JP3027383B2 - 無色有機可溶性芳香族ポリ(エ―テルイミド)、その有機溶液、およびその調製 - Google Patents

無色有機可溶性芳香族ポリ(エ―テルイミド)、その有機溶液、およびその調製

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金平 楊
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の芳香族ジア
ミンを用いてビス(エーテルアンヒドリド)から調製し
たt−ブチル基を持つ様々な無色有機可溶性ポリ(エー
テルイミド)(PEIs)に関するものであり、より特
定すれば、無色有機可溶性ポリ(エーテルイミド)の合
成に有用な新規の芳香族無水ビスエーテル化合物、1,
4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)−2−t
−ブチルベンゼンジアンヒドリドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】芳香族ポリイミドは、優れた温度安定性
および安定した機械的、電気的特性をもつ高性能のポリ
マー素材としてよく知られている。ポリイミドは、主に
航空宇宙科学および電子産業の分野で、フィルムおよび
成形品の形で使用されてきた。接着剤、ガス分離膜、複
合材マトリックス、塗装、および発泡材など、これらの
ポリマーのその他の用途は急速に増加してきた。しかし
ながら、ポリイミドは軟化温度が高いこと、および商業
的に利用可能な溶媒への溶解性が限定されることから加
工が困難である。従って、これらの本来の優れた特性を
失うことなく可溶性、および熱可塑性の研究開発を行う
ことが、現在の科学者の目的となってきた。
【0003】ジアンヒドリドに基づく可溶性ポリイミド
に関する我々の特定の論文および特許の検索を行ったと
ころ、大量のポリイミドに関する文献が見出された。こ
れらの文献の多くはポリ(エーテルイミド)の重合化に
おけるジアミンの改良を説明したもので、ポリ(エーテ
ルイミド)におけるジアンヒドリドの発明に関するもの
は少なかった。可溶性ポリイミドの改良に使われた新規
のジアンヒドリドは、一般的にシクロ−パラフィン系、
ジフェニルスルホンテトラカルボキリシリックジアンヒ
ドリド(DSDA)系、および2,2−ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンジアン
ヒドリド(6FDA)系であった。オルト結合芳香族基
および/またはカルドペンダント基(cardo pe
ndant group:2個のベンゼン環に結合した
炭素を含む環状基)含有ジエーテルアンヒドリド系を持
つポリイミドもまた可溶性を改良し得る。これらの可溶
性ポリイミドの中で、これまでに6FDA系がより良好
な効果を有していた。パラフィン環系を持つポリイミド
は熱安定性で劣り、DSDA系を持つポリイミドは可溶
性の点で改良が見られず、オルト結合芳香族基および/
またはカルドペンダント含有ジエーテルジアンヒドリド
系を持つポリイミドは逆に重合度に影響を受け、濃硫酸
で容易に分解した。
【0004】無色または薄色ポリイミドは、モニター、
光学装置および繊維などへの応用において需要が増して
いる。基本的に、芳香族ポリイミドは濃黄色または赤褐
色である。これまでに、6FDA系のおよびカルドペン
ダント基含有ジエーテルジアンヒドリド系のポリイミド
は、より好ましい無色性を持つことがわかっている。し
かしながら、前者は比較的高価で、後者は重合度、機械
的および熱的特性において劣っていた。このように、芳
香族ポリイミドの加工および無色特性をを改良するため
に、多大なる努力と試みがなされてきた。
【0005】ジアンヒドリドに基づく可溶性ポリイミド
に関する、我々の文献および特許の検索結果は、以下の
リストにあるとおりである。 (a)特許リスト 特開平03−243629;ケミカルアブストラクト1
16:130366y 特開平01−022963;ケミカルアブストラクト1
11:155040x 特開昭64−000121;ケミカルアブストラクト1
11:58573r 特開昭61−174974;ケミカルアブストラクト1
06:103939z 特開昭61−171762;ケミカルアブストラクト1
06:34788k 特開昭59−199720;ケミカルアブストラクト1
02:114157m (b)文献リスト Koo S.−Y;etc.,J.Appl.Poly
m.Sci.61(7),1197(1996). Bryant,R.G.,High Perform.
