JP2649192B2 - 芳香族複素環ランダムコポリマーの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基本的には剛直性を有
し、耐熱性、機械的性質、耐薬品性、電気的性質等に優
れるとともに、伸びや屈曲性をも有するような芳香族複
素環ランダムコポリマーの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】チアゾール環、イミダゾール環、オキサ
ゾール環、オキサジノン環等の複素環を繰り返し単位内
に有する高分子は、剛直性が高く、高強度、高弾性率、
高耐熱性高分子として注目されており、単独で又は他の
エンジニアリングプラスチックと複合して、金属材料に
代替するプラスチック材料としての使用が期待されてい
る。

【０００３】しかしながら、芳香族ポリチアゾールを始
めとする剛直ポリマーは、その高い剛直性のために一般
に溶解性に乏しく、メタンスルホン酸やクロロスルホン
酸などのごく一部の強酸にしか溶解せず、また、伸びも
小さく屈曲性に劣るために成形において問題があり、単
体では材料として使用しにくいものであった。

【０００４】また、このような剛直ポリマーを補強材と
し、他のポリマーをマトリックスとした複合材を形成す
る場合においても、上述の理由で成形性に難点が残る。
さらに、このような複合材とする場合、剛直ポリマーと
マトリックスとなる他のポリマーとの相溶性は一般にそ
れほど良好とはならず、剛直ポリマーとマトリックスポ
リマーとを所望の割合で複合することは難しい。

【０００５】このような欠点を解決する手段の一つとし
て、剛直ポリマーの一部に屈曲性を発現する部位を設
け、成形性を向上することが考えられる。また他のポリ
マーとの相溶性を向上するために、剛直ポリマーの一部
を、複合するポリマーと相溶化しやすい構造（複合相手
となるポリマーの一部と同一又は類似の構造）とするこ
とが考えられる。

【０００６】そのような例の一つとして、特開昭63−25
6622号には、チアゾール環を有する特定の芳香族オリゴ
マーと、少なくともカルボキシル基とアミノ基とをベン
ゼン環に有する特定のモノマーとをポリリン酸中で反応
させて芳香族複素環ブロックコポリマーを製造する方法
が開示されている。この方法によると、得られる芳香族
複素環ブロックコポリマー中に、剛直分子鎖部と、柔軟
分子鎖部とが形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法では、芳香族複素環ブロックコポリマーの合成をポ
リリン酸中で加熱しながら行わなければならない。ま
た、この方法によって得られる芳香族複素環ブロックコ
ポリマーを補強材として用い、他のポリマーと組み合わ
せて複合材（たとえば分子複合材）とする場合、このブ
ロックコポリマーにはチアゾール環等の剛直性を有する
分子鎖部がすでに形成されているので、マトリックスポ
リマーとの相溶性はそれほど大きくならず、複合材への
使用にもそれほど好適ではない。

【０００８】したがって本発明の目的は、ゆるやかな条
件で、かつ、有機溶媒中で実施することができる芳香族
複素環ランダムコポリマーの製造方法を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、チオール基の水素原子を置換又は
無置換のアルキル基により置換した芳香族ジアミノジチ
オール化合物と、芳香族ジアミノ化合物と、ジカルボン
酸誘導体とを有機溶媒中で反応させることにより前駆体
コポリマーをまず製造し、次にこの前駆体コポリマーを
加熱してチアゾール閉環反応を起こし、もって芳香族複
素環ランダムコポリマーとするいわば二段階の反応で合
成する方法を採れば、芳香族複素環ランダムコポリマー
を安定的にかつ効率よく製造することができ、また、分
子複合材等の製造のように、他のポリマーと分子レベル
で均一に混合する必要がある場合には、前駆体の段階
（複素環の形成前）で他のポリマーと混合でき、芳香族
複素環ランダムコポリマーを良好に他のポリマー中に分
散できることを発見した。また、上記の方法で得られる
芳香族複素環ランダムコポリマーは成形性に優れている
ことを発見した。本発明は以上の発見に基づくものであ
る。

