JP4787552B2 - 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物 - Google Patents

可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物 Download PDF

Info

Publication number
JP4787552B2
JP4787552B2 JP2005183950A JP2005183950A JP4787552B2 JP 4787552 B2 JP4787552 B2 JP 4787552B2 JP 2005183950 A JP2005183950 A JP 2005183950A JP 2005183950 A JP2005183950 A JP 2005183950A JP 4787552 B2 JP4787552 B2 JP 4787552B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bis
terminal
imide oligomer
modified imide
room temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005183950A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006104440A (ja
Inventor
雄一 石田
俊夫 小笠原
力男 横田
健 後藤
健 佐々木
秀生 小澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Ube Corp
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Ube Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Aerospace Exploration Agency JAXA, Ube Industries Ltd, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Priority to JP2005183950A priority Critical patent/JP4787552B2/ja
Publication of JP2006104440A publication Critical patent/JP2006104440A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4787552B2 publication Critical patent/JP4787552B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

本発明は、末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物に関し、特に、航空機や宇宙産業用機器をはじめとして易成形性かつ高耐熱性が求められる広い分野で使用可能な部材の材料に関するものである。
芳香族ポリイミドは高分子系で最高レベルの耐熱性を有し、機械特性、電気特性などにも優れていることから、広い分野で素材として用いられている。
一方、芳香族ポリイミドは一般に加工性に乏しく、特に溶融成形や繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として用いることは不向きである。このため、末端を熱架橋基で変性したイミドオリゴマーが提案されている。なかでも、末端を4−フェニルエチニル無水フタル酸で変性したイミドオリゴマーが成形性、耐熱性、力学特性のバランスに優れているとされ、例えば、特許文献1、特許文献2および非特許文献1、非特許文献2において紹介されている。その特許文献1には硬化物の耐熱性および機械的特性が良好で、実用性の高い末端変性イミドオリゴマーおよびその硬化物を提供することを目的とし、2,3,3’
,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物と4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸とを反応させて得られ、対数粘度が0.05〜1である末端変性イミドオリゴマーおよびその硬化物が開示されている。そして、その発明の効果として、実用性の高い新規な末端変性イミドオリゴマーを得ることができること、また、耐熱性や弾性率、引張強度および伸び等の機械的特性が良好な新規な末端変性イミドオリゴマーの硬化物を得ることができると記載されている。
しかし、これらに紹介されている末端変性イミドオリゴマーは、N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略称する。)などの有機溶媒に室温(本明細書で室温とは23℃±2℃を想定する。)で20wt%以下しか溶解せず、またこのワニスを保存しておくとしばしば数日後にゲル化する現象が見られ、高濃度のワニスを長期間安定に保存しておくことは難しいという問題を持っている。また、溶解性を上げるための手段の一つとして屈曲性の大きい構造を導入する方法が挙げられるが、この場合、一般的に硬化物の耐熱性が低くなる。
特開2000−219741号公報 「末端変性イミドオリゴマーおよびその硬化物」 平成12年8月8日公開 特表2003−526704号公報 「圧入、トランスファー成形用高能力樹脂組成物とその製造法」 平成15年9月9日公表 P. M. Hergenrotherand J. G. Smith Jr., Polymer, 35, 4857 (1994) R. Yokota, S. Yamamoto, S. Yano, T. Sawaguchi, M. Hasegawa, H. Yamaguchi, H. Ozawa and R. Sato, High Perform. Polym., 13, S61 (2001)
本発明は、有機溶媒に対する溶解性、溶液保存安定性および低溶融粘度等の成形性に優れ、硬化物の耐熱性および弾性率、引張強度および伸び等の機械的特性の高い新規な末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の末端変性イミドオリゴマーは、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸類と、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンと下記(A)の芳香族ジアミン化合物群から選択される1種または2種以上を含む芳香族ジアミン化合物と、4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸とを反応させて得られる下記一般式(1)で表され、有機溶媒N−メチルー2−ピロリドンに対して室温で固形分濃度30wt%以上溶解可能であることを特徴とするものである。
Figure 0004787552
