JP3077852B2 - 芳香族コポリエステル - Google Patents

芳香族コポリエステル

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JP3077852B2
JP3077852B2 JP04180241A JP18024192A JP3077852B2 JP 3077852 B2 JP3077852 B2 JP 3077852B2 JP 04180241 A JP04180241 A JP 04180241A JP 18024192 A JP18024192 A JP 18024192A JP 3077852 B2 JP3077852 B2 JP 3077852B2
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acid
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dicarboxylic acid
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陽則 塩谷
裕章 山口
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Ube Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、比較的低い温度で溶融
加工が可能な新規サーモトロピック液晶コポリエステル
に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】近年、種々のエンジニア
リングプラスチックスが開発されている。特に光学異方
性を有する液晶コポリマーが注目されている。Adva
nces in Polymer Science
0/61,61(1984)には、P−ヒドロキシ安息
香酸ホモポリマー、テレフタル酸とハイドロキノンとの
コポリマー、あるいはナフタレン−2,6−ジカルボン
酸とハイドロキノンとのコポリマーなどが記載されてい
るが、これらのポリマーは、融点がそれぞれ610℃、
596℃、577℃と高いためポリマーの分解を伴わず
に溶融加工することが事実上不可能であった。また、特
公昭47−47870号公報には、P−ヒドロキシ安息
香酸、テレフタル酸およびハイドロキノンとの共重合体
が提案されているが、この重合体は500℃以上の高融
点を有し、溶融加工がきわめて困難である。
【0003】従来、液晶ポリエステルの融点を下げて溶
融加工性を改善する方法について各種の提案がされてい
る(Brit.Polymer Journal 13
2,(1980)。2,2’−ジメチルビフェニル−
4,4’−ジカルボン酸をモノマー成分としたポリエス
テル(Makromol.Chem.,189,202
9(1988)、Makromol.Chem.Mak
romol.Symp.,26,47(1989)、特
開昭64−66231号)、2,2’−ビス(トリフル
オロメチル)−ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸を
モノマーの成分としたポリエステル(Journal
of Polymer Sci.,Part C,Po
lymer Letters,25,11(198
7)、Makromolecules,20,2374
(1987)などが記載されている。しかし、2,2’
−ジ置換ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸類は、フ
ェニル環の共平面性が妨害され、従って、ポリマーの結
晶性が減少する。一般に結晶性の小さいポリマーは満足
する機械的強度を有していない等の欠点が指摘されてい
る。
【0004】
【問題点解決のための技術的手段】本発明者らは、比較
的低温、例えば400℃以下の温度で溶融加工が可能な
芳香族コポリエステルを得ることを目的として鋭意研究
した結果、液晶性を有し、かつ溶融加工できる新規な芳
香族コポリエステルを見出し、本発明に至った。本発明
は、下式の反復単位A、B、C、D、E及びFから構成
され、
【化2】 (但し、式中のRは、水素原子、炭素数1〜8のアルキ
ル基あるいはアリール基、又はハロゲン原子を示す)A
/〔A+B+C+D+E〕のモル比が0〜85/10
0、〔B+C〕/〔B+C+D+E〕のモル比が10/
100以上1未満、E/〔D+E〕のモル比が1以下、
かつ〔B+C+D+E)とFとは実質的に等モルである
芳香族コポリエステルを提供する。
【0005】本発明の芳香族コポリエステルを形成して
いる反復単位Aは、p−ヒドロキシ安息香酸、その酸エ
ステル、酸ハロゲン化物、p−アセトキシ安息香酸から
誘導されたものである。反復単位Bは、3,3’−ジメ
チルビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、そのジカル
ボン酸エステル、ジカルボン酸ハロゲン化合物から誘導
されたものである。反復単位Cは、3,4’−ジメチル
ビフェニル−4,3’−ジカルボン酸、そのジカルボン
酸エステル、ジカルボン酸ハロゲン化合物から誘導され
たものである。上記の3,3’−ジメチルビフェニル−
