JP4661273B2 - End-capped polybenzoxazole precursor and method for producing end-capped polybenzoxazole resin. - Google Patents
End-capped polybenzoxazole precursor and method for producing end-capped polybenzoxazole resin. Download PDFInfo
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Description
本発明は、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体および末端封止型ポリベンゾオキサゾール樹脂の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a terminal-capped polybenzoxazole precursor and a terminal-capped polybenzoxazole resin.
従来の重縮合反応による末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法では前記ポリベンゾオキサゾール前駆体の合成と末端封止の2段階の工程により製造されていたが、第1段目の樹脂(高分子)の合成においては、ジアミノフェノール化合物を含む溶液にジカルボン酸化合物を粉末で添加して反応させる方法や、ジカルボン酸化合物を溶解した溶液をゆっくりと滴下して反応させる方法によるため、不均一な状態で前記の2つの化合物が混合され、反応モル比にバラツキが生じ、これにより得られる高分子の立体構造に重大な影響を及ぼすことがあった(例えば、非特許文献1参照。)。また、第2段目の反応においては、第1段目の合成で得られた高粘性の高分子を含む溶液と低粘性の有機化合物を含む溶液を、効率よく混合することは困難で、均一な末端封止型高分子構造体を得るのは難しい。さらに、これらの反応は急激な発熱を伴う反応であるため、反応溶液中にホットスポットが生じ、均一な高分子構造体を得るのは難しく(例えば、非特許文献2参照。)、得られる樹脂の分子量分布も広いものであった。
また、封止率も従来の重合方法では、末端封止剤の当量添加により末端が完全に封止されないため、過剰に末端封止剤を添加している。しかし、過剰に添加しても末端がすべて封止されるわけではなく、従来の重合反応系中で高分子体の末端と封止剤の反応確率が小さく、また、高分子体の分子量が大きくなるほど高分子体の末端と封止剤の反応確率はその困難さから、より小さくなってくる。
In the conventional method for producing an end-capped polybenzoxazole precursor by polycondensation reaction, the polybenzoxazole precursor was produced by a two-step process of synthesis and end-capping, but the first-stage resin ( In the synthesis of (polymers), it is based on a method of reacting by adding a dicarboxylic acid compound as a powder to a solution containing a diaminophenol compound, or a method of slowly dropping and reacting a solution in which the dicarboxylic acid compound is dissolved. In such a state, the two compounds described above were mixed, resulting in variations in the reaction molar ratio, which could have a significant effect on the three-dimensional structure of the resulting polymer (see, for example, Non-Patent Document 1). In the second-stage reaction, it is difficult to efficiently mix the solution containing the high-viscosity polymer obtained in the first-stage synthesis and the solution containing the low-viscosity organic compound. It is difficult to obtain an end-capped polymer structure. Further, since these reactions are reactions accompanied by a rapid exotherm, hot spots are generated in the reaction solution, and it is difficult to obtain a uniform polymer structure (see, for example, Non-Patent Document 2), and the resulting resin. The molecular weight distribution of was also wide.
Moreover, since the terminal is not completely sealed by the equivalent addition of the terminal blocking agent in the conventional polymerization method, the terminal blocking agent is excessively added. However, even if it is added in excess, the ends are not completely sealed, and the reaction probability between the ends of the polymer and the sealing agent is low in the conventional polymerization reaction system, and the molecular weight of the polymer is large. Indeed, the reaction probability between the end of the polymer and the sealant becomes smaller due to its difficulty.
本発明の目的は、分子量分布が狭く、均一な重合生成物を短時間に生成することができる末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体および末端封止型ポリベンゾオキサゾール樹脂の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a terminal-capped polybenzoxazole precursor and a method for producing a terminal-capped polybenzoxazole resin capable of producing a uniform polymerization product in a short time with a narrow molecular weight distribution. It is.
本発明は、ジアミノフェノール化合物(A)を含む第1溶液とジカルボン酸化合物(B)を含む第2溶液とを、それぞれ第1中空流路部と第2中空流路部より、断面積102〜107μm2の微細構造と、前記ジアミノフェノール化合物(A)に対する前記ジカルボン酸化合物(B)との反応領域とを有する第1中空混合機に導入し、混合し、ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)を含む第3溶液を得ることを特徴とする末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法であり、さらに好ましくは、上記で得られたポリベンゾオキサゾール前駆体(C)を含む第3溶液と末端封止化合物(D)を含む第4溶液とを、それぞれ第3中空流路部と第4中空流路部より、前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)に対する前記末端封止化合物(D)との反応領域である断面積102〜107μm2の微細構造を有する第2中空混合機に導入、高速均一混合することを特徴とする末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法である。 In the present invention, the first solution containing the diaminophenol compound (A) and the second solution containing the dicarboxylic acid compound (B) are each made to have a cross-sectional area of 10 2 from the first hollow channel portion and the second hollow channel portion, respectively. And introduced into a first hollow mixer having a fine structure of 10 7 μm 2 and a reaction region of the dicarboxylic acid compound (B) with respect to the diaminophenol compound (A), mixed, and a polybenzoxazole precursor ( A method for producing an end-capped polybenzoxazole precursor characterized by obtaining a third solution containing C), and more preferably a third solution containing the polybenzoxazole precursor (C) obtained above. A solution and a fourth solution containing an end-capping compound (D) are added to the end-capping compound (D) with respect to the polybenzoxazole precursor (C) through a third hollow channel portion and a fourth hollow channel portion, respectively. ) And a second hollow mixer having a fine structure with a cross-sectional area of 10 2 to 10 7 μm 2 , which is a reaction region with the above, and a high-speed uniform mixing method. It is.
本発明の末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法において、前記第1中空混合機内の反応領域における前記ジアミノフェノール化合物(A)に対する前記ジカルボン酸化合物(B)の反応モル比(B/A)は、第1溶液と第2溶液の濃度および/または第1中空流路部と第2中空流路部での、第1溶液と第2溶液の線速度により調整することで、より均一に反応させることができる。
また、前記第2中空混合機内の反応領域における前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)に対する前記末端封止化合物(D)の反応モル比(D/C)は、第3溶液と第4溶液の濃度および/または第3中空流路部と第4中空流路での、第3溶液および第4溶液の線速度により調整することで、より均一に反応させることができる。
In the method for producing an end-capped polybenzoxazole precursor of the present invention, the reaction molar ratio (B / A) of the dicarboxylic acid compound (B) to the diaminophenol compound (A) in the reaction region in the first hollow mixer. ) Is adjusted more uniformly by adjusting the concentration of the first solution and the second solution and / or the linear velocity of the first solution and the second solution in the first hollow channel portion and the second hollow channel portion. Can be reacted.
