JP2850317B2 - Method for producing aromatic polyamide dope - Google Patents

Method for producing aromatic polyamide dope

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JP2850317B2
JP2850317B2 JP61214616A JP21461686A JP2850317B2 JP 2850317 B2 JP2850317 B2 JP 2850317B2 JP 61214616 A JP61214616 A JP 61214616A JP 21461686 A JP21461686 A JP 21461686A JP 2850317 B2 JP2850317 B2 JP 2850317B2
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acid
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、芳香族ポリアミドドープの製造方法に関す
るものである。 [従来の技術] 従来、芳香族ポリアミドドープの製造方法としては、
芳香族ジアミンと芳香族ジ酸ハライドからの製造が最も
一般的であるが、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジイソシ
アネートからの製造についても既に公知である。 [発明が解決しようとする問題点] しかし、かかる従来の方法で前者には、重合時に縮合
物として副生する腐蝕性ガスの除去のために中和るあい
は再沈などの繁雑な工程が必要となり、又後者について
はジイソシアネートとジカルボン酸との反応が選択的に
起りにくいために高分子量化できず、繊維やフィルムな
どに加工できない。また、高分子量化のため種々の触媒
が提供されているが、充分な効果が見られなかったり、
あるいは効果の発現が見られても触媒が溶媒に不溶のた
めドープを貧溶媒中に再沈させ触媒を除去して乾燥後、
再溶解して使用せざるを得ないなどの煩わしい工程が必
要である。カルボン酸とイソシアネートの反応の触媒と
してはEncyclopedia of Polymer Science and Technolo
gy vol.11.517項に記載されている3級アミン、酢酸カ
リウム、コバルト、マンガン等の重金属塩等が知られて
いるが、重合触媒としては効力は極めて小さく、満足し
た結果は全く得られていなかった。また、ジカルボン酸
とジイソシアネートの触媒としては、金属アルコキシド
(U.S.P4,061,622)、ラクタメート(U.S.P4,049,86
6)、ジカルボン酸のモノあるいはジカルカリ金属塩
(特開昭51−151615,61−9421)、環状ホスホラスホキ
シド(U.S.P4,156,065)等が挙げられるが、これらの触
媒類は上述したように、充分な効果が見られなかった
り、効果が発現し得ても触媒が溶媒に不溶のため、ドー
プをそのまま繊維あるいはフィルムなどに加工した場
合、触媒が異物として製品中に残存してしまい、繊維や
フィルムの機械特性や電気特性などを悪くするなどの問
題が発生するため必ずポリマと触媒を分離する工程が必
要となる。 本発明の目的は、腐蝕性の強いハロゲン化水素を発生
させることなく、かつ容易に高分子量化が可能であり、
又得られたドープをそのままフィルムや繊維状に加工し
得る芳香族ポリアミドを安定して製造する方法を提供せ
んとするものである。 [問題点を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するため、次の構成すなわ
ち、 一般式、 のいずれか又はこれらの混合物を60モル%以上含む芳香
族ジカルボン酸(ここでXはハロゲン基、ニトロ基、シ
アノ基の中から選ばれる一種以上である。lは1〜4の
整数である。)と一般式、 OCN−R1−NCOで表わされる芳香族ジイソシアネート(こ
こでR1の中から選ばれる一種以上であり、Yはハロゲン基、ニ
トロ基、シアノ基、炭素数1〜3のアルキル基、アルコ
キシ基の中から選ばれる一種以上であり、Zは−CH
2−,−O−,−S−,−SO2−, の中から選ばれる一種である。 rは0あるいは1の整数である。m,n,pは0〜4の整
数、qは0〜3の整数である。)を非プロトン性有機極
性溶媒中で、第3級アミン1〜300モル%(仕込みモノ
マモル数に対して)存在下に反応させることを特徴とす
る芳香族ポリアミドドープの製造方法。 本発明において芳香族ジカルボン酸の60モル%以上は
ベンゼン核に一種以上の電子吸引性基を有したモノマを
使用する必要がある。この電子吸引性基は第3級アミン
の存在下でジカルボン酸とジイソシアネートとの反応活
性を著しく向上させる効果を発現させると同時に、その
置換基の持つ極性により得られるポリミドの非プロトン
性有機性溶媒に対する溶解性も向上され、均一系での重
合が可能となり高分子量化に有効に働いているものと考
えられる。なお、電子吸引性基を含むジカルボン酸が60
モル%未満の場合には反応活性が低くなること、又、ポ
リアミドの非プロトン性有機極性溶媒に対する溶解性が
低下するため、重合物がオリゴマーの状態で析出するた
め高分子量化できず、実用性に乏しいもの、あるいはあ
る程度高分子量化が可能であっても極めて保存安定性の
悪いポリマドープしか得られず、本発明の目的は達成で
きない。なお、電子吸引性基を有するジカルボン酸は60
%以上が必要であるが、更に好ましくは70モル%以上で
あり、この組成ではジカルボン酸とジイソシアネートの
反応活性、ポリマの溶解性をより向上させることが可能
となり、安定したポリマドープが得られる。なお、40モ
ル%未満のジカルボン酸は芳香環に直接カルボキシル基
を有するものであれば特に限定されるものではない。次
に本発明の芳香族ポリアミドを構成するジカルボン酸お
よびジイソシアネートの代表例について述べる。ジカル
ボン酸成分としては、2−クロロテレフタル酸、2,3−
ジクロロテレフタル酸、2,6−ジクロロデレフタル酸、
2,3,5−トリクロロテレフタル酸、2−ブロモテレフタ
ル酸、2,6−ジブロモテレフタル酸、2−フロロテレフ
タル酸、2−アイオドテレフタル酸、2−ニトロテレフ
タル酸、2,6−ジニトロテレフタル酸、2−シアノテレ
フタル酸、2−クロロイソフタル酸、2,6−ジクロロイ
ソフタル酸、2−ブロモイソフタル酸、2,6−ジブロモ
イソフタル酸、2−フロロイソフタル酸、2−ニトロイ
ソフタル酸、2−シアノイソフタル酸及びこれらの混合
物などが挙げられ、好ましくは、2−クロロテレタル
酸、2,3−ジクロロテレフタル酸、2,6−ジクロロテレフ
タル酸、2−ブロモテレフタル酸、2−ニトロテレフタ
ル酸、2−クロロイソフタル酸、2,6−ジクロロイソフ
タル酸が挙げられる。ジカルボン酸の共重合成分として
は、40モル%であれば芳香環に直接カルボキシル基を有
するものであれば特に限定されないが、例えばテレフタ
ル酸、イソフタル酸、ビフェニール−4,4′−ジカルボ
ン酸、ジフェニールメタン−4,4′−ジカルボン酸、ジ
フェニールエーテル−4,4′−ジカルボン酸、ジフェニ
ールスルフォン−4,4′−ジカルボン酸、ビフェニール
−3,3′−ジカルボン酸、ジフェニールメタン−3,3′−
ジカルボン酸、ジフェニールエーテル−3,3′−ジカル
ボン酸、ジフェニールスルフォン−3,3′−ジカルボン
酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,4
−ジカルボン酸などが挙げられるが、特にテレフタル
酸、イソフタル酸、ビフェニール−4,4′−ジカルボン
酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸及びこれらの混合
物が好ましい、ジイソシアネート成分としては、ジフェ
ニールメタン−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジク
ロロジフェニールメタン−4,4−ジイソシアネート、ジ
フェニールメタン−3,4′−ジイソシアネート、ジフェ
ニールメタン−3,3′−ジイソシアネート、ジフェニー
ルエーテル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジクロ
