JP2609682B2 - 高度に可溶性の芳香族ポリイミド - Google Patents
高度に可溶性の芳香族ポリイミドInfo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
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- C08G73/1042—Copolyimides derived from at least two different tetracarboxylic compounds or two different diamino compounds
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- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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- C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、アルキル置換4,4′−メチレン−ビスアニ
リンおよび3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物(BPDA)から調製され、非プロトン性溶媒中に
可溶性である、完全に環化した芳香族ポリイミドの1つ
のクラスに関する。
リンおよび3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物(BPDA)から調製され、非プロトン性溶媒中に
可溶性である、完全に環化した芳香族ポリイミドの1つ
のクラスに関する。
米国特許4,378,400号は、BPDAに基づくポリイミドお
よびガス分離膜としてのそれらの実用性を開示してい
る。米国特許4,378,400号(第10欄、第19−21行)は、
その例の1つがジメチルアセタミド中に不溶性であるこ
とを開示している。米国特許4,378,324号、米国特許4,4
86,376号、米国特許4,528,004号、米国特許4,370,290
号、米国特許4,440,643号、米国特許4,460,526号、米国
特許4,474,662号、米国特許4,474,858号、米国特許4,48
5,056号、米国特許4,512,893号および米国特許4,535,10
5号は、このクラスのポリイミドのための製作方法など
を開示しているが、すぐれた非プロトン性溶媒中の可溶
性を開示していない。英国特許出願G.B.2,176,196A号
は、BPDAに基づくポリイミド粉末およびそれらの製造を
開示している。それらの製造法は、すぐれた非プロトン
性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン中のBPDAに基づ
くポリイミドの不溶性に基づく。
よびガス分離膜としてのそれらの実用性を開示してい
る。米国特許4,378,400号(第10欄、第19−21行)は、
その例の1つがジメチルアセタミド中に不溶性であるこ
とを開示している。米国特許4,378,324号、米国特許4,4
86,376号、米国特許4,528,004号、米国特許4,370,290
号、米国特許4,440,643号、米国特許4,460,526号、米国
特許4,474,662号、米国特許4,474,858号、米国特許4,48
5,056号、米国特許4,512,893号および米国特許4,535,10
5号は、このクラスのポリイミドのための製作方法など
を開示しているが、すぐれた非プロトン性溶媒中の可溶
性を開示していない。英国特許出願G.B.2,176,196A号
は、BPDAに基づくポリイミド粉末およびそれらの製造を
開示している。それらの製造法は、すぐれた非プロトン
性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン中のBPDAに基づ
くポリイミドの不溶性に基づく。
日本特許出願公開61−195125号は、9,10−ビス(アミ
ノフェニル)アントアセトンと2,3,3′,4′−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、BPDAの構造異性体、から
調製されたポリイミドの、すぐれた非プロトン性溶媒、
例えば、N−メチルピロリドン中の可溶性を開示してい
る。それらは、同一ジアミンとBPDAとから調製されたポ
リイミドについてのすぐれた非プロトン性溶媒中の可溶
性を開示していない。
ノフェニル)アントアセトンと2,3,3′,4′−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、BPDAの構造異性体、から
調製されたポリイミドの、すぐれた非プロトン性溶媒、
例えば、N−メチルピロリドン中の可溶性を開示してい
る。それらは、同一ジアミンとBPDAとから調製されたポ
リイミドについてのすぐれた非プロトン性溶媒中の可溶
性を開示していない。
米国特許4,696,994号は、BPDAとビス(アミノフェノ
キシ−フェニル)スルホンまたはビス(アミノフェノキ
シ−フェニル)プロパンから調製されたポリイミドの、
すぐれた非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリ
ドン中の可溶性を開示している。
キシ−フェニル)スルホンまたはビス(アミノフェノキ
シ−フェニル)プロパンから調製されたポリイミドの、
すぐれた非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリ
ドン中の可溶性を開示している。
欧州特許出願132,221号、欧州特許出願141,781号およ
び欧州特許出願181,837号は、ジアミンがアルキル基で
置換されている芳香族ポリイミドを開示している。ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物は、これらの特許出願