The reaction molar ratio (D / C) of the end-capping compound (D) to the polybenzoxazole precursor (C) in the reaction region in the second hollow mixer is the concentration of the third solution and the fourth solution. And / or it can be made to react more uniformly by adjusting with the linear velocity of the 3rd solution and the 4th solution in the 3rd hollow channel part and the 4th hollow channel.
第1中空混合機内の反応領域における前記ジアミノフェノール化合物(A)に対する前記ジカルボン酸化合物(B)の反応モル比(B/A)は、0.5〜2.0が好ましく、前記第2中空混合機内の反応領域における前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)に対する前記末端封止化合物(D)の反応モル比(D/C)は、0.01〜0.25が好ましい。前記第1溶液、第2溶液、第3溶液、および第4溶液の線速度は、それぞれ10-4〜102m/秒であることが好ましい。
前記第1溶液は、塩基を含むことで、分子量をより増大させることができるので好ましい。
The reaction molar ratio (B / A) of the dicarboxylic acid compound (B) to the diaminophenol compound (A) in the reaction zone in the first hollow mixer is preferably 0.5 to 2.0, and the second hollow mixing The reaction molar ratio (D / C) of the end-capping compound (D) to the polybenzoxazole precursor (C) in the in-machine reaction region is preferably 0.01 to 0.25. The linear velocities of the first solution, the second solution, the third solution, and the fourth solution are each preferably 10 −4 to 10 2 m / sec.
The first solution preferably contains a base because the molecular weight can be further increased.
また、前記第1中空混合機および/または第2中空混合機内の反応領域における反応温度を、20℃から30℃に制御して行うことが好ましい。
前記中空混合機は、前記微細構造を複数有することにより、生産性を向上することができる。
Moreover, it is preferable to carry out by controlling the reaction temperature in the reaction region in the first hollow mixer and / or the second hollow mixer from 20 ° C to 30 ° C.
The hollow mixer can improve productivity by having a plurality of the microstructures.
前記製造方法により得られる末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の分子量分布(Mw/Mn)として、好ましくは3.0以下である。 The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the end-capped polybenzoxazole precursor obtained by the production method is preferably 3.0 or less.
さらに、本発明は、上記製造方法によって得られた末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を、さらに加熱して縮合反応することにより、ポリベンゾオキサゾール樹脂を得ることを特徴とするポリベンゾオキサゾール樹脂の製造方法であり、これにより、末端封止型ポリベンゾオキサゾール樹脂を得ることができる。 Furthermore, the present invention provides a polybenzoxazole resin characterized by obtaining a polybenzoxazole resin by further heating and condensing the end-capped polybenzoxazole precursor obtained by the above production method. This is a production method, whereby a terminal-capped polybenzoxazole resin can be obtained.
本発明によれば、ポリベンゾオキサゾールの均一な重合生成物を短時間に生成させることができ、しかも、従来法に比べて分子量分布の狭い末端封止型ポリベンゾオキサゾール樹脂を得ることができる。 According to the present invention, a uniform polymerization product of polybenzoxazole can be generated in a short time, and an end-capped polybenzoxazole resin having a narrow molecular weight distribution as compared with the conventional method can be obtained.
本発明は、ジアミノフェノール化合物(A)を含む第1溶液とジカルボン酸化合物(B)を含む第2溶液とを、それぞれ第1中空流路部と第2中空流路部より、断面積102〜107μm2である微細構造と前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)と前記末端封止化合物(D)との反応領域を前記ジアミノフェノール化合物(A)と前記ジカルボン酸化合物(B)との反応領域とを有する第1中空混合機に導入し、混合して、ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)を含む第3溶液を得る第1工程を有することを特徴とする末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法である。さらに好ましくは、本発明の末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法は、前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)を含む第3溶液と末端封止化合物(D)を含む第4溶液とを、それぞれ第3中空流路と第4中空流路より、断面積102〜107μm2である微細構造と前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)と前記末端封止化合物(D)との反応領域とを有する第2中空混合機に導入し、高速均一混合する第2工程を有することを特徴とするものである。 In the present invention, the first solution containing the diaminophenol compound (A) and the second solution containing the dicarboxylic acid compound (B) are each made to have a cross-sectional area of 10 2 from the first hollow channel portion and the second hollow channel portion, respectively. to 107 wherein the [mu] m 2 at which the microstructure polybenzoxazole precursor (C) and the end capping compound (D) and the diaminophenol compound reaction zone (a) and the dicarboxylic acid compound (B) and the And a first step of obtaining a third solution containing the polybenzoxazole precursor (C) by introducing the mixture into a first hollow mixer having a reaction region and mixing the end-capped polybenzoxazole It is a manufacturing method of a precursor. More preferably, in the method for producing an end-capped polybenzoxazole precursor of the present invention, the third solution containing the polybenzoxazole precursor (C) and the fourth solution containing the end-capping compound (D) are used. And a reaction of the fine structure having a cross-sectional area of 10 2 to 10 7 μm 2 , the polybenzoxazole precursor (C), and the end-capping compound (D) from the third hollow channel and the fourth hollow channel, respectively. And a second step of introducing into a second hollow mixer having a region and mixing at high speed uniformly.
本発明の末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法において、前記第1中空混合機の反応領域における前記ジアミノフェノール化合物(A)に対する前記ジカルボン酸化合物(B)の反応モル比(B/A)は、第1溶液と第2溶液の濃度を適宜調整するか、かつ/または第1中空流路部および第2中空流路部での、第1溶液および第2溶液の線速度を適宜調整することが好ましい。
また、第2中空混合機内の反応領域における前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)に対する前記末端封止化合物(D)の反応モル比(D/C)は、第3溶液と第4溶液の濃度を適宜調整するか、かつ/または第3中空流路部および第4中空流路部での第3溶液および第4溶液の線速度を適宜調整することが好ましく、これらにより均一に反応させることができる。
In the method for producing an end-capped polybenzoxazole precursor of the present invention, the reaction molar ratio (B / A) of the dicarboxylic acid compound (B) to the diaminophenol compound (A) in the reaction region of the first hollow mixer. ) Adjust the concentration of the first solution and the second solution as appropriate and / or adjust the linear velocity of the first solution and the second solution as appropriate in the first hollow flow path part and the second hollow flow path part. It is preferable to do.