ロジフェニールエーテル−4,4′−ジイソシアネート、
ジフェニールエーテル−3,4′−ジイソシアネート、ジ
フェニールエーテル−3,3′−ジイソシアネート、トル
イレン−2,6−ジイソシアネート、トルイレン−2,4−ジ
イソシアネート、フェニレン−1,3−ジイソシアネー
ト、フェニレン−1,4−ジイソシアネート、2−クロロ
フェニレン−1,3−ジイソシアネート、2−クロロフェ
ニレン−1,4−ジイソシアネート、ビフェニール−4,4′
−ジイソシアネート、ジフェニールスルフォン−4,4′
−ジイソシアネート、ジフェニールスルフィド−4,4′
−ジイソシアネート、ジフェニールケトン−4,4′−ジ
イソシアネート、ナフタレン−2,6−ジイソシアネー
ト、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ナフタレン
−1,5−ジイソシアネートなどが挙げられるが特に、ジ
フェニールメタン−4,4′−ジイソシアネート、トルイ
レン−2,4−ジイソシアネート、トルイレン−2,6−ジイ
ソシアネート、2−クロロフェニレン−1,4−ジイソシ
アネート、ナフタレン−2,6−ジイソシアネート、2−
クロロ−1,3−ジイソシアネート及びこれらの混合物が
好ましい。本発明において第3級アミンの存在は高分子
量化に不可欠の物質であり、第3級アミンの反応促進作
用がなくして本発明の目的は達成できない。用いる第3
級アミン量は使用するジカルボン酸・ジイソシアネート
のモル比に対して、1〜300モル%の範囲で自由に選べ
るが、反応を更に円滑に行なわせるためには5〜200モ
ル%が更に好ましい。第3級アミンの代表例としては、
トリメチルアミン、トリエルアミン、トリ−n−プロピ
ルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−iso−ブチ
ルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチル−n−プロ
ピルアミン、ジメチル−iso−プロピルアミン、ジメチ
ル−ter−ブチルアミンなどの脂肪族第3級アミン類、
ピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、
4−メチルピリジン、2,3−ジメチルピリジン、2,4,6−
トリメチルピリジン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジ
エチルアニリン、キノリン、2−メチルキノリン、3−
メチルキノリン、4−メチルキノリン、2,3−ジメチル
キノリン、2,4−ジメチルキノリン、2,6−メチルキノリ
ン、イソキノリンなどの芳香族第3級アミン類、N−メ
チルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−アリール
モルホリン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリ
ジン、N−アリールピペリジン、トリエチレンジアミン
などの脂環族第3級アミンなどが挙げられるが、特にア
ミンの解離定数(PKa)が5以上12以下の3級アミンが
好ましい。その中でもトリエチルアミン、トリ−n−プ
ロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、2,4,6−トリ
メチルピリジン、N−エチルモルホリン、トリエチレン
ジアミン及びこれらの混合物が触媒作用の点から好まし
い。次に本発明に使用される非プロトン性有機極性溶媒
の代表例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−
エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、
γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、スルホラ
ン、N−メチルブチロラクタムなどが好ましい。又、本
発明のジカルボン酸とジイソシアネートの反応は、好ま
しくは30℃〜250℃で行なわれる。30℃未満になると反
応に極めて長時間が必要となり、又250℃を越えると、
ジイソシアネートと溶媒との副反応やジイソシアネート
の自己縮合などが起り、高重合度化が困難な場合があ
る。本反応を更に速やかに、かつ高重合度化なし得るた
めには反応温度は50℃〜200℃の範囲がより好ましい。
初期モノマ濃度の最適範囲は使用するモノマの種類によ
り異なるが、好ましくは5〜50wt%である。5wt%より
小さいと反応性の低下、又、50wt%を越えると溶液粘度
の上昇のため撹拌効果が悪くなり重合度が上がらなかっ
たり、ポリマがゲル状となることがある。このような点
を考慮して、更に好ましいモノマ濃度は10〜40wt%であ
る。又、本重合におけるジカルボン酸とジイソシアネー
トのモノマモル比は化学量論的に当量で重合反応を行な
うことが最適であるが、本発明の目的が達成可能な範
囲、すなわちジカルボン酸100%に対して、ジイソシア
ネート90〜110モル%で重合可能であるが、より安定し
て高重合度化させるには、95〜105モル%がより好まし
い。なお、反応は撹拌下に1時間〜10時間かけて行なう
のが好ましく、使用される溶媒、第3級アミンは精留あ
るいは脱水剤などにより水分を除去しておくことが望ま
しい。用いるモノマ類も乾燥したものを用いる方がよ
い。モノマー、溶媒、第3級アミンの添加方法・添加順
序・添加温度は各々自由に選べるが、その代表的な方法
を下記に例示する。 (1) 室温下にジカルボン酸とジイソシアネートを反
応容器に仕込み、その中へ有機溶媒と第3級アミンを添
加して反応温度まで昇温して反応する。 (2) 室温下にジカルボン酸を仕込み反応温度まで昇
温した後に、ジイソシアネートと第3級アミンを添加し
て反応する。 (3) 各々のモノマを別個に溶媒に溶解した後、有機
溶媒と第3級アミンの入っている反応器に同時もしくは
別々に仕込む。有機溶媒と第3級アミンはモノマを仕込
んだ後に加えても問題はない。 (4) 室温もしくは反応温度でジカルボン酸と有機溶
媒、第3級アミンを仕込んだ溶液を、室温で仕込んだ場
合は反応温度まで昇温し、ジイソシアネートをメルトあ
るいは有機溶媒に溶解して瞬時あるいは長時間にわたっ
て添加する。 などの方法があるが、これらに限られたものではない。
反応温度・反応時間は用いるジカルボン酸の電子吸引性
の強さ、あるいは用いる第3級アミンの塩基性の強さや
添加量によって異なるが、この反応形態では一般的にジ
カルボン酸の電子吸引性が強い程、第3級アミンの塩基
性度が強い程、又添加量の多い程反応は低温で行なうこ
とが可能となり、又重合も短時間で完結する。第3級ア
ミンの添加量は仕込みモノマ量に対して1モル%〜300
モル%の範囲内で有効に作用するが、1モル%以下では
反応活性の低下、300モル%以上では第3級アミンはポ
リマに対して貧溶媒であるため、ポリマの析出などが起
るため好ましくない。重合モノマ濃度は5wt%〜50wt%
で任意に選べるが、一般には得られるポリアミドの剛直
性により決定されるべきものであり、剛直性になる程モ
ノマ濃度を下げるのが通常である。 特性の測定方法並びに効果の評価方法 本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方法は次
の通りである。 (1) 固有粘度(ηinh) C :溶液1dl中ポリマのグラム数 to:溶剤のみの流下時間 t :溶液の流下時間 ウベローデ粘度計を用い溶媒としてN−メチル−2−
ピロリドンを使用して測定した。 (2) 溶液粘度 回転式粘度計を用い、温度30℃での値を示した。 (3) ポリマ濃度 [実施例] 次に実施例に基づいて本発明の実施態様を説明する。 実施例1 撹拌装置及びジムロートコンデンサーを具備した絶乾
状態の500ml四ツ口フラスコに2−クロロテレフタル酸
0.15モル(30.09g)とN−メチル−2−ピロリドン130m
lを窒素通気下に仕込み撹拌溶解する。この溶液をオイ
ルバスで加熱して65℃に昇温後、ジフェニルメタン−4,
4−ジイソシアネート0.15モル(37.54g)を仕込み、ジ
イソシアネートの計量容器を17mlのNMPで洗浄しフラス
コに注いだ。更にこの反応系にTEA(トリエチルアミ
ン)0.12モル(16.74ml)を20ml注射器を用いてフラス
コに添加した。TEA(トリエチルアミン)添加10秒後炭
