JP2006511627A - オリゴマーヒドロキシアリールエーテルフタロニトリルおよびその合成 - Google Patents

オリゴマーヒドロキシアリールエーテルフタロニトリルおよびその合成 Download PDF

Info

Publication number
JP2006511627A
JP2006511627A JP2003587865A JP2003587865A JP2006511627A JP 2006511627 A JP2006511627 A JP 2006511627A JP 2003587865 A JP2003587865 A JP 2003587865A JP 2003587865 A JP2003587865 A JP 2003587865A JP 2006511627 A JP2006511627 A JP 2006511627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
aromatic
bis
group
phthalonitrile monomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003587865A
Other languages
English (en)
Inventor
テディ、ケラー、エム.
ドミンゲス、ダウン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
US Government
Original Assignee
US Government
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by US Government filed Critical US Government
Publication of JP2006511627A publication Critical patent/JP2006511627A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/38Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/38Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols
    • C08G65/40Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols from phenols (I) and other compounds (II), e.g. OH-Ar-OH + X-Ar-X, where X is halogen atom, i.e. leaving group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/48Polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2650/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2650/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterized by the type of post-polymerisation functionalisation
    • C08G2650/04End-capping
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2650/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2650/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterized by the type of post-polymerisation functionalisation
    • C08G2650/20Cross-linking
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00Crosslinking

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

【課題】
【解決手段】 化学式(1)を有する芳香族エーテルオリゴマーまたは多環芳香族エーテルであって、ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させることにより形成され、ここで、前記反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行われる、芳香族エーテルオリゴマーまたは多環芳香族エーテル。前記多環芳香族エーテルは、前記ジヒドロキシ芳香族化合物も前記ジハロ芳香族化合物も過剰な量で存在しない場合に形成される。前記芳香族エーテルオリゴマーは、過剰なジヒドロキシ芳香族化合物または過剰なジハロ芳香族化合物を使うことにより形成される。(2)の化学式(明細書中の化学式6)を有するフタロニトリルモノマーであって、3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルを、水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーと反応させることにより形成されるフタロニトリルモノマー。前記フタロニトリルモノマーを硬化することにより形成される熱硬化性樹脂。上記すべてを形成する工程。

Description

本発明は、多環芳香族エーテルと、芳香族エーテルオリゴマーと、芳香族エーテルオリゴマースペーサーを含んだフタロニトリルモノマーと、このようなフタロニトリルモノマーから生成される熱硬化性樹脂と、これらを生成する工程とに関するものである。
種々のタイプのフタロニトリルモノマーおよびフタロニトリルポリマーは、米国特許第3,730,946号と、米国特許第3,763,210号と、米国特許第3,787,475号と、米国特許第3,869,499号と、米国特許第3,972,902号と、米国特許第4,209,458号と、米国特許第4,223,123号と、米国特許第4,226,801号と、米国特許第4,234,712号と、米国特許第4,238,601号と、米国特許第4,259,471号と、米国特許第4,304,896号と、米国特許第4,307,035号と、米国特許第4,315,093号と、米国特許第4,351,776号と、米国特許第4,408,035号と、米国特許第4,409,382号と、米国特許第4,410,676号と、米国特許第5,003,0397号と、米国特許第5,003,078号と、米国特許第5,004,801号と、米国特許第5,132,396号と、米国特許第5,159,054号と、米国特許第5,202,414号と、米国特許第5,208,318号と、米国特許第5,237,045号と、米国特許第5,242,755号と、米国特許第5,247,060号と、米国特許第5,292,854号と、米国特許第5,304,625号と、米国特許第5,350,828号と、米国特許第5,352,760号と、米国特許第5,389,441号と、米国特許第5,464,926号と、米国特許第5,925,475号と、米国特許第5,965,268号と、米国特許第6,001,926号と、米国特許第6,297,298とに記載されている。
上記の参考文献は、全般的にフタロニトリルモノマーを生成し重合させる方法を教示している。このようなモノマーは、典型的に、連結スペーサー鎖の両端に1つずつ、2つのフタロニトリル基を有している。このモノマーは硬化させることができ、それにより交差結合がシアノ基間に生じる。これらの交差結合ネットワークは、典型的に高い熱安定度と酸化安定度を有する。
芳香族エーテルオリゴマーか高分子スペーサーかを伴ったフタロニトリルモノマーは、低融点を有すると予測されるため有用であると期待されている。融点と硬化温度とが離れているフタロニトリルモノマーは、硬化率および硬化中の粘性を制御する点で望ましい。
Kellerらの米国特許第4,259,471号では、スペーサー鎖に1〜10個のフェニル基を伴ったポリフェノキシスペーサーを有するフタロニトリルモノマーが開示されている。このモノマーは、4−ニトロフタロニトリルを芳香族ジオールと反応させて生成する。この芳香族ジオールは、末端水酸基を伴ったフェノキシ鎖である。前記特許では、この芳香族ジオールがウルマン合成により生成可能であると述べている。ただし、この特許には、3つ以上のフェニレン基を伴う芳香族ジオールを生成する方法が教示されていない。化学量論量の銅錯体の存在下でハロ芳香族化合物(haloaromatic)をヒドロキシ芳香族化合物(hydroxyaromatic)と反応させることにより、ウルマン合成を使って単一の芳香族エーテル結合を生成できることは、先行技術分野で知られている。3つまたは4つの芳香族基を含むオリゴマー芳香族エーテルまたは高分子芳香族エーテルを生成するためのウルマン合成の利用に関しては、公知の報告はない。
Kellerらの米国特許第6,297,298号は、ポリフェノキシスペーサーを基本構造の実施形態として有するフタロニトリルモノマーについて説明している。この特許は、このフタロニトリルモノマーの生成例または生成工程をまったく開示していない。
化合物m−ビス[m−(m−フェノキシフェノキシ)フェノキシ]ベンゼンは、市販されている芳香族エーテルオリゴマーである。これまでのところ、他の芳香族エーテルオリゴマーに関して他に公知の報告はない。
Marcouxらは、J.Ain.Chem.Soc.1997、119、10539で、触媒量の銅錯体および炭酸セシウムを使った、ハロ芳香族化合物およびフェノールからのジアリールエーテル合成方法を開示している。この方法は、ウルマン合成における高温などの厳しい条件を必要とせず、化学量論量の銅の使用も回避している。この文献は、芳香族エーテルオリゴマーの生成方法をまったく開示していない。
そのため、芳香族エーテルオリゴマーおよび多環芳香族エーテルを生成する工程が必要とされている。結果として得られる芳香族エーテルオリゴマーは、次にニトロフタロニトリルと反応してフタロニトリルモノマーを生じる。フタロニトリルモノマーは、次に硬化させて熱硬化性樹脂形成が可能である。
本発明の目的は、多環芳香族エーテルおよび芳香族エーテルオリゴマーを提供することである。
本発明の目的は、さらに芳香族エーテルオリゴマースペーサーを伴ったフタロニトリルモノマーを提供することである。
本発明の目的は、さらに芳香族エーテルオリゴマースペーサーを伴ったフタロニトリルモノマーを硬化させることにより生成される熱硬化性樹脂を提供することである。
本発明の以上に述べた目的等は、次の化学式を有する多環芳香族エーテルを生成する工程であって、
Figure 2006511627
ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させる工程を有し、前記ジヒドロキシ芳香族化合物も、前記ジハロ芳香族化合物も、過剰な量で存在せず、前記反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行われる、工程により遂行される。
本発明は、前記多環芳香族エーテルを生成する工程であって、ハロヒドロキシ芳香族化合物を、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で反応させる工程を有する工程をさらに有する。
本発明は、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーを生成する工程であって、
Figure 2006511627
ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、Tは、−OHおよび−Xからなる群から独立に選択される末端基であり、Xは、BrおよびIからなる群から独立に選択され、nは1以上の整数であり、ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させる工程を有し、ここで、前記反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行われ、前記ジヒドロキシ芳香族化合物も、前記ジハロ芳香族化合物も、過剰な量で存在する工程をさらに有する。
本発明は、次の化学式を有するフタロニトリルモノマーを生成する工程であって、
Figure 2006511627
ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、nは2以上の偶数であり、3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルを、水酸基を末端に有する、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーと反応させる工程を有する工程をさらに有する。
本発明は、熱硬化性樹脂を生成する工程であって、前記フタロニトリルモノマーを有する混合物を硬化させる工程を有する工程をさらに有する。
本発明は、以上に説明した多環芳香族エーテルと、芳香族エーテルオリゴマーと、フタロニトリルモノマーと、熱硬化性樹脂とをさらに有する。
前記熱硬化性樹脂の合成は3つの工程で実行される。まず、ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させて、芳香族エーテルオリゴマーを形成する。次に、この芳香族エーテルオリゴマーを3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルと反応させて、フタロニトリルモノマーを生成する。そして、このフタロニトリルモノマーを硬化させて熱硬化性樹脂を生成する。成分に対するいかなる言及も、そのような成分の一実施形態または1若しくはそれ以上の実施形態の組み合わせに言及している可能性がある。請求項に係るすべての高分子構造およびオリゴマー構造は、前記請求項に述べる範囲内の前記高分子および前記オリゴマーのすべての配置と異性体と立体規則性とを含んでいる。本明細書における用語「オリゴマー」は、前記オリゴマーの鎖長にいかなる上限または下限も設けるものではない。
1.芳香族エーテルオリゴマーの形成
第1の工程では、化学式1に示すように、ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させて、多環芳香族エーテルまたは芳香族エーテルオリゴマーを形成する。
Figure 2006511627
このジハロ芳香族化合物のハロ基Xは、ヨードまたはブロモ、あるいはこれらの組み合わせであってよい。各Arは、独立に選択される二価芳香族ラジカルである。この二価芳香族ラジカルは、1若しくはそれ以上の融合芳香環か、介在する官能基を伴う(または伴わない)1若しくはそれ以上の非融合芳香環か、これらの組み合わせかを含んだ置換基を伴う(または伴わない)いかなる二価ラジカルであってもよく、ここで、そのラジカル部位は同一の芳香環上、または異なる芳香環上にある。1,3−フェニレンおよび1,4−フェニレンは、典型的な二価芳香族ラジカルである。二価芳香族ラジカルは、各反応剤で異なりうる。また、二価芳香族ラジカルは同一の反応剤であっても複数の実施形態で異なりうる。例えば、ジヒドロキシ芳香族化合物は、レゾルシノール(m−ジヒドロキシベンゼン)と、ヒドロキノン(p−ジヒドロキシベンゼン)と、他のいかなるジヒドロキシ芳香族化合物との任意の組み合わせを有してもよい。さらに例を挙げると、ジハロ芳香族化合物はm−ジブロモベンゼンと、p−ジブロモベンゼンと、m−ジヨードベンゼンと、p−ジヨードベンゼンと、m−ブロモヨードベンゼンと、p−ブロモヨードベンゼンと、他のいかなるジハロ芳香族化合物とのいずれの組み合わせを有してもよい。
芳香族エーテルオリゴマーまたは多環芳香族エーテルは、ジヒドロキシ芳香族化合物の二価芳香族ラジカルを含む芳香族エーテル官能基と、ジハロ芳香族化合物の二価芳香族ラジカルを含む芳香族エーテル官能基とに交互になる構造を有する。
一実施形態では、ジヒドロキシ芳香族化合物もジハロ芳香族化合物も過剰な量で存在し、その生成物は多環芳香族エーテルである。多環芳香族エーテルは、大きな分子量を有する。典型的に、nは7以上である。多環芳香族エーテルは必ずしもフタロニトリルモノマーに変換可能ではないが、他の用途に役立つ場合がある。化学式2は、モル比1:1のヒドロキノンとp−ジヨードベンゼンからの多環芳香族エーテル形成を示している。異なる別の実施形態では、多環芳香族エーテルはハロヒドロキシ芳香族化合物から形成される。化学式3は、4−ヨードフェニルからの多環芳香族エーテル形成を示している。
Figure 2006511627
Figure 2006511627
さらに異なる他の実施形態では、ジヒドロキシ芳香族化合物もジハロ芳香族化合物も過剰な量で存在して、芳香族エーテルオリゴマーを形成する。これは化学式4に示している。
Figure 2006511627
用語「n」は1以上の整数である。典型的に、nは100以下である。より典型的には、nは2か4か6か8かに等しい。Tは末端基を現わす。この末端基は、−OHまたは−Xからなる群から独立に選択される。芳香族エーテルオリゴマーの両端が同種類の末端基である実施形態もあるが、末端基が−Xの場合は、その種類で異なる実施形態が見られる場合がある。例えば、ジハロ芳香族化合物がl−ブロモ−4−ヨードベンゼンで、過剰な量で存在する場合、末端基は双方とも−Xであってよく、ここでいずれの−Xも−Brまたは-Iであってよい。芳香族エーテルオリゴマーの生成工程は、末端基ごとに別個に説明する。
末端基が双方とも−OHの場合、この芳香族エーテルオリゴマーは水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーである。この場合、nは2以上の偶数である。水酸基は、ジヒドロキシ芳香族化合物の二価芳香族ラジカルに結合する。この構造は、ジヒドロキシ芳香族化合物が過剰な量で存在する場合に形成される。すべてのジハロ芳香族化合物が消費されても、芳香族エーテルオリゴマーの末端基としてジヒドロキシ芳香族化合物が利用可能である。典型的には、すべての芳香族エーテルオリゴマー分子の末端を終端させるに十分なジヒドロキシ芳香族化合物が存在する。それ以外の場合は、一部の分子で、一方の末端基が−OHになり他方の末端基が−Xとなる。
化学式5は基本的な反応図式を示しており、化学式6はモル比2:1のレゾルシノールおよびp−ジヨードベンゼンの反応を示している。化学式7は、モル比2:1のレゾルシノールおよび4,4’−ジヨードビフェニルの反応を示したものである。
Figure 2006511627
Figure 2006511627
Figure 2006511627