Further, the reaction molar ratio (D / C) of the end-capping compound (D) to the polybenzoxazole precursor (C) in the reaction region in the second hollow mixer is the concentration of the third solution and the fourth solution. It is preferable to adjust as appropriate and / or adjust the linear velocity of the third solution and the fourth solution in the third hollow channel portion and the fourth hollow flow channel portion as appropriate, and the reaction can be performed uniformly by these. .
本発明の製造方法によれば、多段階反応において、高速で均一に混合することが可能で、しかも、微細構造後にある反応領域である微小混合空間において反応を行うことから、反応領域の比表面積が大きくなり、反応熱による反応溶液の温度上昇を抑制することができるため、ホットスポットを生じることがなく、均一な末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を短時間で生成することができるものである。
また、混合機内の微細構造後にある微小空間内の流れによるせん断のために、高分子体が伸びており、第2混合機内の反応領域において、容易に末端封止剤と高分子量体の反応の確率が高くなる。
According to the production method of the present invention, in a multistage reaction, it is possible to mix uniformly at high speed, and since the reaction is performed in a micromixing space which is a reaction region after the microstructure, the specific surface area of the reaction region is obtained. Can increase the temperature of the reaction solution due to the heat of reaction, and thus can produce a uniform end-capped polybenzoxazole precursor in a short time without causing hot spots. is there.
In addition, the polymer is stretched due to shear due to the flow in the micro space after the microstructure in the mixer, and the reaction between the end-capping agent and the high molecular weight is easily performed in the reaction region in the second mixer. Probability increases.
本発明における製造工程と製造に用いる中空混合機を有する反応装置について、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施一形態の全体構成を簡略化して示す斜視図である。
本発明の末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造工程としては、前記第1溶液および前記第2溶液を、それぞれ第1中空流路01および第2中空流路02を経由して、微細な構造を有する第1中空混合機03に連続的に供給し、第1中空混合機03内にフローセル型の反応領域として設けられた第1混合空間04において、前記第1溶液と前記第2溶液とが混合され、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を生成した第3溶液が得られる。
A reaction apparatus having a production process in the present invention and a hollow mixer used for production will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a simplified overall configuration of an embodiment of the present invention.
In the production process of the end-capped polybenzoxazole precursor of the present invention, the first solution and the second solution are passed through the first
本発明においては、さらに連続して第4溶液を反応させることができ、上記で得た第3溶液第3中空流路07を経由し、前記第4溶液は第4中空流路06を経由して、微細な構造を有する第2中空混合機08に連続的に供給され、第2中空混合機08内にフローセル型の反応領域として設けられた第2混合空間09において付加反応が起こり、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体が生成するものである。ここで、第1混合空間04及び第2混合空間09における混合効率を向上させるために、前記第1溶液と前記第2溶液は中空流路である微小空間05において、前記第3溶液と前記第4溶液は中空流路である微小空間10において、その構造を層状として混合することが好ましい。
In the present invention, the fourth solution can be reacted further continuously, via the third solution third
本発明において、上記反応領域としては、各反応材料を微細構造の入口中空部より供給した流れを、微細構造より液送されて、それぞれが接触する合流領域と、混合および反応が進む合流後の領域を含む、混合および反応を行うための空間である。 In the present invention, as the reaction region, the flow in which each reaction material is supplied from the inlet hollow portion of the fine structure is fed from the fine structure, and the flow region is in contact with each other, and after the merging where the mixing and reaction proceed. This is the space for mixing and reaction, including the region.
図2は、微細構造を有する中空混合機03および08から構成される反応装置の例を示す断面図である。
本発明に用いる反応装置としては、まず、第1溶液および第2溶液をシリンジポンプやプランジャーポンプなどにより供給し、それぞれ、入口接続部11,12より第1中空流路および第2中空流路を通過させ、微細構造部16を持つ第1中空混合機03に連続的に供給されるように構成されているものを用いることができる。前記第1の溶液と第2の溶液は、前記微細構造部より反応領域である第1混合空間14にて反応し、反応生成物を含む溶液を出口接続部13より排出される。
次いで、プランジャーポンプなどにより供給された第4溶液と、出口接続部13より排出された第3溶液を、それぞれ、第3中空流路及び第4中空流路を通過させ、微細構造部22を持つ第2中空混合機08に連続的に供給されるように構成されているものを用いることができる。前記第3溶液と第4溶液は、前記微細構造部より反応領域である混合空間20において、さらに反応し、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を生成し、出口接続部19より排出される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a reaction apparatus composed of
As the reaction apparatus used in the present invention, first, the first solution and the second solution are supplied by a syringe pump, a plunger pump, or the like, and the first hollow channel and the second hollow channel are respectively supplied from the
Next, the fourth solution supplied by a plunger pump or the like and the third solution discharged from the
ここで、混合空間14、20における混合効率を向上させるために、第1溶液と第2溶液は中空流路である微小空間05において、第3溶液と第4溶液は中空流路である微小空間10において、その構造を層状とすることが好ましい。
さらに、生産性を向上させるため、中空混合機03、08において、微細構造部、さらには混合空間を複数設けることが好ましく、具体的にはこれらを並列に複数接続することが好ましい。また、反応温度の制御方法としては、温度制御部を混合空間近傍に設けて制御する方法、あるいは中空混合機及び反応領域を温度制御された水浴に浸す方法などの方法により行うことができる。
Here, in order to improve the mixing efficiency in the
Furthermore, in order to improve productivity, in the
図3は、図2の保持部材15および21に装着された微細構造部16および22の例を示す平面図である。
前記微細構造部について更に詳しく説明すると、第1中空混合機の微細構造部と第2中空混合部の微細構造部は、同様の構造を用いることができ、その微細構造部23は、第1溶液と第2溶液(第3溶液と第4溶液)の供給口となる入口中空部24,25が設けられ、第1溶液と第2溶液(第3溶液と第4溶液)は、それぞれ各入口中空部24,25から微細な中空流路(第1中空流路、第2中空流路、(第3中空流路、第4中空流路))26,27に導入され、さらに、第1中空流路および第2中空流路(第3中空流路および第4中空流路)より、それぞれ層状に、各入口中空部からの溶液の流れに対し垂直方向に導入され、しかも、前記それぞれの溶液の層状流れが交互に接触するような構造として、その後に設けられた反応領域である微小混合空間において、層状流れを混合することが好ましく、前記混合空間は反応領域となる幅方向に細長い水平断面が矩形型である混合空間に供給されるように構成されると良いが、前記混合空間は、前記微細構造における断面積と同じ断面積を有していても良い。
FIG. 3 is a plan view showing an example of the
The fine structure portion will be described in more detail. The fine structure portion of the first hollow mixer and the fine structure portion of the second hollow mixing portion can use the same structure, and the
前記微細構造について、さらに具体的に述べると、上記の第1および第2中空流路(第3中空流路および第4中空流路)26,27は、各入口空間部24,25の間にわたってジグザグ状に形成されていることが混合において好ましい。また、第1中空流路26と第2中空流路27(第3中空流路26と第4中空流路27)とは、複数、例えば、10〜20の流路が、隣接して交互に設けられることが好ましい。
また、第1および第2中空混合機において、微細構造は102〜107μm2の断面積を有するが好ましく、微細構造における第1中空流路、第2中空流路、第3中空流路および第4中空流路26,27の幅D1,D2は、1〜1000μmが好ましく、10〜500μmであることがより好ましく、25〜50μmであることがさらに好ましい。また、第1中空流路と第2中空流路との間、および第3中空流路と第4中空流路間の隔壁28の厚みD3は、例えば10〜30μm,例えば10μmであり、一方、深さD4は、例えば10〜500μm,例えば300μmである。
More specifically, the first and second hollow flow paths (third hollow flow path and fourth hollow flow path) 26 and 27 extend between the