【００１０】すなわち、芳香族複素環ランダムコポリマ
ーを製造する本発明の方法は、（ｉ）（ａ）チオール基
の水素原子を置換又は無置換のアルキル基で置換した芳
香族ジアミノジチオール化合物と、（ｂ）芳香族ジアミ
ノ化合物と、（ｃ）ジカルボン酸誘導体とを有機溶媒中
で反応させることにより、下記式

【化３】 （ただしＡｒ及びＡｒ′は芳香族残基であり、Ｒは置換
又は無置換のアルキル基であり、Ｘは前記ジカルボン酸
誘導体残基であり、ｍ及びｎはともに整数であり、ｍ：
ｎは０．０１：９９．９９〜９９．９９：０．０１であ
る。）で表される前駆体コポリマーを製造し、 （ｉｉ）前記前駆体コポリマーを加熱してチアゾール閉
環反応を起こし、 もって、下記式

【化４】 （ただしＡｒ、Ａｒ′、Ｘ、ｍ及びｎはいずれも前記化
３におけるものと同じである。）で表される芳香族複素
環ランダムコポリマーを製造することを特徴とする。

【００１１】本発明を以下詳細に説明する。(a) チオール基の水素原子を置換又は無置換のアルキル
基で置換した芳香族ジアミノジチオール化合物

【００１２】本発明で用いるチオール基の水素原子を置
換又は無置換のアルキル基で置換した芳香族ジアミノジ
チオール化合物（以下、簡単のために化合物(a) と呼
ぶ）は、下記一般式

【化５】 （ただしＡｒは芳香族残基であり、Ｒは置換又は無置換
のアルキル基である）で表されるものである。ここで芳
香族残基Ａｒはベンゼン環に限らず２つ以上のベンゼン
環が縮合した芳香族環でもよく、またビフェニル等のよ
うに２つ以上のベンゼン環が結合したものでもよい。ま
た両側のアミノ基及びチオエーテル基の位置関係は芳香
族残基を中心として左右対称でも点対称でもよい。この
化合物(a)の例としては、

【化６】 等が挙げられる。

【００１３】この化合物(a) は、芳香族残基の両側にそ
れぞれアミノ基及びチオール基を有する化合物である芳
香族ジアミノジチオール化合物より合成することができ
る。芳香族ジアミノジチオール化合物としては、上述し
た化６に示す各化合物のアルキル基Ｒを水素原子で置き
換えたものを使用することができるが、この芳香族ジア
ミノジチオール化合物は、劣化を防ぐために塩酸塩等の
塩の形で使用する。

【００１４】芳香族ジアミノジチオール化合物のチオー
ル基に結合するアルキル基Ｒは、置換又は無置換のアル
キル基である。無置換のアルキル基としては、イソプロ
ピル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、se
c-ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。アルキル
基としては２級及び３級のアルキル基が特に好ましい。

【００１５】また置換アルキル基としては、カルボキシ
ル基、エステル基、シアノ基又はベンゼン基等により置
換されたアルキル基が好適である。なお、このような置
換基を有する場合には、アルキル基は特に２級のもので
ある必要はない。置換基を有するアルキル基としては、
例えば、

【化７】 等が挙げられる。

【００１６】なお、上記の６つの置換アルキル基のう
ち、上位に示す２つのエステル基を置換したものにおい
ては、エステル結合中の酸素原子に結合するアルキル基
がメチル基に限らず、炭素数２〜１０のアルキル基であ
っても良い。

【００１７】特に、芳香族ジアミノジチオール化合物の
チオール基の水素原子を、シアノ基を有するアルキル基
又はエステル基を有するアルキル基で置換しておくと、
得られる芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体（上記
した化３のポリマー）におけるチアゾール閉環反応が比
較的低温で起こるので好ましい。またこれらの芳香族複
素環ランダムコポリマー前駆体の、N-メチル-2- ピロリ
ドン等の有機溶媒への溶解度が向上する。