化学式6の生成物は鎖の平均的な長さを示している。この平均長は、n=2に相当する3つの構成単位を有する。また、それより長い鎖や未反応レゾルシノールも存在する可能性がある。化学式7は、2つの非融合芳香環を伴った二価芳香族ラジカルを例示している。ビス(4−ヨードフェニル)メチレンなどでは、芳香環同士の間に官能基が介在する場合もある。化学式8は3:2比を使った例を示している。このジヒドロキシ芳香族化合物はレゾルシノールで、ジハロ芳香族化合物はモル比1:1で組み合わせたm−ジヨードベンゼンおよびp−ジブロモベンゼンである。平均的な鎖は、n=4に相当する5つの芳香族基を有する。ジハロ芳香族化合物のm−フェニレン基のみを伴う分子、またはp−フェニレン基のみを伴う分子だけでなく、ジハロ芳香族化合物のm−フェニレン基およびp−フェニレン基の他の配置も存在しうる。2つ以上のジヒドロキシ芳香族化合物も、単一のジハロ芳香族化合物、または2つ以上のジハロ芳香族化合物とともに利用できる。化学式8は、モル比1:1の2つのジハロ芳香族化合物を示しているが、2つ以上のジヒドロキシ芳香族化合物またはジハロ芳香族化合物のモル比が望ましい場合もある。
Figure 2006511627
末端基が双方とも−Xの場合、この芳香族エーテルオリゴマーはハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーである。この場合、nは2以上の偶数である。ハロ基は、ジハロ芳香族化合物の二価芳香族ラジカルに結合する。ハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーは、ジハロ芳香族化合物が過剰な量で存在する場合に生成される。すべてのジヒドロキシ芳香族化合物が消費されても、芳香族エーテルオリゴマーの末端基としてジハロ芳香族化合物が利用可能である。典型的には、すべての芳香族エーテルオリゴマー分子の末端を終端させるに十分なジハロ芳香族化合物が存在する。それ以外の場合は、一部の分子で、一方の末端基が−OHになり他方の末端基が−Xとなる。ハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーの場合も、水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーの場合と同じ変形形態が可能である。化学式9は基本的な反応図式を示している。モル比2:1のm−ジヨードベンゼンおよびヒドロキノンの場合は、化学式10のように反応する。平均的な鎖は、n=2に相当する3つの芳香族基を有する。
Figure 2006511627
Figure 2006511627
水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーを生成する第2の方法は、ハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーをジヒドロキシ芳香族化合物と反応させることである。このジヒドロキシ芳香族化合物は、ハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーの生成に使うジヒドロキシ芳香族化合物と同一であっても異なってもよい。この工程は、鎖端の芳香族基が鎖中間に位置する芳香族基と異なる水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの生成に役立つ可能性がある。この工程で使われるジヒドロキシ芳香族化合物は、ジヒドロキシ芳香族化合物の組み合わせであってもよい。化学式11は基本的な反応図式を示している。Ar"は、独立に選択される二価芳香族ラジカルである。化学式12は化学式10の生成物の1,4−ナフタレンジオールとの反応を示している。1,4−ナフタレンジオールは、2つの融合芳香環を有する二価芳香族ラジカルを有するジヒドロキシ芳香族化合物の一例である。
Figure 2006511627
Figure 2006511627
アリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーの形成には、類似した工程が使える。この芳香族エーテルオリゴマーは、水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーをハロ芳香族化合物と反応させて生成する。このハロ芳香族化合物は、臭素置換基またはヨード置換基を伴う一価芳香族ラジカルである。この一価芳香族ラジカルは、1若しくはそれ以上の融合芳香環か、介在する官能基を伴う(または伴わない)1若しくはそれ以上の非融合芳香環か、これらの組み合わせかを含んだ置換基を伴う(または伴わない)いかなる一価ラジカルであってもよく、ここで、そのラジカル部位は1つの芳香環上にある。フェニルは典型的な一価芳香族ラジカルである。典型的にハロ置換基は1つだけである。このハロ芳香族化合物は、ハロ芳香族化合物の組み合わせであってもよい。ハロ芳香族化合物は、水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーの末端水酸基と反応して、アリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーを生成する。化学式13は基本的な反応図式を示している。化学式14は化学式6の生成物のヨードベンゼンとの反応を示している。
Figure 2006511627
Figure 2006511627
アリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーは、ハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーをヒドロキシ芳香族化合物と反応させても形成できる。ヒドロキシ芳香族化合物は、ヒドロキシ置換基を伴う一価芳香族ラジカルである。前段落で説明したように、同じ変形形態が可能である。
上記すべての反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行う。この銅化合物は典型的にCuIまたはCuBrである。他の適切な銅化合物には、CuClとCuBrとCuSOが含まれる(これに限定はされないが)。典型的に、ジヒドロキシ芳香族化合物、ジハロ芳香族化合物、銅化合物、および炭酸セシウムは溶媒中に溶解して加熱する。典型的に、芳香族エーテルオリゴマーは反応が完了したのち酸性水溶液で沈殿させる。芳香族エーテルオリゴマーまたは多環芳香族エーテルの平均分子量は、上記のとおり反応剤の比により制御する。
水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーは、水酸基の反応を通じて、多数の新高分子および新化合物と同様、以下説明するフタロニトリルモノマーの生成に使うことができる。
2.フタロニトリルモノマーの形成
第2の工程では、前記水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーを3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルと反応させて、フタロニトリルモノマーを生成する。ハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーも、アリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーも、この工程で使うことができる。化学式15は基本的な反応図式を示している。化学式16は化学式6の生成物の4−ニトロフタロニトリルとの反応を示している。
Figure 2006511627
Figure 2006511627
典型的に、すべての末端水酸基が3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルと確実に反応するようにするには、3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルと、水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーとのモル比を少なくとも2:1にする。未反応の末端水酸基が残っていると、硬化工程中、反応の制御が困難になる。典型的に、水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーと、3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルとは、溶媒中に溶解し、塩基の存在下で加熱する。
水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーを形成する前工程は、典型的に、平均値nを有する複数の水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(未反応ジヒドロキシ芳香族化合物を含む)の組み合わせを生成する。この組み合わせを3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルと反応させると、異なるn値を有するフタロニトリルモノマーの組み合わせを形成することができる。この結果、一部のフタロニトリルモノマーはnがゼロになりうる。
3.熱硬化性樹脂の形成
最終的な工程では、前記フタロニトリルモノマーを有する混合物を硬化させて熱硬化性樹脂を形成する。シアノ基が硬化部位となる。これらの基が互いに反応するとともに、交差結合した熱硬化性樹脂が形成される。この混合物は、異なるn値を有する複数のフタロニトリルモノマーを有してもよい。このような混合物は、平均値nを有する水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの組み合わせからフタロニトリルモノマーを生成した場合に生成される。
この混合物は、4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、1,3−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンと、1,4−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンとを有してもよい。これらの化合物はフタロニトリルモノマーでもある。前記混合物は、1若しくはそれ以上のフタロニトリル基を伴ういかなる化合物を有してもよい。典型的に、これらのフタロニトリル化合物は、2若しくはそれ以上のフタロニトリル基を有する。このようなフタロニトリル化合物には、前掲の特許に開示されているフタロニトリルモノマーが含まれる(これに限定はされないが)。これらすべての化合物は、本発明のフタロニトリルモノマーで硬化できる。
典型的に、前記混合物は硬化剤を有する。この硬化剤は、前記フタロニトリルモノマーの重合促進に有用ないかなる物質であってもよい。硬化剤は2つ以上使用できる。典型的には、類似の先行技術モノマーを従来の方法で硬化する場合と同じ量の硬化剤を使うことができる。典型的に、この硬化剤は前記フタロニトリルモノマーの溶解物に撹拌しながら加える。次にこの混合物を1若しくはそれ以上の硬化段階で硬化させる。典型的な硬化温度範囲は約80℃〜約500℃である。より典型的には、この範囲は80℃〜約375℃である。一般に、高温になるほどより完全な硬化が得られる。
適切な硬化剤には、芳香族アミンと、第1級アミンと、第2級アミンと、ジアミンと、ポリアミンと、アミン置換ホスファゼンと、フェノールと、強酸と、有機酸と、有機強酸と、無機酸と、金属と、金属塩と、金属塩水和物と、金属化合物と、ハロゲン含有芳香族アミンと、粘土と、化学修飾した粘土とが含まれる(これに限定はされないが)。粘土または化学修飾した粘土を使用すると、前記熱硬化性樹脂の機械特性および燃焼特性が改善される場合がある。典型的に、粘土を化学修飾する場合には、ナトリウムイオンをアンモニウムで置換して第4級アンモニウム塩を形成する必要がある。
具体的な硬化剤として含まれる(これに限定はされないが)のは、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS)と、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(m−BAPS)と、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB)と、1,12−ジアミノドデカンと、ジフェニルアミンと、エポキシアミン硬化剤と、1,6−ヘキサンジアミンと、1,3−フェニレンジアミンと、1,4−フェニレンジアミンと、p−トルエンスルホン酸と、ヨウ化第一銅と、臭化第一銅と、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(m−APB)と、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルスルホンと、3,3’−ジエトキシ−4,4’−ジアミノジフェニルスルホンと、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルスルホンと、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノジフェニルスルホンと、3,3’−ジスルホ−4,4’−ジアミノジフェニルスルホンと、3,3’−ジアミノベンゾフェノンと、4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、3,3’−ジスルホ−4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、4,4’−ジアミノ ジフェニル エチル ホスフィンオキシドと、4,4’−ジアミノジフェニル フェニル ホスフィンオキシドと、ビス(3−アミノフェノキシ−4’−フェニル)フェニルホスフィンオキシドと、メチレンジアニリンと、ヘキサキス(4−アミノフェノキシ)シクロトリホスファゼンと、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルスルホンと、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニルと、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンと、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]2,2’−ヘキサフルオロプロパンと、1,1−ビス(4−アミノフェニル)−l−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタンと、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、3,3’−ジブロモ−4,4’−ジアミノベンゾフェノンと、アニリン−2−スルホン酸と、8−アニリン−1−ナフタレンスルホン酸と、ベンゼンスルホン酸と、ブチルスルホン酸と、10−カンファースルホン酸と、2,5−ジアミノベンゼンスルホン酸と、6−ジメチルアミノ−4−ヒドロキシ−2−ナフタレンスルホン酸と、5−ジメチルアミノ−l−ナフタレンスルホン酸と、4−ヒドロキシ−3−ニトロソ−l−ナフタレンスルホン酸四水和物と、8−ヒドロキシキノリン−5−スルホン酸と、メチルスルホン酸と、フェニルホウ酸と、1−ナフタレンスルホン酸と、2−ナフタレンスルホン酸と、1,5−ナフタレンジスルホン酸と、2,6−ナフタレンジスルホン酸と、2,7−ナフタレンジスルホン酸と、ピクリルスルホン酸水和物と、2−ピリジンエタンスルホン酸と、4−ピリジンエタンスルホン酸と、3−ピリジンスルホン酸と、2−ピリジニルヒドロキシメタンスルホン酸と、スルファニル酸と、2−スルホ安息香酸水和物と、5−スルホサリチル酸水和物と、2,4−キシレンスルホン酸と、色素を含有するスルホン酸と、有機リンを含有する酸と、フェニルホスフィン酸と、ジフェニルホスフィン酸と、プロピルホスホン酸と、1−アミノエチルホスホン酸と、4−アミノフェニルホスホン酸と、ブチルホスホン酸と、t−ブチルホスホン酸と、2−カルボキシエチルホスホン酸と、2−クロロエチルホスホン酸と、ジメチルホスホン酸と、エチルホスホン酸と、メチレンジホスホン酸と、メチルホスホン酸と、ホスホノ酢酸と、ビス(ヒドロキシメチル)ホスホン酸と、クロロメチルホスホン酸と、ジ−n−ブチルホスホン酸と、ジクロロメチルホスホン酸と、ジフェニルジチオホスホン酸と、1,2−エチレンジホスホン酸と、n−ヒスタデリルホスホン酸と、ヒドロキシメチルホスホン酸と、n−オクタデシルホスホン酸と、n−オクチルホスホン酸と、フェニルホスホン酸と、プロピレンジホスホン酸と、n−テトラデシルホスホン酸と、濃縮硫酸と、フェニルホスホン酸と、銅と、鉄と、亜鉛と、ニッケルと、クロムと、モリブデンと、バナジウムと、ベリリウムと、銀と、水銀と、スズと、鉛と、アンチモンと、カルシウムと、バリウムと、マンガンと、マグネシウムと、コバルトと、パラジウムと、プラチナと、塩化第一スズと、臭化第一銅と、シアン化第一銅と、フェリシアン化第一銅と、塩化亜鉛と、臭化亜鉛と、ヨウ化亜鉛と、シアン化亜鉛と、フェロシアン化亜鉛と、酢酸亜鉛と、硫化亜鉛と、塩化銀と、塩化第一鉄と、塩化第二鉄と、フェリシアン化第一鉄と、クロロ白金酸第一鉄(ferrous chloroplatinate)と、フッ化鉄と、硫酸鉄と、塩化コバルトと、硫酸第二コバルト(cobaltic sulfate)と、シアン化第一コバルト(cobaltous cyanide)と、塩化ニッケルと、シアン化ニッケルと、硫酸ニッケルと、炭酸ニッケルと、塩化第二スズと、塩化第一スズ水和物と、塩化第一スズ二水和物と、硝酸アルミニウム水和物と、硝酸アルミニウム九水和物と、トリフェニルホスフィンオキシド錯体と、モンモリロナイトと、化学修飾したモンモリロナイトである。
本発明には、低融点のフタロニトリルモノマーを使うという優位性がある。nの値が増加すると、フタロニトリルモノマーの処理温度は低くなる。この低融点により、前記モノマーは所与の温度で他のフタロニトリルモノマーより低い粘性を有することが可能になる。低粘性の樹脂では、樹脂トランスファー成形、樹脂注入法、およびフィラメントワインディングによる複合材料の処理が、硬化させる混合物を硬化開始温度まで加熱することなく可能になる。硬化は、この混合物を適切に位置付け、それ以上流す必要がなくなった時点で開始できる。さらに、低融点の粘性と幅広い処理可能範囲とは、融解物が厚い繊維予備成形部品に含浸しなければならない場合の複合材料部品製造に有用である。硬化させる混合物の粘性は、硬化剤の濃度および溶融温度の関数で表される。このように、高い硬化温度で揮発しない低融点フタロニトリルモノマーおよび硬化剤は、フタロニトリルベースの複合材料の処理可能性を向上させる。これは、初期粘性の高さ、硬化中の揮発性物質発生、および溶媒関連の問題により樹脂トランスファー成形、樹脂注入成形、フィラメントワインディング、およびオーブン硬化など費用効果の高い方法では大部分の高温樹脂が処理不能であるという理由から重要である。