In the first and second hollow mixers, the fine structure preferably has a cross-sectional area of 10 2 to 10 7 μm 2 , and the first hollow channel, the second hollow channel, and the third hollow channel in the fine structure. The widths D1 and D2 of the fourth
本発明で用いる、ジアミノフェノール化合物(A)としては、例えば、2,4−ジアミノレゾルシノール、4,6−ジアミノレゾルシノール、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンおよび4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン等のジヒドロキシルベンゼンを有する化合物、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルおよび4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシ−ビフェニルを有する化合物、9,9−ビス(4−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)フェノキシ)フェニル)フルオレンおよび9,9−ビス(4−((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェノキシ)フェニル)フルオレン等のジヒドロキシ−フルオレン化合物を有する化合物、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテルおよび4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシフェニルエーテル等のジヒドロキシ−エーテルを有する化合物、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルフェニル)プロパンおよび2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−5−トリフルオロメチルフェニル)プロパン等のジヒドロキシ−プロパンを有する化合物、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパンおよび2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のジヒドロキシ−ヘキサフルオロプロパンを有する化合物、1,1’−ビナフチル−3,3’−ジアミノ−2,2’−ジオール、ビス(2−((4−アミノ−3−ヒドロキシ)フェノキシ))−1,1’−ビナフチルおよびビス(2−((3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェノキシ))−1,1’−ビナフチル等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上組み合わせて使用してもよい。 Examples of the diaminophenol compound (A) used in the present invention include 2,4-diaminoresorcinol, 4,6-diaminoresorcinol, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2 , 2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) Compounds having dihydroxylbenzene such as propane, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3′-diamino-4 , 4′-dihydroxybiphenyl and 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl Compounds having dihydroxy-biphenyl such as enyl, 9,9-bis (4-((4-amino-3-hydroxy) phenoxy) phenyl) fluorene and 9,9-bis (4-((3-amino-4- Compounds having dihydroxy-fluorene compounds such as hydroxy) phenoxy) phenyl) fluorene, dihydroxys such as 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl ether and 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxyphenyl ether -Compounds having ether, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxy-2-trifluoromethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxy-2-trifluoromethylphenyl) Propane and 2,2-bis (3-amino-4-hydroxy-5-trifluoro Compounds having dihydroxy-propane, such as methylphenyl) propane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxy-2-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane and 2,2-bis (4-amino-3-) Compounds having dihydroxy-hexafluoropropane, such as hydroxy-2-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 1,1′-binaphthyl-3,3′-diamino-2,2′-diol, bis (2-(( 4-amino-3-hydroxy) phenoxy))-1,1′-binaphthyl and bis (2-((3-amino-4-hydroxy) phenoxy))-1,1′-binaphthyl. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明で用いる、ジカルボン酸化合物(B)としては、例えば、イソフタル酸およびテレフタル酸などのフタル酸、3,4’−ビフェニルジカルボン酸および3,3’−ビフェニルジカルボン酸等のビフェニルジカルボン酸有する化合物、2,3−ナフタレンジカルボン酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸を有する化合物、4,4’−オキシビス安息香酸および3,4’−オキシビス安息香酸などのビス安息香酸、3,3’−ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸を有する化合物、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパンおよび2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのカルボキシフェニル−ヘキサフルオロプロパンを有する化合物、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビフェニルジカルボン酸および2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−3,3’−ビフェニルジカルボン酸などのトリフルオロメチル−ビフェニルジカルボン酸を有する化合物、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレンおよび9,9−ビス(4−(3−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレンなどのカルボキシフェノキシ−フルオレンを有す化合物、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニルおよび4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニルなどのカルボキシフェノキシ−ビフェニルを有する化合物、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−テルフェニル、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−テルフェニルおよび3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−テルフェニルなどのカルボキシフェノキシ−テルフェニルを有する化合物、3−フルオロイソフタル酸、2−フルオロイソフタル酸、2−フルオロテレフタル酸、2,4,5,6−テトラフルオロイソフタル酸、2,3,5,6−テトラフルオロテレフタル酸および5−トリフルオロメチルイソフタル酸などのフルオロフタル酸等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、また2種類以上組み合わせて使用してもよい。 Examples of the dicarboxylic acid compound (B) used in the present invention include compounds having biphenyl dicarboxylic acid such as phthalic acid such as isophthalic acid and terephthalic acid, 3,4′-biphenyldicarboxylic acid and 3,3′-biphenyldicarboxylic acid. Compounds having naphthalene dicarboxylic acids such as 2,3-naphthalenedicarboxylic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, bisbenzoic acids such as 4,4′-oxybisbenzoic acid and 3,4′-oxybisbenzoic acid, 3, Compounds having naphthalenedicarboxylic acid such as 3′-naphthalenedicarboxylic acid, carboxyphenyl-hexafluoropropane such as 2,2-bis (4-carboxyphenyl) propane and 2,2-bis (3-carboxyphenyl) hexafluoropropane 2,2 ′ compounds having Bis (trifluoromethyl) -4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 3,3′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-biphenyldicarboxylic acid and 2,2′-bis (trifluoromethyl) -3 , 3′-biphenyldicarboxylic acid and other compounds having trifluoromethyl-biphenyldicarboxylic acid, 9,9-bis (4- (4-carboxyphenoxy) phenyl) fluorene and 9,9-bis (4- (3-carboxyl) Compounds having carboxyphenoxy-fluorene such as phenoxy) phenyl) fluorene, 4,4′-bis (4-carboxyphenoxy) biphenyl and 4,4′-bis (3-carboxyphenoxy) biphenyl, 3,4′-bis Carboxyphenoxy-biphenyl such as (4-carboxyphenoxy) biphenyl Compounds having 4,4′-bis (4-carboxyphenoxy) -p-terphenyl, 4,4′-bis (4-carboxyphenoxy) -m-terphenyl and 3,4′-bis (4-carboxyphenoxy) ) Compounds having carboxyphenoxy-terphenyl such as -p-terphenyl, 3-fluoroisophthalic acid, 2-fluoroisophthalic acid, 2-fluoroterephthalic acid, 2,4,5,6-tetrafluoroisophthalic acid, 2, Examples include fluorophthalic acid such as 3,5,6-tetrafluoroterephthalic acid and 5-trifluoromethylisophthalic acid, and these may be used alone or in combination of two or more.