【００１８】用いるアルキル基の炭素鎖の長さを適度な
もの（炭素数が２〜５程度）にしておけば、後述するよ
うに、本発明の方法により得られる芳香族複素環ランダ
ムコポリマーを用いて、優れた物理的及び化学的物性を
有する分子複合材を製造することができる。なお、ここ
で言う分子複合材とは、ポリチアゾールがマトリックス
ポリマーとなるポリマー中に分子レベルまで微細に分散
してなる、ポリマーブレンド系複合材のことである。こ
の複合材は、本発明の方法で中間生成物として得られる
芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体（上記した化３
のポリマー）とマトリックスポリマーとをブレンド後、
加熱閉環することにより得られる。

【００１９】上記したアルキル基は、そのハロゲン化物
であるアルキルハライドとして用い、これと、さきに述
べた芳香族ジアミノジチオール化合物（の塩）とから、
以下に記す方法により化合物(a) を合成する。なおハロ
ゲン化物としては、上記したアルキル基の臭素化物、塩
素化物、ヨウ化物等が使用できる。

【００２０】化合物(a) の合成では、上述した芳香族ジ
アミノジチオール化合物の塩及びアルキルハライドとを
アルカリ性水溶液中で反応させる。使用するアルカリ性
水性溶媒としては、水、又は水とアルコール（エタノー
ル及び／又はメタノール）との混合溶媒に、水酸化ナト
リウム等の塩基性塩を溶解したものを使用することがで
きる。溶媒をアルカリ性とすることで、芳香族ジアミノ
ジチオール化合物の塩を容易に溶解することができる。
またチオール基の求核性を増大させ、置換反応を助長す
る。なお、アルカリ性水性溶媒のアルカリ濃度は30重量
％以下とするのが良い。

【００２１】この置換反応は０℃〜 100℃の範囲で行う
ことができる。温度が０℃未満であると反応速度が遅く
なり好ましくない。また 100℃を超す温度とすると副反
応が起こってしまい好ましくない。より好ましい反応温
度は０℃〜95℃である。

【００２２】反応時間は特に制限はないが、一般に２〜
24時間程度で良い。

【００２３】なお、反応速度を高めるために、溶液の攪
拌を行うことが好ましい。またアルキルハライドの量を
過剰にすることで反応速度を高めることができる。

【００２４】さらに、セチルトリメチルアンモニウムク
ロライド、臭化n-ブチルトリフェニルホスホニウム、臭
化テトラフェニルホスホニウム、18−クラウン-6等を相
間移動触媒として加えると、反応速度を高めることがで
きる。このような相間移動触媒は、芳香族ジアミノジチ
オール化合物の塩とアルキルハライドとの反応を速やか
に進行させる。

【００２５】以上の条件で置換反応を行うことにより、
芳香族ジアミノジチオール化合物の塩のチオール基の水
素原子をアルキル基で置換したモノマー（化合物(a) ）
を得ることができる。

【００２６】化合物（ａ）を合成する反応において、芳
香族ジアミノジチオール化合物の塩とアルキルハライド
との反応は以下の通り進行する。ここで、芳香族ジアミ
ノジチオール化合物の塩の例として ２，５−ジアミノ
−１，４−ベンゼンジチオール二塩酸塩を用いる。また
式中Ｘ−Ｒはアルキルハライドを表す。

【化８】

【００２７】(b) 芳香族ジアミノ化合物 本発明で用いる芳香族ジアミノ化合物（以下、簡単のた
めに化合物(b) と呼ぶ）としては、屈曲可能な構造を有
する芳香族ジアミノ化合物が好ましく、ジフェニルエー
テル、ビフェニル等の芳香族残基を有するジアミンを用
いることができる。具体的には、下記式