の実施例のいずれいにおいても使用されていない。米国
特許4,629,685号、米国特許4,629,777号および米国特許
4,656,116号は、高度にアルキル置換された芳香族ポリ
イミドを開示しており、それらのあるものはすぐれた非
プロトン性溶媒中に可溶性である。それらはこれらのポ
リイミドがより弱い溶媒中に可溶性であることを開示し
ていない。BPDAはこれらの特許の実施例のいずれにおい
ても使用されていない。
び欧州特許出願181,837号は、ジアミンがアルキル基で
置換されている芳香族ポリイミドを開示している。ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物は、これらの特許出願
の実施例のいずれいにおいても使用されていない。米国
特許4,629,685号、米国特許4,629,777号および米国特許
4,656,116号は、高度にアルキル置換された芳香族ポリ
イミドを開示しており、それらのあるものはすぐれた非
プロトン性溶媒中に可溶性である。それらはこれらのポ
リイミドがより弱い溶媒中に可溶性であることを開示し
ていない。BPDAはこれらの特許の実施例のいずれにおい
ても使用されていない。
米国特許3,356,648号は、ポリアミド酸およびヘキサ
フルオロプロピレン架橋ジアミンおよび二無水物からの
ポリイミドが、比較的弱い溶媒、例えば、アセトン中に
可溶性であるが、より弱い溶媒、例えば、トルエン中に
は可溶性でないことを開示している。BPDAはこの特許の
実施例のいずれにおいても使用されていない。
フルオロプロピレン架橋ジアミンおよび二無水物からの
ポリイミドが、比較的弱い溶媒、例えば、アセトン中に
可溶性であるが、より弱い溶媒、例えば、トルエン中に
は可溶性でないことを開示している。BPDAはこの特許の
実施例のいずれにおいても使用されていない。
米国特許3,959,350号は、すぐれた非プロトン性溶媒
中に可溶性のポリイミドを開示している。より弱い溶媒
中の可溶性は例示されていない。BPDAはこの特許の実施
例のいずれにおいても使用されていない。
中に可溶性のポリイミドを開示している。より弱い溶媒
中の可溶性は例示されていない。BPDAはこの特許の実施
例のいずれにおいても使用されていない。
米国特許3,705,870号は、2,4−ジアミノジフェニルア
ミンおよび2,4−ジアミノフェニルサルファイドから調
製した可溶性ポリイミドを記載している。弱い溶媒中の
可溶性は例示されていない。BPDAはこの特許の実施例の
いずれにおいても使用されていない。
ミンおよび2,4−ジアミノフェニルサルファイドから調
製した可溶性ポリイミドを記載している。弱い溶媒中の
可溶性は例示されていない。BPDAはこの特許の実施例の
いずれにおいても使用されていない。
米国特許3,705,869号は、3,3−ビス(p−アミノフェ
ニル)オキシインドールおよび3,3−ビス(p−アミノ
フェニル)−1−フェニルオキシインドールから誘導さ
れた可溶性ポリイミドを記載している。弱い溶媒中の可
溶性は開示されていない。BPDAはこの特許の実施例のい
ずれにおいても使用されていない。
ニル)オキシインドールおよび3,3−ビス(p−アミノ
フェニル)−1−フェニルオキシインドールから誘導さ
れた可溶性ポリイミドを記載している。弱い溶媒中の可
溶性は開示されていない。BPDAはこの特許の実施例のい
ずれにおいても使用されていない。
米国特許3,758,434号は、すぐれた非プロトン性溶媒
中に可溶性であるポリイミドを開示している。弱い溶媒
中の可溶性は開示されていない。BPDAはこの特許の実施
例のいずれにおいても使用されていない。
中に可溶性であるポリイミドを開示している。弱い溶媒
中の可溶性は開示されていない。BPDAはこの特許の実施
例のいずれにおいても使用されていない。
米国特許3,787,367号は、可溶性コポリイミドを記載
している。より弱い溶媒中の可溶性は開示されていな
い。BPDAはこの特許の実施例のいずれにおいても使用さ
れていない。
している。より弱い溶媒中の可溶性は開示されていな
い。BPDAはこの特許の実施例のいずれにおいても使用さ
れていない。
米国特許3,803,075号は、2,6−ジアミノ−s−トリア
ジンからの可溶性ポリイミドを記載している。この材料
は弱い溶媒中に不溶性であることが示されている。BPDA
はこの特許の実施例のいずれにおいても使用されていな
い。
ジンからの可溶性ポリイミドを記載している。この材料
は弱い溶媒中に不溶性であることが示されている。BPDA
はこの特許の実施例のいずれにおいても使用されていな
い。
米国特許3,856,752号は、フェニルレンジアミンおよ
び二無水物から調製された可溶性ポリイミドを記載して
いる。弱い溶媒中の可溶性は開示されていない。BPDAは
この特許の実施例のいずれにおいても使用されていな
い。
び二無水物から調製された可溶性ポリイミドを記載して
いる。弱い溶媒中の可溶性は開示されていない。BPDAは
この特許の実施例のいずれにおいても使用されていな
い。
米国特許4,078,142号および米国特許4,145,522号は、
改良された可溶性を有するポリイミド材料を記載してい
る。しかしながら、可溶性の情報は開示されていない。
BPDAはこれらの特許の実施例のいずれかにおいても使用
されていない。
改良された可溶性を有するポリイミド材料を記載してい
る。しかしながら、可溶性の情報は開示されていない。
BPDAはこれらの特許の実施例のいずれかにおいても使用
されていない。
米国特許3,546,175号は、2、4−ジアミノイソプロ
ピルベンゼンおよびピロメリット酸二無水物および3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
からの可溶性ポリイミドを記載している。これらの材料
はすぐれた非プロトン性溶媒においてのみ可溶性である
ことが発見された。BPDAはこの特許の実施例のいずれに