本発明の用いる末端封止化合物(D)として、アミノフェノール化合物末端場合はカルボン酸化合物が用いられ、例えば、フタル酸無水物、マレイン酸無水物、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物、cis−1,2―シクロヘキシルジカルボン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、安息香酸、1−ナフトエ酸等のカルボン酸が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上組み合わせて使用してもよい。
また、発明の用いる末端封止化合物(D)として、カルボン酸化合物末端場合はアミノフェノール化合物がもちいられ、例えば、o−アミノフェノール、2,4−アミノレゾルシノール、4,6−アミノレゾルシノール、および4−アミノ−3−ヒドロキシジフェニルスルホン等のヒドロキシルベンゼンを有する化合物、3−ジアミノ−4−ヒドロキシビフェニルおよび4−アミノ−3−ヒドロキシビフェニル等のヒドロキシ−ビフェニルを有する化合物、3−アミノ−4−ヒドロキシジフェニルエーテルおよび4−アミノ−3−ヒドロキシフェニルエーテル等のヒドロキシ−エーテルを有する化合物。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上組み合わせて使用してもよい。
As the end-capping compound (D) used in the present invention, a carboxylic acid compound is used in the case of an aminophenol compound terminal, for example, phthalic anhydride, maleic anhydride, 2,3-naphthalenedicarboxylic anhydride, 1, 8-naphthalenedicarboxylic anhydride, cis-1,2-cyclohexyldicarboxylic acid, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, benzoic acid, 1 -Carboxylic acids such as naphthoic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
Further, as the end-capping compound (D) used in the present invention, an aminophenol compound is used in the case of a carboxylic acid compound terminal, for example, o-aminophenol, 2,4-aminoresorcinol, 4,6-aminoresorcinol, and 4 Compounds having hydroxyl benzene such as amino-3-hydroxydiphenyl sulfone, compounds having hydroxy-biphenyl such as 3-diamino-4-hydroxybiphenyl and 4-amino-3-hydroxybiphenyl, 3-amino-4-hydroxydiphenyl ether And compounds having a hydroxy-ether such as 4-amino-3-hydroxyphenyl ether. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明に用いる塩基としては、ピリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、2,4,6−トリメチルピリジン、2−トリメチルシリルピリジン、トリエチルアミン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また2種類以上組み合わせて使用してもよい。 Examples of the base used in the present invention include pyridine, N, N-dimethylaminopyridine, 2,4,6-trimethylpyridine, 2-trimethylsilylpyridine, triethylamine and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明の末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法としては、まず、ジアミノフェノール化合物(A)、ジカルボン酸化合物(B)、および末端封止化合物(D)、必要に応じて、塩基を、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン等の有機溶媒に溶解させて、それぞれ第1溶液、第2溶液、および第4溶液とを調整する。
第1溶液および第2溶液を、シリンジポンプ、またはプランジャーポンプで、第1中空混合機に順次に送液し、特定の温度領域で反応させることにより、さらに、第2工程を実施する場合は、第3溶液および第4溶液を、同様にして第2中空混合機に順次に液送し反応させて、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の溶液が得られる。前記反応温度としては高分子構造をするために、20〜30℃が好ましく、23〜27℃がさらに好ましい。また、前記反応温度は、第1混合機と第2混合機において同じであっても異なっていてもよい。
As a method for producing the end-capped polybenzoxazole precursor of the present invention, first, a diaminophenol compound (A), a dicarboxylic acid compound (B), and an end-capping compound (D), and a base as necessary. , N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, etc. are dissolved in an organic solvent to prepare a first solution, a second solution, and a fourth solution, respectively.
When the second step is further performed by sequentially feeding the first solution and the second solution to the first hollow mixer with a syringe pump or a plunger pump and reacting them in a specific temperature range. In the same manner, the third solution and the fourth solution are sequentially fed to the second hollow mixer and reacted to obtain a solution of the end-capped polybenzoxazole precursor. The reaction temperature is preferably 20 to 30 ° C. and more preferably 23 to 27 ° C. in order to form a polymer structure. The reaction temperature may be the same or different in the first mixer and the second mixer.
本発明のポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法において、前記ジアミノフェノール化合物(A)に対する前記ジカルボン酸化合物(B)の反応モル比(B/A)は、第1溶液と第2溶液の濃度、あるいは第1中空混合機内における第1溶液および第2溶液の混合直前の線速度、すなわち、第1中空流路部および第2中空流路部での第1溶液および第2溶液の線速度を調整することが好ましく、これらの内、該線速度により調整することがより好ましく、第1溶液と第2溶液の濃度ならびに該線速度を調整することがさらに好ましい。
また、前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)に対する前記末端封止化合物(D)の反応モル比(D/C)は、第3溶液と第4溶液の濃度、あるいは第2中空混合機内における第3溶液および第4溶液の混合直前の線速度、すなわち、第3中空流路および第4中空流路での第3溶液および第4溶液の線速度を調整することが好ましく、これらの内、該線速度により調整することがより好ましく、第3溶液と第4溶液の濃度ならびに該線速度を調整することがさらに好ましい。
In the method for producing a polybenzoxazole precursor of the present invention, the reaction molar ratio (B / A) of the dicarboxylic acid compound (B) to the diaminophenol compound (A) is the concentration of the first solution and the second solution, or The linear velocity immediately before mixing the first solution and the second solution in the first hollow mixer, that is, the linear velocity of the first solution and the second solution in the first hollow channel portion and the second hollow channel portion is adjusted. Among these, it is more preferable to adjust the linear velocity, and it is more preferable to adjust the concentrations of the first solution and the second solution and the linear velocity.