【化９】 で表されるものを好適に使用することができる。

【００２８】なお、最終的に得られる芳香族複素環ラン
ダムコポリマーを分子複合材等に用いる場合、これと、
分子複合材のマトリックスとなるポリマーとの相溶性を
向上させる必要があるが、その場合には、この化合物
(b) として、混合相手となるマトリックスポリマーの一
部と同一又は類似の構造を有するものを選択するのがよ
い。

【００２９】(c) ジカルボン酸誘導体 また、本発明において使用するジカルボン酸の誘導体と
しては、各カルボキシル基を以下のように置換したもの
が挙げられる。

【化１０】

【００３０】また上記ジカルボン酸誘導体の残基として
は、比較的短鎖（炭素数２〜１０）のアルキレン基や、
以下に示すような芳香族系残基が挙げられる。なお、ジ
カルボン酸の例としては、芳香族系のジカルボン酸が好
ましく、特にテレフタル酸、イソフタル酸が好ましい。

【化１１】

【００３１】なおジカルボン酸誘導体は、一種類に限ら
ず二種以上を併用してもよい。

【００３２】次に芳香族複素環ランダムコポリマーの製
造方法について説明する。

【００３３】(1) 前駆体コポリマーの製造 上記した化合物(a) 、化合物(b) 及び(c) ジカルボン酸
誘導体とを所望の配合比で有機溶媒に溶解し、この三者
を共重合する。好ましくは、化合物(a) と化合物(b) と
の均一溶液をまず調製し、これに(c) ジカルボン酸誘導
体を加える。

【００３４】有機溶媒を用いた溶液中の化合物(a) と化
合物(b) の濃度の比は、最終的に得られる芳香族複素環
ランダムコポリマーにおいて、剛直鎖部位に変化する部
分と柔軟な鎖部位となる部分との比率（すなわち上記し
た化４におけるｍとｎの比）となるが、芳香族複素環ラ
ンダムコポリマーの使用目的に合わせて、化合物(a)と
化合物(b) の濃度を適宜決定する。本発明においては、
ｍ：ｎが0.01：99.99〜 99.99：0.01となるように、化
合物(a) と化合物(b) とを配合する。

【００３５】なお、(c) ジカルボン酸誘導体の量は、化
合物(a) と化合物(b) の合計のモル量と等量以上とす
る。また、有機溶媒中における化合物(a) 、化合物(b)
及びジカルボン酸誘導体(c) の合計量の濃度は、0.1 〜
２モル／リットル程度とするのが良い。濃度が２モル／
リットルを超す濃度とすると、各成分の溶解が難しくな
り好ましくない。

【００３６】有機溶媒としてはアミド系有機溶媒を好適
に用いることができる。アミド系有機溶媒としては、N-
メチル-2- ピロリドン、ヘキサメチルフォスフォリック
トリアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられ、
それらの単独又は混合溶液を使用することができる。ま
た反応性を高めるために最大限５％のLiCl、CaCl₂ 等の
塩化物を添加しても良い。

【００３７】化合物(a) と化合物(b) とジカルボン酸誘
導体(c) とを重合し、目的とする芳香族複素環ランダム
コポリマーの前駆体（上記した化３のポリマー）を製造
するが、このときの重合反応温度は、−20℃〜＋50℃と
するのがよい。温度が−20℃未満であると十分な重合反
応が起こらず、また得られる芳香族複素環ランダムコポ
リマーの重合度も低くなる。一方、100 ℃程度の温度で
はチアゾール閉環反応が起こる可能性があるので、安全
をみて重合反応の温度の上限を＋50℃とする。より好ま
しくは、−20℃〜＋30℃の範囲とする。

【００３８】上記の重合反応では、その反応速度を高め
るために、溶液の攪拌を行うことが好ましい。また反応
時間は、特に制限はないが一般に１〜24時間程度でよ
い。

【００３９】以上の条件で重合反応を行うことにより、
チアゾール閉環反応を起こすことなく大きな重合度を有
する芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体が得られ
る。得られる芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体の
固有粘度はη_inh ＝1.0 〜1.7(N-メチル-2- ピロリド
ン、30℃) 程度である。