(式中、Rは芳香族ジアミン残基を表わす。mおよびnは、それぞれm≧0、n≧1、1≦m+n≦20および0≦m/(m+n)≦1の関係を満たすものであり、繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。)
(A)1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、2,6−ジエチル−1,3−ジアミノベンゼン、4,6−ジエチル−2−メチル−1,3−ジアミノベンゼン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(4,4’−ODA)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(3,4’−ODA)、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス(2,6−ジエチル−4−アミノフェニル)メタン、4,4’−メチレン−ビス(2,6−ジエチルアニリン)、ビス(2−エチル−6−メチル−4−アミノフェニル)メタン、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパンベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン1種または2種以上から選択される。
又、本発明は、式(1)で表される末端変性イミドオリゴマーを含むワニスである。
又、本発明は、式(1)で表される末端変性イミドオリゴマーまたはそのワニスを加熱硬化して得られる硬化物である。
本発明により、有機溶媒に対する溶解性、溶液保存安定性および低溶融粘度等の成形性に優れ、硬化物の耐熱性および弾性率、引張強度および伸び等の機械的特性の高い新規な末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物を得ることができる。ワニスに用いる溶媒は、N−メチル−2−ピロリドンなどのアミド系溶媒に加え、窒素非含有であるγ−ブチロラクトンなどのエステル系溶媒、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒も使用できる。このイミドオリゴマーワニスはアミド酸オリゴマーワニスに比べ耐加水分解性に対して大きく優れることから、粘度低下等を起こさずに長期間安定に保存できる。
本発明の一般式(1)で表される末端変性イミドオリゴマーは、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸類と9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンを含む芳香族ジアミン化合物と4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸(以下、PEPAと略記することもある)とを、各酸基の当量の合計と各アミノ基の当量とが概略等量となるようにして、好適には溶媒中で反応させて得られるイミドオリゴマーであって、そのイミドオリゴマーの末端(好適には両末端)に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸に基づくアセチレン性の付加重合可能な不飽和末端基およびイミドオリゴマーの主鎖にイミド結合を有し、しかも、好ましくは一般式(1)中のm、nが、m≧0、n≧、1≦m+n≦20および0≦m/(m+n)≦1、より好ましくは0.25≦m/(m+n)≦1、さらに好ましくは0.5≦m/(m+n)≦1の関係を満たす整数であって比較的低分子量である常温(23℃)で固体(粉末状)の末端変性イミドオリゴマーである。さらに、NMPなどの有機溶媒に室温で固形分30wt%以上溶解可能な末端変性イミドオリゴマーが好ましい。さらに、硬化後のガラス転移温度(Tg)が300℃以上である末端変性イミドオリゴマーが好ましい。
前記の2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸類とは、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(a−BPDA)、あるいは2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸のエステルまたは塩などの酸誘導体であり、特に、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が最適である。
本発明においては、前記の2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸類の一部(好ましくは50モル%以下、特に好ましくは25モル%以下)が、他の芳香族テトラカルボン酸類、例えば3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−カルボキシフェニル)エーテル二無水物などで置換されていても良い。
9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンとともに用いる前記の芳香族ジアミン化合物としては、1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、2,6−ジエチル−1,3−ジアミノベンゼン、4,6−ジエチル−2−メチル−1,3−ジアミノベンゼン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(4,4’−ODA)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(3,4’−ODA)、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス(2,6−ジエチル−4−アミノフェニル)メタン、4,4’−メチレン−ビス(2,6−ジエチルアニリン)、ビス(2−エチル−6−メチル−4−アミノフェニル)メタン、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェノキシ)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などを挙げることができ、それらを単独、あるいは2種以上を併用することができる。特に、芳香族ジアミン化合物として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルが好適である。
本発明においては、末端変性(エンドキャップ)用の不飽和酸二無水物として4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸を使用する。前記の4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸は、酸類の合計量に対して5−200モル%、特に5−150モル%の範囲内の割合で使用することが好ましい。
前記の有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルカプロラクタム、γ−ブチロラクトン(GBL)、シクロヘキサノンなどが挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの溶媒の選択に関しては可溶性ポリイミドについての公知技術を適用することができる。