熱硬化性樹脂には、硬化剤の性質に影響を受けない非常に望ましい熱酸化特性を有するという優位性がある。熱硬化性樹脂は、末端フタロニトリル骨格間のスペーサーが短い化合物系と比べ、強靱性や処理可能性など改善された物理特性も有する。一般に、強靱性および脆弱性は交差結合密度の低下により改善される。これは、より長いスペーサー鎖を伴うフタロニトリルモノマーを使用することで達成される。
以上に説明した本発明を鑑み、本発明の具体的な応用例を示すため以下の例を提示する。これらの具体例は、本出願に説明された本発明の範囲を限定するよう意図されたものではない。
A.芳香族エーテルオリゴマーの合成
例1
ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジヨードベンゼンからの、水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(n=2)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、2.2g(20.0mmol)のレゾルシノールと、3.3g(10.0mmol)のm−ジヨードベンゼンと、6.5g(20.0mmol)の炭酸セシウムと、0.1g(0.5mmol)のヨウ化銅(I)と、13mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、7mLのトルエンと、0.1mLの酢酸エチルとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を126〜127℃で、アルゴン雰囲気下、23時間還流した。この間、副生成物として形成された水を、共沸蒸留によりこの反応混合液から除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、ジエチルエーテルで5回抽出して残りの溶媒を除去した。この水層を濃塩酸で酸性にした。形成された固体沈殿物をジエチルエーテルで3回洗浄して抽出した。このエーテル抽出液を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥した水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、3.0g(100%)であった。
例2
ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジヨードベンゼンからの、水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(n=4)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、3.3g(30.0mmol)のレゾルシノールと、6.6g(20.0mmol)のm−ジヨードベンゼンと、9.8g(30.0mmol)の炭酸セシウムと、0.2g(1.0mmol)のヨウ化銅(I)と、13mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、7mLのトルエンと、0.1mLの酢酸エチルとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を126〜127℃で、アルゴン雰囲気下、26時間還流した。この間、副生成物として形成された水を、共沸蒸留によりこの反応混合液から除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、ジエチルエーテルで5回抽出して残りの溶媒を除去した。この水層を濃塩酸で酸性にした。形成された固体沈殿物をジエチルエーテルで3回洗浄して抽出した。このエーテル抽出液を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥した水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、3.3g(69%)であった。
例3
ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジヨードベンゼンからの、水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(n=8)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、2.2g(20.0mmol)のレゾルシノールと、5.3g(16.0mmol)のm−ジヨードベンゼンと、6.5g(20.0mmol)の炭酸セシウムと、0.2g(0.8mmol)のヨウ化銅(I)と、13mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、5mLのトルエンと、0.1mLの酢酸エチルとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を130〜131℃で、アルゴン雰囲気下、19時間還流した。この間、副生成物として形成された水を、共沸蒸留によりこの反応混合液から除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、ジエチルエーテルで5回抽出して残りの溶媒を除去した。この水層を濃塩酸で酸性にした。形成された固体沈殿物をジエチルエーテルで3回洗浄して抽出した。このエーテル抽出液を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥した水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、2.0g(59%)であった。
例4
ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジブロモベンゼンからの、水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(n=2)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、1.1g(10.0mmol)のレゾルシノールと、1.2g(5.0mmol)のm−ジブロモベンゼンと、0.05g(0.25mmol)のヨウ化銅(I)と、20mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、10mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を130〜131℃で、アルゴン雰囲気下、6時間還流した。還流の最初の数時間、8.2g(25.0mmol)の粉砕した炭酸セシウムを4回に分けて加え、副生成物として形成された水を、共沸蒸留によりこの反応混合液から除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、この溶液をろ過して残りのヨウ化銅(I)を除去した。次に、この溶液を濃塩酸で酸性にした。形成された固体沈殿物をジエチルエーテルで3回洗浄して抽出した。このエーテル抽出液を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥した水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、1.4g(93%)であった。
例5
ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびp−ジブロモベンゼンからの、水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(n=2)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、1.1g(10.0mmol)のレゾルシノールと、1.2g(5.0mmol)のp−ジブロモベンゼンと、0.05g(0.25mmol)のヨウ化銅(I)と、13mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、3mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を137〜140℃で、アルゴン雰囲気下、8時間還流した。還流の最初の数時間、8.2g(25.0mmol)の粉砕した炭酸セシウムを4回に分けて加え、副生成物として形成された水を、共沸蒸留によりこの反応混合液から除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を150℃でさらに4時間還流たのち、室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、この溶液をろ過して残りのヨウ化銅(I)を除去した。次に、この溶液を濃塩酸で酸性にした。形成された固体沈殿物をジエチルエーテルで3回洗浄して抽出した。このエーテル抽出液を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥した水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、1.1g(73%)であった。
例6
臭化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジブロモベンゼンからの、水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(n=2)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、1.1g(10.0mmol)のレゾルシノールと、1.2g(5.0mmol)のm−ジブロモベンゼンと、0.04g(0.25mmol)の臭化銅(I)と、20mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、10mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を130〜131℃で、アルゴン雰囲気下、7時間還流した。還流の最初の数時間、8.2g(25.0mmol)の粉砕した炭酸セシウムを4回に分けて加え、副生成物として形成された水を、共沸蒸留によりこの反応混合液から除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、この溶液をろ過して残りの臭化銅(I)を除去した。次に、この溶液を濃塩酸で酸性にした。形成された固体沈殿物をジエチルエーテルで3回洗浄して抽出した。このエーテル抽出液を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥した水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、1.4g(93%)であった。
例7
臭化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびp−ジブロモベンゼンからの、水酸基末端芳香族エーテルオリゴマー(n=2)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、1.1g(10.0mmol)のレゾルシノールと、1.2g(5.0mmol)のp−ジブロモベンゼンと、0.04g(0.25mmol)の臭化銅(I)と、20mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、10mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を130〜131℃で、アルゴン雰囲気下、7時間還流した。還流の最初の数時間、8.2g(25.0mmol)の粉砕した炭酸セシウムを4回に分けて加え、副生成物として形成された水を、共沸蒸留によりこの反応混合液から除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、この溶液をろ過して残りの臭化銅(I)を除去した。次に、この溶液を濃塩酸で酸性にした。形成された固体沈殿物をジエチルエーテルで3回洗浄して抽出した。このエーテル抽出液を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥した水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、1.3g(87%)であった。
例8
水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマー(n=4)からの、m−ビス[m−(m−フェノキシフェノキシ)フェノキシ]ベンゼンアリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーの合成
25mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、例2のとおり生成した0.5g(1.0mmol)の3:2水酸末端芳香族エーテルオリゴマーと、0.4g(2.0mmol)のヨードベンゼンと、0.3g(1.0mmol)の炭酸セシウムと、0.02g(0.1mmol)のヨウ化銅(I)と、7mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、3.5mLのトルエンと、0.06mlLの酢酸エチルとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を128℃で、アルゴン雰囲気下、129時間還流した。この間、共沸蒸留によりこの反応混合液から水を除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。アリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、還流を停止し、蒸留によりトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、塩化メチレンで3回抽出した。その塩化メチレン層を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥したアリール基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、0.13g(21%)であった。
例9
ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジヨードベンゼンからの、m−ビス[m−(m−フェノキシフェノキシ)フェノキシ]ベンゼンアリール基末端芳香族エーテルオリゴマーの1段階合成
15mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、0.6g(5.0mmol)のレゾルシノールと、1.1g(3.3mmol)のm−ジヨードベンゼンと、1.6g(5.0mmol)の炭酸セシウムと、0.03g(0.2mmol)のヨウ化銅(I)と、3.5mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、2.0mLのトルエンと、0.03mLの酢酸エチルとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を125℃で、アルゴン雰囲気下、22時間還流した。この間、共沸蒸留によりこの反応混合液から水を除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、この反応混合液を室温に冷却し、0.7g(3.3mmol)のヨードベンゼンをこの反応フラスコへ加えた。この追加後、この反応混合液を再び還流して第2の反応を17時間進行させ、この反応の進行をFTIRスペクトルでモニターした。アリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、蒸留によりトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却した。冷却後、この混合液を5%の水酸化ナトリウムに注ぎ、塩化メチレンで3回抽出した。その塩化メチレン層を分離し、硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を周囲条件で減圧除去した。減圧乾燥したアリール基末端芳香族エーテルオリゴマーの重量は、0.4g(44%)であった。
B.フタロニトリルモノマーの合成
例10
フタロニトリルモノマー(n=2)の合成
50mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、3.0g(10.4mmol)の例1のとおり生成した2:1水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーと、15mLのジメチルスルホキシド(DMSO)と、5mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を140℃で、アルゴン雰囲気下、4時間還流した。次に、還流を続けながら、粉砕した無水炭酸カリウム5.8g(41.7mmol)を等量ずつ4回に分け、4時間かけて前記反応混合液に加えた。この間、副生成物として形成された水を、共沸蒸留により除去した。前記炭酸塩を加えたのち、水がディーンスターク抽出器に現れなくなるまで、この溶液をさらに2.5時間還流した。次に、蒸留によりトルエンをこの反応混合液から除去した。この反応混合液の温度が180℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。トルエンの除去後、この反応混合液を室温に冷却し、3.6g(20.8mmol)の4−ニトロフタロニトリルを一度に加えた。その結果生じた反応混合液を65〜75℃に加熱し、この温度で15時間撹拌した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。15時間後、FTIRスペクトルは、ニトロ基および水酸基に起因する吸収が完全に消失したことを示した。この反応混合液を室温に冷却し、ゆっくりと400mLの希釈塩酸に注ぎながらすばやく撹拌して、沈殿物を細かく砕いた。固体生成物を吸引ろ過により回収し、水で徹底的に洗浄し、乾燥して4.2g(77%)のフタロニトリルモノマーを得た。DSCサーモグラムは、155℃でフタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を示した。
例11
フタロニトリルモノマー(n=4)の合成
50mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、3.3g(6.9mmol)の例2のとおり生成した3:2水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーと、15mLのジメチルスルホキシド(DMSO)と、5mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を140℃で、アルゴン雰囲気下、3.5時間還流した。次に、還流を続けながら、粉砕した無水炭酸カリウム2.0g(14.8mmol)を等量ずつ4回に分け、3時間かけて前記反応混合液加えた。この間、副生成物として形成された水を、共沸蒸留により除去した。前記炭酸塩を加えたのち、水がディーンスターク抽出器に現れなくなるまで、この溶液をさらに4時間還流した。次に、蒸留によりトルエンをこの反応混合液から除去した。この反応混合液の温度が180℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。トルエンの除去後、この反応混合液を室温に冷却し、2.4g(13.8mmol)の4−ニトロフタロニトリルを一度に加えた。その結果生じた反応混合液を70〜75℃に加熱し、この温度で約24時間撹拌した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。24時間後、FTIRスペクトルは、ニトロ基および水酸基に起因する吸収が完全に消失したことを示した。この反応混合液を室温に冷却し、ゆっくりと400mLの希釈塩酸に注ぎながらすばやく撹拌して、沈殿物を細かく砕いた。固体生成物を吸引ろ過により回収し、水で徹底的に洗浄し、乾燥して4.4g(88%)のフタロニトリルモノマーを得た。DSCサーモグラムは、147℃でこのフタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を示した。
例12
フタロニトリルモノマー(n=8)の合成
50mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、1.0g(1.2mmol)の例3のとおり生成した5:4水酸基末端芳香族エーテルオリゴマーと、7mLのジメチルスルホキシド(DMSO)と、4mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を130℃で、アルゴン雰囲気下、3時間還流した。次に、還流を続けながら、粉砕した無水炭酸カリウム0.7g(5.0mmol)を等量ずつ4回に分け、3時間かけて前記反応混合液加えた。この間、副生成物として形成された水を、共沸蒸留により除去した。前記炭酸塩を加えたのち、水がディーンスターク抽出器に現れなくなるまで、この溶液をさらに2時間還流した。次に、蒸留によりトルエンをこの反応混合液から除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。この反応混合液を室温に冷却し、0.4g(2.4mmol)の4−ニトロフタロニトリルを一度に加えた。その結果生じた反応混合液を65〜70℃に加熱し、この温度で4時間撹拌した。次に、反応混合液の温度を40℃まで下げ、この反応をさらに44時間継続させた。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。48時間後、FTIRスペクトルは、ニトロ基および水酸基に起因する吸収が完全に消失したことを示した。この反応混合液を室温に冷却し、ゆっくりと400mLの希釈塩酸に注ぎながらすばやく撹拌して、沈殿物を細かく砕いた。固体生成物を吸引ろ過により回収し、水で徹底的に洗浄し、乾燥して1.0g(77%)のフタロニトリルモノマーを得た。
例13
ワンポット2段階反応による、ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジヨードベンゼンからの、フタロニトリルモノマー(n=6)の合成
25mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、0.9g(8.0mmol)のレゾルシノールと、2.0g(6.0mmol)のm−ジヨードベンゼンと、2.6g(8.0mmol)の炭酸セシウムと、0.06g(0.3mmol)のヨウ化銅(I)と、10mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、4mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を120℃で、アルゴン雰囲気下、12時間還流した。この間、共沸蒸留によりこの反応混合液から水を除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却し、0.7g(4.0mmol)の4−ニトロフタロニトリルを一度に加えた。その結果生じた反応混合液を40〜60℃に加熱し、この温度で一晩撹拌した。16時間後、FTIRスペクトルは、ニトロ基および水酸基に起因する吸収が完全に消失したことを示した。この反応混合液を室温に冷却し、ゆっくりと400mLの希釈塩酸に注ぎながらすばやく撹拌して、沈殿物を細かく砕いた。固体生成物を吸引ろ過により回収し、水で徹底的に洗浄し、乾燥して1.8g(98%)のフタロニトリルモノマーを得た。
例14
ワンポット2段階反応による、ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジブロモベンゼンからの、フタロニトリルモノマー(n=2)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、4.4g(40.0mmol)のレゾルシノールと、4.7g(20.0mmol)のm−ジブロモベンゼンと、13.0g(40.0mmol)の炭酸セシウムと、0.2g(1.0mmol)のヨウ化銅(I)と、25mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、8mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を130℃で、アルゴン雰囲気下、18時間還流した。この間、共沸蒸留によりこの反応混合液から水を除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却し、1.7g(10.0mmol)の4−ニトロフタロニトリルを一度に加えた。その結果生じた反応混合液を60〜80℃に加熱し、この温度で8時間撹拌した。8時間後、FTIRスペクトルは、ニトロ基および水酸基に起因する吸収が完全に消失したことを示した。この反応混合液を室温に冷却し、希釈塩酸の入った2Lビーカーにゆっくりと注ぎながらすばやく撹拌して、沈殿物を細かく砕いた。固体生成物を吸引ろ過により回収し、水で徹底的に洗浄し、乾燥して9.0g(82%)のフタロニトリルモノマーを得た。
例15
ワンポット2段階反応による、ヨウ化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジブロモベンゼンからの、フタロニトリルモノマー(n=4)の合成
100mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、6.6g(60.0mmol)のレゾルシノールと、9.5g(40.0mmol)のm−ジブロモベンゼンと、23.2g(71.2mmol)の炭酸セシウムと、0.4g(2.0mmol)のヨウ化銅(I)と、25mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、10mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を136℃で、アルゴン雰囲気下、18時間還流した。この間、共沸蒸留によりこの反応混合液から水を除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、トルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液を室温に冷却し、7.0g(40.0mmol)の4−ニトロフタロニトリルを一度に加えた。その結果生じた反応混合液を65〜80℃に加熱し、この温度で26時間撹拌した。26時間後、FTIRスペクトルは、ニトロ基および水酸基に起因する吸収が完全に消失したことを示した。この反応混合液を室温に冷却し、希釈塩酸の入った2Lビーカーにゆっくりと注ぎながらすばやく撹拌して、沈殿物を細かく砕いた。固体生成物を吸引ろ過により回収し、水で徹底的に洗浄し、乾燥して11.1g(76%)のフタロニトリルモノマーを得た。
例16
ワンポット2段階反応による、臭化銅(I)を使った、レゾルシノールおよびm−ジブロモベンゼンからの、フタロニトリルモノマー(n=2)の合成
25mLの3首フラスコに温度計と、ディーンスターク抽出器と、水冷凝縮器と、アルゴン注入口とを取り付けたものに、1.1g(10.0mmol)のレゾルシノールと、1.2g(5.0mmol)のm−ジブロモベンゼンと、0.04g(0.25mmol)の臭化銅(I)と、10mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と、3mLのトルエンとを加えた。前記ディーンスターク抽出器にはトルエンを充填した。この反応混合液を135〜140℃で、アルゴン雰囲気下、6時間還流した。この間、粉砕した無水炭酸カリウム3.4g(10.5mmol)を3回に分けてこの反応混合液に加え副生成物として形成された水を、共沸蒸留により除去した。この反応の進行はFTIRスペクトルでモニターした。ディーンスターク抽出器に水が現れなくなった時点で、蒸留によりこの反応混合液からトルエンを除去した。この反応混合液の温度が150℃に達した時点で、すべてのトルエンが除去されたと見なした。次に、この反応混合液をさらに6時間150℃で還流した。水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーへの変換完了がFTIRで示された時点で、この反応混合液を室温に冷却し、1.7g(10.0mmol)の4−ニトロフタロニトリルを一度に加えた。その結果生じた混合液を70〜80℃に加熱し、この温度で15時間撹拌した。15時間後、FTIRスペクトルは、ニトロ基および水酸基に起因する小さなピークを示した。この反応混合液を室温に冷却し、0.5g(3.6mmol)の炭酸カリウムを一度に加えた。この追加後、この反応混合液を75℃に4時間再加熱した。4時間後、ニトロ基および水酸基に起因する吸収が完全に消失したことをFTIRスペクトルが示したため、この反応混合液を室温に冷却し、希釈塩酸の入った2Lビーカーにゆっくりと注ぎながらすばやく撹拌して、沈殿物を細かく砕いた。固体生成物を吸引ろ過により回収し、水で徹底的に洗浄し、乾燥して1.3g(48%)のフタロニトリルモノマーを得た。
C.フタロニトリルモノマーの硬化
例17
200℃、7.9wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、それに続く375℃での2時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例11のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、7.9wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で4.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で2時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例18
200℃、2.0wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での2時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、2.0wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で4.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で2時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例19
200℃、2.0wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での5時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、2.0wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で4.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で5時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例20
200℃、2.9wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での2時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、2.9wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で4.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で2時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例21
200℃、2.9wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での5時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、2.9wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で4.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で5時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例22
200℃、1.7wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での8時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、1.7wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で4.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例23
200℃、2.5wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での8時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、2.5wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で4.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例24
160℃、4.8wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での16時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、4.8wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、160℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で16時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例25
160℃、7.0wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での16時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、7.0wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、160℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で16時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例26
200℃、4.7wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での8時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、4.7wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で3時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例27
200℃、7.0wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、375℃での8時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、7.0wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で3時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は-25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例28
200℃、23.3wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での8時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、23.3wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例29
200℃、15.7wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く375℃での8時間の硬化後安定化処理、および熱安定度と酸化安定度の測定