Further, the reaction molar ratio (D / C) of the end-capping compound (D) to the polybenzoxazole precursor (C) is the concentration of the third solution and the fourth solution, or the third in the second hollow mixer. It is preferable to adjust the linear velocity immediately before the mixing of the solution and the fourth solution, that is, the linear velocity of the third solution and the fourth solution in the third hollow channel and the fourth hollow channel. It is more preferable to adjust the speed, and it is more preferable to adjust the concentrations of the third solution and the fourth solution and the linear speed.
前記成分(A)に対する前記成分(B)の反応モル比(B/A)としては、ポリベンゾオキサゾール前駆体がアミノフェノール化合物由来の末端封止の場合は0.5〜1.0が好ましく、カルボン酸化合物由来の末端封止の場合は1.0〜2.0が好ましい。
また、前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(C)に対する前記末端封止化合物(D)の反応モル比(D/C)としては、0.01〜0.5が好ましく、0.01〜0.25がより好ましい。
The reaction molar ratio (B / A) of the component (B) to the component (A) is preferably 0.5 to 1.0 when the polybenzoxazole precursor is end-capped derived from an aminophenol compound, In the case of terminal blocking derived from a carboxylic acid compound, 1.0 to 2.0 is preferable.
In addition, the reaction molar ratio (D / C) of the end-capping compound (D) to the polybenzoxazole precursor (C) is preferably 0.01 to 0.5, and preferably 0.01 to 0.25. More preferred.
上記混合直前におけるジアミノフェノール化合物(A)およびジカルボン酸化合物(B)の線速度は、十分な混合能力を発揮し、分子量を制御するためには、10-4〜102m/秒が好ましく、10-3〜10-1m/秒がさらに好ましい。前記上限値を超えると分子量が大きくならず、前記下限値未満であると分子量分布が広くなってしまうことがある。また、混合直前におけるポリベンゾオキサゾール前駆体(C)およびジカルボン酸無水物化合物(D)の線速度は、十分な混合能力を発揮し、分子量を制御するためには、10-4〜102m/秒が好ましく、10-3〜10-1m/秒がさらに好ましい。また、合計の反応時間は線速度から算出すると、1〜60秒が好ましい。 The linear velocity of the diaminophenol compound (A) and the dicarboxylic acid compound (B) immediately before the mixing is preferably 10 −4 to 10 2 m / sec in order to exhibit sufficient mixing ability and control the molecular weight. More preferably, it is 10 −3 to 10 −1 m / sec. When the upper limit is exceeded, the molecular weight does not increase, and when it is less than the lower limit, the molecular weight distribution may become wide. In addition, the linear velocity of the polybenzoxazole precursor (C) and the dicarboxylic anhydride compound (D) immediately before mixing is 10 −4 to 10 2 m in order to exhibit sufficient mixing ability and control the molecular weight. / Sec is preferable, and 10 −3 to 10 −1 m / sec is more preferable. The total reaction time is preferably 1 to 60 seconds when calculated from the linear velocity.
また、上記の通り、線速度において、特に、第3溶液と第4溶液との混合効率を向上する上で、線速度比を設けることが好ましい。第3溶液の線速度と第4溶液の線速度比(第3溶液/第4溶液)としては、例えば、10/1〜1/10の線速度比が好ましく、1/1〜1/10の線速度比がさらに好ましい。粘度が小さい側の溶液の線速度を大きくすることが好ましい。前記線速度比は、前記微細構造における中空流路の断面積で調整することができる。 In addition, as described above, in terms of linear velocity, it is preferable to provide a linear velocity ratio, particularly for improving the mixing efficiency between the third solution and the fourth solution. As the linear velocity ratio between the third solution and the fourth solution (third solution / fourth solution), for example, a linear velocity ratio of 10/1 to 1/10 is preferable, and 1/1 to 1/10. A linear velocity ratio is more preferable. It is preferable to increase the linear velocity of the solution having a smaller viscosity. The linear velocity ratio can be adjusted by the cross-sectional area of the hollow channel in the microstructure.
本発明の製造方法によれば、分子量分布(Mw/Mn)が3.0以下の分子量分布の狭い末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を得ることができ、しかも、1.0から3.0の分子量分布(Mw/Mn)を有し、前記成分(A)、前記成分(B)、および前記成分(C)の線速度および濃度、ならびに前記成分(A)、前記成分(B)、および前記成分(C)との反応モル比のいずれか1つ以上を調整することにより、分子量を制御して末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を製造することができ、これより得られる末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体も分子量分布が狭いものとなる。 According to the production method of the present invention, an end-capped polybenzoxazole precursor having a narrow molecular weight distribution with a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 3.0 or less can be obtained, and 1.0 to 3.0 A linear velocity and concentration of the component (A), the component (B), and the component (C), and the component (A), the component (B), and The end-capped polybenzoxazole precursor can be produced by controlling the molecular weight by adjusting any one or more of the reaction molar ratio with the component (C), and the end-capping obtained thereby. The type polybenzoxazole precursor also has a narrow molecular weight distribution.
本発明のポリベンゾオキサゾール前駆体の製造方法により得られたポリベンゾオキサゾール前駆体は、加熱して縮合反応することにより、リベンゾオキサゾール樹脂とすることができる。得られたリベンゾオキサゾール樹脂は、半導体の層間絶縁膜、表面保護膜などの用途に用いることができる。このような用途で樹脂膜を作製する場合、本発明の製造方法により得られたポリベンゾオキサゾール前駆体溶液を、例えば、ガラス、繊維、金属、シリコンウエハーおよびセラミック基板等の基材に塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜をおよそ320℃程度で、好ましくは100℃、200℃、320℃と段階的に変化させた温度で加熱することにより、環化縮合反応を生じ、ポリベンゾオキサゾール樹脂として、ポリベンゾオキサゾール樹脂膜とすることができる。 The polybenzoxazole precursor obtained by the method for producing a polybenzoxazole precursor of the present invention can be converted into a rebenzoxazole resin by heating and performing a condensation reaction. The obtained rebenzoxazole resin can be used for applications such as semiconductor interlayer insulating films and surface protective films. When producing a resin film for such an application, the polybenzoxazole precursor solution obtained by the production method of the present invention is applied to a substrate such as glass, fiber, metal, silicon wafer and ceramic substrate. A coating film is formed, and the resulting coating film is heated at about 320 ° C., preferably at a temperature stepwise changed to 100 ° C., 200 ° C., and 320 ° C., thereby causing a cyclization condensation reaction. A polybenzoxazole resin film can be used as the benzoxazole resin.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by this.
