. for 3 hours, but no change was observed in the film shape.
【0019】比較例2
トリエチルアミンを3.26g(0.0322mol)
とする以外は、実施例3と同様にして共重合ポリアミド
を得た。収量16.9g。0.5g/dlのNMP溶液
を30℃で測定した対数粘度は0.86を示した。B値
=0.95。得られたポリマーをNMP溶液からキャス
ト法により、厚さ20μmのフィルムを作製した。本フ
ィルムを100℃熱水中で3時間加熱処理したところ、
膨潤がおこり形態保持性が低下した。Comparative Example 2 3.26 g (0.0322 mol) of triethylamine
A copolyamide was obtained in the same manner as in Example 3 except that Yield 16.9g. The logarithmic viscosity of a 0.5 g / dl NMP solution measured at 30 ° C. was 0.86. B value = 0.95. A film having a thickness of 20 μm was produced from the obtained polymer from an NMP solution by a casting method. When this film was heat-treated in hot water at 100 ° C. for 3 hours,
Swelling occurred and the shape retention was reduced.
【0020】比較例3
イソフタル酸クロリドを7.77g(0.0383mo
l)とする以外は実施例3と同様にして共重合ポリアミ
ドを得た。収量11.9g。0.5g/dlのNMP溶
液を30℃で測定した対数粘度は0.24を示した。B
値=0.71。得られたポリマーをNMP溶液からキャ
スト法により、厚さ20μmのフィルムを作製したが、
脆いフィルムであった。Comparative Example 3 7.77 g (0.0383 mo) of isophthalic acid chloride was used.
A copolyamide was obtained in the same manner as in Example 3 except that the above was changed to l). Yield 11.9g. The logarithmic viscosity of the 0.5 g / dl NMP solution measured at 30 ° C. was 0.24. B
Value = 0.71. A film having a thickness of 20 μm was produced from the obtained polymer from an NMP solution by a casting method.
It was a brittle film.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明で得られた共重合芳香族ポリアミ
ドは、通常の重合で得られるランダム共重合体に比べ、
熱特性、耐溶剤性、官能基に応じた優れた特性を示す。
例えば、スルホン酸基含有共重合体においては親水性を
持ちながら、ランダム共重合体に比べて耐水性にすぐれ
た特徴を持つ。本発明の芳香族共重合ポリアミドは、繊
維、フィルム、分離膜材料として優れた特性を示すほ
か、イオン性基を導入して親水性、イオン交換能などを
付与したものは、分離膜用途、高分子電解質膜用途、接
着材料、バインダー材料などにもふさわしい材料とな
る。EFFECTS OF THE INVENTION The copolymerized aromatic polyamide obtained by the present invention is superior to the random copolymer obtained by ordinary polymerization,
It exhibits excellent properties depending on thermal properties, solvent resistance, and functional groups.
For example, a sulfonic acid group-containing copolymer has hydrophilicity, but has a characteristic of excellent water resistance as compared with a random copolymer. The aromatic copolyamide of the present invention has excellent properties as a fiber, a film, and a separation membrane material, and those having an ionic group introduced to impart hydrophilicity, ion exchange ability and the like are used as separation membranes and have high properties. It is a material suitable for use in molecular electrolyte membranes, adhesive materials, binder materials, etc.
【図1】トリエチルアミンとともに重合した4,4‘−
(ジアミノジフェニル)エーテル/4,4‘−(ジアミ
ノジフェニル)スルホン/イソフタル酸クロリド=1/
1/2(モル比)共重合体のC−NMRスペクトルFIG. 1: 4,4′-polymerized with triethylamine
(Diaminodiphenyl) ether / 4,4 ′-(diaminodiphenyl) sulfone / isophthalic acid chloride = 1 /
C-NMR spectrum of 1/2 (molar ratio) copolymer
【図2】三級アミン不存在下で重合した4,4‘−(ジ
アミノジフェニル)エーテル/4,4‘−(ジアミノジ
フェニル)スルホン/イソフタル酸クロリド=1/1/
2(モル比)共重合体のC−NMRスペクトルFIG. 2: 4,4 ′-(diaminodiphenyl) ether / 4,4 ′-(diaminodiphenyl) sulfone / isophthalic acid chloride polymerized in the absence of tertiary amine = 1/1 /
C-NMR spectrum of 2 (molar ratio) copolymer
Claims (4)
する共重合芳香族ポリアミドであり、連鎖分布を表すB
値が0.75以下であることを特徴とする共重合体。1. A copolymerized aromatic polyamide containing two kinds of aromatic diamine components as main components and having a chain distribution B.
A copolymer having a value of 0.75 or less.
基を有していることを特徴とする請求項1に記載の芳香
族ポリアミド共重合体。2. The aromatic polyamide copolymer according to claim 1, wherein at least one kind of the aromatic diamine has a functional group.
とを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の芳香
族ポリアミド共重合体。3. The aromatic polyamide copolymer according to claim 1, which has a polymer inherent viscosity of 0.3 or more.
電子吸引性結合を持つ芳香族ジアミンを用い、三級アミ
ン化合物存在下に芳香族ジカルボン酸クロリドとともに
溶液重合することを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
かに記載の芳香族ポリアミドの製造方法。4. An aromatic diamine having an electron-donating bond and an aromatic diamine having an electron-withdrawing bond are used, and solution polymerization is performed with an aromatic dicarboxylic acid chloride in the presence of a tertiary amine compound. 4. The method for producing an aromatic polyamide according to any one of 1 to 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002072472A JP2003268103A (en) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Aromatic copolyamide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002072472A JP2003268103A (en) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Aromatic copolyamide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003268103A true JP2003268103A (en) | 2003-09-25 |
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ID=29202457
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002072472A Pending JP2003268103A (en) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Aromatic copolyamide |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003268103A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007161968A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Toyobo Co Ltd | Polyindigo film and method for producing the same |
JP2012046591A (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Teijin Ltd | Structure-regulated polyamide and method for producing the same |
-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002072472A patent/JP2003268103A/en active Pending
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JP2007161968A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Toyobo Co Ltd | Polyindigo film and method for producing the same |
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