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、15.7wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この熱硬化性樹脂を300℃で1時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。前記熱硬化性樹脂の熱安定度と酸化安定度は、TGAで決定したところ、硬化添加剤および硬化温度の関数であることがわかった。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた熱安定性を示した。さらに不活性条件下で375℃に加熱した結果、熱安定性が改善された。熱酸化特性は25℃〜1000℃で調べた。この熱硬化性樹脂の試料を、この物質が重量を失い始め、破壊的な分解が起こり始める温度と関連させて比較した。この熱硬化性樹脂は、200℃で硬化した場合、非常に優れた酸化安定性を示した。この熱硬化性樹脂は、375℃での硬化後安定化処理時、より高温で重量を失い始め、酸化安定度の改善を示した。
例30
150℃、4.8wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く200℃での5時間の硬化後安定化処理、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの150℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、4.8wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、150℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。DSC平皿内のこの硬化済み熱硬化性樹脂の試料を、200℃で5時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。硬化後安定化処理した試料の25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、APBおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さい発熱転移を1回だけ300℃で示した。同一の硬化後安定化処理済み試料を冷却して再度硬化後安定化処理したところ、DSCサーモグラムに転移が見られなかったため、この試料は完全に硬化したものと見なした。
例31
150℃、4.8wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く200℃での8時間の硬化後安定化処理、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの150℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、4.8wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、150℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。DSC平皿内のこの硬化済み熱硬化性樹脂の試料を、200℃で8時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。硬化後安定化処理した試料の25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、APBおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さい発熱転移を1回300℃で示した。同一の硬化後安定化処理済み試料を冷却して再度硬化後安定化処理したところ、DSCサーモグラムに転移は見られなかった。この転移不在は、APBおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例32
150℃、7.0wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く200℃での5時間の硬化後安定化処理、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの150℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、7.0wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、150℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。DSC平皿内のこの硬化済み熱硬化性樹脂の試料を、200℃で5時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。硬化後安定化処理した試料の25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、APBおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例33
200℃、4.7wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、4.7wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で3時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さい発熱転移を2回、246℃および約385℃で示した。
例34
200℃、7.0wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、それに続く200℃での5時間の硬化後安定化処理、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマーの200℃の融解物に、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS、7.0wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、200℃で3時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この硬化した物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、APBおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を2回、234℃および約375℃で示した。同じ熱硬化性樹脂の第2の試料をDSC平皿に入れ、200℃で5時間、窒素雰囲気下で硬化後安定化処理した。硬化後安定化処理した試料の25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、BAPSおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さい発熱転移を2回、300℃および365℃で示した。この結果は、前記フタロニトリルモノマーが200℃未満の条件では完全に反応しきっていなかったことを示している。
例35
12.5wt%ジフェニルアミンの存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)のDSCサーモグラム、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成しDSC平皿に入れたフタロニトリルモノマーに、12.5wt%のジフェニルアミンを加えた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、添加剤および前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を2回、それぞれ52℃および61℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を2回、183℃および約270℃で示した。
例36
3.6wt%ジフェニルアミンの存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)のDSCサーモグラム、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成しDSC平皿に入れたフタロニトリルモノマーに、3.6wt%のジフェニルアミンを加えた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、添加剤および前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を2回、それぞれ50℃および62℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を2回、185℃および約270℃で示した。
例37
13.9wt%の1,3−フェニレンジアミンの存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)のDSCサーモグラム、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成しDSC平皿に入れたフタロニトリルモノマーに、13.9wt%の1,3−フェニレンジアミンを加えた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、添加剤および前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を1回、61℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、242℃で示した。
例38
3.5wt%の1,3−フェニレンジアミンの存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)のDSCサーモグラム、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成しDSC平皿に入れたフタロニトリルモノマーに、3.5wt%の1,3−フェニレンジアミンを加えた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、添加剤および前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を1回、61℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、255℃で示した。
例39
6.3wt% p−トルエンスルホン酸の存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)のDSCサーモグラム、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成しDSC平皿に入れたフタロニトリルモノマーに、6.3wt% p−トルエンスルホン酸を加えた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーおよび添加剤の融解に起因する吸熱転移を2回、それぞれ62℃および103℃で示し、酸および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、299℃で示した。
例40
250℃、2.8wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)および4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルの50:50混合物の硬化、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマー25mgと、25mgの4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、1.5mg(2.8wt%)のビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS)とを含む試料をアルミニウムプランチェットに入れ、250℃で撹拌した。この混合物を空気中、250℃で4時間加熱して硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。硬化済み試料の25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、BAPSおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例41
250℃、2.8wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)および4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルの25:75混合物の硬化、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマー12mgと、38mgの4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、1.5mg(2.8wt%)のビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS)とを含む試料をアルミニウムプランチェットに入れ、250℃で撹拌しながら融解した。この混合物を空気中、250℃で4時間加熱して硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。硬化済み試料の25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、BAPSおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例42
250℃、2.8wt% p−BAPS存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)および4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルの75:25混合物の硬化、および450℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマー38mgと、13mgの4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、1.5mg(2.8wt%)のビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS)とを含む試料をアルミニウムプランチェットに入れ、250℃で撹拌しながら融解した。この混合物を空気中、250℃で4時間加熱して硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。硬化済み試料の25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、BAPSおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例43
250℃、2.0wt% p−BAPS存在下における、フタロニトリルモノマー(n=2)および4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルの50:50混合物の硬化
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマー1.58mgと、1.45mgの4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、0.06mg(2.0wt%)のビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS)とを含む試料を重量測定し、DSC平皿に入れた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を2回、それぞれ61℃および213℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、262℃で示した。
例44
250℃、2.3wt% p−BAPS存在下における、フタロニトリルモノマー(n=2)および4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルの75:25混合物の硬化
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマー2.75mgと、1.09mgの4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、0.09mg(2.3wt%)のビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS)とを含む試料を重量測定し、DSC平皿に入れた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を2回、それぞれ63℃および212℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、259℃で示した。
例45
250℃、3.0wt% p−BAPS存在下における、フタロニトリルモノマー(n=2)および4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルの25:75混合物の硬化
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマー0.93mgと、2.95mgの4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、0.12mg(3.0wt%)のビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(p−BAPS)とを含む試料を重量測定し、DSC平皿に入れた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を2回、それぞれ63℃および226℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、264℃で示した。
例46
フタロニトリルモノマー(n=2)および4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルの混合物のDSCサーモグラム