実施例、および比較例における反応時間、ならびにゲル・パーミエイション・クロマトグラフィーを用いて算出したそれぞれ作成した樹脂の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)の結果を含めて、これらの結果は、表1にまとめて示した。 Including the reaction time in Examples and Comparative Examples, and the results of the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the respective resins calculated using gel permeation chromatography, These results are summarized in Table 1.
(実施例1)
(1)ポリベンゾオキサゾール前駆体の合成
2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン1.0988g(3.0mmol)とピリジン0.4651g(5.88mmol)を、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン10mlに溶解し、4,4'−オキシビス安息香酸クロリド0.8854g(3.0mmol)をγ−ブチロラクトン10mlに溶解した。また、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物0.2655g(1.6mmol)をN−メチル−2−ピロリドン8.0mlに溶解した。
これらの溶液をガスタイトシリンジに吸い取り、シリンジポンプにより2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンおよびピリジン溶液と4,4'−オキシビス安息香酸クロリド溶液は、第1中空混合機へ、線速度6.6×10-2m/秒で送液を行い、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物0.2655g(1.6mmol)は第2中空混合機へ、線速度1.3×10-1m/秒で送液を行い、混合・反応を行った(線速度から算出される全反応時間は51.2秒であった)。なお、第1中空混合機と第2中空混合機は、同一の構造のものを用いた。得られたポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)を、(株)東ソー製ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー(以下GPCと略記)を用いてポリスチレン換算で求めたところ、それぞれ3.84×104及び1.61であった。
なお、中空混合機は、図3における微細加工部材において、第1中空流路および第2中空流路のそれぞれ16の流路が隣接して交互に配置され、第1中空流路幅D1と第2中空流路幅D2は40μmとし、微細構造と混合空間の断面積は3.6×105μm2とした。
ガスタイトシリンジと中空混合機とは、テフゼルチューブ(内径800μmφ,外径1/16インチ、テフゼルはデュポン社から入手の樹脂チューブ商品名である。)で接続した。また、第1中空混合機と第2中空混合機は、テフゼルチューブ0.4m(内径800μmφ,外径1/16インチ)で接続し、第2中空混合機の出口にテフゼルチューブ9.0m(内径800μmφ,外径1/16インチ)を取り付けた反応温度を一定に保つために、循環槽により温度調節した25℃の水浴中に中空混合機を浸した。また、反応温度は(株)ティアンドディ社製広範囲温度データロガーTR−81を用いて測定した。
Example 1
(1) Synthesis of polybenzoxazole precursor 1.09888 g (3.0 mmol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane 0.4651 g (5.88 mmol) of pyridine was dissolved in 10 ml of dried N-methyl-2-pyrrolidone, and 0.8854 g (3.0 mmol) of 4,4′-oxybisbenzoyl chloride was dissolved in 10 ml of γ-butyrolactone. . Further, 0.2655 g (1.6 mmol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride was dissolved in 8.0 ml of N-methyl-2-pyrrolidone.
These solutions are sucked into a gas tight syringe, and 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane and pyridine solutions and 4, The 4′-oxybisbenzoic acid chloride solution is fed to the first hollow mixer at a linear velocity of 6.6 × 10 −2 m / sec, and 0.2655 g of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride. (1.6 mmol) was fed to the second hollow mixer at a linear velocity of 1.3 × 10 −1 m / sec and mixed and reacted (the total reaction time calculated from the linear velocity was 51.10). 2 seconds). In addition, the thing of the same structure was used for the 1st hollow mixer and the 2nd hollow mixer. The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained polybenzoxazole precursor were converted to polystyrene using gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) manufactured by Tosoh Corporation. Were 3.84 × 10 4 and 1.61 respectively.
Note that the hollow mixer has the first hollow flow path and the second hollow flow path in the microfabricated member shown in FIG. 2 The hollow channel width D2 was 40 μm, and the cross-sectional area of the microstructure and the mixing space was 3.6 × 10 5 μm 2 .
The gas tight syringe and the hollow mixer were connected by a Tefzel tube (inner diameter 800 μmφ,
(2)ポリベンゾオキサゾール前駆体の製造
上記で得たポリベンゾオキサゾール前駆体の溶液を、ガラス板上にドクターブレードを用いて塗布した。その後、オーブン中で窒素雰囲気下、100℃/1時間、200℃/1時間、320℃/1時間の順で加熱し、厚み10μmのポリベンゾオキサゾール樹脂フィルムを得た。
(2) Production of polybenzoxazole precursor The polybenzoxazole precursor solution obtained above was applied onto a glass plate using a doctor blade. Then, it heated in order of 100 degreeC / 1 hour, 200 degreeC / 1 hour, and 320 degreeC / 1 hour in nitrogen atmosphere in oven, and obtained the 10-micrometer-thick polybenzoxazole resin film.
(3)評価
上記で得たポリベンゾオキサゾール樹脂フィルムを用いて、特性評価のため、下記の方法により、ガラス転移温度及び耐熱性を測定した。これらの結果は、表1にまとめて示した。
1.耐熱性
セイコーインスツルメンツ(株)製TG/DTA220を用いて、窒素ガス200mL/分フロー下、昇温速度10℃/分の条件により、重量減少5%の時の温度を測定した。
2.ガラス転移温度(Tg)
セイコーインスツルメンツ(株)製DMS6100を用いて、窒素ガス300mL/分フロー下、測定周波数1Hz、昇温速度3℃/分の条件で、引張りモードで測定し、損失正接(tanδ)のピークトップ温度をガラス転移温度とした。
(3) Evaluation Using the polybenzoxazole resin film obtained above, the glass transition temperature and heat resistance were measured by the following methods for property evaluation. These results are summarized in Table 1.
1. Heat Resistance Using a TG / DTA220 manufactured by Seiko Instruments Inc., the temperature at a weight loss of 5% was measured under a nitrogen gas flow of 200 mL / min and a temperature increase rate of 10 ° C./min.
2. Glass transition temperature (Tg)
Using a DMS6100 manufactured by Seiko Instruments Inc., measured in tension mode under a flow of nitrogen gas of 300 mL / min under the conditions of a measurement frequency of 1 Hz and a heating rate of 3 ° C./min, the peak top temperature of loss tangent (tan δ) The glass transition temperature was taken.