おいても使用されていない。
ピルベンゼンおよびピロメリット酸二無水物および3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
からの可溶性ポリイミドを記載している。これらの材料
はすぐれた非プロトン性溶媒においてのみ可溶性である
ことが発見された。BPDAはこの特許の実施例のいずれに
おいても使用されていない。
米国特許3,642,682号は、グアナミンに基づくジアミ
ンからの可溶性ポリイミドを記載している。弱い溶媒
は、それらの材料のための、すぐれた非プロトン性溶媒
とともに、希釈剤または補助溶媒として使用できること
が開示されている。BPDAはこの特許の実施例のいずれに
おいても使用されていない。
ンからの可溶性ポリイミドを記載している。弱い溶媒
は、それらの材料のための、すぐれた非プロトン性溶媒
とともに、希釈剤または補助溶媒として使用できること
が開示されている。BPDAはこの特許の実施例のいずれに
おいても使用されていない。
米国特許4,588,804号は、1系列の可溶性ポリイミド
を記載している。弱い溶媒中の可溶性は開示されていな
い。BPDAはこの特許の実施例のいずれにおいても使用さ
れていない。
を記載している。弱い溶媒中の可溶性は開示されていな
い。BPDAはこの特許の実施例のいずれにおいても使用さ
れていない。
米国特許4,697,093号は、可溶性ポリイミドを記載し
ている。これらの材料は弱い溶媒中に可容性であると開
示されていない。BPDAはこの特許の実施例のいずれにお
いても使用されていない。
ている。これらの材料は弱い溶媒中に可容性であると開
示されていない。BPDAはこの特許の実施例のいずれにお
いても使用されていない。
NASA−TM−8916は、可溶性ポリイミドを記載してい
る。これらの材料は弱い溶媒中に可溶性であると開示さ
れていず、そしてBPDAの使用は記載されていない。
る。これらの材料は弱い溶媒中に可溶性であると開示さ
れていず、そしてBPDAの使用は記載されていない。
本発明は、芳香族ポリイミドのクラスにおいて前に発
見されたより広い溶媒範囲において可溶性である、芳香
族ポリイミドに関する。これらのポリイミドから形成さ
れたフィルムは、本質的に光学的に透明でありかつ無色
である。本発明のポリイミドは、ビフエニルテトラカル
ボン酸二無水物である二無水物およびアミノ基に隣接し
てアルキル基で置換され、そしてある場合においてハロ
ゲン原子でさらに置換されている4,4′−メチレン−ビ
ス−アニリンから形成される。
見されたより広い溶媒範囲において可溶性である、芳香
族ポリイミドに関する。これらのポリイミドから形成さ
れたフィルムは、本質的に光学的に透明でありかつ無色
である。本発明のポリイミドは、ビフエニルテトラカル
ボン酸二無水物である二無水物およびアミノ基に隣接し
てアルキル基で置換され、そしてある場合においてハロ
ゲン原子でさらに置換されている4,4′−メチレン−ビ
ス−アニリンから形成される。
芳香族ポリイミドは、1つのクラスとして、広い範囲
の溶媒中に不溶性である傾向がある。この不溶性は、高
い軟化温度とともに、芳香族ポリイミド材料の有用な製
品への製作を非常に困難とする。不溶性芳香族ポリイミ
ドからのフィルム、コーティングおよび他の構造体の製
作は、一般に、手の込んだ方法、例えば、前記ポリイミ
ドからの凝集性粉末の形成、を必要とする。他の製作技
術は、不溶性ポリイミドの可溶性ポリアミド−酸前駆体
からのフィルムの形成を包含する。フィルムは、過剰の
溶媒を除去した後、熱的または化学的に脱水して、前駆
体ポリアミド酸フィルムをポリイミドフィルムに転化し
なくてはならない。それ以上の問題、例えば、イミド化
工程の間の副生物の水の発生によって生ずる空隙の形成
が存在する。
の溶媒中に不溶性である傾向がある。この不溶性は、高
い軟化温度とともに、芳香族ポリイミド材料の有用な製
品への製作を非常に困難とする。不溶性芳香族ポリイミ
ドからのフィルム、コーティングおよび他の構造体の製
作は、一般に、手の込んだ方法、例えば、前記ポリイミ
ドからの凝集性粉末の形成、を必要とする。他の製作技
術は、不溶性ポリイミドの可溶性ポリアミド−酸前駆体
からのフィルムの形成を包含する。フィルムは、過剰の
溶媒を除去した後、熱的または化学的に脱水して、前駆
体ポリアミド酸フィルムをポリイミドフィルムに転化し
なくてはならない。それ以上の問題、例えば、イミド化
工程の間の副生物の水の発生によって生ずる空隙の形成
が存在する。
前述の欠点は、本発明の可溶性の完全に環化したポリ
イミドによって、この分野において回避された。可溶性
の完全に環化した3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物(BPDA)に基つくポリイミドは、先行技
術において開示された。これらは、一般に、塩素化溶
媒、例えば、ジクロロメタン、およびフェノール系溶
媒、例えば、クレゾール中にのみ可溶性であるというこ
とによって悩まされる。このような溶媒は健康に対して
危険であるために問題を提供する。例えば、クレゾール
は、接触すると、高度に毒性であり、そしてジクロロメ
タンは蒸気を呼吸すると、呼吸器系の疾患を引き起こす
ことがある。これらの問題は、より広い範囲の非プロト
ン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン、N,N′−ジ
メチルアセタミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド、トルエンなど中で可溶性のBPDAに基
づくポリイミドを使用することによって回避することが
できる。
イミドによって、この分野において回避された。可溶性
の完全に環化した3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物(BPDA)に基つくポリイミドは、先行技
術において開示された。これらは、一般に、塩素化溶