Polym.8(4),607(1996). Young,P.R.;etc.,J.Polym.S
ci.,Part A:Polym.Chem.28
(11),3107(1990). Omote,T.;etc.,J.Appl.Poly
m.Sci.38(3),389(1989). Kusama,M.;etc.,Tokyo Koge
i Daigaku Kogakubu Kiyo 1
1,49(1988). Eastmond,G.C.;etc.,Polyme
r,34,2865(1994);35,5418(1
994). Eastmond,G.C.;etc.,Macrom
olecules,28,2140(1995). Hsiao S.−H.;Yang C.−P.;Ch
u K.−Y.,Macromolecules,3
0,165(1997). Hsiao S.−H.;Yang C.−P.;Ch
u K.−Y.,Macromol.Chem.Phy
s.198,2153(1997).
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の第一の
目的は、優れた熱的および機械的特性を持った、一連の
有機可溶性および無色のポリ(エーテルイミド)を提供
することである。
【0007】本発明において、新規のビス(エーテルア
ンヒドリド)、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェノキシ)−2−t−ブチルベンゼンジアンヒドリド
(以下、BDP−tBDと省略する)を、t−ブチルヒ
ドロキノンを用いて合成した。この新規なビス(エーテ
ルアンヒドリド)である、BDP−tBDは、様々な芳
香族ジアミンと環開裂ポリ付加反応を行ってポリアミド
酸とし、次いで化学的または熱的に脱水環化することに
よって、無色かつ有機可溶性のポリ(エーテルイミド)
を製造するのに利用される。
【0008】本発明により調製したt−ブチルを持つポ
リ(エーテルイミド)は、無色で高い重合度(ηinh
1)を有し、優れた有機溶解性ならびに機械的および熱
的特性を示し、特に濃硫酸による分解を受け難い。6F
DAに基づく従来のポリイミドと比較して、本発明のポ
リ(エーテルイミド)はより無色性を示している。
【0009】本発明はまた、N−メチル−2−ピロリド
ン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA
c)、N,N−ジメチルフォルムアミド(DMF)、ジ
メチルスルフォキシド(DMSO)、m−クレゾール、
ピリジン(Py)、テトラヒドロフラン(THF)、ク
ロロメタンおよびクロロエタンからなる群より選択され
る有機溶媒に、本発明の有機可溶性ポリ(エーテルイミ
ド)を溶解することによって調製されるポリ(エーテル
イミド)の有機溶液を提供する。
【0010】本発明はさらに、本発明のポリ(エーテル
イミド)と有機溶媒を混合する段階、結果的に生じた有
機溶液を層形成のため基板に流延、または塗装する段
階、および前記有機溶媒を前記層から除去しポリ(エー
テルイミド)フィルムを形成する段階を含む、ポリ(エ
ーテルイミド)フィルム形成方法を開示する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明において、新規の
ビス(エーテルアンヒドリド)であるBDP−tBD
は、様々な芳香族ジアミンと環開裂ポリ付加反応を行っ
てポリアミド酸とし、次いで化学的または熱的に脱水環
化することによって得られる無色かつ有機可溶性のポリ
(エーテルイミド)の調製に利用される。前記BDP−
tBDは、以下の式Iで表される。
【0012】
【化28】
【0013】本発明によるポリ(エーテルイミド)の調
製において、ジアミンはジイソシアネートに置き換えら
れ得る。反応式を以下に示す。
【0014】
【化29】
【0015】ただしAr2は、
【0016】
【化30】
【0017】よりなる群より選択される。
【0018】本発明によるポリ(エーテルイミド)の調
製において、以下の反応式(2)で示されるように、異
なるジアンヒドリドを前記BDP−tBD(I)と共に
使用してもよく、ジアミンと反応させてポリ(エーテル
イミド)共重合体(III)を得ることができる。
【0019】
【化31】
【0020】ただしm1およびm2は整数であり、Ar
2は上記の定義どおりであり、およびAr1は次のように
表される。
【0021】
【化32】
【0022】であり、Ar4は、
【0023】
【化33】
【0024】である。
【0025】好ましくは、前記ポリ(エーテルイミド)
共重合体(III)は、
【0026】
【化34】
【0027】である。
【0028】以下の反応式(3)で示されるように、架
橋可能なポリ(エーテルイミド)(IV)を調製するた
め、選択的に、適量の不飽和モノアンヒドリドを(1)
または(2)の反応に加えてもよい。
【0029】
【化35】
【0030】ただしXは
【0031】
【化36】
【0032】である。