例10のとおり生成したフタロニトリルモノマー1.30mgおよび1.40mgの4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルを含む試料を重量測定し、DSC平皿に入れた。25℃〜270℃の初期DSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を2回、63℃および220℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜270℃で得た。この第2のサーモグラムは、前記オリゴマーフタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、63℃で示し、前記ビフェニルフタロニトリルモノマーの低温融解に起因する吸熱転移を1回、185〜195℃で示し、非晶相から結晶相への変化に起因する発熱転移を1回、120℃で示した。
例47
120℃、12〜16wt%のエポキシアミン硬化剤存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラ
例10のとおり生成した120℃のフタロニトリルモノマー融解物に、エポキシアミン硬化剤(12〜16wt%)を撹拌しながら加えた。この暗色の硬化混合物を、120℃で2時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を2回、約175℃および233℃で示した。このサーモグラムは、このフタロニトリルモノマーに起因する57℃での吸熱転移も示した。
例48
100℃、5〜10wt%のエポキシアミン硬化剤存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、エポキシアミン硬化剤(5〜10wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、100℃で6.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、46℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、246℃で示した。
例49
100℃、5〜10wt%の1,12−ジアミノドデカン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,12−ジアミノドデカン(5〜10wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、100℃で6.5時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、45℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、263℃で示した。
例50
80℃、5〜10wt%のエポキシアミン硬化剤存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した200℃のフタロニトリルモノマー融解物に、エポキシアミン硬化剤(5〜10wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、80℃で4時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、44℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、246℃で示した。
例51
80℃、5〜10wt%の1,12−ジアミノドデカン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した200℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,12−ジアミノドデカン(5〜10wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、80℃で4時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、41℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、248℃で示した。
例52
150℃、5〜10wt%のエポキシアミン硬化剤存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、エポキシアミン硬化剤(5〜10wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で4時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、49℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、270℃で示した。
例53
150℃、5〜10wt%の1,6−ヘキサンジアミン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,6−ヘキサンジアミン(5〜10wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で13時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、52℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、273℃で示した。
例54
100℃、5〜10wt%の1,6−ヘキサンジアミン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,6−ヘキサンジアミン(5〜10wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、100℃で13時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、47℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、258℃で示した。
例55
150℃、40wt%のエポキシアミン硬化剤存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、エポキシアミン硬化剤(40wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で8時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、52℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、255℃で示した。
例56
150℃、40wt%の1,6−ヘキサンジアミン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,6−ヘキサンジアミン(40wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で16時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜450℃のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの間にそれ以上反応がなかったことを示している。
例57
150℃、40wt%の1,6−ヘキサンジアミン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例10のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,6−ヘキサンジアミン(40wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で16時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さい発熱転移を1回、246℃で示した。
例58
150℃、29wt%の1,6−ヘキサンジアミン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,6−ヘキサンジアミン(29wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で12時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、259℃で示した。
例59
150℃、17wt%の1,6−ヘキサンジアミン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、1,6−ヘキサンジアミン(17wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で12時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、273℃で示した。
例60
150℃、38wt% p−APB存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成したフタロニトリルモノマーの150℃の融解物に、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(p−APB、38wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で3時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、39℃で示し、前記p−APBに起因する吸熱転移を2回、119℃および146℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、252℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜270℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、BAPSおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例61
150℃、38wt%ジフェニルアミン存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、ジフェニルアミン(38wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で3時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を1回、44℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、269℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜270℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、BAPSおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例62
150℃、38wt% p−トルエンスルホン酸存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例11のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、p−トルエンスルホン酸(38wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で3時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を2回、248℃および296℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜270℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、BAPSおよび前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例63
59wt%臭化第一銅の存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の400℃までのDSCサーモグラム
例15のとおり生成したフタロニトリルモノマー1.4mgおよび2.0mg(CuBr、59wt%)の臭化第一銅を含む試料を重量測定し、DSC平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記モノマーの融解に起因する吸熱転移を2回、それぞれ46℃および73℃で示し、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、197℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜400℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例64
125℃、30wt%ヨウ化第一銅存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例15のとおり生成した125℃のフタロニトリルモノマー融解物に、ヨウ化第一銅(CuI、30wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、125℃で4時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を2回、46℃および73℃で示し、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する大きな発熱転移を1回、258℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜270℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さな転移を1回だけ、296℃で示した。
例65
125℃、30wt%臭化第一銅存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例15のとおり生成した125℃のフタロニトリルモノマー融解物に、臭化第一銅(CuBr、30wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、125℃で4時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記金属塩に起因する吸熱転移を1回、46℃で示し、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する大きな発熱転移を1回、261℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜270℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さな転移を1回だけ、265℃で示した。
例66
150℃、25wt%塩化第一スズ二水和物存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例15のとおり生成した150℃のフタロニトリルモノマー融解物に、塩化第一スズ二水和物(SnCI−2HO、25wt%)を撹拌しながら加えた。混合後、この暗色の硬化混合物を、150℃で18時間加熱することにより硬化した。この加熱処理中、ゲル化が起こった。この物質の試料少量(約2mg)をDSCの平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーに起因する吸熱転移を2回、それぞれ36℃および60℃で示し、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、224℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜400℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する小さな転移を1回だけ、268℃で示した。
例67
1.5wt%の塩化第一スズ二水和物の存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および硬化済み高分子の熱安定性
例15のとおり生成したフタロニトリルモノマー16.05mgおよび0.24mgの塩化第一スズ二水和物(SnCI−2HO、1.5wt%)を含む試料を重量測定し、TGA平皿に入れた。この混合物を空気中、200℃で4時間、300℃で2時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で加熱することにより硬化した。この硬化済み高分子の試料は、TGAを使って25℃〜1000℃に10℃/分加熱することによりその熱安定性を調べた。この硬化済み高分子は、約480℃でゆっくりと重量を失い始めた。1000℃への加熱後74%という前記硬化済み高分子の高い炭化物生成量は、この硬化済み物質が優れた熱安定性を有することを示した。
例68
2.4wt%の硝酸アルミニウム九水和物の存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および硬化済み高分子の熱安定性
例15のとおり生成したフタロニトリルモノマー27.12mgおよび0.68mgの硝酸アルミニウム九水和物(Al(NO−9HO、2.4wt%)を含む試料を重量測定し、TGA平皿に入れた。この混合物を空気中、200℃で4時間、300℃で2時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で加熱することにより硬化した。この硬化済み高分子の試料は、TGAを使って25℃〜1000℃に10℃/分加熱することによりその熱安定性を調べた。この硬化済み高分子は、約480℃でゆっくりと重量を失い始めた。1000℃への加熱後77%という前記硬化済み高分子の高い炭化物生成量は、この硬化済み物質が優れた熱安定性を有することを示した。
例69
1.0wt%の臭化第一銅の存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および硬化済み高分子の熱安定性
例15のとおり生成したフタロニトリルモノマー25.77mgおよび0.25mgの臭化第一銅(CuBr、1.0wt%)を含む試料を重量測定し、TGA平皿に入れた。この混合物を空気中、200℃で4時間、300℃で2時間、および375℃で8時間、窒素雰囲気下で加熱することにより硬化した。この硬化済み高分子の試料は、TGAを使って25℃〜1000℃に10℃/分加熱することによりその熱安定性を調べた。この硬化済み高分子は、約480℃でゆっくりと重量を失い始めた。1000℃への加熱後73%という前記硬化済み高分子の高い炭化物生成量は、この硬化済み物質が優れた熱安定性を有することを示した。