酸ガスの急激な発生が起り、反応が開始し重合熱のため
内温が75℃まで上昇した。約10分後炭酸ガスの発生はか
なり治まり、内温も低下し始め72℃になった。この時点
でオイルバスを昇温し、内温が95〜100℃に安定するよ
うにコントロールする。反応時間約60分後系内の粘度は
上昇し、更に60分間撹拌を続けると溶液はより高粘度と
なるが、重合開始150分経過後にはほぼ反応は終了し粘
度は一定となる。オイルバスを取り外した後、N−メチ
ル−2−ピロリドン40mlを反応液を加えて均一に撹拌後
重合を終えた。この溶液を200mlビーカーに取り出し溶
液物性を測定したところ、ポリマ濃度21wt%、溶液粘度
1500ポイズ/30℃、ηinh=1.32であった。このドープを
用いてガラス板にアプリケータを用いて流延し150℃、
3分乾燥し、ガラス板より剥離し緊張下で300℃、1分
後熱処理した。得られたフィルムは非常に強靭なもので
あった。 比較例1 実施例1でトリエチルアミンを加えない以外は全く同
様の反応を行なったところ、温度を95〜100℃に上げて
も炭酸ガスの発生はほとんど見られなかった。このため
更に温度を昇温した。内温115℃で炭酸ガスの発生はや
や激しくなったものの115℃昇温10分後には炭酸ガスの
発生はほとんど停止し、溶液は黒く着色した。この状態
で120分撹拌して重合を終えた。このものの溶液特性は
P・C=25wt%、粘度=20ポイズ/30℃、ηinh=0.18で
あり、実施例1同様にガラス板に流延し乾燥したところ
ガラス板上でぼろぼろになり、フィルム化できなかっ
た。 比較例2 CTPA(2−クロロテレフタル酸)をIPA(イソフタル
酸)に変える以外は実施例1と全く同様の方法で重合し
た。重合開始30分後粘度は上昇した。60分経過粘度は更
に上昇し、ワイゼンベルグ効果が起り、溶液全体がゲル
弾性を帯びた。N−メチル−2−ピロリドンを徐々に加
えて更に60分間反応させて重合を終了した。重合液をビ
ーカーに取り出した。この時点でのηinh=0.75で粘度7
00ポイズであった。このドープを1日放置したところ粘
度は著しく低下しており、測定したところ350ポイズに
低下しており、又ηinh=0.2であり、比較例1同様フィ
ルムにならなかった。 実施例2 実施例1と同じ装置を用いて、2−クロロテルフタル
酸0.12モル(24.07g)、テレフタル酸0.03モル(4.98
g)とジフェニールメタン−4,4′−ジイソシアネート0.
15モル(37.54g)をフラスコに仕込み、その後N−メチ
ル−2−ピロリドン148mlを窒素通気下に仕込み50℃で
撹拌溶解した。この温度でトリエチルアミン0.075モル
(10.5ml)を注射器により注入した。トリエチルアミン
添加約30秒後炭酸ガスの発生が活発に起り、反応が始ま
った。温度を更に上げて90℃で120分かけて反応を終了
した。得られたポリマ溶液のηinh=1.43であった。こ
のドープを実施例1と同様にしてフィルムを作成したと
ころ、透明かつ強靭なものであった。 比較例3 実施例1と同様の装置を用いて、2−クロロテレフタ
ル酸0.045モル(9.03g)、テレフタル酸0.105モル(17.
44G)とジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート0.
15モル(37.54g)をフラスコに仕込み、その後N−メチ
ル−2−ピロリドン140mlを窒素通気下に仕込み50℃で
撹拌溶解した。この温度でトリエチルアミン0.075モル
(10.5ml)を注射器により注入した。トリエチルアミン
添加後炭酸ガスの発生が見られた。反応温度を90℃に上
げて2分経過後ポリマは析出し出しその後は粘度の上昇
は全く見られなかった。このポリマはηinh=0.32と低
く、フィルム状とならなかった。 実施例3〜5、比較例4〜6 コンデンサーを具備したジャケット付き100mlニーダ
ーを用いて、種々のモノマと添加剤を用いて重合した結
果、本発明の電子吸引性基を有するジカルボン酸と第3
級アミン1モル%〜300モルを用いた系は請求範囲外の
組成よりも明らかに高分子量化でき、かつ保存安定性の
よいポリマが得られた。結果を表1に示す。[発明の効果] 本発明は、芳香族ジカルボン酸に電子吸引性基を有す
るモノマを60モル%以上と第3級アミンを併用して重合
した結果、再現性よく高分子量化し得、保存安定性に優
れ、かつ得られたポリアミドドープを再沈などの煩雑な
工程を必要とせずドープのまま繊維・フィルムに加工で
きることが可能となった。 かくして得られた本発明のポリアミドドープはフィル
ムや繊維に加工され、フィルム用途としてはその耐熱性
を利用して、感熱転写用ベースフィルム、磁気記録用ベ
ースフィルム、特に薄葉高密度磁気記録テープ用ベース
フィルムに使用されるのが最適である。また、繊維とし
ては、耐熱性繊維やタイヤコードに用いるのが好まし
い。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aromatic polyamide dope. [Prior art] Conventionally, as a method for producing an aromatic polyamide dope,
Production from aromatic diamines and aromatic diacid halides is most common, but production from aromatic dicarboxylic acids and aromatic diisocyanates is already known. [Problems to be Solved by the Invention] However, in the former method, complicated steps such as reprecipitation are required during neutralization for removing corrosive gas by-produced as a condensate during polymerization. In the latter case, the reaction between the diisocyanate and the dicarboxylic acid hardly occurs selectively, so that the molecular weight cannot be increased and the fiber or film cannot be processed. In addition, various catalysts have been provided for increasing the molecular weight, but they have not been found to have a sufficient effect,
Alternatively, even if the manifestation of the effect is seen, the catalyst is insoluble in the solvent, so that the dope is reprecipitated in a poor solvent, the catalyst is removed and dried,
A cumbersome process is necessary, such as having to redissolve and use. Encyclopedia of Polymer Science and Technolo
Although tertiary amines, potassium acetate, cobalt, manganese, and other heavy metal salts described in gy vol.11.517 are known, their effectiveness as polymerization catalysts is extremely small, and no satisfactory results have been obtained. Was. As catalysts for dicarboxylic acids and diisocyanates, metal alkoxides (USP 4,061,622), lactamates (USP 4,049,86)