【0033】以下に示される単位(II)または(II'')
をランダムに持つポリ(エーテルイミド)共重合体を調
製するために、複数のジアミンが前記反応式(1)にお
いて使用され得るのは明白である。
【0034】
【化37】
【0035】ただしAr2は上記の定義どおりであり、
Ar’2は、Ar2およびAr’2が同一ではないという
条件で、Ar2と同じ群より選択される。
【0036】以下に示される単位(II)、(II’)、
(II”)および(II''')をランダムに持つポリ(エー
テルイミド)共重合体を調製するために、複数のジアミ
ンが前記反応式(2)において使用され得るのは容易に
理解できる。
【0037】
【化38】
【0038】ただしAr1、Ar2およびAr’2は上記
で定義される。
【0039】好ましくは、Ar1は、
【0040】
【化39】
【0041】である。
【0042】選択的に、Ar1は、
【0043】
【化40】
【0044】であってもよく、この場合Ar4は、
【0045】
【化41】
【0046】である。
【0047】本発明により、反応式(1)、(2)また
は(3)のポリ(エーテルイミド)ポリマーまたは共重
合体の調製において使用する適切な芳香族ジアミンは、
p−フェニレンジアミン、ベンジジン、m−フェニレン
ジアミン、4,4’−オキシジアニリン、3,4’−オ
キシジアニリン、4,4’−チオジアニリン、4,4’
−メチレンジアニリン、4,4’−(1,4−フェニレ
ンイソプロピリデン)ジアニリン、4,4’−(1,3
−フェニレンイソプロピリデン)ジアニリン、4,4’
−ジアミノベンズアニリド、2,5−ビス(4−アミノ
フェニル)ー3、4ージフェニルチオフェン、9,9−
ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、1,4−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4
−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,5−ビス(4−ア
ミノフェノキシ)トルエン、2、5−ビス(4−アミノ
フェノキシ)ビフェニレン、1,4−ビス(4−アミノ
フェノキシ)2−tert−ブチルベンセン、2,3−
ビス(4−アミノフェノキシ)ナフタレンン、1,4−
ビス(4−アミノフェノキシ)ナフタレン、4,4−ビ
ス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィ
ド、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,
3’、5,5’−テトラメチルビフェニル、4,4’−
ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゾフェノン、2,2
−ビス[4ー(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロ
パン、2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、
2,2’−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルホン、2,2’−ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]エチルベンゼン、1,1−ビス[4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル]シクロヘキサ
ン、5,5’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]ヘキサヒドロ−4,7−メタノイダン、3、
3’−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]
フタリド、3,3−ビス[4−(3−アミノフェノキ
シ)フェニル]フタルイミジン、9,9−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、4,
4’−[1,4−フェニレンビス(イソプロピリデン−
1,4−フェニレンオキシ]ジアニリンおよび4,4’
−[1,3−フェニレンビス(イソプロピリデン−1,
4−フェニレンオキシ]ジアニリンを含む。これらの中
で、p−フェニレンジアミンおよびベンジジンは、ビス
(エーテルアンヒドリド)(I)と反応するための単一
のジアミンとして使用することは適切ではない。
【0048】本発明のポリ(エーテルイミド)は、ビス
(エーテルアンヒドリド)(I)から、様々な芳香族ジ
アミンを用いて、適切な溶媒(例えばDMAc)中で環
開裂ポリ付加反応を行いポリアミド酸を得、次に化学的
(例えば無水酢酸およびピリジンの付加)または熱的に
脱水環化してポリ(エーテルイミド)を得ることを含む
従来の二段階工程によって合成され得る。ポリ(エーテ
ルイミド)はまた、高沸点の溶媒(例えばm−クレゾー