媒、例えば、ジクロロメタン、およびフェノール系溶
媒、例えば、クレゾール中にのみ可溶性であるというこ
とによって悩まされる。このような溶媒は健康に対して
危険であるために問題を提供する。例えば、クレゾール
は、接触すると、高度に毒性であり、そしてジクロロメ
タンは蒸気を呼吸すると、呼吸器系の疾患を引き起こす
ことがある。これらの問題は、より広い範囲の非プロト
ン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン、N,N′−ジ
メチルアセタミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド、トルエンなど中で可溶性のBPDAに基
づくポリイミドを使用することによって回避することが
できる。
本発明は、前述の欠点を回避し、そして、N−メチル
ピロリドン(NMP)からトルエンにいたらる、より広い
範囲の非プロトン性溶媒中に可溶性である、第1の既知
のクラスの完全に環化したBPDAに基づくポリイミドを提
供する。このクラスのポリイミドは、置換されたメチレ
ンジアミンおよび3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物(ここでBPDAとして表わす)から本質的
に組成的に調製される。より広い範囲の非プロトン性溶
媒中に可溶性の適当なポリイミド組成物は、次の反復単
位を有するポリイミドを包含する: 式中、 −Ar1−は次式 からなり、 ここで、 −Xは、独立に、1〜6個の炭素原子を有する第1級
アルキル基または第2級アルキル基、好ましくはメチル
基、エチル基またはイソプロピル基、であり、 −Zは独立に−C1、−Brまたは−I、好ましくは−C
l、であり、 そして、 である、 の、等モル量の芳香族無水物 及びジアミンAr1からなり、そして分子量がフイル
ム形成に充分でありかつフイルムを折り曲げた時の割れ
目抵抗に充分である、芳香族ポリイミド。
ピロリドン(NMP)からトルエンにいたらる、より広い
範囲の非プロトン性溶媒中に可溶性である、第1の既知
のクラスの完全に環化したBPDAに基づくポリイミドを提
供する。このクラスのポリイミドは、置換されたメチレ
ンジアミンおよび3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物(ここでBPDAとして表わす)から本質的
に組成的に調製される。より広い範囲の非プロトン性溶
媒中に可溶性の適当なポリイミド組成物は、次の反復単
位を有するポリイミドを包含する: 式中、 −Ar1−は次式 からなり、 ここで、 −Xは、独立に、1〜6個の炭素原子を有する第1級
アルキル基または第2級アルキル基、好ましくはメチル
基、エチル基またはイソプロピル基、であり、 −Zは独立に−C1、−Brまたは−I、好ましくは−C
l、であり、 そして、 である、 の、等モル量の芳香族無水物 及びジアミンAr1からなり、そして分子量がフイル
ム形成に充分でありかつフイルムを折り曲げた時の割れ
目抵抗に充分である、芳香族ポリイミド。
より広い範囲の非プロトン性溶媒中の高温のBPDAに基
づくポリイミドのこのクラスについて見出された驚くべ
き可溶性は、その中に組み入れられた構造的特徴の組み
合わせの直接の結果であると信じられる。先行技術にお
いて教示されているように、3,3′,4,4′−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物(BPDA)を組み入れた、いく
つかの完全に環化した芳香族ポリイミドは、塩素化溶
媒、例えば、ジクロロメタン、およびフェノール系溶
媒、例えば、クレゾール中に可溶性である。この可溶性
は完全には理解されない。一般に、BPDAに基づくポリイ
ミドは非プロトン性溶媒中に不溶性である。例えば、BP
DAに基づくポリイミドは、すぐれた非プロトン性溶媒、
例えば、N,N−ジメチルアセタミド(米国特許4,378,400
号;第10欄、第21行)およびN−メチルピロリドン(米
国特許4,508,766号;第7欄、第14行)中で調製したと
き、粉末として溶液から外に沈澱する。すぐれた非プロ
トン性溶媒中のこの不溶性は、BPDAに基づく成形可能な
ポリイミド粉末を調製するために利用されてきた(英国
特許出願GB2,176,196A号)。1つの場合においてのみ、
BPDAに基づくポリイミドはすぐれた非プロトン性溶媒中
に可溶性であることが開示された(米国特許4,696,994
号)。従来、ポリイミド中のBPDAの組み入れは、より広
い範囲の非プロトン性溶媒中のポリマーの可溶性を提供
するために十分な基準ではなかった。
づくポリイミドのこのクラスについて見出された驚くべ
き可溶性は、その中に組み入れられた構造的特徴の組み
合わせの直接の結果であると信じられる。先行技術にお
いて教示されているように、3,3′,4,4′−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物(BPDA)を組み入れた、いく
つかの完全に環化した芳香族ポリイミドは、塩素化溶
媒、例えば、ジクロロメタン、およびフェノール系溶
媒、例えば、クレゾール中に可溶性である。この可溶性
は完全には理解されない。一般に、BPDAに基づくポリイ
ミドは非プロトン性溶媒中に不溶性である。例えば、BP
DAに基づくポリイミドは、すぐれた非プロトン性溶媒、
例えば、N,N−ジメチルアセタミド(米国特許4,378,400
号;第10欄、第21行)およびN−メチルピロリドン(米
国特許4,508,766号;第7欄、第14行)中で調製したと
き、粉末として溶液から外に沈澱する。すぐれた非プロ
トン性溶媒中のこの不溶性は、BPDAに基づく成形可能な
ポリイミド粉末を調製するために利用されてきた(英国
特許出願GB2,176,196A号)。1つの場合においてのみ、
BPDAに基づくポリイミドはすぐれた非プロトン性溶媒中
に可溶性であることが開示された(米国特許4,696,994