6), mono- or dicalcali metal salts of dicarboxylic acids (JP-A-51-151615, 61-9421), cyclic phosphorous oxides (USP 4,156,065) and the like. If the effect is not seen or the effect can be achieved, the catalyst is insoluble in the solvent, so if the dope is processed directly into a fiber or film, the catalyst will remain in the product as foreign matter, and the fiber or Since a problem such as deterioration of the mechanical and electrical properties of the film occurs, a step of separating the polymer and the catalyst is always required. An object of the present invention is to easily generate a high molecular weight without generating highly corrosive hydrogen halide,
It is another object of the present invention to provide a method for stably producing an aromatic polyamide which can be processed into a film or a fibrous form of the obtained dope as it is. [Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention provides the following configuration: Or an aromatic dicarboxylic acid containing at least 60 mol% of a mixture thereof, wherein X is one or more selected from a halogen group, a nitro group, and a cyano group. L is an integer of 1 to 4. ) And an aromatic diisocyanate represented by the general formula OCN-R 1 -NCO (where R 1 is Wherein Y is at least one selected from a halogen group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and an alkoxy group, and Z is -CH
2 -, - O -, - S -, - SO 2 -, It is a kind selected from among. r is an integer of 0 or 1. m, n, and p are integers of 0 to 4, and q is an integer of 0 to 3. ) In an aprotic organic polar solvent in the presence of 1 to 300 mol% of tertiary amine (based on the number of moles of monomers charged). In the present invention, for at least 60 mol% of the aromatic dicarboxylic acid, it is necessary to use a monomer having one or more electron-withdrawing groups in the benzene nucleus. The electron-withdrawing group exerts an effect of significantly improving the reaction activity between the dicarboxylic acid and the diisocyanate in the presence of the tertiary amine, and at the same time, the aprotic organic solvent of the polyimide obtained by the polarity of the substituent. It is considered that the solubility in water is also improved, and the polymerization in a homogeneous system becomes possible, effectively working to increase the molecular weight. The dicarboxylic acid containing an electron-withdrawing group is 60
When the amount is less than mol%, the reaction activity is low, and the solubility of the polyamide in an aprotic organic polar solvent is low. However, only a polymer dope having poor storage stability or having extremely low storage stability can be obtained even if the molecular weight can be increased to some extent, and the object of the present invention cannot be achieved. The dicarboxylic acid having an electron-withdrawing group is 60
%, More preferably 70% by mole or more. With this composition, the reaction activity of dicarboxylic acid and diisocyanate and the solubility of the polymer can be further improved, and a stable polymer dope can be obtained. The dicarboxylic acid of less than 40 mol% is not particularly limited as long as it has a carboxyl group directly on the aromatic ring. Next, typical examples of the dicarboxylic acid and diisocyanate constituting the aromatic polyamide of the present invention will be described. As the dicarboxylic acid component, 2-chloroterephthalic acid, 2,3-
Dichloroterephthalic acid, 2,6-dichlorodephthalic acid,