4,4’−ジカルボン酸及び3,4’−ジメチルビフェ
ニル−4,3’−ジカルボン酸は、例えば、オルトトル
イル酸アルキルの酸化カップリング反応によって合成す
ることができる(特願昭63−267202号、及び特
願平1−211334号)。
【0006】反復単位Dは、テレフタル酸、その酸エス
テル及び酸ハロゲン化合物から誘導されたものである。
反復単位Eは、2,6−ナフタレンジカルボン酸、その
酸エステル、酸ハロゲン化合物などから誘導されたもの
である。反復単位Fは、ハイドロキノン誘導体から誘導
されたものである。ハイドロキノン誘導体としては、ハ
イドロキノン、メチルハイドロキノン、エチルハイドロ
キノン、プロピルハイドロキノン、ブチルハイドロキノ
ンなどの炭素数1〜8のアルキル基置換ハイドロキノ
ン、フェニルハイドロキノンなどのアリール基置換ハイ
ドロキノン、ハロゲン原子置換ハイドロキノン及びこれ
らのジアセチル誘導体が具体例として挙げられる。本発
明において、反復単位Fとして、上記の複数の種類のハ
イドロキノン誘導体から誘導された混合物を使用するこ
とができる。
【0007】本発明の芳香族コポリエステルにおいて、
A/〔A+B+C+D〕のモル比は、0〜85/100
であり、このモル比が85/100を越えると芳香族コ
ポリエステルの溶融温度が高くなり、成形加工が困難で
ある。〔B+C〕/(B+C+D+E〕のモル比は、1
0/100以上1未満、好ましくは20/100〜1未
満である。このモル比が10/100未満であると前記
と同様に芳香族コポリエステルの溶融温度が高くなり、
成形加工が困難である。E/〔D+E〕のモル比は、0
より大きく1以下の範囲である。〔B+C+D+E〕と
Fとは、実質的に等モルである。
【0008】前記の反復単位A、B、C、D、E及びF
以外に、他のエステル結合を形成できる僅かな量によっ
て反復単位A、B、C、D、E及びFが置換されてもよ
い。他のエステル結合を形成できる反復単位の具体例と
しては、イソフタル酸、ナフタリン−1,5−ジカルボ
ン酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸、
ジフェニルケトン−4,4’−ジカルボン酸、2,2’
−ジフェニルプロパン−4,4’−ジカルボン酸などか
ら誘導されるようなジカルボキシ単位、レゾルシン、
2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、2,3,5−
トリメチルハイドロキノン、1,5−ジヒドロキシナフ
タレン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホンなどから誘導され
るジオキシ単位及びm−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒド
ロキシ−4’−カルボキシジフェニルエーテル、1−ヒ
ドロキシ−4−ナフトエ酸などから誘導されるオキシカ
ルボキシ単位を挙げることができる。これらの置換反復
単位の置換割合は、芳香族コポリエステルの溶融点を比
較的に低くするために、反復単位〔A+B+C+D+E
+F〕に対して20モル%以下であることが好ましい。
置換割合が20モル%を越えると、置換反復単位の種類
にもよるが、一般に芳香族コポリエステルの溶融温度が
高くなり、成形加工が困難になったり、溶融温度は比較
的低温に保たれるものの、液晶性が低下し、そのため溶
融粘度が上昇する等の欠点が生じる。
【0009】本発明の芳香族コポリエステルの製法につ
いては特に制限はなく、公知のエステル重縮合反応によ
って製造することができる。製造法の具体例としては、
(1)ジカルボン酸ジクロライドとジオールを第3級ア
ミンの存在下に重縮合する方法、(2)ジカルボン酸の
ジフェニルエステルとジオールから脱フェノール法にて
重縮合する方法、(3)ジカルボン酸、オキシカルボン
酸のアセチル誘導体及びジオールのジアセチル誘導体か
ら脱酢酸法で重縮合する方法が挙げられる。特に好まし
い方法は脱酢酸法であり、この方法においては、反応温
度230〜350℃、反応時間1〜10時間で段階的に
酢酸を留去後、減圧(約0.5Torr)にして反応を
完結させる。この重縮合に際して、A成分のモノマーと
F成分のモノマーをアセチル化及び/又は予備縮合させ
た後、ジカルボン酸成分を添加して重縮合させる方法を
用いると、均質なポリマーを製造することができる。
【0010】重縮合反応は、触媒の存在下又は不存在下
に行うことができる。触媒の具体例としては、酢酸第一
スズ、酢酸第一鉄、酢酸ナトリウム、三酸化アンチモ
ン、マグネシウム、アセチルアセトン鉄(III)、チ
タンテトラブトキシド、次亜リン酸ナトリウム、リン酸
カリウムなどを挙げることができる。
【0011】重合中の熱劣化による着色防止及び生成ポ
リマーの熱安定性向上の目的で、得られる重合体の物性
に大きな影響を与えない範囲で、安定剤の存在下で重縮
合反応を行うことができる。安定剤の具体例として、リ
ン酸、亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、リン酸トリフ
ェニル、亜リン酸トリフェニルなどのリン系化合物、あ