ル)中で二つの反応物質(ビス(エーテルアンヒドリ
ド)および芳香族ジアミン)を直接加熱することによる
従来の一段階工程でも調製され得る。好ましくは、本発
明の無色ポリ(エーテルイミド)は、従来の二段階工程
およびその化学的脱水環化によって調製される。ビス
(エーテルアンヒドリド)(I)およびジアミンを溶解
できる既知のどのような溶媒も、環開裂重合に用いるこ
とができ、CHCl3、CH2Cl2、ピリジン、DMA
c、NMP、DMFおよびm−クレゾールが挙げられ
る。
【0049】新規の芳香族ビス(エーテルアンヒドリ
ド)化合物(I)、BDP−tBDの適切な合成方法
は、t−ブチルヒドロキノン(t−BHQ)、および4
−ニトロフタロジニトリルもしくは4−ニトロフタロイ
ミドとの間のニトロ置換反応を行うことで、中間体ビス
エーテル化合物を得、次に前記中間体ビスエーテル化合
物をアルカリ加水分解することでビス(エーテル二価
酸)を形成し、前記ビス(エーテル二価酸)を脱水する
反応を含む。
【0050】本発明はさらに、以下に述べる実施例によ
って説明されるが、これらは本発明の範囲を単に限定す
るものではない。
【0051】
【実施例】実施例1:1,4−ビス(3,4−ジシアノ
フェノキシ)−2−t−ブチルベンゼンジアンヒドリド
の合成 250mlのフラスコに、6.23g(37.5m
mol)のt−BHQ、12.98gの4−ニトロフタ
ロジニトリルおよび10gのK2CO3を、窒素雰囲気下
で100mlのDMFに混合懸濁した。その混濁溶液は
赤橙色で、溶液中にK2CO3のペレットを生成した。そ
の溶液をおよそ24時間室温で撹拌した。次に生じた茶
色反応混合物を500mlの水に注ぎ、生じた白色固体
沈殿を回収した。得られた生産物(ビス(エーテルジニ
トリル))は13.2g(収率84%)(融点:231
〜233℃)であった。
【0052】 500mlのフラスコで、27gのK
OHを溶解したエタノール/水(110ml/110m
l)混合物にのビス(エーテルジニトリル)(12.
54g)を懸濁したものを、アンモニアが発散し終わる
まで30時間以上環流下で煮沸した。生じた熱い溶液を
ろ過し不溶性不純物を除いた。その熱い濾過物を冷却
し、濃塩酸を用いてpH=2〜3まで酸性化した。生じ
た白色沈殿物をろ過し、水で中性になるまで洗浄し、減
圧乾燥し、14.3gの生産物(1,4−ビス(3,4
−ジカルボキシフェノキシ)−2−t−ブチルベンゼ
ン)を得た(収率98%)。
【0053】 200mlのフラスコに、のビス
(エーテル二価酸)(14g)を、無水酢酸35mlお
よび氷酢酸35mlの混合液中に懸濁した。その懸濁液
を、透明溶液になるまで環流下で煮沸した。生じた熱い
透明溶液を不溶性不純物を除くためろ過した。その濾液
を冷却することで生じた結晶化白色粉末を回収し、減圧
乾燥し11gの生産物(1,4−ビス(3,4−ジカル
ボキシフェノキシ)−2−t−ブチルベンゼンジアンヒ
ドリド(I))を得た(収率85%)(融点:231〜
213℃)。 IR(KBr):1848cm-1(asym.C=O
str.)、1780cm-1(sym.C=O st
r.)、1478-1615cm-1(arom.C=
C)、1258cm-1(C-O-C).1 H-NMR(500MHz、CDCl3): d(pp
m)=1.37(s、9H)、7.00(s、2H)、
7.25(s、1H)、7.50(m、4H)、8.2
2(q、2H).13 C-NMR(125MHz、CDCl3):d(pp
m)=164.79、164.66、162.43、1
62.38、162.00、151.13、150.6
2、145.15、134.06、133.95、12
7.86、127.73、125.14、124.8
1、124.54、124.46、123.23、12
0.62、119.51、112.98、112.5
3、35.08、29.97. 元素分析値 C26188(458.4) 計算値:C、68.12%;H、3.96% 実測値:C、68.04%;H、3.98%実施例2 50mlのフラスコ中で、1,4−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン(0.292g)を5.6mlの乾
燥DMAcに溶解した。ジアミンが完全に溶解した後、
0.458gのビス(エーテルアンヒドリド)(I)を
一部加えた。この混合物を室温で1時間撹拌し、ポリ
(エーテルアミド酸)(PAA)を得た。DMAc中の
生じたPAAの固有粘度は1.32dL/gであり、3
0℃で0.5g/dLの濃度を測定した。1mlの無水
酢酸および0.5mlのピリジンの混合物をPAA溶液
に加え、この混合物を80℃で30分撹拌した。この混
合物をメタノールに注ぎ、生じた白色沈殿をろ過で回収
し、メタノールで激しく洗浄し、120℃で乾燥した。
生じたポリマーの生成量は0.71g(収率100%)
(融点:231〜233℃)で、DMAc中の生じたポ
リマーの固有粘度は1.29dL/gであった。元素分
析の計算値はC、73.94;H、4.23;N、3.