号)。従来、ポリイミド中のBPDAの組み入れは、より広
い範囲の非プロトン性溶媒中のポリマーの可溶性を提供
するために十分な基準ではなかった。
ジアミン官能のまわりのオルト−アルキル置換基は、
イミド連結を立体的に詰め込む(crowd)傾向がある。
これはイミド官能および二無水物残基の芳香族残基の平
面より外にジアミン官能の芳香族残基を保持させる傾向
がある。したがって、芳香族ポリイミド連鎖内の電子的
環の接合は大きく減少する。さらに、前述のアルキル置
換基は、フィルムおよび/またはコーティング内の異な
るポリイミド連鎖間の強い電子的相互作用を立体的に遮
断する。しかしながら、先行技術においておよびこの明
細書中の比較例において教示されているように、オルト
−アルキル置換基の組み入れは、それ自体で、すぐれた
非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン中の
増大したポリマーの可溶性を提供するために十分な基準
ではない。
イミド連結を立体的に詰め込む(crowd)傾向がある。
これはイミド官能および二無水物残基の芳香族残基の平
面より外にジアミン官能の芳香族残基を保持させる傾向
がある。したがって、芳香族ポリイミド連鎖内の電子的
環の接合は大きく減少する。さらに、前述のアルキル置
換基は、フィルムおよび/またはコーティング内の異な
るポリイミド連鎖間の強い電子的相互作用を立体的に遮
断する。しかしながら、先行技術においておよびこの明
細書中の比較例において教示されているように、オルト
−アルキル置換基の組み入れは、それ自体で、すぐれた
非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン中の
増大したポリマーの可溶性を提供するために十分な基準
ではない。
ジアミン官能のまわりの構造的に異なるオルト−アル
キル置換基の組み入れおよび/またはオルト−アルキル
置換ジアミン官能のまわりのメターハライド置換基の組
み入れは、ポリマー連鎖中になおいっそう大きい無秩序
を引き起こす。このポリマー連鎖の無秩序は、ポリイミ
ド連鎖の高分子構造をさらに崩壊し、こうしてフィルム
および/またはコーティング内の連鎖内の有機化に対し
て大きい障害を引き起こす。
キル置換基の組み入れおよび/またはオルト−アルキル
置換ジアミン官能のまわりのメターハライド置換基の組
み入れは、ポリマー連鎖中になおいっそう大きい無秩序
を引き起こす。このポリマー連鎖の無秩序は、ポリイミ
ド連鎖の高分子構造をさらに崩壊し、こうしてフィルム
および/またはコーティング内の連鎖内の有機化に対し
て大きい障害を引き起こす。
前述の構造的特徴の組み合わせは、連鎖間および連鎖
内の相互作用を大きく減少するはたらきをする。このク
ラスの高温のBPDAに基づくポリイミドの広い範囲の非プ
ロトン溶媒中での驚くべきほどに高い可溶性を与えるは
たらきをするのは、この減少であると信じらる。ここに
開示するBPDAに基づくポリイミドの実施例は、すぐれた
非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドンか
ら、非常に弱い非プロトン性溶媒、例えば、トルエンに
及ぶ、驚くべきほどに広い範囲の非プロトン性溶媒中に
可溶性であることが発見された。機構に無関係に、ここ
に記載する芳香族ポリイミドがすぐれた非プロトン性溶
媒中において大きく増大した可溶性を有するという発見
は、先行技術の教示に照して驚くべきである。
内の相互作用を大きく減少するはたらきをする。このク
ラスの高温のBPDAに基づくポリイミドの広い範囲の非プ
ロトン溶媒中での驚くべきほどに高い可溶性を与えるは
たらきをするのは、この減少であると信じらる。ここに
開示するBPDAに基づくポリイミドの実施例は、すぐれた
非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドンか
ら、非常に弱い非プロトン性溶媒、例えば、トルエンに
及ぶ、驚くべきほどに広い範囲の非プロトン性溶媒中に
可溶性であることが発見された。機構に無関係に、ここ
に記載する芳香族ポリイミドがすぐれた非プロトン性溶
媒中において大きく増大した可溶性を有するという発見
は、先行技術の教示に照して驚くべきである。
すぐれた非プロトン性溶媒中の前述のクラスのポリイ
ミドの可溶性は、多くの製品へのBPDAに基づくポリイミ
ドの製作を促進する。不溶性ポリイミドからのフィル
ム、コーティング、および他の製品への製作は、前述の
ように、長大な方法を必要とする。さらに、先行技術に
記載されいるような、塩素化溶媒、例えば、ジクロロメ
タン、およびフェノール系溶媒、例えば、クレゾール中
に可溶性であるクラスの完全に環化したBPDAに基づくポ
リイミドから、このような製品を製作することは、これ
らの溶媒に関連する危険によって複雑となる。すぐれた
非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン中に
可溶性の、本発明のここに記載するクラスの完全に環化
したBPDAに基づくポリイミドは、フィルム、コーティン
グなどの製作のための製作方法を大きく簡素化する。
ミドの可溶性は、多くの製品へのBPDAに基づくポリイミ
ドの製作を促進する。不溶性ポリイミドからのフィル
ム、コーティング、および他の製品への製作は、前述の
ように、長大な方法を必要とする。さらに、先行技術に
記載されいるような、塩素化溶媒、例えば、ジクロロメ
タン、およびフェノール系溶媒、例えば、クレゾール中
に可溶性であるクラスの完全に環化したBPDAに基づくポ
リイミドから、このような製品を製作することは、これ
らの溶媒に関連する危険によって複雑となる。すぐれた
非プロトン性溶媒、例えば、N−メチルピロリドン中に
可溶性の、本発明のここに記載するクラスの完全に環化
したBPDAに基づくポリイミドは、フィルム、コーティン
グなどの製作のための製作方法を大きく簡素化する。