るいはヒンダードフェノール類を挙げることができる。
【0012】
【発明の効果】本発明の芳香族コポリエステルは、比較
的低い温度、例えば400℃以下の温度で溶融状態を形
成し、通常知られた各種の成形加工法によって、バルク
成形品、フィルム、繊維などにすることができる。ま
た、ペンタフルオロフェノール、p−クロロフェノール
などの有機極性溶媒に溶解するので、溶解加工法によっ
て成形品を得ることが可能である。これらの成形品は、
電気、電子、自動車材料などに幅広く使用できる。顕著
な特性として、溶融状態において液晶性を有するため、
高度に分子配向した成形品にすることができる。従っ
て、機械的強度に優れた高分子材料を製造することがで
きる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 (測定方法)本発明における実施例で示されている各物
性値は、以下の方法で測定した。 (1)光学異方性;偏光顕微鏡に試料をのせ、リンカム
社製TH600RMS型加熱装置を用いて、窒素気流下
に10℃/分で昇温して肉眼観察した。 (2)熱分解開始温度;セイコー電子工業社製SSC/
5200 TGA装置を用い、試料を窒素中、10℃/
分で昇温し、重量の経時変化を観測した。 (3)融点;セイコー電子工業社製SSC/5200
DSC装置を用い、試料を窒素中、20℃/分で昇温
し、吸熱ピークを観測した。 (4)対数粘度;60℃にてペンタフルオロフェノール
中、0.2g/dlの濃度で試料を溶解し、ウベローデ
型粘度計を用いて測定した。ηinhは、次式に従って
計算した。 ηinh=ln(t/t)/c ただし、tはペン
タフルオロフェノールの落下時間、tは試料溶液の落下
時間、cは試料の濃度。
【0014】実施例1 ステンレス製容器にガラス製のセパラブル三つ口フラス
コの上部を用い、攪拌機、窒素導入管及びクライゼンを
取りつけた。この容器内に、ハイドロキノンジアセテー
ト(HQu)6.952g(35.8ミリモル)、p−
アセトキシ安息香酸(PHBA)16.18g(89.
8ミリモル)、リン酸カリウム3mg、トリフェニルホ
スフェート30mg を仕込み、真空脱気し、窒素置換
を3回繰り返した後、窒素流通下常圧で容器を200℃
に加熱した。両モノマーが均一溶液となった時点で10
0℃まで冷却し、3,3’−ジメチルビフェニル−4,
4’−ジカルボン酸(PA)3.514g(13.0ミ
リモル)、3,4,−ジメチルビフェニル−4,3’−
ジカルボン酸(QA)2.810g(10.4ミリモ
ル)、2,6−ナフタレンジカルボン酸(NDCA)
2.529g(11.7ミリモル)を加えた。真空脱気
し、窒素置換を3回繰り返した後、窒素流通下240℃
で1時間加熱した。1.5時間で310℃まで昇温し、
酢酸を留出させた。310℃で1時間保持し、0.5T
orr以下で1.5時間さらに加熱し、その後窒素を導
入しながら室温まで戻し、ポリマーを粉砕した。得られ
たポリマーは、淡黄色不透明で、流動性は良好であっ
た。得られたポリマーの収量、光学的異方性を示す温
度、融点、熱分解開始温度、対数粘度及び元素分析の結
果を表2に示した。
【0015】実施例2〜4 実施例2〜4のモノマーの仕込み量及び310℃での減
圧時間は表1に記載したとおりで、実施例1と同様の操
作によりポリマーを得た。得られたポリマーは、すべて
淡黄色不透明で、流動性は良好であった。得られたポリ
マーの収量、光学的異方性を示す温度、融点、熱分解開
始温度、対数粘度及び元素分析の結果を表2に示した。
【0016】実施例5 実施例1と同様の容器内に、PA8.108g(30ミ
リモル)、QA6.487g(24ミリモル)、NDC
A5.837g(27ミリモル)、HQu16.040
g(82.6ミリモル)、トリフェニルホスフェート3
0mgを仕込み、真空脱気し、窒素置換を3回繰り返し
た後、窒素流通下、常圧で容器を270℃で1時間加熱
した。1.5時間で310℃まで昇温し、酢酸を留出さ
せた。310℃で1時間保持し、0.5Torr以下で
0.8時間さらに加熱し、その後窒素を導入しながら室
温まで戻し、ポリマーを粉砕した。得られたポリマー
は、淡黄色不透明で、流動性は良好であった。得られた
ポリマーの収量、光学的異方性を示す温度、融点、熱分
解開始温度、対数粘度及び元素分析の結果を表2に示し
た。
【表1】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/60 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下式の反復単位A、B、C、D、E及びF
    から構成され、 【化1】 (但し、式中のRは、水素原子、炭素数1〜8のアルキ
    ル基あるいはアリール基、又はハロゲン原子を示す)A
    /〔A+B+C+D+E〕のモル比が0〜85/10
    0、〔B+C〕/〔B+C+D+E〕のモル比が10/
    100以上1未満、E/〔D+E〕のモル比が0より大
    きく1以下、かつ〔B+C+D+E)とFとは実質的に
    等モルである芳香族コポリエステル。
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