【００４０】この重合反応は、以下の通り進行するもの
と考えられる。ここで、化合物(a)の例として2,5-ジア
ミノ-1,4- ベンゼンジチオール二塩酸塩のアルキル基置
換体を用い、化合物(b) の例として4,4 ′−ジアミノジ
フェニルエーテル（４−アミノ-p- フェノキシアニリ
ン）を用い、(c) ジカルボン酸誘導体の例としてテレフ
タル酸ジクロライドを用いる。なお、ｍ及びｎは重合度
を表す。

【化１２】

【００４１】得られた芳香族複素環ランダムコポリマー
前駆体は、公知の方法により洗浄及び乾燥することがで
きる。

【００４２】次に、上記の前駆体を加熱し、アルキル基
（Ｒ）を脱離するとともに、その部位でチアゾール環を
形成し、目的とする芳香族複素環ランダムコポリマーを
得る。前駆体として上記した化１２に示す反応式で得ら
れたものを用いれば、下記構造式の芳香族複素環ランダ
ムコポリマーを得ることができる。

【化１３】

【００４３】なお、上記化１３において、ｍ及びｎはそ
れぞれ剛直部及び柔軟部（屈曲部）の総量を表し、剛直
部と柔軟部は任意の（ランダムな）配列で結合してい
る。

【００４４】(2) 前駆体コポリマーの閉環反応 前駆体コポリマーの閉環反応は 250℃〜 500℃の加熱に
より行う。なお 250℃未満の加熱であればチアゾール環
の形成が見られない。また 600℃を超える加熱とすると
ポリチアゾールが熱分解を開始するので好ましくなく、
500 ℃を上限とするのが望ましい。特に、チオール基の
水素原子を、カルボキシル基、シアノ基又はエステル基
等を有するアルキル基で置換したアルキル基置換芳香族
ジアミノジチオール化合物から得られる前駆体コポリマ
ーを用いれば、閉環反応は、250℃〜 400℃の低い温度
で閉環反応を行うことができる。なお、この閉環反応
は、ポリベンゾチアゾールの前駆体（上述した化３にお
いて、ｎ＝０の場合）におけるより10〜20℃程度低い温
度で進む。

【００４５】なお、本発明の方法により得られる芳香族
複素環ランダムコポリマーを用いて分子複合材を製造す
る場合には、あらかじめ芳香族複素環ランダムコポリマ
ーを製造して、それとマトリックスポリマーとを混合す
るのではなく、芳香族複素環ランダムコポリマーの前駆
体の段階で、これとマトリックスポリマーとを有機溶媒
中で混合するのが良い。芳香族複素環ランダムコポリマ
ー前駆体をマトリックスポリマー中に均一に分散したの
ち、溶媒の除去後加熱し、前駆体の閉環反応を起こして
分子複合材とする。したがって、前駆体は、用いる有機
溶媒に対して良好な溶解度を有することが必要である
が、前述したような大きさ（長さ）及び種類のアルキル
基がチオール基に結合してなる前駆体とすれば、有機溶
媒への溶解度は大きくなる。さらに本発明においては、
化合物(b) 成分からなる部分を有機溶媒に対して高い親
和性を有するように設定することができるので、有機溶
媒への溶解度はさらに大きくなる。

【００４６】なお、分子複合材のマトリックスポリマー
として用いることのできるものとしては、芳香族ポリア
ミド、ジアミンと酸無水物とからなるポリアミド酸、及
びポリイミド等がある。

【００４７】また、前述したようなアルキル基を置換し
てなる芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体の溶液は
液晶性が大きくなり、前駆体を溶解している有機溶媒か
ら容易に前駆体を紡糸することができる。したがって、
本発明の方法を用いれば、ポリチアゾール環を有する芳
香族複素環ランダムコポリマーの繊維を製造することも
容易となる。前駆体の溶液の液晶性を大きくするには、
基本的にはチオール基に結合するアルキル基を長くする
ほうが良いが、実際には有機溶媒への溶解度等を考慮し
て適切な長さとするのが良い。