これらイミドオリゴマーワニスは加水分解の恐れがないため、アミド酸オリゴマーワニスに比べ粘度低下等を起こさずに長期間安定に保存できる。長期間保存する際の溶媒は、ゲル化を防ぐためにより良溶媒であるN−メチル−2−ピロリドンなどのアミド系溶媒を用いることが望ましい。
以下、製造法の例について説明する。
本発明の末端変性イミドオリゴマーは、例えば、前記の2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸類(特に、この酸二無水物)と、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンを含む芳香族ジアミン化合物と、4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸とが、全成分の酸無水物基(または隣接するジカルボン酸基)の当量の全量とアミノ基の全量とがほぼ等量になるように使用して、各成分を、前述の溶媒中で、約100℃以下、特に80℃以下の反応温度で重合させて、「アミド−酸結合を有するオリゴマー」を生成し、次いで、そのアミド酸オリゴマー(アミック酸オリゴマーともいう)を、約0〜140℃の低温でイミド化剤を添加する方法によるか、あるいは140〜275℃の高温に加熱する方法によるかして、脱水・環化させて、末端に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸残基を有するイミドオリゴマーを得ることができる。
本発明の末端変性イミドオリゴマーの特に好ましい製法としては、例えば9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンを含む芳香族ジアミン化合物を前述の溶媒中に均一に溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を溶液中に加えて均一に溶解後約5〜60℃の反応温度で1〜180分程度攪拌し、この反応溶液に、4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸を加えて均一に溶解後約5〜60℃の反応温度で1〜180分程度攪拌しながら反応させて前記の末端変性アミド酸オリゴマーを生成した後、その反応液を140〜275℃で5分〜24時間攪拌して前記のアミド酸オリゴマーをイミド化反応させて末端変性イミドオリゴマーを生成させ、必要ならば、反応液を室温付近まで冷却する方法を挙げることができる。前記の反応において、全反応工程あるいは一部の反応工程を窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気あるいは真空中で行うことが好適である。
前述のようにして生成した末端変性イミドオリゴマーは、必要があれば反応液を水中等に注ぎ込んで、粉末状の生成物として単離して、粉末状として、あるいは必要なときにその粉末生成物を溶媒に溶解して使用してもよく、また、反応液を、そのままか、あるいは適宜濃縮または希釈するかして、末端変性イミドオリゴマーの溶液組成物(ワニス)として使用してもよい。なお、本発明の末端変性オリゴマーは、分子量の異なるものを混合したものでもよい。また、本発明の末端変性イミドオリゴマーは、他の可溶性ポリイミドと混合してもよい。
本発明の末端変性イミドオリゴマーの硬化物は、例えば、前記の末端変性イミドオリゴマーのワニスを支持体に塗布し、280〜500℃で5〜200分間加熱硬化してフィルムとすることができる。また、末端変性イミドオリゴマーの粉体を金型などの型内に充填し、10〜280℃で1〜1000kg/cm2で1秒〜100分程度の圧縮成形によって予備成形体を形成し、この予備成形体を280〜500℃で10分〜40時間程度加熱して、硬化物を得ることができる。
以下に本発明を説明するために実施例を示すが、これによって本発明を限定するものではない。
各特性の測定条件は、次のとおりとした。
試験方法
(1)核磁気共鳴スペクトル分析(1H−NMR):日本電子製JNM−AL300型を用いて共鳴周波数300MHzで測定した。測定溶媒は、重水素化溶媒である重水素化ジメチルスルホキシドDMSO−d6を用いた。
(2)赤外分光分析(IR):日本分光製FT/IR610型を用いて、KBr錠剤法により測定した。
(3)熱重量分析:セイコーインスツルメンツ製TGA−6200型熱重量分析装置(TGA)を用い、アルゴン気流下、10℃/min.の昇温速度により測定した。
(4)ガラス転移温度:セイコーインスツルメンツ製DSC−6200型示差走査熱量計(DSC)を用い、アルゴン気流下、10℃/min.の昇温速度により測定した。
(5)レオロジー測定:TAインスツルメンツ製AR2000型レオメーターを用い、25mmパラレルプレートで4℃/min.の昇温速度により測定した。
(6)引張試験:オリエンテック社製TENSILON/UTM−II−20を用い、室温にて、引張速度5mm/minで行った。試験片形状は、長さ20mm、幅3mm、厚さ80−115μmのフィルムとした。
(実施例1)
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン0.3484g(1mmol)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル1.802g(9mmol)とN−メチル−2−ピロリドン12.8mLを加え、溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を入れ、窒素気流下、室温で2時間攪拌した。この反応溶液に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で18時間、続けて175℃で5時間攪拌した。冷却後、反応液を150mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:4.998g(97%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.21、8.12、8.02、8.00、7.92、7.63、7.47、7.25、7.22、7.20
IR(KBr,cm-1):3446、2212、1778、1720、1616、1502、1427、1377、1298、1241、1169、1115、1090、1016、943、879、827、741、690
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で35%以上可溶、GBL溶媒に30%以上可溶であったが、室温保管では数日後にゲル化が見られた。硬化前の最低溶融粘度は1000ポイズ(336℃)であった。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られたフィルム状の硬化物(厚さ88μm)は、Tgが343℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は553℃であった。また、このフィルム形状の硬化物の引張試験による力学的性質は、弾性率が2.56GPa、破断強度が109MPa、破断伸びが7.6%であった。