92%、実測値:C、73.11;H、4.16;N、
3.97%であった。生じたポリマーはDMAc、NM
P、DMF、m−クレゾール、ピリジンおよびCH2
2に溶解可能であった。柔軟で無色のポリ(エーテル
イミド)フィルム(6cmx0.5cmx0.5mm)
はDMAcの流延によって得られ、本フィルムは108
MPaの降伏点強度を持ち、引張破壊強度は102MP
aで、引張破壊伸びは25%であり、初期弾性率は2.
5GPaであった。生じたポリマーは以下の構造を持
つ。
【0054】
【化42】
【0055】実施例3 フラスコ中で、1mmolのジアミンを適量の乾燥DM
Acに溶解した。ジアミンが完全に溶解した後、1mm
olのジアンヒドリドを全部、または数回に分けて加え
た。この混合物を室温で1時間撹拌し、PAAの高い粘
度を持つ溶液が得られた。次にこのPAA溶液に無水酢
酸およびピリジンの混合物の適量(例えば、1ml無水
酢酸、0.5mlピリジン)を加えた。生じた混合物を
80〜100℃で1時間撹拌した。このポリマー溶液を
メタノールに注ぎ、白色沈殿を得た。この白色沈殿をろ
過で回収し、メタノールで激しく洗浄し、適温で乾燥し
た。
【0056】典型的な例を以下に説明する: (a)50mlのフラスコ中で、1mmolの2,5−
ビス(4−アミノフェノキシ)トルエンと1mmolの
ビス(エーテルアンヒドリド)(I)を6mlの乾燥D
MAcに溶解し、前記方法によりポリ(エーテルイミ
ド)を調製した。7.29gの無色のポリマーが得られ
た。このポリマーは以下の構造を持つ。
【0057】
【化43】
【0058】生じたポリマーは1.07dL/gの固有
粘度(ηinh)を持ち、DMAc、NMP、DMF、m
−クレゾール、ピリジンおよびCH2Cl2に溶解可能で
あった。このポリ(エーテルイミド)の熱的特性は、T
gは232℃、空気中での10%重量減少温度(T10
は505℃、および800℃でさえ50重量%以上残留
していた。このポリ(エーテルイミド)フィルム(6c
m×0.5cm×0.5mm)の機械的特性は、本フィ
ルムは117MPaの降伏点強度を持ち、引張破壊強度
は133MPaで、引張破壊伸びは34%であり、初期
弾性率は2.7GPaであった。
【0059】(b)50mlのフラスコ中で、1mmo
lの1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンと
1mmolのビス(エーテルアンヒドリド)(I)を6
mlの乾燥DMAcに溶解し、上記方法によりポリ(エ
ーテルイミド)を調製した。7.14gの無色のポリマ
ーが得られた(収率100%)。このポリマーは以下の
構造を持つ。
【0060】
【化44】
【0061】生じたポリマーはDMAc中で1.44d
L/gの固有粘度(ηinh)を持ち、DMAc、NM
P、DMF、m−クレゾール、ピリジンおよびCH2
2に溶解可能であった。このポリ(エーテルイミド)
の熱的特性は、Tgは217℃、窒素中での10%重量
減少温度(T10)は544℃で、および800℃でさえ
54重量%以上残留していた。このポリ(エーテルイミ
ド)フィルム(6cm×0.5cm×0.5mm)の機
械的特性は、108MPaの降伏点強度を持ち、引張破
壊強度は102MPaで、引張破壊伸びは42%であ
り、初期弾性率は2.4GPaであった。 (c)本実施例で説明した方法により29の異なるポリ
(エーテルイミド)を様々な芳香族ジアミンおよびビス
(エーテルアンヒドリド)(I)を用いて調製した。そ
の色特性、可溶性、および固有粘度を表1に示す。
【0062】
【表1】
【0063】a;化学的脱水環化法によって得られたポ
リマー
【0064】
【化45】
【0065】であり、Arは以下の群より選択される。
【0066】
【化46】
【0067】b;100mlDMAc溶液(30℃)中
の0.5g濃度における測定 c;0.5重量%濃度における測定。+;室温で溶解、
−;不溶、−s;膨潤を示す。 d;C.L.は無色を示す。