【００４８】

【作用】本発明では、芳香族複素環ランダムコポリマー
の製造において、前駆体をまず合成し、その後加熱によ
りチアゾール閉環反応を起こして目的のランダムコポリ
マーとするいわば二段階の反応による合成を行うので、
アミド系の有機溶媒を用いて、ゆるやかな条件で（高い
加熱温度を必要とせず）前駆体コポリマーを製造でき
る。

【００４９】本発明では、芳香族複素環ランダムコポリ
マーの分子鎖中に、屈曲性を有する構造部位をランダム
に配置することができるので、本発明による芳香族複素
環ランダムコポリマーは良好な成形性を有することにな
る。

【００５０】また、この屈曲性を有する構造部位を水素
結合可能部位とすることができ、そのために他のポリマ
ーとの親和性を良好にすることができる。

【００５１】さらに、本発明の方法を用いれば、芳香族
複素環ランダムコポリマーの合成の第一段階が終わった
時点で（前駆体を合成した時点で）、前駆体とマトリッ
クスポリマーとを混合し、良好な分子複合材を製造する
ことが可能となる。

【００５２】

【実施例】本発明を以下の具体的実施例により詳細に説
明する。実施例１ （１）芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体の合成 下記式

【化１４】で表される化合物（ａ）７ミリモル（１．９
４８８ｇ）と、下記式

【化１５】で表される化合物（ｂ）３ミリモル（０．６
００６ｇ）とを、アルゴン雰囲気下でＮ−メチル−２−
ピロリドン（以下ＮＭＰと呼ぶ）溶媒１５ｍｌに溶解
し、均一な溶液を調製した。

【００５３】この溶液を容器ごと氷冷し、化合物(c) と
して２−クロロテレフタル酸クロライド１０ミリモル
（２．３７４６ｇ）を加えた。溶液を攪拌しながら徐々
に温度を上げてゆき、室温に達したところで温度を保
ち、さらに６時間反応させた。

【００５４】得られたエメラルドグリーンの溶液を大量
のメタノール中に注いだ。なおこの操作はメタノールを
攪拌しながら行った。

【００５５】30分間攪拌を続けた後、濾過し、さらに水
−メタノール溶液で一晩還流し、溶媒を除去した。

【００５６】得られたポリマーを真空中、100 ℃で24時
間乾燥した。収量は99.8％であった。

【００５７】このポリマーの固有粘度η_inh は1.38（dl
/g）であった。なお固有粘度の測定はＮＭＰ中で、ポリ
マーの濃度を0.5g／dlとし、30℃にてウベローデ法によ
り行った。

【００５８】得られたポリマー（前駆体ポリマー）の構
造は以下の通りであると思われる。

【化１６】

【００５９】上記で得られた前駆体ポリマーを、ガラス
板上にキャストし、透明な等方性のフィルム（厚さ３０
μｍ）を得た。

【００６０】このフィルムについて引張弾性率及び引張
強度をJIS K 7127に準拠して測定したところ、引張弾性
率が526.0kgf/mm ² 、引張強度が10.5kgf/mm² であっ
た。

【００６１】（２）芳香族複素環ランダムコポリマーへ
の閉環反応 上記（１）で得たフィルムを真空中において３４０℃で
３０分間加熱し、茶褐色調の透明なフィルムを得た。Ｔ
Ｇ−ＤＴＡ測定及びＩＲスペクトルの観測から、化合物
（ａ）の置換アルキル基の脱離及びチアゾール環の形成
が確認された。

【化１７】 上記のフィルムに対しても上述と同様にして引張弾性率
及び引張強度を測定した。引張弾性率が７０１．０ｋｇ
ｆ／ｍｍ^２、引張強度が１５．６ｋｇｆｍｍ^２であっ
た。

