JP2668533B2 - ポリイミドエステルの製造法 - Google Patents

ポリイミドエステルの製造法

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JP2668533B2 JP62242572A JP24257287A JP2668533B2 JP 2668533 B2 JP2668533 B2 JP 2668533B2 JP 62242572 A JP62242572 A JP 62242572A JP 24257287 A JP24257287 A JP 24257287A JP 2668533 B2 JP2668533 B2 JP 2668533B2
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は高強度繊維,フィルムなどの産業用資材に適
するポリイミドエステルの製造法に関する。 [従来技術および発明が解決しようとする問題点] 従来から飽和ポリエステルの中でも最も良く知られて
いるのはポリエチレンテレフタレートであり、その性質
を改良するために、ポリエチレンテレフタレートにアシ
ロキシ芳香族カルボン酸を反応させる手法が提案されて
いる(特開昭49−72393号公報)。しかしながら、この
アシロキシ芳香族カルボン酸の反応による改質のみでは
機械的強度の向上に限界があり、さらに優れた改質ポリ
エステル要望されていた。 また製法上からも製造プロセスが簡易化され、製造コ
ストの低廉な方法が望まれている。 本発明者らは従来のこのような問題点を解消し、機械
的強度を改良した新規なポリエステルを効率よく製造す
る方法について鋭意研究を重ねた結果、トリメリット酸
無水物と芳香族ジアミンよりジアミド酸ジカルボン酸を
生成させ、ついでこれに芳香族ジアセトキシ化合物を加
えて加熱することにより、機械的強度にすぐれたポリイ
ミドエステルをワンポットで効率よく製造することがで
きることを見出し、この知見に基いて本発明を完成し
た。 すなわち本発明は、トリメリット酸無水物と芳香族ジ
アミンよりジアミド酸ジカルボン酸を生成させ、ついで
これに1,4−ジアセトキシベンゼン、1,3−ジアセトキシ
ベンゼン、4,4′−ジアセトキシジフェニル、4,4′−ジ
アセトキシジフェニルエーテル、4,4′−ジアセトキシ
ジフェニルスルホンおよび2,2−ビス(p−アセトキシ
フェニル)プロパンよりなる群から選ばれた1種の芳香
族ジアセトキシ化合物を加えて、加熱下に前記ジアミド
酸ジカルボン酸の閉環反応と前記芳香族ジアセトキシ化
合物との溶融重合反応を順次行なうことを特徴とする、
p−クロロフェノールを溶媒とする0.2g/dl濃度の溶液
の60℃における還元粘度〔ηSP/C〕が0.2dl/g以上であ
り、 式 および式 O−Ar−O …〔B〕 〔式中、Arは (Xは−O−、−S−、−SO2−、−CO−、O(CH2PO
−、 CH2 またはを示す。但し、p,qは1〜10である。)を示す。〕 で表わされる繰り返し単位を有するポリイミドエステル
の製造法を提供するものである。 ここでトリメリット酸無水物は、式 で表わされるものである。 また、芳香族ジアミンは式 [式中、Xは−O−,−SO2−,−CH2−,−CH2CH2−を
示し、m,nは1〜2、aはo又は1、bは〜2をそれぞ
れ示し、R1,R3は同一または別種の水素原子,ハロゲン
原子,炭素数1〜6のアルキル基,炭素数1〜4のアル
コキシ基,フェニル基またはシクロヘキシル基を示し、
R2,R4は同一または別種のハロゲン原子,炭素数1〜6
のアルキル基,炭素数1〜4のアルコキシ基,フェニル
基またはシクロヘキシル基を示す。] で表わされるものである。上記式[I]においてX,m,n,
a,b,R1〜R4は上記した通りであるが、ここで炭素数1〜
6のアルキル基としてはメチル基,エチル基などがあ
り、また炭素数1〜4のアルコキシ基としてはメトキシ
基,エトキシ基などがある。 上記式[I]で表わされる芳香族ジアミンとしては例
えば1,4−ジアミノ−2−クロロベンゼン、1,4−ジアミ
ノ−2−メチルベンゼン、1,4−ジアミノ−2,5−ジクロ
ロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,5−ジメチルベンゼン、