【0068】実施例4 50mlのフラスコ中で、1,4−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)2−t−ブチルベンゼン(0.384g)を
6.3mlの乾燥DMAcに溶解した。ジアミンが完全
に溶解した後、0.458gのビス(エーテルアンヒド
リド)(I)を加えた。この混合物を室温で1時間撹拌
し、高粘度のPAAを得た。DMAc中の生じたPAA
の固有粘度は1.31dL/gであり、30℃で0.5
g/dLの濃度であった。このPAA溶液を直径9cm
のガラス培養皿に塗装し、80℃のオーブンに置き溶媒
を除去した。生じた生乾きのPAAフィルムを120
℃、150℃、180℃、210℃、および250℃の
順番でそれぞれ15分ずつ加熱した後、水に浸すと、無
色で柔軟なポリ(エーテルイミド)フィルムがガラス培
養皿表面から自己剥離した。生じたポリ(エーテルイミ
ド)はDMAc中で1.27dL/gの固有粘度(η
inh)を持ち、DMAc、NMP、DMF、m−クレゾ
ール、ピリジン、テトラヒドロフラン(THF)、CH
2Cl2および濃硫酸に溶解可能であった。
【0069】このポリ(エーテルイミド)フィルムの熱
的特性は、10%重量減少温度(T 10)は空気中で52
9℃、空気中で515℃で、および800℃でさえ54
重量%以上残留していた。このポリ(エーテルイミド)
フィルムの機械的特性は、119MPaの降伏点強度を
持ち、引張破壊強度は109MPaで、引張破壊伸びは
35%であり、初期弾性率は2.5GPaであった。生
じた無色のポリマーフィルムは以下の構造を持つ。
【0070】
【化47】
【0071】元素分析値 計算値:C、74.69%;H、5.09%;N、3.
63% 実測値:C、73.80%;H、5.01%;N,3.
64%実施例5 50mlのフラスコ中で、4,4’−オキシジアニリン
(0.2g;1mmol)を5mlの乾燥DMAcに溶
解した。ジアミンが完全に溶解した後、0.229g
(0.5mmol)のビス(エーテルアンヒドリド)
(I)と0.222g(0.5mmol)の6FDAを
加えた。生じた混合物を室温で1時間撹拌し、次に1m
lの無水酢酸および0.5mlのピリジンの混合物を加
えた。生じた混合物を80℃で1時間撹拌し、メタノー
ルに注ぎ、白色沈殿を得た。この白色沈殿をろ過で回収
し、メタノールで激しく洗浄し、120℃で乾燥した。
生じたポリマーは6.14gであった。DMAc中の生
じたポリマーの固有粘度は1.20dL/gであった。
生じたポリマーは、DMAc、NMP、DMF、ピリジ
ン、CHCl3およびCH2Cl2に溶解可能であった。
得られたポリマーは以下の構造を持つ。
【0072】
【化48】
【0073】実施例6 2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン]プロパンを乾燥DMAcに溶解し、ジアミンが完全
に溶解した後、1mmolのビス(エーテルアンヒドリ
ド)(I)および0.5mmolの4,4’−オキシジ
フタリックアンヒドリド(OPDA)を加えた。この混
合物を室温で1時間撹拌しPAA溶液を得た。次に1m
lの無水酢酸および0.5mlのピリジンの混合物をP
AA溶液に加えた。生じた混合物を80℃で1時間撹拌
し、メタノールに注ぎ、白色沈殿を得た。この白色沈殿
をろ過で回収し、メタノールで激しく洗浄し、120℃
で乾燥した。生じたポリマーのDMAc中の固有粘度は
1.12dL/gであり、DMAc、NMP、DMF、
ピリジン、およびCHCl3に溶解可能であった。生じ
たポリマーフィルムは以下の構造を持つ。
【0074】
【化49】
【0075】実施例7 50mlのフラスコ中で、2,5−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)トルエン(0.306g;1mmol)を6
mlの蒸留したばかりのm−クレゾールに溶解し、ジア
ミンが完全に溶解した後、0.299g(0.5mmo
l)のビス(エーテルアンヒドリド)(I)および0.