【００６２】実施例２ (1) 芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体の合成 実施例１で用いた化合物(a) １ミリモル（０．２７８４
ｇ）と、やはり実施例１で用いた化合物(b) ９ミリモル
（１．８０１８ｇ）とを、アルゴン雰囲気下でＮＭＰ１
５mlに溶解し、均一な溶液を調製した。

【００６３】この溶液を容器ごと氷冷し、化合物(c) と
してイソフタル酸クロライド１０ミリモル（２．０３０
２ｇ）を加えた。溶液を攪拌しながら徐々に温度を上げ
てゆき、室温に達したところで温度を保ち、さらに６時
間反応させた。

【００６４】生成物の溶液を大量のメタノール中に注い
だ。なおこの操作はメタノールを攪拌しながら行った。

【００６５】30分間攪拌を続けた後、濾過し、さらに水
−メタノール溶液で一晩還流し、溶媒を除去した。

【００６６】得られた無色透明のポリマーを真空中、10
0 ℃で24時間乾燥した。収量は99.8％であった。

【００６７】このポリマーの固有粘度η_inh は1.20（dl
/g）であった。なお固有粘度の測定はＮＭＰ中で、ポリ
マーの濃度を0.5g／dlとし、30℃にてウベローデ法によ
り行った。

【００６８】得られたポリマー（前駆体ポリマー）の構
造は以下の通りであると思われる。

【化１８】

【００６９】上記で得られた前駆体ポリマーを、ガラス
板上にキャストし、透明な等方性のフィルム（厚さ３０
μｍ）を得た。

【００７０】このフィルムについて引張弾性率及び引張
強度をJIS K 7127に準拠して測定したところ、引張弾性
率が265.7kgf/mm ² 、引張強度が4.71kgf/mm² であっ
た。

【００７１】（２）芳香族複素環ランダムコポリマーへ
の閉環反応 上記（１）で得たフィルムを真空中において３５０℃で
３０分間加熱し、淡い褐色調の透明なフィルムを得た。
ＴＧ−ＤＴＡ測定及びＩＲスペクトルの観測から、化合
物（ａ）の置換アルキル基の脱離及びチアゾール環の形
成が確認された。芳香族複素環ランダムコポリマーは、
以下に示すような構造式で表される。

【化１９】

【００７２】上記のフィルムに対しても上述と同様にし
て引張弾性率及び引張強度を測定した。引張弾性率が32
8.4kgf/mm ² 、引張強度が10.30kgf/mm ² であった。

【００７３】実施例３ 化合物（ａ）及び化合物（ｂ）の均一溶液を作製する際
の溶媒として、（ｉ）塩化リチウム濃度が５重量％とな
るＬｉＣｌ／ＮＭＰ溶液を用いたこと、（ｉｉ） 化合
物（ａ）及び化合物（ｂ）のモル比（ｍ：ｎ）を５：５
としたこと、及び（ｉｉｉ）化合物（ｃ）としてテレフ
タル酸ジクロリドを用いたこと以外は、実施例２と同様
にして重合反応を行った。

【００７４】コポリマー前駆体を含むＬｉＣｌ／ＮＭＰ
溶液を大量のメタノール中に注いで凝固させ、一旦濾過
したのち、メタノール／水混合液中で煮沸してＬｉＣｌ
を除き、真空乾燥して白色のポリマー粉末を得た。収量
は９８％で、５重量％のＬｉＣｌを含有したＮＭＰ中で
の固有粘度η_ｉｎｈは１．６２（ｄｌ／ｇ）であった。

【００７５】上記で得られたポリマー粉末を、ＬｉＣｌ
が５重量％のＬｉＣｌ／ＮＭＰ溶液に溶解し、ガラス板
上にキャストして無色透明なフィルムを得た。

【００７６】このフィルムを真空中において３５０℃で
３０分間加熱し、淡い褐色調の透明なフィルムを得た。
ＴＧ−ＤＴＡ測定及びＩＲスペクトルの観測から、化合
物（ａ）の置換アルキル基の脱離及びチアゾール環の形
成が確認された。芳香族複素環ランダムコポリマーは、
以下に示すような構造式で表される。