2,3,5-trichloroterephthalic acid, 2-bromoterephthalic acid, 2,6-dibromoterephthalic acid, 2-fluoroterephthalic acid, 2-iodoterephthalic acid, 2-nitroterephthalic acid, 2,6-dinitroterephthalic acid 2-cyanoterephthalic acid, 2-chloroisophthalic acid, 2,6-dichloroisophthalic acid, 2-bromoisophthalic acid, 2,6-dibromoisophthalic acid, 2-fluoroisophthalic acid, 2-nitroisophthalic acid, 2-cyano Isophthalic acid and a mixture thereof; and the like, preferably, 2-chloroterephthalic acid, 2,3-dichloroterephthalic acid, 2,6-dichloroterephthalic acid, 2-bromoterephthalic acid, 2-nitroterephthalic acid, and 2-chloroterephthalic acid. Isophthalic acid and 2,6-dichloroisophthalic acid. The copolymerization component of the dicarboxylic acid is not particularly limited as long as it has a carboxyl group directly on the aromatic ring as long as it is 40 mol%, but, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, Phenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylether-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,4'-dicarboxylic acid, biphenyl-3,3'-dicarboxylic acid, diphenylmethane-3 , 3'-
Dicarboxylic acid, diphenyl ether-3,3'-dicarboxylic acid, diphenyl sulfone-3,3'-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-2,4
-Dicarboxylic acid and the like, and terephthalic acid, isophthalic acid, biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid and mixtures thereof are preferable.The diisocyanate component is diphenylmethane- 4,4'-diisocyanate, 3,3'-dichlorodiphenylmethane-4,4-diisocyanate, diphenylmethane-3,4'-diisocyanate, diphenylmethane-3,3'-diisocyanate, diphenylether-4 , 4'-diisocyanate, 3,3'-dichlorodiphenyl ether-4,4'-diisocyanate,
Diphenyl ether-3,4'-diisocyanate, diphenyl ether-3,3'-diisocyanate, toluylene-2,6-diisocyanate, toluylene-2,4-diisocyanate, phenylene-1,3-diisocyanate, phenylene-1, 4-diisocyanate, 2-chlorophenylene-1,3-diisocyanate, 2-chlorophenylene-1,4-diisocyanate, biphenyl-4,4 '
-Diisocyanate, diphenylsulfone-4,4 '
-Diisocyanate, diphenyl sulfide-4,4 '
Diisocyanate, diphenyl ketone-4,4'-diisocyanate, naphthalene-2,6-diisocyanate, naphthalene-1,4-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, and the like, and particularly, diphenylmethane-4, 4'-diisocyanate, toluylene-2,4-diisocyanate, toluylene-2,6-diisocyanate, 2-chlorophenylene-1,4-diisocyanate, naphthalene-2,6-diisocyanate, 2-
Chloro-1,3-diisocyanate and mixtures thereof are preferred. In the present invention, the presence of the tertiary amine is an indispensable substance for increasing the molecular weight, and the object of the present invention cannot be achieved without the tertiary amine reaction promoting action. Third to use
The amount of the tertiary amine can be freely selected within a range of 1 to 300 mol% with respect to the molar ratio of the dicarboxylic acid / diisocyanate used, but is more preferably 5 to 200 mol% in order to make the reaction proceed more smoothly. Representative examples of tertiary amines include:
Aliphatic such as trimethylamine, trieramine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-iso-butylamine, dimethylethylamine, dimethyl-n-propylamine, dimethyl-iso-propylamine, dimethyl-ter-butylamine Tertiary amines,
Pyridine, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine,
4-methylpyridine, 2,3-dimethylpyridine, 2,4,6-
Trimethylpyridine, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, quinoline, 2-methylquinoline, 3-
Methylquinoline, 4-methylquinoline, 2,3-dimethylquinoline, 2,4-dimethylquinoline, 2,6-methylquinoline, aromatic tertiary amines such as isoquinoline, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, Examples thereof include alicyclic tertiary amines such as N-arylmorpholine, N-methylpiperidine, N-ethylpiperidine, N-arylpiperidine, and triethylenediamine, and particularly, the dissociation constant (PKa) of the amine is 5 or more and 12 or less. Are preferred. Among them, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, 2,4,6-trimethylpyridine, N-ethylmorpholine, triethylenediamine and a mixture thereof are preferred from the viewpoint of catalytic action. Next, typical examples of the aprotic organic polar solvent used in the present invention include N-methyl-2-pyrrolidone and N-methyl-2-pyrrolidone.
Ethyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, tetramethylurea, hexamethylphosphoramide,
γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, sulfolane, N-methylbutyrolactam and the like are preferred. Further, the reaction between the dicarboxylic acid and the diisocyanate of the present invention is preferably performed at 30 ° C to 250 ° C. If the temperature is lower than 30 ° C., an extremely long time is required for the reaction.
A side reaction between the diisocyanate and the solvent, self-condensation of the diisocyanate, and the like may occur, and it may be difficult to increase the degree of polymerization. The reaction temperature is more preferably in the range of 50 ° C to 200 ° C so that the reaction can be performed more quickly and without increasing the degree of polymerization.
The optimum range of the initial monomer concentration depends on the type of the monomer used, but is preferably 5 to 50% by weight. If it is less than 5 wt%, the reactivity may be reduced, and if it exceeds 50 wt%, the stirring effect may be deteriorated due to an increase in the viscosity of the solution and the degree of polymerization may not be increased, or the polymer may be gelled. In consideration of such points, a more preferable monomer concentration is 10 to 40% by weight. In addition, it is optimal that the polymerization reaction is carried out with a stoichiometrically equivalent molar ratio of dicarboxylic acid and diisocyanate in the main polymerization, but the range in which the object of the present invention can be achieved, that is, with respect to 100% of dicarboxylic acid, Polymerization can be performed with 90 to 110 mol% of the diisocyanate, but 95 to 105 mol% is more preferable for more stably increasing the degree of polymerization. The reaction is preferably carried out with stirring for 1 hour to 10 hours, and it is desirable that the solvent used and the tertiary amine are removed of water by rectification or a dehydrating agent. It is better to use dried monomers. The method of adding the monomer, the solvent, and the tertiary amine, the order of addition, and the temperature of addition can be freely selected, and typical methods are shown below. (1) A dicarboxylic acid and a diisocyanate are charged into a reaction vessel at room temperature, and an organic solvent and a tertiary amine are added thereto, and the mixture is heated to a reaction temperature and reacted. (2) A dicarboxylic acid is charged at room temperature and heated to a reaction temperature, and then a diisocyanate and a tertiary amine are added to react. (3) After dissolving each monomer separately in a solvent, they are simultaneously or separately charged into a reactor containing an organic solvent and a tertiary amine. There is no problem if the organic solvent and the tertiary amine are added after the monomer is charged. (4) When a solution prepared by charging a dicarboxylic acid, an organic solvent, and a tertiary amine at room temperature or at a reaction temperature is charged at room temperature, the temperature is raised to the reaction temperature, and the diisocyanate is dissolved in a melt or an organic solvent to obtain an instantaneous or long-term solution. Add over time. However, the method is not limited to these.