(実施例2)
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン0.871g(2.5mmol)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル1.502g(7.5mmol)とN−メチル−2−ピロリドン13.3mLを加え、溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を入れ、窒素気流下、室温で2時間攪拌した。この反応溶液に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で20時間、続けて175℃で5時間攪拌した。得られた末端変性イミドオリゴマーは、前記一般式(1)において、Rがジフェニルエーテル基で表され、平均としてm=1.5、n=3.75である。冷却後、反応液を150mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:5.628g(98%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.24、8.13、8.03、8.01、7.99、7.63、7.48、7.37、7.29、7.23
IR(KBr,cm-1):3446、2212、1776、1718、1616、1500、1376、1240、1169、1116、1089、950、881、823、740、690
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管では1〜2ヶ月後にゲル化が見られたものの、冷凍保管では2ヵ月後もゲル化はみられなかった。GBL溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管では数日間はゲル化が見られなかったものの、1〜2週間後にゲル化が見られた。硬化前の最低溶融粘度は3380ポイズ(348℃)であった。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られたフィルム状の硬化物は、Tgが353℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は553℃であった。また、このフィルム形状の硬化物(厚さ94μm)の引張試験による力学的性質は、弾性率が2.87GPa、破断強度が122MPa、破断伸びが7.7%であった。
(実施例3)
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン1.742g(5mmol)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル1.001g(5mmol)とN−メチル−2−ピロリドン14.2mLを加え、溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を入れ、窒素気流下、室温で2時間攪拌した。この反応溶液に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で20時間、続けて175℃で5時間攪拌した。得られた末端変性イミドオリゴマーは、前記一般式(1)において、Rがジフェニルエーテル基で表され、平均としてm=1.5、n=2.5である。冷却後、反応液を150mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:5.581g(97%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.23、8.11、8.02、8.00、7.64、7.59、7.49、7.48、7.38、7.37、7.34、7.31、7.27、7.24
IR(KBr,cm-1):3446、2212、1776、1718、1616、1500、1376、1240、1169、1116、1089、950、881、823、740、690
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管、冷凍保管ともに2ヵ月後もゲル化はみられなかった。GBL溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管では2週間はゲル化が見られなかったものの、1〜2ヶ月後にゲル化が見られた。硬化前の最低溶融粘度は18100ポイズ(349℃)であった。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られたフィルム状の硬化物(厚さ112μm)は、Tgが362℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は561℃であった。また、このフィルム形状の硬化物の引張試験による力学的性質は、弾性率が2.65GPa、破断強度が112MPa、破断伸びが6.9%であった。
比較例1
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン3.484g(10mmol)とN−メチル−2−ピロリドン14.2mLを加え、溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を入れ、窒素気流下、室温で2時間攪拌した。この反応溶液に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で18時間、続けて175℃で5時間攪拌した。得られた末端変性イミドオリゴマーは、前記一般式(1)において、m=4、n=0である。冷却後、反応液を150mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:6.419g(99%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.19、8.06、8.00、7.98、7.62、7.57、7.46、7.38、7.35、7.33、7.30
IR(KBr,cm-1):3447、2212、1777、1720、1615、1500、1376、1293、1239、1170、1115、1089、1014、943、879、825、739、690
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管、冷凍保管ともに2ヵ月後もゲル化はみられなかった。GBL溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管では2週間はゲル化が見られなかったものの、1〜2ヶ月後にゲル化が見られた。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られた硬化物はフィルム状にはならずに粉末を押し固めた状態であり、Tgが376℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は566℃であった。
(実施例