前述のクラスのBPDAに基づくポリイミドは、弱い非プ
ロトン性溶媒、例えば、トルエン中に可溶性であること
が発見された。より弱い溶媒中の可溶性は、不溶性また
は可溶性に劣るポリイミドに対して利用できなかった、
独特の製作の機会を提供する。コーティングの材料が支
持体の材料が感受性である溶媒中にのみ可溶性である、
多層構造体を製作することは困難である。この問題は、
支持体の材料が不感受性である、より弱い溶媒中に可溶
性であるポリイミド材料が入手可能であるとき、解決さ
れる。上の例は、電子装置上にポリイミドの不動態化コ
ーティングを適用するとき、起こりうる。
ロトン性溶媒、例えば、トルエン中に可溶性であること
が発見された。より弱い溶媒中の可溶性は、不溶性また
は可溶性に劣るポリイミドに対して利用できなかった、
独特の製作の機会を提供する。コーティングの材料が支
持体の材料が感受性である溶媒中にのみ可溶性である、
多層構造体を製作することは困難である。この問題は、
支持体の材料が不感受性である、より弱い溶媒中に可溶
性であるポリイミド材料が入手可能であるとき、解決さ
れる。上の例は、電子装置上にポリイミドの不動態化コ
ーティングを適用するとき、起こりうる。
ここに開示するポリイミドは、ガス分離および電子的
応用、例えば、保護コーティングに使用される。
応用、例えば、保護コーティングに使用される。
実施例 実施例1(参考例) N−メチルピロリドン(250ml)中の4,4′−メチレン
−ビス(2−メチル−6−イソプロピルアニリン)(3
1.0g、0.10モル)の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA、29.7g、0.1
01モル、最後の部分を追加の50mlのN−メチルピロリド
ンで洗浄した)を不活性雰囲気下に室温において添加し
た。暗いオレンジ色の溶液を室温において一夜攪拌した
後、酢酸無水物(37.7ml、0.4モル)およびトリエチル
アミン(55.8ml、0.4モル)の溶液を急速に攪拌しなが
ら添加した。生ずる淡いオレンジ色溶液を室温において
4時間攪拌し、次いで水中で沈殿させた。この灰色の固
体をろ過より集め、水で2回洗浄し、そしてメタノール
で2回洗浄した。このポリマーを一夜空気乾燥し、次い
で真空炉[51cmHg(20インチHg)]内で室温において一
夜乾燥し、120℃で3時間そして250℃で5時間乾燥し
て、収量53.2gの生成物を得た。
−ビス(2−メチル−6−イソプロピルアニリン)(3
1.0g、0.10モル)の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA、29.7g、0.1
01モル、最後の部分を追加の50mlのN−メチルピロリド
ンで洗浄した)を不活性雰囲気下に室温において添加し
た。暗いオレンジ色の溶液を室温において一夜攪拌した
後、酢酸無水物(37.7ml、0.4モル)およびトリエチル
アミン(55.8ml、0.4モル)の溶液を急速に攪拌しなが
ら添加した。生ずる淡いオレンジ色溶液を室温において
4時間攪拌し、次いで水中で沈殿させた。この灰色の固
体をろ過より集め、水で2回洗浄し、そしてメタノール
で2回洗浄した。このポリマーを一夜空気乾燥し、次い
で真空炉[51cmHg(20インチHg)]内で室温において一
夜乾燥し、120℃で3時間そして250℃で5時間乾燥し
て、収量53.2gの生成物を得た。
この得られるポリイミドはすぐれた非プロトン性溶
媒、例えば、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキ
シドおよびジメチルアセタミドならびにジクロロメタン
およびm−クレゾール中に20%の固形物(ポリマーの重
量に基づく)より多い量で可溶性であった。
媒、例えば、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキ
シドおよびジメチルアセタミドならびにジクロロメタン
およびm−クレゾール中に20%の固形物(ポリマーの重
量に基づく)より多い量で可溶性であった。
デュポン熱分析装置990−3型(セルHCB1−S/N00523
をもつ、基線傾斜=5.0)を窒素雰囲気中で10℃/分の
進行速度で使用して、上のポリマーについて差動走査熱
量測定(DSC)を実施した。Tgの相関関係づけられる転
移は、この方法によって、400℃まで観測されなかっ
た。
をもつ、基線傾斜=5.0)を窒素雰囲気中で10℃/分の
進行速度で使用して、上のポリマーについて差動走査熱
量測定(DSC)を実施した。Tgの相関関係づけられる転
移は、この方法によって、400℃まで観測されなかっ
た。
デュポン熱重量分析装置99−2型(セル951−5型を
もつ)を窒素雰囲気中で10℃/分の進行速度で使用し
て、上のポリマーについて熱重量分析(TGA)を実施し
た。5%の重量損失が400℃で観測され、そして40%の
重量損失が515℃において観測された。
もつ)を窒素雰囲気中で10℃/分の進行速度で使用し
て、上のポリマーについて熱重量分析(TGA)を実施し
た。5%の重量損失が400℃で観測され、そして40%の
重量損失が515℃において観測された。
N−メチルピロリドン中の15%上のポリマー溶液(重
量に基づく)から、デュポンのテフロン(TEFLON )の
乾燥滑剤中で処理したガラス板上に、100℃において38.
4×10-5m(15ミル)のナイフギャップでフィルムを流延
した。[テフロン(TEFLON )の乾燥滑剤は、ガラス板
へのフィルムの接着を減少するフルオロカーボンターポ
リマーを含有する。]フィルムを板上で100℃において2
5分間乾燥し、室温に冷却し、真空炉[51cmHg(20イン
チHg)]内で室温において一夜さらに乾燥した。フィル
ムを板から剥し、そして真空炉[51cmHg(20インチH
g)]内で120℃において4時間乾燥した。
量に基づく)から、デュポンのテフロン(TEFLON )の
乾燥滑剤中で処理したガラス板上に、100℃において38.