The reaction temperature and reaction time vary depending on the electron-withdrawing strength of the dicarboxylic acid used, or the basicity and the amount of the tertiary amine used, but in this reaction form, the electron-withdrawing property of the dicarboxylic acid is generally strong. The higher the basicity of the tertiary amine and the higher the amount of the tertiary amine, the more the reaction can be carried out at a lower temperature, and the polymerization is completed in a shorter time. The amount of the tertiary amine to be added is 1 mol% to 300
It works effectively within the range of mol%, but when it is less than 1 mol%, the reaction activity decreases, and when it is more than 300 mol%, the tertiary amine is a poor solvent for the polymer, so that precipitation of the polymer occurs. Not preferred. Polymerized monomer concentration is 5wt% -50wt%
Can be arbitrarily selected, but in general, it should be determined by the rigidity of the obtained polyamide. Generally, the more the rigidity, the lower the monomer concentration. Method for measuring characteristics and method for evaluating effects The method for measuring characteristic values and the method for evaluating effects according to the present invention are as follows. (1) Intrinsic viscosity (ηinh) C: Number of grams of polymer in 1 dl of solution t o : Flowing time of solvent only t: Flowing time of solution N-methyl-2- as a solvent using a Ubbelohde viscometer
Measured using pyrrolidone. (2) Solution viscosity The value at a temperature of 30 ° C. was shown using a rotary viscometer. (3) Polymer concentration [Examples] Next, embodiments of the present invention will be described based on examples. Example 1 2-Chloroterephthalic acid was placed in an absolutely dry 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a Dimroth condenser.
0.15 mol (30.09 g) and N-methyl-2-pyrrolidone 130 m
l is stirred and dissolved under nitrogen aeration. After heating this solution in an oil bath and raising the temperature to 65 ° C, diphenylmethane-4,
0.15 mol (37.54 g) of 4-diisocyanate was charged, the measuring vessel for diisocyanate was washed with 17 ml of NMP and poured into the flask. Further, 0.12 mol (16.74 ml) of TEA (triethylamine) was added to the reaction system using a 20 ml syringe. Ten seconds after the addition of TEA (triethylamine), sudden generation of carbon dioxide gas occurred, the reaction started, and the internal temperature rose to 75 ° C due to the heat of polymerization. After about 10 minutes, the evolution of carbon dioxide gas had subsided considerably, and the internal temperature began to drop to 72 ° C. At this point, the temperature of the oil bath is raised and the internal temperature is controlled to be stable at 95 to 100 ° C. After about 60 minutes of reaction time, the viscosity in the system increases, and if the stirring is further continued for 60 minutes, the solution becomes higher in viscosity. However, after 150 minutes from the start of polymerization, the reaction is almost completed and the viscosity becomes constant. After removing the oil bath, 40 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the reaction solution, and the mixture was stirred uniformly to complete the polymerization. The solution was taken out into a 200 ml beaker and the solution properties were measured.
1500 poise / 30 ° C., η inh = 1.32. Using this dope, cast on a glass plate using an applicator at 150 ° C,
It was dried for 3 minutes, peeled from the glass plate, and heat-treated at 300 ° C. for 1 minute under tension. The resulting film was very tough. Comparative Example 1 Exactly the same reaction was carried out as in Example 1 except that triethylamine was not added, and almost no generation of carbon dioxide was observed even when the temperature was raised to 95 to 100 ° C. Therefore, the temperature was further increased. At an internal temperature of 115 ° C., the generation of carbon dioxide became slightly intense, but after 10 minutes at 115 ° C., the generation of carbon dioxide almost stopped, and the solution was colored black. In this state, the mixture was stirred for 120 minutes to complete the polymerization. The solution had the following properties: PC = 25 wt%, viscosity = 20 poise / 30 ° C., η inh = 0.18. When cast on a glass plate and dried as in Example 1, it became ragged on the glass plate, Could not be converted. Comparative Example 2 Polymerization was carried out in exactly the same manner as in Example 1 except that CTPA (2-chloroterephthalic acid) was changed to IPA (isophthalic acid). The viscosity increased 30 minutes after the start of the polymerization. The 60-minute elapsed viscosity further increased, and the Weissenberg effect occurred, and the entire solution became gel elastic. N-methyl-2-pyrrolidone was gradually added and the reaction was continued for another 60 minutes to complete the polymerization. The polymerization liquid was taken out to a beaker. At this time, η inh = 0.75 and viscosity 7
It was 00 poise. When this dope was allowed to stand for one day, the viscosity was remarkably reduced. The measured value was reduced to 350 poise, and η inh = 0.2. Example 2 Using the same apparatus as in Example 1, 0.12 mol (24.07 g) of 2-chloroterphthalic acid and 0.03 mol (4.98 mol) of terephthalic acid were used.
g) and diphenylmethane-4,4'-diisocyanate.