222g(0.5mmol)の6FDAを加えた。この
混合物を60℃で30分撹拌し、さらに200℃で窒素
雰囲気下で2時間撹拌し、メタノールに注ぎ、白色沈殿
を得た。この白色沈殿をろ過で回収した。生じたポリマ
ーのDMAc中の固有粘度は1.20dL/gであり、
DMAc、NMP、DMF、ピリジンおよびm−クレゾ
ールに溶解可能であった。
【0076】実施例8 従来のポリイミドフィルムと比較した本発明のポリ(エ
ーテルイミド)の無色特性を示すため、4つの異なるポ
リイミド(ポリマー、、、および)を調製し、
その色特性をUV−160A(島津UV−160A)お
よびZE2000(日本電色計;Macbeth−co
lor eye ZE2000)で測定した。前記ポリ
イミド(ポリマー、、、および)の化学構造と
固有粘度は以下に示す。
【0077】
【化50】
【0078】様々なポリマー(ポリマー、、、お
よび)の調製:ポリマーを実施例2と同様の方法に
より調製した。ポリマーを実施例2で説明した方法と
類似した方法により、6FDAと1,4−ビス(4−ア
ミノフェノキシ)ベンゼンから調製した。ポリマー
を、4,4’−オキシジアニリンと共にテトラメチル−
p−フェニレンジアミンのビストリメリトイミドから、
直接重合濃縮によって調製した。さらにポリマーを、
ピロメリティックジアンヒドリド(PMDA)と4,
4’−オキシジアニリンをDMA中で環開裂反応させて
ポリアミド酸とし、次いで熱的に脱水環化することによ
って合成した。全てのポリマー(ポリマー、、、
および)の色特性は、Macbeth−color
eyeで測定した。測定は厚さ0.05mmのフィルム
を用いて行い、測定角度は10℃、光源はCIE−D、
および使用した色の差分方程式はCIELABであっ
た。図1は、厚さ0.05mmの4つのポリマーフィル
ム(ポリマー、、、および)の波長300μm
〜600μmにおける可視光吸収スペクトルを示す。ポ
リマーおよびの吸収スペクトルは500〜460μ
mで吸収を示しており、より濃い黄色を表している。ポ
リマー、、およびにおいて、ポリマーおよび
はポリマーおよびに比べて、より薄い色を示して
いる。ポリマーはポリマーに比べて、より無色に近
いが、これはポリマーの初期吸収波長がポリマーに
比べて大きいからである。さらにMacbeth−co
lor eyeで決定したポリマーおよびの無色性
の結果は、以下に記載したとおりである。
【0079】ポリマー:DL(94.59)、DA
(−4.84)、DB(9.34) ポリマー:DL(77.75)、DA(−0.6
6)、DB(51.53) 色はパラメータDAおよびDBにより定量的に説明され
る。例えば、赤色サンプルはDA値プラスで、緑色サン
プルはDA値マイナスである。同様にDB値プラスは黄
色、その一方でDB値マイナスは青色を含む。無色フィ
ルムにおいて、DAおよびDB値は0である。DL値の
100から0は、白色から黒色を意味する。本発明のポ
リ(エーテルイミド)(ポリマー)のDBは従来のポ
リイミド(ポリマー、、および)に比べて、より
ゼロに近かった。特に本発明のポリ(エーテルイミド)
(ポリマー)は、既知のポリイミドで最も無色に近か
った6FDAに基づくポリイミド(ポリマー)に比べ
て、より無色に近い。
【0080】さらに本発明のポリ(エーテルイミド)お
よび従来のポリイミドを合成し、それらの特性を表2に
示す。
【0081】
【表2】
【0082】a;標準として紙を用い、計算式はCIE
LABを用いた。DB値の‘+’は黄色傾向であり、
‘−’は青色傾向である。DA値の‘+’は赤色傾向で
あり、‘−’は緑色傾向である。DL値100から0
は、白色から黒色を意味する。 b;ポリマーコードは2つの部分からなり、“−”の前
の部分はAr1を表し、“−”の後の部分はAr2を示
す。
【0083】
【化51】
【0084】ただし、Ar1は、
【0085】
【化52】
【0086】であり、Ar2は、
【0087】
【化53】
【0088】である。
【0089】
【発明の効果】様々な波長の範囲における本発明のポリ
(エーテルイミド)(曲線1)および従来のポリイミド
(曲線2、3および4)の可視光吸収スペクトルを示
す。これによると、本発明のポリ(エーテルイミド)
(曲線1)は最高の無色特性を示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 様々な波長の範囲における本発明のポリ
(エーテルイミド)(曲線1)および従来のポリイミド
(曲線2、3および4)の可視光吸収スペクトルを示す
グラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 79/08 C08G 73/10 C08J 5/18 CFG CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式II: 【化1】 (ただしAr2は、実質的に 【化2】 よりなる群から選択される)で表される単位を含む有機