例70
150℃、18wt%硝酸アルミニウム九水和物存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=4)の硬化、および400℃までのDSCサーモグラム
例15のとおり生成したフタロニトリルモノマー2.61mgおよび0.49mgの硝酸アルミニウム九水和物(Al(NO−9HO、16wt%)を含む試料を重量測定し、TGA平皿に入れた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーおよび前記金属塩に起因する吸熱転移を2回、それぞれ48℃および76℃で示し、前記金属塩および前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、107℃で示した。この試料を冷却したのち、第2のDSCサーモグラムを25℃〜270℃で得た。この第2のDSCサーモグラムは、転移を示さなかった。この転移不在は、前記金属塩および前記モノマーがそれ以上反応しなかったことを示している。
例71
10wt% Cloisite 30Aの存在下におけるフタロニトリルモノマー(n=2)のDSCサーモグラム、および400℃までのDSCサーモグラム
例14のとおり生成しDSC平皿に入れたフタロニトリルモノマーに、10wt%のモンモリロナイトの三元アンモニウム塩(Southern Clay Products, Inc.よりCloisite 30Aの名称で入手可能)を加えた。25℃〜400℃のDSCサーモグラムは、前記フタロニトリルモノマーの融解に起因する吸熱転移を1回、51℃で示し、前記アミンおよび前記フタロニトリルモノマーの反応に起因する発熱転移を1回、296℃で示した。

Claims (55)

  1. 次の化学式を有する多環芳香族エーテルであって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    nは7以上の整数である、
    多環芳香族エーテル。
  2. 請求項1記載の多環芳香族エーテルにおいて、
    前記二価芳香族ラジカルはm−フェニレンまたはp−フェニレンである。
  3. 次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーであって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    Tは、−OHおよび−Xからなる群から独立に選択される末端基であり、
    Xは、BrおよびIからなる群から独立に選択され、
    nは1以上の整数である、
    芳香族エーテルオリゴマー。
  4. 請求項3記載の芳香族エーテルオリゴマーにおいて、
    nは約100以下である。
  5. 請求項3記載の芳香族エーテルオリゴマーにおいて、
    nは2と4と6と8とからなる群から選択されるものである。
  6. 請求項3記載の芳香族エーテルオリゴマーにおいて、
    双方の末端基は−OHであり、
    nは2以上の偶数である。
  7. 請求項6記載の芳香族エーテルオリゴマーにおいて、
    前記芳香族エーテルオリゴマーは次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  8. アリール基を末端に有する、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーであって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    Ar’は独立に選択される一価芳香族ラジカルであり、
    nは2以上の偶数であり、
    nは、すべてのArがm−フェニレンで、すべてのAr’がフェニルである場合、4ではない、
    芳香族エーテルオリゴマー。
  9. 請求項8記載のアリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーにおいて、
    前記芳香族エーテルオリゴマーは次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  10. 次の化学式を有するフタロニトリルモノマーであって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    nは2以上の偶数である、
    フタロニトリルモノマー。
  11. 請求項10記載の芳香族エーテルオリゴマーにおいて、
    nは約100以下である。
  12. 請求項10記載のフタロニトリルモノマーにおいて、
    nは2と4と6と8とからなる群から選択されるものである。
  13. 請求項10記載のフタロニトリルモノマーにおいて、
    前記フタロニトリルモノマーは次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  14. 次の化学式を有するフタロニトリルモノマーを有する混合物を硬化して形成される熱硬化性樹脂であって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    nは2以上の偶数である、
    熱硬化性樹脂。
  15. 請求項14記載の熱硬化性樹脂において、
    nは約100以下である。
  16. 請求項14記載の熱硬化性樹脂において、
    nは2と4と6と8とからなる群から選択されるものである。
  17. 請求項14記載の熱硬化性樹脂において、
    前記フタロニトリルモノマーは次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  18. 請求項14記載の熱硬化性樹脂において、
    前記混合物は2つ以上のフタロニトリルモノマーを有するものである。
  19. 請求項18記載の熱硬化性樹脂において、
    前記2つ以上のフタロニトリルモノマーはnとして2つ以上の値を有するものである。
  20. 請求項14記載の熱硬化性樹脂において、前記混合物は、4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、1,3−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンと、1,4−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンとからなる群から選択される化合物をさらに有するものである。
  21. 請求項14記載の熱硬化性樹脂において、
    前記混合物は、1若しくはそれ以上のフタロニトリル基を伴う化合物をさらに有するものである。
  22. 次の化学式を有する多環芳香族エーテルを生成する工程であって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    ジヒドロキシ芳香族化合物(dihydroxyaromatic)をジハロ芳香族化合物(dihaloaromatic)と反応させる工程を有し、
    ここで、前記ジヒドロキシ芳香族化合物も、前記ジハロ芳香族化合物も、過剰な量で存在せず、
    前記反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行われる、
    工程。
  23. 請求項22記載の工程において、
    前記銅化合物はCuIおよびCuBrからなる群から選択されるものである。
  24. 次の化学式を有する多環芳香族エーテルを生成する工程であって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    ハロヒドロキシ芳香族化合物を、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で反応させる工程を有する、
    工程。
  25. 請求項24記載の工程において、
    前記銅化合物はCuIおよびCuBrからなる群から選択されるものである。
  26. 次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーを生成する工程であって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    Tは、−OHおよび−Xからなる群から独立に選択される末端基であり、
    Xは、BrおよびIからなる群から独立に選択され、
    nは1以上の整数であり、
    ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させる工程を有し、
    ここで、前記反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行われ、
    前記ジヒドロキシ芳香族化合物も、前記ジハロ芳香族化合物も、過剰な量で存在する、
    工程。
  27. 請求項26記載の工程において、前記銅化合物はCuIおよびCuBrからなる群から選択されるものである。
  28. 請求項26記載の工程において、
    前記ジヒドロキシ芳香族化合物は、水酸基を末端に有する、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーを形成するため過剰な量で存在し、
    Figure 2006511627
    nは2以上の偶数である。
  29. 請求項28記載の工程において、
    前記ジヒドロキシ芳香族化合物は、レゾルシノールと、ヒドロキノンと、これらの組み合わせとからなる群から選択され、
    前記ジハロ芳香族化合物は、m−ジブロモベンゼンと、p−ジブロモベンゼンと、m−ジヨードベンゼンと、p−ジヨードベンゼンと、m−ブロモヨードベンゼンと、p−ブロモヨードベンゼンと、これらの組み合わせとからなる群から選択され、
    前記工程により形成される前記水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーは、次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  30. 請求項26記載の工程において、
    前記ジハロ芳香族化合物は、ハロ基を末端に有する、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーを形成するため過剰な量で存在し、
    Figure 2006511627
    nは2以上の偶数である。
  31. 請求項30記載の工程であって、
    前記ハロ基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーをジヒドロキシ芳香族化合物と反応させて、水酸基を末端に有する、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーを形成する工程をさらに有し、
    Figure 2006511627
    ここで、Ar"は二価芳香族ラジカルである、
    工程。
  32. アリール基を末端に有する、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーを生成する工程であって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    Ar’は独立に選択される一価芳香族ラジカルであり、
    nは2以上の偶数であり、
    ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させて、芳香族エーテルオリゴマーを形成する工程であって、
    ここで、前記ジヒドロキシ芳香族化合物も、前記ジハロ芳香族化合物も、過剰な量で存在し、
    前記反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行われる、
    前記形成する工程と、
    前工程の生成物をハロ芳香族化合物またはヒドロキシ芳香族化合物と反応させる工程であって、
    ここで、前工程で過剰なジヒドロキシ芳香族化合物を使った場合、前記ハロ芳香族化合物が使われ、
    前工程で過剰なハロ芳香族化合物を使った場合、前記ヒドロキシ芳香族化合物が使われる、
    前記反応させる工程と、
    を有する工程。
  33. 請求項32記載の工程において、
    前記銅化合物はCuIおよびCuBrからなる群から選択されるものである。
  34. 請求項32記載の工程において、
    前記ジヒドロキシ芳香族化合物は過剰な量で存在し、
    前記ハロ芳香族化合物が使われるものである。
  35. 請求項32記載の工程において、
    前記工程により形成される、前記アリール基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーは、次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  36. 次の化学式を有するフタロニトリルモノマーを生成する工程であって、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    nは2以上の偶数であり、
    3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルを、水酸基を末端に有する、次の化学式を有する芳香族エーテルオリゴマーと反応させる工程を有する工程。
    Figure 2006511627
  37. 請求項36記載の工程において、
    前記水酸基を末端に有する芳香族エーテルオリゴマーは、次の化学式を有し、
    Figure 2006511627
    前記工程により形成される前記フタロニトリルモノマーは、次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  38. 熱硬化性樹脂を生成する工程であって、
    次の化学式を有するフタロニトリルモノマーを有する混合物を硬化させる工程を有し、
    Figure 2006511627
    ここで、Arは独立に選択される二価芳香族ラジカルであり、
    nは2以上の偶数である、
    工程。
  39. 請求項38記載の工程において、
    前記フタロニトリルモノマーは、次の化学式を有するものである。
    Figure 2006511627
  40. 請求項38記載の工程において、
    前記混合物は2つ以上のフタロニトリルモノマーを有するものである。
  41. 請求項39記載の工程において、
    前記2つ以上のフタロニトリルモノマーは、nとして2つ以上の値を有するものである。
  42. 請求項38記載の工程において、
    前記混合物は、4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、1,3−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンと、1,4−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンとからなる群から選択される化合物をさらに有するものである。
  43. 請求項38記載の工程において、
    前記混合物は、1若しくはそれ以上のフタロニトリル基を伴う化合物をさらに有するものである。
  44. 請求項38記載の工程において、
    前記混合物は、硬化剤をさらに有するものである。
  45. 請求項44記載の工程において、
    前記硬化剤は、芳香族アミンと、第1級アミンと、第2級アミンと、ジアミンと、ポリアミンと、アミン置換ホスファゼンと、フェノールと、強酸と、有機酸と、有機強酸と、無機酸と、金属と、金属塩と、金属塩水和物と、金属化合物と、ハロゲン含有芳香族アミンと、粘土と、化学修飾した粘土とからなる群から選択される組成を有するものである。
  46. 請求項44記載の工程において、
    前記硬化剤は、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンと、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼンと、1,12−ジアミノドデカンジフェニルアミンと、エポキシアミン硬化剤と、1,6−ヘキサンジアミンと、1,3−フェニレンジアミンと、p−トルエンスルホン酸と、ヨウ化第一銅と、臭化第一銅と、塩化第一スズと、塩化第一スズ水和物と、塩化第一スズ二水和物と、硝酸アルミニウム水和物と、硝酸アルミニウム九水和物と、モンモリロナイトと、化学修飾したモンモリロナイトとからなる群から選択されるものである。
  47. 熱硬化性樹脂を生成する工程であって、
    ジヒドロキシ芳香族化合物をジハロ芳香族化合物と反応させる工程であって、
    ここで、前記反応は、銅化合物および炭酸セシウムの存在下で行われ、
    前記ジヒドロキシ芳香族化合物は過剰な量で存在する前記反応させる工程と、
    3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルを、前工程の生成物と反応させる工程と、
    前工程の生成物を有する混合物を硬化させる工程と、
    を有する工程。
  48. 請求項47記載の工程において、
    前記ジヒドロキシ芳香族化合物は、レゾルシノールと、ヒドロキノンと、これらの組み合わせとからなる群から選択され、
    前記ジハロ芳香族化合物は、m−ジブロモベンゼンと、p−ジブロモベンゼンと、m−ジヨードベンゼンと、p−ジヨードベンゼンと、m−ブロモヨードベンゼンと、p−ブロモヨードベンゼンと、これらの組み合わせとからなる群から選択されるものである。
  49. 請求項47記載の工程において、
    前記銅化合物はCuIおよびCuBrからなる群から選択されるものである。
  50. 請求項47記載の工程において、
    前記混合物は2つ以上のフタロニトリルモノマーを有するものである。
  51. 請求項47記載の工程において、
    前記混合物は、4,4’−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ビフェニルと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]ジメチルメタンと、ビス[4−(3,4−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、ビス[4−(2,3−ジシアノフェノキシ)フェニル]−ビス(トリフルオロメチル)メタンと、1,3−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンと、1,4−ビス(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンとからなる群から選択される化合物をさらに有するものである。