15 mol (37.54 g) was charged into a flask, and then 148 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was charged under a stream of nitrogen and dissolved by stirring at 50 ° C. At this temperature, 0.075 mol (10.5 ml) of triethylamine was injected by syringe. Approximately 30 seconds after the addition of triethylamine, the generation of carbon dioxide vigorously occurred, and the reaction started. The temperature was further increased and the reaction was completed at 90 ° C. for 120 minutes. Η inh of the obtained polymer solution was 1.43. When a film was prepared using this dope in the same manner as in Example 1, the film was transparent and tough. Comparative Example 3 Using the same apparatus as in Example 1, 0.045 mol (9.03 g) of 2-chloroterephthalic acid and 0.105 mol of terephthalic acid (17.
44G) and diphenylmethane-4,4'-diisocyanate.
15 mol (37.54 g) was charged into the flask, and then 140 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was charged under a stream of nitrogen and dissolved by stirring at 50 ° C. At this temperature, 0.075 mol (10.5 ml) of triethylamine was injected by syringe. After the addition of triethylamine, generation of carbon dioxide gas was observed. After a lapse of 2 minutes when the reaction temperature was raised to 90 ° C., the polymer was precipitated, and thereafter no increase in viscosity was observed. This polymer was as low as η inh = 0.32 and did not form a film. Examples 3-5, Comparative Examples 4-6 As a result of polymerization using various monomers and additives using a 100 ml kneader with a jacket equipped with a condenser, the dicarboxylic acid having an electron-withdrawing group of the present invention
The system using 1 mol% to 300 mol of the tertiary amine could clearly have a higher molecular weight than the composition out of the claims, and a polymer having good storage stability was obtained. Table 1 shows the results. [Effects of the Invention] In the present invention, as a result of polymerizing a monomer having an electron-withdrawing group in an aromatic dicarboxylic acid in an amount of 60 mol% or more and a tertiary amine in combination, a high molecular weight can be obtained with good reproducibility and storage stability. This makes it possible to process the resulting polyamide dope into a fiber or film without any need for complicated steps such as reprecipitation. The thus obtained polyamide dope of the present invention is processed into a film or a fiber, and as a film application, utilizing its heat resistance, a base film for thermal transfer, a base film for magnetic recording, especially a base for thin-leaf high-density magnetic recording tape Optimally used for films. The fibers are preferably used for heat-resistant fibers and tire cords.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−10431(JP,A) 特開 昭61−9421(JP,A) 特開 昭51−10896(JP,A) 特開 昭50−45095(JP,A) 特開 昭54−48872(JP,A) 特開 昭58−67723(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 77/00 - 77/12 C08G 18/00 - 18/87 D01F 6/60 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-10431 (JP, A) JP-A-61-9421 (JP, A) JP-A-51-10896 (JP, A) JP-A 50-50 45095 (JP, A) JP-A-54-48872 (JP, A) JP-A-58-67723 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08L 77/00-77 / 12 C08G 18/00-18/87 D01F 6/60 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.一般式、 のいずれか又はこれらの混合物を60モル%以上含む芳香
族ジカルボン酸(ここでXはハロゲン基、ニトロ基、シ
アノ基の中から選ばれる一種以上である。lは1〜4の
整数である。)と一般式、 OCN−R1−NCOで表わされる芳香族ジイソシアネート(こ
こでR1の中から選ばれる一種以上であり、Yはハロゲン基、ニ
トロ基、シアノ基、炭素数1〜3のアルキル基、アルコ
キシ基の中から選ばれる一種以上であり、Zは−CH
2−,−O−,−S−,−SO2−,の中から選ばれる一種である。 rは0あるいは1の整数である。m,n,pは0〜4の整
数、qは0〜3の整数である。)を非プロトン性有機極
性溶媒中で、第3級アミン1〜300モル%(仕込みモノ
マモル数に対して)存在下に反応させることを特徴とす
る芳香族ポリアミドドープの製造方法。
(57) [Claims] General formula, Or an aromatic dicarboxylic acid containing at least 60 mol% of a mixture thereof, wherein X is one or more selected from a halogen group, a nitro group, and a cyano group. L is an integer of 1 to 4. ) And an aromatic diisocyanate represented by the general formula OCN-R 1 -NCO (where R 1 is Wherein Y is at least one selected from a halogen group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and an alkoxy group, and Z is -CH
2 -, - O -, - S -, - SO 2 -, It is a kind selected from among. r is an integer of 0 or 1. m, n, and p are integers of 0 to 4, and q is an integer of 0 to 3. ) In an aprotic organic polar solvent in the presence of 1 to 300 mol% of tertiary amine (based on the number of moles of monomers charged).
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