1,3−ジアミノベンゼン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジ
メチルジフェニル、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジクロロ
ジフェニル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,
4′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジ
フェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルエタンな
どが挙げられる。 本発明では、まず上記トリメリット酸無水物と芳香族
ジアミンを溶媒中で反応させる。 この場合の反応条件は特に制限はないが、上記式
[I]で表わされる芳香族ジアミンに対して、ほぼ2倍
モルのトリメリット酸無水物を反応させるのが好まし
い。反応温度は0〜50℃、圧力は常温または加圧状態の
いずれでもよく、反応時間は通常0.5〜5時間である。
反応に用いる溶媒はメタノール,エタノール,アセト
ン,メチルエチルケトン,ジメチルホルムアミド,ジメ
チルアセトアミド,N−メチルピロリドン等の極性溶媒が
好ましく、窒素,アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で
行なうことが好ましい。 この反応によりジアミド酸ジカルボン酸が生成され
る。ここでジアミド酸ジカルボン酸は 式 で表わされるものである。なお、上記式[II]におい
て、X,m,n,a,b,R1〜R4は前記式[I]における説明中に
記載した通りである。 このジアミド酸ジカルボン酸の具体例としては、1,4
−ビス(2,5−ジカルボキシ)−ベンツアミド−2−ク
ロロベンゼン;1,4−ビス(2,5−ジカルボキシ)−ベン
ツアミド−2−メチルベンゼン;1,4−ビス(2,5−ジカ
ルボキシ)−ベンツアミド−2,5−ジクロロベンゼン;1,
4−ビス(2,5−ジカルボキシ)−ベンツアミド−2,5−
ジメチルベンゼン;4,4′−ビス(2,5−ジカルボキシ)
−ベンツアミド−3,3′−ジクロロジフェニル;4,4′−
ビス(2,5−ジカルボキシ)−ベンツアミド−3,3′−ジ
メチルジフェニル;4,4′−ビス(2,5−ジカルボキシ)
−ベンツアミド−ジフェニルエーテル;4,4′−ビス(2,
5−ジカルボキシ)−ベンツアミド−ジフェニルスルホ
ン;4,4′−ビス(2,5−ジカルボキシ)−ベンツアミド
−ジフェニルメタン;4,4′−ビス(2,5−ジカルボキ
シ)−ベンツアミド−ジフェニルエタンがあげられる。 本発明においてはこのようにして得られた上記式[I
I]で表わされるジアミド酸ジカルボン酸に芳香族ジア
セトキシ化合物を加えて、加熱下にジアミド酸ジカルボ
ン酸の閉環反応と芳香族ジアセトキシ化合物との溶融重
合反応を順次行なう。 ここで、芳香族アセトキシ化合物としては、1,4−ジ
アセトキシベンゼン、1,3−ジアセトキシベンゼン、4,
4′−ジアセトキシジフェニル、4,4′−ジアセトキシジ
フェニルエーテル、4,4′−ジアセトキシジフェニルス
ルホンおよび2,2−ビス(p−アセトキシフェニル)プ
ロパンよりなる群から選ばれた1種のものが用いられ
る。 この場合の反応は加熱下に行なわれ、通常250〜300℃
まで1〜5時間かけて昇温することによりジアミド酸ジ
カルボン酸の閉環反応を行ない、引続いて同様の温度で
1〜5時間溶融重合してエステル交換反応を行なわせれ
ばよい。 この反応時の圧力は、常圧または減圧下に行なえばよ
い。また、原料のジアミド酸ジカルボン酸と芳香族ジア
セトキシ化合物の使用割合は、ほぼ等モル量とするのが
好ましい。 なお、ここで用いるジアミド酸ジカルボン酸の使用量
の50モル%未満の量で、テレフタル酸やイソフタル酸と
置換して用いてもよい。 本発明のポリイミドエステルの製造法について詳しく
説明すると、トリメリット酸無水物と芳香族ジアミン
を、前者:後者がほぼ2:1(モル比)となるような割合
で仕込み、溶剤を添加し、50℃以下で1〜5時間反応さ
せる。次いで残余のモノマーを添加し、250〜300℃まで
1〜5時間かけて昇温させ、溶剤を留去し、ジアミド酸
ジカルボン酸の閉環反応を行ない、生成する水を留去す