【化２０】

【００７７】得られたフィルムについて実施例１と同様
にして引張弾性率及び引張強度を測定した。引張弾性率
が433.1kgf/mm ² 、引張強度が14.35kgf/mm ² であっ
た。実施例４ 化合物(a) 及び化合物(b) のモル比を１：１とした以外
は、実施例１と同様にして、前駆体ポリマーを得た。

【００７８】この前駆体ポリマーからなるフィルムにつ
いて引張弾性率及び引張強度をJISK 7127に準拠して測
定したところ、引張弾性率が527.2kgf/mm ² 、引張強度
が13.0kgf/mm²であった。

【００７９】次に、上記で得たフィルムを実施例１と同
様にして加熱し、茶褐色調の透明なフィルムを得た。Ｔ
Ｇ−ＤＴＡ測定及びＩＲスペクトルの観測から、化合物
（ａ）の置換アルキル基の脱離及びチアゾール環の形成
が確認された。芳香族複素環ランダムコポリマーは、以
下に示すような構造式で表される。

【化２１】 このフィルムに対しても実施例１と同様にして引張弾性
率及び引張強度を測定した。引張弾性率が５５８．９ｋ
ｇｆ／ｍｍ^２、引張強度が１５．８ｋｇｆ／ｍｍ^２であ
った。

【００８０】

【発明の効果】以上に詳述した通り、本発明の方法にお
いては、一旦前駆体コポリマーを製造し、これを閉環さ
せる二段階法を用いているので、高分子量の芳香族複素
環ランダムコポリマーを容易に製造することができる。
また、得られた芳香族複素環ランダムコポリマーは、剛
直性を発現する部位と柔軟性を発現する部位とがランダ
ムに配置してなる鎖状構造を有するので、良好な機械的
強度、耐熱性及び耐溶媒性等の諸特性に加えて、屈曲
性、伸び等をも有しており、成形性が良好である。ま
た、柔軟性を発現する部位を適切な構造に設定してやる
ことで、この部分を水素結合可能な部位とすることがで
き、他のポリマーとの相溶性が良好となる。

【００８１】さらに、本発明の方法において中間生成物
として得られる芳香族複素環ランダムコポリマー前駆体
を用いることにより、優れた分子複合材を製造すること
ができる。

【００８２】本発明による芳香族複素環ランダムコポリ
マーは、単独でまたは複合材の補強成分として、自動車
部品、航空部品等の高強度高耐熱性エンジニアリングプ
ラスチック材料に幅広く利用することができる。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ｉ）（ａ）チオール基の水素原子を置
   換又は無置換のアルキル基で置換した芳香族ジアミノジ
   チオール化合物と、（ｂ）芳香族ジアミノ化合物と、
   （ｃ）ジカルボン酸誘導体とを有機溶媒中で反応させる
   ことにより、下記式 【化１】 （ただしＡｒ及びＡｒ′は芳香族残基であり、Ｒは置換
   又は無置換のアルキル基であり、Ｘは前記ジカルボン酸
   誘導体残基であり、ｍ及びｎはともに整数であり、ｍ：
   ｎは０．０１：９９．９９〜９９．９９：０．０１であ
   る。）で表される前駆体コポリマーを製造し、 （ｉｉ）前記前駆体コポリマーを加熱してチアゾール閉
   環反応を起こし、 もって、下記式 【化２】 （ただしＡｒ、Ａｒ′、Ｘ、ｍ及びｎはいずれも前記化
   １におけるものと同じである。）により表される芳香族
   複素環ランダムコポリマーを製造することを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記芳
   香族残基Ａｒ′が、ジフェニルエーテル基であることを
   特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の方法において、
   前記ジカルボン酸誘導体が、芳香族ジカルボン酸誘導体
   であることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、前記芳
   香族ジカルボン酸誘導体が置換又は無置換のテレフタル
   酸ジクロリド又はイソフタル酸ジクロリドであることを
   特徴とする方法。