    可溶性ポリ(エーテルイミド)。
  2. 【請求項2】 式II’: 【化3】 (ただしAr2は前記式IIの定義どおりであり、Ar
    1は、実質的に 【化4】 よりなる群から選択され、Ar4は 【化5】 である)で表される単位をさらに含み、前記式IIの単位
    および式II’の単位をランダムに含むものである、請求
    項1に記載のポリ(エーテルイミド)。
  3. 【請求項3】 式II”: 【化6】 (ただしAr’2およびAr2は同一ではないという条件
    で、Ar’2はAr2と同じ群より選択される)で表され
    る単位をさらに含み、前記式IIの単位および式II”の単
    位をランダムに含むものである、請求項1に記載のポリ
    (エーテルイミド)。
  4. 【請求項4】 式II’および式II''': 【化7】 (ただしAr2は前記式IIの定義どおりであり、Ar’2
    は前記式II”の定義どおりであり、Ar1は実質的に 【化8】 よりなる群から選択され、Ar4は 【化9】 である)で表される単位をさらに含み、前記式IIの単
    位、式II’の単位、式II'''の単位および式II''''の単
    位をランダムに含むものである、請求項3に記載のポリ
    (エーテルイミド)。
  5. 【請求項5】 Ar1は 【化10】 である請求項2に記載のポリ(エーテルイミド)。
  6. 【請求項6】 Ar1は 【化11】 であり、Ar4は 【化12】 である請求項2に記載のポリ(エーテルイミド)。
  7. 【請求項7】 【化13】 である請求項2に記載のポリ(エーテルイミド)。
  8. 【請求項8】 有機溶媒およびポリ(エーテルイミド)
    を含むポリ(エーテルイミド)の有機溶液であって、前
    記有機溶媒は、実質的にN−メチル−2−ピロリドン
    (NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA
    c)、N,N−ジメチルフォルムアミド(DMF)、ジ
    メチルスルフォキシド(DMSO)、m−クレゾール、
    ピリジン、クロロメタンおよびクロロエタンからなる群
    より選択され、前記ポリ(エーテルイミド)は式(I
    I): 【化14】 (ただしAr2は、実質的に 【化15】 よりなる群から選択される)で表される単位を含むもの
    である有機溶液。
  9. 【請求項9】 前記ポリ(エーテルイミド)は、式I
    I’: 【化16】 (ただしAr2は前記式IIの定義どおりであり、Ar
    1は、実質的に 【化17】 よりなる群から選択され、Ar4は 【化18】 である)で表される単位をさらに含み、前記式IIの単位
    および式II’の単位をランダムに含むものである、請求
    項8に記載の有機溶液。
  10. 【請求項10】 前記ポリ(エーテルイミド)は、式I
    I”: 【化19】 (ただしAr2およびAr’2は同一ではないという条件
    で、Ar’2はAr2と同じ群より選択される)で表され
    る単位をさらに含み、前記式IIの単位および式II”の単
    位をランダムに含むものである、請求項8に記載の有機
    溶液。
  11. 【請求項11】 前記ポリ(エーテルイミド)は、式I
    I’および式II''': 【化20】 (ただしAr2は前記式IIの定義どおりであり、Ar’2
    は式II”の定義どおりであり、Ar1は実質的に 【化21】 よりなる群から選択され、Ar4は 【化22】 である)で表される単位をさらに含み、前記式IIの単
    位、式II’の単位、式II”の単位および式II'''の単位
    をランダムに含むものである、請求項10に記載の有機
    溶液。
  12. 【請求項12】 前記ポリ(エーテルイミド)は、Ar
    1が 【化23】 である請求項9に記載の有機溶液。
  13. 【請求項13】 前記ポリ(エーテルイミド)は、A
    1が 【化24】 であり、Ar4は 【化25】 である請求項9に記載の有機溶液。
  14. 【請求項14】 前記ポリ(エーテルイミド)は、 【化26】 である請求項9に記載の有機溶液。
  15. 【請求項15】 式I: 【化27】 で表される1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノ
    キシ)−2−t−ブチルベンゼンジアンヒドリド。
  16. 【請求項16】 請求項1に記載のポリ(エーテルイミ
    ド)および有機溶媒を混合し、前記ポリ(エーテルイミ
    ド)の有機溶液を調製する段階、前記有機溶液を基板に
    流延または塗布し層を形成する段階、および前記溶媒を
    前記層から除去しポリ(エーテルイミド)フィルムを成
    形する段階を含む、ポリ(エーテルイミド)フィルム成
    形方法。
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