(実施例2)
実施例1において、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物を塩化ベンゾイル0.2025g(1.6mmol)に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を合成した。得られた末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)を、合成例1と同様にGPCを用いて求めたところ、それぞれ3.44×104、および1.74であった。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, except that 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride was changed to 0.2025 g (1.6 mmol) of benzoyl chloride, end-capped polybenzoxazole was used. A precursor was synthesized. The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained end-capped polybenzoxazole precursor were determined using GPC in the same manner as in Synthesis Example 1, and found to be 3.44 × 10 4 respectively. 4 and 1.74.
(実施例3)
実施例1において、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン1.0255g(2.8mmol)、4,4'−オキシビス安息香酸クロリド0.8854g(3.0mmol)、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物をo−アミノフェノール0.1091g(1.6mmol)の量および線速度をそれぞれ2.65×10-2、8.28×10-2m/秒に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を合成した(各成分の線速度から算出される第3溶液と第4溶液の線速度比は5/8である)。得られた末端封止型ポリアミド樹脂の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)を、実施例1と同様にGPCを用いて求めたところ、それぞれ3.47×104、および1.81であった。
(Example 3)
In Example 1, 1.02-255 g (2.8 mmol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4′- Oxybisbenzoic acid chloride 0.8854 g (3.0 mmol), 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride o-aminophenol 0.1091 g (1.6 mmol) amount and linear velocity of 2.65 × 10 respectively -2 and 8.28 × 10 -2 m / sec, except that the end-capped polybenzoxazole precursor was synthesized in the same manner as in Example 1 (calculated from the linear velocity of each component). The linear velocity ratio between the third solution and the fourth solution is 5/8). When the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained end-capped polyamide resin were determined using GPC in the same manner as in Example 1, 3.47 × 10 4 and It was 1.81.
(実施例4)
実施例3において、o−アミノフェノールを2,4−アミノレゾルシノールに変更した以外は、すべて実施例3と同様にして、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を合成した。得られた末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)を、実施例1と同様にGPCを用いて求めたところ、それぞれ3.81×104、および1.94であった。
Example 4
A terminal-capped polybenzoxazole precursor was synthesized in the same manner as in Example 3 except that in Example 3, o-aminophenol was changed to 2,4-aminoresorcinol. When the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained end-capped polybenzoxazole precursor were determined using GPC in the same manner as in Example 1, they were 3.81 × 10 4 respectively. 4 and 1.94.
ガラス製三口フラスコに2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン1.0988g(3.0mmol)とピリジン0.4651g(5.88mmol)を入れ、乾燥したN−メチル−2−ピロリドン10.0mlに溶解した。その後、窒素雰囲気下、10℃以下で4,4'−オキシビス安息香酸クロリド0.8854g(3.0mmol)をγ−ブチロラクトン10.0mlに溶解した溶液を加え、60分間かく拌を続けた。次に、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物0.0676g(0.4mmol)をN−メチル−2−ピロリドン1.0mlに溶解した溶液を加え、さらに60分間かく拌を続けた。反応はすべて室温中で行った。また、反応温度は(株)ティアンドディ社製広範囲温度データロガーTR―81を用いて測定した。得られた末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)を、実施例1と同様にGPCを用いて求めたところ、それぞれ2.99×104、および2.11であった。 In a glass three-necked flask, 1.09888 g (3.0 mmol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane and 0.4651 g of pyridine ( 5.88 mmol) was added and dissolved in 10.0 ml of dry N-methyl-2-pyrrolidone. Thereafter, a solution prepared by dissolving 0.8854 g (3.0 mmol) of 4,4′-oxybisbenzoyl chloride in 10.0 ml of γ-butyrolactone was added at 10 ° C. or less in a nitrogen atmosphere, and stirring was continued for 60 minutes. Next, a solution prepared by dissolving 0.0676 g (0.4 mmol) of 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride in 1.0 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and stirring was further continued for 60 minutes. All reactions were performed at room temperature. The reaction temperature was measured using a wide range temperature data logger TR-81 manufactured by T & D Corporation. When the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained end-capped polybenzoxazole precursor were determined using GPC in the same manner as in Example 1, they were 2.99 × 10 4 respectively. 4 and 2.11.
(比較例2)
比較例1において、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを1.8313g(4.0mmol)、ピリジン0.4651g(5.88mmol)と4,4'−オキシビス安息香酸クロリド1.4756g(5.0mmol)、塩化ベンゾイル0.0506g(0.4mmol)に変更した以外は、すべて比較例1と同様にして、末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体を合成した。得られた末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)、および分子量分布(Mw/Mn)を、実施例1と同様にGPCを用いて求めたところ、それぞれ3.03×104、および2.30であった。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 1, 1.8313 g (4.0 mmol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane and 0.4651 g of pyridine (5.88 mmol), 4,4′-oxybisbenzoic acid chloride 1.4756 g (5.0 mmol), and benzoyl chloride 0.0506 g (0.4 mmol) were used. An encapsulated polybenzoxazole precursor was synthesized. When the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the obtained end-capped polybenzoxazole precursor were determined using GPC in the same manner as in Example 1, each was 3.03 × 10. 4 and 2.30.
表1にまとめた実施例、および比較例の結果から、本発明の製造方法により合成した末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体は、従来品と比較して、効率よく短時間に合成されることが明らかとなり、さらに、反応温度を特定の温度範囲内に精密に制御することが可能になったことから、均一な末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体が生成し、分子量分布がこれまでの重合法と比較して狭くなったことが分かる。 From the results of Examples and Comparative Examples summarized in Table 1, the end-capped polybenzoxazole precursor synthesized by the production method of the present invention can be synthesized efficiently and in a short time compared to conventional products. In addition, since the reaction temperature can be precisely controlled within a specific temperature range, a uniform end-capped polybenzoxazole precursor is formed, and the molecular weight distribution is It turns out that it became narrow compared with the legal method.
本発明の製造方法により得られる末端封止型ポリベンゾオキサゾール前駆体は、分子量分布が狭く均一な重合生成物であることから、このような特性が要求される感光性樹脂や高機能樹脂の用途に好適である。 Since the end-capped polybenzoxazole precursor obtained by the production method of the present invention is a uniform polymerization product with a narrow molecular weight distribution, it is used for photosensitive resins and high-performance resins that require such characteristics. It is suitable for.
01 第1中空流路
02 第2中空流路
03 第1中空混合機
04 第1混合空間
05,10 微小空間
06 第3中空流路
07 第4中空流路
08 第2中空混合機
09 第2混合空間
11,12,17,18 入口接続部
13,19 出口接続部
14,20 混合空間
15,21 保持部材
16,22,23 微細構造部
24,25 入口中空部
26,27 中空流路
28 隔壁
01 1st
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