る。引き続き、250〜300℃で1〜5時間反応させ、エス
テル交換を行ない、酢酸を留去し、減圧にして1〜15時
間反応させて重合を完結させればよい。 本発明の方法によればジアミド酸ジカルボン酸の合成
とポリイミドエステルの重合をワンポットで行なうこと
ができ、しかもこの両者をほぼ同温度で行なっているた
め再加熱を行なう必要がなく、加熱工程を省略すること
ができる。 以上の如くしてポリイミドエステルを製造することが
できる。このものはp−クロロフェノールを溶媒とする
0.2g/dl濃度の溶液の60℃における還元粘度[ηSP/c]
が0.2dl/g以上であり、 式 および式 O−Ar−O …[B] [式中、Arは (Xは−O−,−S−,−SO2−,−CO−,−O(CH2
PO−,CO2 または を示す。但し、p,qは1〜10である。)を示す。] で表わされる繰り返し単位を有するものである。なお、
上記式中、X,m,n,a,b,R1〜R4は前記した通りである。 [実施例] 次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、
本発明の範囲を超えない限り、これ限定されるものでは
ない。 実施例1 撹拌装置とアルゴンガス導入管を備えた反応器に、無
水トリメリット酸3.84g(0.02モル)をメタノール10ml
に溶解した溶液を仕込み、これにアルゴンガス雰囲気
で、1,3−ジアミノベンゼン0.108g(0.01モル)をメタ
ノール15mlに溶解した溶液を滴下した。反応液は、はじ
め均一であったが30分後に沈殿を生じ、スラリー状とな
った。 1時間後に2,2−ビス(p−アセトキシフェニル)プ
ロパン3.12g(0.01モル)を加え、アルゴンガス気流下
に、280℃まで1時間かけて昇温させた。その間にメタ
ノール,水,酢酸が留出した。さらに1時間その温度で
反応させ、この間に生成した酢酸を留出させた。ついで
反応器内を1mmHgまで減圧し、撹拌しながら280℃で2時
間反応を行い、共重合体を得た。 この共重合体は、p−クロロフェノールを溶媒とする
0.2g/dl濃度の溶液の60℃における還元粘度[ηSP/c]
(以下、同じ)が0.73dl/gであった。また、赤外線吸収
スペクトル分析の結果、1580cm-1と1490cm-1の位置にベ
ンゼン環による吸収、1650cm-1の位置にカルボニル基に
よる吸収、さらに1780〜1680cm-1と720cm-1の位置にイ
ミド基による吸収が認められた。これらのことから、こ
の共重合体は下記の繰り返し単位からなるものと認めら
れた。 このポリエステルを内径1mmの紡糸ノズルより330℃に
おいて紡糸し、糸径30μmの繊維を得た。この繊維の性
質をJIS−L−1069に準拠して測定した。結果を第1表
に示す。 [発明の効果] 叙上のように本発明により機械的強度にすぐれた熱可
塑性ポリイミドエステルを簡易なプロセスでしかも、低
コストで製造することができる。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.トリメリット酸無水物と芳香族ジアミンよりジアミ
    ド酸ジカルボン酸を生成させ、ついでこれに1,4−ジア
    セトキシベンゼン、1,3−ジアセトキシベンゼン、4,4′
    −ジアセトキシジフェニル、4,4′−ジアセトキシジフ
    ェニルエーテル、4,4′−ジアセトキシジフェニルスル
    ホンおよび2,2−ビス(p−アセトキシフェニル)プロ
    パンよりなる群から選ばれた1種の芳香族ジアセトキシ
    化合物を加えて、加熱下に前記ジアミド酸ジカルボン酸
    の閉環反応と前記芳香族ジアセトキシ化合物との溶融重
    合反応を順次行なうことを特徴とする、p−クロロフェ
    ノールを溶媒とする0.2g/dl濃度の溶液の60℃における
    還元粘度〔ηSP/c〕が0.2dl/g以上であり、 式 および式 O−Ar−O …〔B〕 〔式中、Arは (Xは−O−、−S−、−SO2−、−CO−、−O(CH2
    PO−、 CH2 または を示す。但し、p,qは1〜10である。)を示す。〕 で表わされる繰り返し単位を有するポリイミドエステル
    の製造法。
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