  52. 請求項47記載の工程において、
    前記混合物は、1つ若しくはそれ以上のフタロニトリル基を伴う化合物をさらに有するものである。
  53. 請求項47記載の工程において、
    前記混合物は、硬化剤をさらに有するものである。
  54. 請求項53記載の工程において、
    前記硬化剤は、芳香族アミンと、第1級アミンと、第2級アミンと、ジアミンと、ポリアミンと、アミン置換ホスファゼンと、フェノールと、強酸と、有機酸と、有機強酸と、無機酸と、金属と、金属塩と、金属塩水和物と、金属化合物と、ハロゲン含有芳香族アミンと、粘土と、化学修飾した粘土とからなる群から選択されるものである。
  55. 請求項53記載の工程において、
    前記硬化剤は、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンと、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼンと、1,12−ジアミノドデカンジフェニルアミンと、エポキシアミン硬化剤と、1,6−ヘキサンジアミンと、1,3−フェニレンジアミンと、p−トルエンスルホン酸と、ヨウ化第一銅と、臭化第一銅と、塩化第一スズと、塩化第一スズ水和物と、塩化第一スズ二水和物と、硝酸アルミニウム水和物と、硝酸アルミニウム九水和物と、モンモリロナイトと、化学修飾したモンモリロナイトとからなる群から選択されるものである。
JP2003587865A 2002-04-26 2002-12-10 オリゴマーヒドロキシアリールエーテルフタロニトリルおよびその合成 Pending JP2006511627A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/135,012 US6756470B2 (en) 2002-04-26 2002-04-26 Oligomeric hydroxy arylether phthalonitiles and synthesis thereof
PCT/US2002/037597 WO2003091312A1 (en) 2002-04-26 2002-12-10 Oligomeric hydroxy arylether phthalonitiles and synthesis thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006511627A true JP2006511627A (ja) 2006-04-06

Family

ID=29268806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003587865A Pending JP2006511627A (ja) 2002-04-26 2002-12-10 オリゴマーヒドロキシアリールエーテルフタロニトリルおよびその合成

Country Status (7)

Country Link
US (4) US6756470B2 (ja)
EP (1) EP1507816A4 (ja)
JP (1) JP2006511627A (ja)
KR (1) KR20050006190A (ja)
AU (1) AU2002359460A1 (ja)
CA (1) CA2478725A1 (ja)
WO (1) WO2003091312A1 (ja)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6756470B2 (en) * 2002-04-26 2004-06-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Oligomeric hydroxy arylether phthalonitiles and synthesis thereof
US7087707B2 (en) 2003-12-15 2006-08-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis of oligomeric cyanate esters
SE530059C2 (sv) * 2006-03-06 2008-02-19 Perstorp Specialty Chem Ab Förfarande för framställning av en bis-ftalonitrilmonomer
US20080255287A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-16 The Government Of The Us, As Represented By The Secrectary Of The Navy Phosphine oxide containing phthalonitriles
US8039576B2 (en) * 2007-09-06 2011-10-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Aromatic ether and alkynyl containing phthalonitriles
US20110028626A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Chemtura Corporation Flame retardant halogenated aryl ether oligomer compositions and their production
US8389673B2 (en) 2009-07-31 2013-03-05 Chemtura Corporation Aryl ether oligomers and process for making aryl ether oligomers
US8288454B2 (en) * 2009-08-11 2012-10-16 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Polymeric compositions containing microspheres
US8222403B2 (en) * 2009-11-12 2012-07-17 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Heteroaromatic phthalonitriles
US8362127B2 (en) 2010-01-25 2013-01-29 Chemtura Corporation Flame retardant halogenated phenyl ethers
US20110184107A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Chemtura Corporation Flame retardant halogenated phenyl ethers
CN101955586B (zh) * 2010-09-30 2012-04-25 中南大学 环氧封端-含邻苯二甲腈侧基聚芳醚树脂、固化物及其制备方法
US8735532B2 (en) * 2012-08-02 2014-05-27 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis of and curing additives for phthalonitriles
US8921510B1 (en) 2013-10-03 2014-12-30 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Phthalonitrile prepolymer intermediate
WO2015130652A1 (en) * 2014-02-25 2015-09-03 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis of oligomeric divinyldialkylsilane containing compositions
RU2580927C1 (ru) * 2014-10-24 2016-04-10 Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") Модифицированный кремнийорганическими фрагментами фталонитрильный мономер, способ его получения, связующее на его основе и препрег
US9464170B2 (en) 2014-12-15 2016-10-11 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Controlling crosslinking density and processing parameters of phthalonitriles
US9394404B2 (en) 2014-12-16 2016-07-19 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis and polymerization of oligomeric aliphatic-aromatic based phthalonitriles
US9824797B2 (en) 2014-12-19 2017-11-21 General Electric Company Resistive grid elements having a thermosetting polymer
CN105153366B (zh) * 2015-09-30 2017-07-28 杭州方圆塑机股份有限公司 一种用于发泡聚苯乙烯珠粒的阻燃改性聚醋酸乙烯酯的制备方法
CN106750275A (zh) * 2017-03-01 2017-05-31 河北工业大学 一种萘基型邻苯二甲腈与环氧树脂复合材料的制备方法
US20180313405A1 (en) 2017-04-26 2018-11-01 Roller Bearing Company Of America, Inc. Bearing including a phthalonitrile-based polymer material
WO2020060266A1 (ko) 2018-09-21 2020-03-26 주식회사 엘지화학 프탈로니트릴 올리고머를 포함하는 3차원 프린팅용 잉크
RU2708399C1 (ru) * 2018-12-03 2019-12-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) 4,4'-(((1,4-фениленбис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрил
CN113388103B (zh) * 2021-06-18 2022-09-09 天津师范大学 一种利用液相粉碎制备聚芳香醚的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3970681A (en) * 1972-03-10 1976-07-20 University Patents, Inc. Nitrile terminated aromatic polyethers
US4259471A (en) 1979-05-24 1981-03-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polyphenylether-bridged polyphthalocyanine
DE3342433A1 (de) * 1983-11-24 1985-06-05 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur herstellung von aromatischen polyaethern
US5084530A (en) * 1988-08-22 1992-01-28 Amoco Corporation Poly(aryl ether sulfone)-poly(aryl ether ketone) block copolymers
US4968758A (en) * 1988-08-22 1990-11-06 Amoco Corporation Poly(aryl ether sulfone)-poly(aryl ether ketone) block copolymers block copolymers
US5003039A (en) 1988-11-18 1991-03-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Amino phenyl containing curing agent for high performance phthalonitrile resin
US5208318A (en) 1991-03-15 1993-05-04 Keller Teddy M Phosphazene-containing amine as curing agent for phthalonitrile-base polymer
US5352760A (en) * 1993-02-18 1994-10-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polymerization of oligomeric multiple aromatic ether-containing phthalonitriles
US6297298B1 (en) 1998-01-15 2001-10-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Phthalonitrile prepolymerization composition
US5965268A (en) 1998-06-26 1999-10-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Carbon-based composites derived from phthalonitrile resins
US6756470B2 (en) * 2002-04-26 2004-06-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Oligomeric hydroxy arylether phthalonitiles and synthesis thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US6756470B2 (en) 2004-06-29
AU2002359460A1 (en) 2003-11-10
CA2478725A1 (en) 2003-11-06
US20040181029A1 (en) 2004-09-16
US6891014B2 (en) 2005-05-10
WO2003091312A1 (en) 2003-11-06
US20040181027A1 (en) 2004-09-16
US20040181028A1 (en) 2004-09-16
EP1507816A4 (en) 2006-05-31
US20030229198A1 (en) 2003-12-11
EP1507816A1 (en) 2005-02-23
US7452959B2 (en) 2008-11-18
US7511113B2 (en) 2009-03-31
KR20050006190A (ko) 2005-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006511627A (ja) オリゴマーヒドロキシアリールエーテルフタロニトリルおよびその合成
US8530607B2 (en) Aromatic ether and alkynyl containing phthalonitriles
CN107810177B (zh) 邻苯二甲腈化合物
US7217780B2 (en) Polyether ketone and method of producing the same
US20110263775A1 (en) Phosphine oxide containing phthalonitriles
US5464926A (en) Synthesis and polymerization of oligomeric multiple aromatic ether-containing phthalonitriles
KR101919046B1 (ko) 프탈로니트릴 수지
EP0162606B1 (en) Aromatic polythioetheramides and process for their production
EP4051726A1 (en) Curable compositions of benzoxazine and phthalonitrile resins
EP0317226A2 (en) Aromatic compounds
KR102071911B1 (ko) 프탈로니트릴 수지
JPS60235835A (ja) シアンアリ−ルオキシ系共重合体の製造法
JPS62148524A (ja) 熱可塑性芳香族ポリエ−テルの製造方法
JPH11255868A (ja) フェノールアラルキル樹脂の製造方法
JPH02725A (ja) 芳香族化合物
KR102380727B1 (ko) 프탈로니트릴 수지
JPS60197727A (ja) 芳香族ポリエ−テルケトン共重合体及びその製造方法
JPS63297423A (ja) ポリスルホン共重合体およびその製造方法
JPS585929B2 (ja) コウブンシリヨウリンガンユウジユウゴウタイノセイゾウホウホウ
JPH06184300A (ja) 芳香族ポリエーテル及びその製造方法並びにトリアジン化合物
JPH01282217A (ja) 熱可塑性芳香族ポリエーテルの製造方法
JPS6362534B2 (ja)
JPH0463899B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090106

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090609