4×10-5m(15ミル)のナイフギャップでフィルムを流延
した。[テフロン(TEFLON )の乾燥滑剤は、ガラス板
へのフィルムの接着を減少するフルオロカーボンターポ
リマーを含有する。]フィルムを板上で100℃において2
5分間乾燥し、室温に冷却し、真空炉[51cmHg(20イン
チHg)]内で室温において一夜さらに乾燥した。フィル
ムを板から剥し、そして真空炉[51cmHg(20インチH
g)]内で120℃において4時間乾燥した。
この透明なフィルムは強靭かつ柔軟であり、そして割
れ目を形成しないで折ることができた。
れ目を形成しないで折ることができた。
実施例2 N−メチルピロリドン(1,000ml)中の4,4′−メチレ
ン−ビス(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)(18
9.5g、0.5モル)の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA、148.6g、0.50
5モル、最後の部分を追加の100mlのN−メチルピロリド
ンで洗浄した)をわずかの窒素のパージの下に室温にお
いて添加した。この反応溶液をN−メチルピロリドンの
沸点までゆっくリ加熱し、その間揮発性物質を留出させ
た。300mlの水/N−メチルピロリドン溶液を3.5時間にわ
たって蒸留した後、蒸留物を反応溶液中に流して戻し
た。非常に粘性の反応溶液が約204℃において合計6.7時
間にわたって流した後、反応溶液を室温にゆっくり冷却
した。この溶液をN−メチルピロリドンで希釈し、そし
て水中で沈殿させた。生ずる固体を順次に水およびメタ
ノールで洗浄した。この灰色のポリマーを一夜空気乾燥
し、次いで真空炉[51cmHg(20インチHg)]内で120℃
においてそして250℃で5時間乾燥して、収量326.8gの
生成物を得た。
ン−ビス(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)(18
9.5g、0.5モル)の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA、148.6g、0.50
5モル、最後の部分を追加の100mlのN−メチルピロリド
ンで洗浄した)をわずかの窒素のパージの下に室温にお
いて添加した。この反応溶液をN−メチルピロリドンの
沸点までゆっくリ加熱し、その間揮発性物質を留出させ
た。300mlの水/N−メチルピロリドン溶液を3.5時間にわ
たって蒸留した後、蒸留物を反応溶液中に流して戻し
た。非常に粘性の反応溶液が約204℃において合計6.7時
間にわたって流した後、反応溶液を室温にゆっくり冷却
した。この溶液をN−メチルピロリドンで希釈し、そし
て水中で沈殿させた。生ずる固体を順次に水およびメタ
ノールで洗浄した。この灰色のポリマーを一夜空気乾燥
し、次いで真空炉[51cmHg(20インチHg)]内で120℃
においてそして250℃で5時間乾燥して、収量326.8gの
生成物を得た。
このポリイミドは弱い非プロトン性溶媒、例えば、ト
ルエンおよびすぐれた非プロトン性溶媒、例えば、N−
メチルピロリドンおよびジメチルアセタミドならびにジ
クロロメタンおよびm−クレゾール中に可溶性であっ
た。
ルエンおよびすぐれた非プロトン性溶媒、例えば、N−
メチルピロリドンおよびジメチルアセタミドならびにジ
クロロメタンおよびm−クレゾール中に可溶性であっ
た。
デュポン熱分析装置990−3型(セルHCBl−S/N00523
をもつ、基線傾斜=5.0)を窒素雰囲気中で10℃/分の
進行速度で使用して、上のポリマーについて差動走査熱
量測定(DSC)を実施した。Tgの相関関係づけられる転
移は、この方法によって、400℃まで観測されなかっ
た。
をもつ、基線傾斜=5.0)を窒素雰囲気中で10℃/分の
進行速度で使用して、上のポリマーについて差動走査熱
量測定(DSC)を実施した。Tgの相関関係づけられる転
移は、この方法によって、400℃まで観測されなかっ
た。
デュポン熱重量分析装置99−2型(セル951−5型を
もつ)を窒素雰囲気中で10℃/分の進行速度で使用し
て、上のポリマーについて熱重分析(TGA)を実施し
た。5%の重量損失が400℃で観測され、そして40%の
重量損失が490℃において観測された。
もつ)を窒素雰囲気中で10℃/分の進行速度で使用し
て、上のポリマーについて熱重分析(TGA)を実施し
た。5%の重量損失が400℃で観測され、そして40%の
重量損失が490℃において観測された。
実施例3(参考例) N−メチルピロリドン(250ml)中の4,4′−メチレン
−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)(28.2g、
0.10モル)の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物(BPDA、29.7g、0.101モ
ル、最後の部分を追加の50mlのN−メチルピロリドンで
洗浄した)を不活性雰囲気下に室温において添加した。
黄−オレンジ色の溶液を室温において一夜攪拌した後、
酢酸無水物(37.7ml、0.4モル)、トリエチルアミン(5
5.8ml、0.4モル)およびN−メチルピロリドン(150m
l)の溶液を急速に攪拌しながら添加した。生ずる黄色
溶液を室温において4時間攪拌し、次いで水中で沈殿さ
せた。このポリマーを水で2回洗浄し、そしてメタノー
ルで2回洗浄した。この固体を一夜空気乾燥し、次いで
真空炉[51cmHg(20インチHg)]内で室温において乾燥
し、120℃で3時間そして250℃で5時間乾燥して、収量
55gの生成物を得た。
−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)(28.2g、
0.10モル)の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物(BPDA、29.7g、0.101モ
ル、最後の部分を追加の50mlのN−メチルピロリドンで
洗浄した)を不活性雰囲気下に室温において添加した。
黄−オレンジ色の溶液を室温において一夜攪拌した後、
酢酸無水物(37.7ml、0.4モル)、トリエチルアミン(5
5.8ml、0.4モル)およびN−メチルピロリドン(150m
l)の溶液を急速に攪拌しながら添加した。生ずる黄色
溶液を室温において4時間攪拌し、次いで水中で沈殿さ
せた。このポリマーを水で2回洗浄し、そしてメタノー
ルで2回洗浄した。この固体を一夜空気乾燥し、次いで
真空炉[51cmHg(20インチHg)]内で室温において乾燥
し、120℃で3時間そして250℃で5時間乾燥して、収量
55gの生成物を得た。
このポリイミドはすぐれた非プロトン性溶媒、例え
ば、N−メチルピロリドンならびにジクロロメタンおよ
びm−クレゾール中に20%の固形分(ポリマーの重量に
基づく)より多い量で可溶性であった。
ば、N−メチルピロリドンならびにジクロロメタンおよ
びm−クレゾール中に20%の固形分(ポリマーの重量に
基づく)より多い量で可溶性であった。
デュポン熱分析装置990−3型(セルHCBl−S/N00523
をもつ、基線傾斜=5.0)を窒素雰囲気中で10℃/分の
進行速度で使用して、上のポリマーについて差動走査熱
量測定(DSC)を実施した。Tgの相関関係づけられる転
移は、この方法によって、400℃まで観測されなかっ
た。
をもつ、基線傾斜=5.0)を窒素雰囲気中で10℃/分の
進行速度で使用して、上のポリマーについて差動走査熱
量測定(DSC)を実施した。Tgの相関関係づけられる転
移は、この方法によって、400℃まで観測されなかっ
た。
デュポン熱重量分析装置99−2型(セル951−5型を
もつ)を窒素雰囲気中で10℃/分の進行速度で使用し
て、上のポリマーについて熱重量分析(TGA)を実施し
た。5%の重量損失が410℃で観測され、そして40%の
重量損失が510℃において観測された。
もつ)を窒素雰囲気中で10℃/分の進行速度で使用し
て、上のポリマーについて熱重量分析(TGA)を実施し
た。5%の重量損失が410℃で観測され、そして40%の
重量損失が510℃において観測された。
比較例 N−メチルピロリドン(250ml)中の4,4′−メチレン
−ビス(2,6−ジエチルアニリン)(31.0g、0.10モル)
の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物(BPDA、29.7g、0.101モル、最後の部
分を追加の50mlのN−メチルピロリドンで洗浄した)を
不活性雰囲気下に室温において添加した。この黄−オレ
ンジ色の溶液を室温において一夜攪拌した後、酢酸無水
物(37.7ml、0.4モル)、トリエチルアミン(55.8ml、
0.4モル)およびN−メチルピロリドン(150ml)の溶液
を急速に攪拌しながら添加した。この淡黄色溶液を室温
において4時間放置した後、水中で沈殿させた。生ずる
灰色固体を水で2回洗浄し、そしてメタノールで2回洗
浄した。この固体を一夜空気乾燥した後、真空炉[51cm
Hg(20インチHg)]内で120℃で3時間そして250℃で5
時間乾燥して、収量55%の生成物を得た。
−ビス(2,6−ジエチルアニリン)(31.0g、0.10モル)
の攪拌した溶液に、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物(BPDA、29.7g、0.101モル、最後の部
分を追加の50mlのN−メチルピロリドンで洗浄した)を
不活性雰囲気下に室温において添加した。この黄−オレ
ンジ色の溶液を室温において一夜攪拌した後、酢酸無水
物(37.7ml、0.4モル)、トリエチルアミン(55.8ml、
0.4モル)およびN−メチルピロリドン(150ml)の溶液
を急速に攪拌しながら添加した。この淡黄色溶液を室温
において4時間放置した後、水中で沈殿させた。生ずる
灰色固体を水で2回洗浄し、そしてメタノールで2回洗
浄した。この固体を一夜空気乾燥した後、真空炉[51cm
Hg(20インチHg)]内で120℃で3時間そして250℃で5
時間乾燥して、収量55%の生成物を得た。
このポリイミドは膨潤したが、すぐれた非プロトン性
溶媒、例えば、N−メチルピロリドン、ジメチルアセタ
ミドおよびジメチルスルホキシド中に不溶性である。こ
のポリマーはジクロロメタンおよびm−クレゾール中に
可溶性である。
溶媒、例えば、N−メチルピロリドン、ジメチルアセタ
ミドおよびジメチルスルホキシド中に不溶性である。こ
のポリマーはジクロロメタンおよびm−クレゾール中に
可溶性である。
Claims (1)
- 【請求項1】式 式中、 −Ar1−は次式 からなり、 ここで、 −Xは、独立に、1〜6個の炭素原子を有する第1級ア
ルキル基 または第2級アルキル基であり、 −Zは独立に−Cl、−Brまたは−Iであり、 そして、 である、 、の等モル量の芳香族無水物 及びジアミンAr1からなり、そして、分子量がフイ
ルム形成に充分でありかつフイルムを折り曲げた時の割
れ目抵抗に充分である、芳香族ポリイミド。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/175,501 US4851505A (en) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | Highly soluble aromatic polyimides |
US175501 | 1998-10-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01263116A JPH01263116A (ja) | 1989-10-19 |
JP2609682B2 true JP2609682B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63119441A Expired - Lifetime JP2609682B2 (ja) | 1988-04-13 | 1988-05-18 | 高度に可溶性の芳香族ポリイミド |
Country Status (16)
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EP (1) | EP0337002B1 (ja) |
JP (1) | JP2609682B2 (ja) |
KR (1) | KR910008324B1 (ja) |
AT (1) | ATE87947T1 (ja) |
AU (1) | AU608845B2 (ja) |
BR (1) | BR8802380A (ja) |
DE (1) | DE3880128T2 (ja) |
DK (1) | DK268888A (ja) |
MA (1) | MA21277A1 (ja) |
NO (1) | NO882146L (ja) |
NZ (1) | NZ224636A (ja) |
OA (1) | OA08849A (ja) |
PT (1) | PT87513B (ja) |
TN (1) | TNSN88064A1 (ja) |
ZA (1) | ZA883481B (ja) |
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US5693741A (en) | 1988-03-15 | 1997-12-02 | The Boeing Company | Liquid molding compounds |
US5705598A (en) | 1985-04-23 | 1998-01-06 | The Boeing Company | Polyester sulfone oligomers and blends |
US5512676A (en) | 1987-09-03 | 1996-04-30 | The Boeing Company | Extended amideimide hub for multidimensional oligomers |
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US5969079A (en) | 1985-09-05 | 1999-10-19 | The Boeing Company | Oligomers with multiple chemically functional end caps |
US5618907A (en) | 1985-04-23 | 1997-04-08 | The Boeing Company | Thallium catalyzed multidimensional ester oligomers |
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US5817744A (en) | 1988-03-14 | 1998-10-06 | The Boeing Company | Phenylethynyl capped imides |
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