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン0.697g(2mmol)、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン0.585g(2mmol)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル1.201g(6mmol)とN−メチル−2−ピロリドン10.8mLを加え、溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を入れ、窒素気流下、室温で4時間攪拌した。この反応溶液に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で17時間、続けて175℃で5時間攪拌した。得られた末端変性イミドオリゴマーは、前記一般式(1)において、Rがジフェニルエーテル基及び1,4−ジフェノキシベンゼン基(モル比3:1)で表され、平均としてm=0、n=4である。冷却後、反応液を150mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:5.377g(98%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.25、8.14、8.02、7.64、7.49、7.39、7.30、7.23、6.86、6.78
IR(KBr,cm-1):3446、2212、1778、1722、1616、1502、1427、1377、1292、1238、1169、1117、1090、1016、968、943、879、827、790、740、690
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管、冷凍保管ともに2ヵ月後もゲル化はみられなかった。GBL溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管では数日間はゲル化が見られなかったものの、1〜2週間後にゲル化が見られた。硬化前の最低溶融粘度は1370ポイズ(340℃)であった。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られたフィルム状の硬化物(厚さ80μm)は、Tgが330℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は550℃であった。また、このフィルム形状の硬化物の引張試験による力学的性質は、弾性率が2.80GPa、破断強度が118MPa、破断伸びが8.0%であった。
(実施例
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン1.742g(5mmol)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル1.001g(5mmol)とγ−ブチロラクトン12.7mLを加え、60℃に加熱して溶解させた。室温まで冷却後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を入れ、窒素気流下、室温で5時間攪拌した。この反応溶液に4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で18時間、続けて175℃で5時間攪拌した。得られた末端変性イミドオリゴマーは、前記一般式(1)において、Rがジフェニルエーテル基で表され、平均としてm=1.5、n=2.5である。冷却後、反応液を150mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:5.621g(98%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.23、8.12、8.02、8.00、7.63、7.59、7.48、7.37、7.34、7.31、7.27、7.24
IR(KBr,cm-1):3446、2212、1776、1718、1616、1500、1376、1240、1169、1117、1090、950、881、823、740、690
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管、冷凍保管ともに2ヵ月後もゲル化はみられなかった。GBL溶媒に室温で40%以上可溶であり、室温保管では2週間はゲル化が見られなかったものの、1〜2ヶ月後にゲル化が見られた。硬化前の最低溶融粘度は17200ポイズ(347℃)であった。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られた硬化物(厚さ108μm)は、Tgが360℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は560℃であった。また、このフィルム形状の硬化物の引張試験による力学的性質は、弾性率が2.80GPa、破断強度が117MPa、破断伸びが6.6%であった。
(比較例
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル2.002g(10mmol)とN−メチル−2−ピロリドン12mLを加え、溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を加えて窒素気流下、室温で1時間攪拌した。その後、4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で2時間攪拌した。オイルバス温180℃で4時間攪拌した。冷却後、反応液を120mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:4.834g(97%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.25、8.14、8.02、7.93、7.63、7.48、7.22
IR(KBr,cm-1):3448、2212、1778、1722、1616、1502、1425、1377、1290、1240、1169、1115、1088、1016、943、879、827、793、749、690
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で20%程度可溶であるが、室温保管では1日後にゲル化が見られた。硬化前の最低溶融粘度は860ポイズ(344℃)であった。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られたフィルム状の硬化物(厚さ86μm)は、Tgが337℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は574℃であった。また、このフィルム形状の硬化物の引張試験による力学的性質は、弾性率が2.55GPa、破断強度が118MPa、破断伸びが15.5%であった。
(比較例
温度計、攪拌子、窒素導入管を備えた3つ口の100mLフラスコに、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル0.400g(2mmol)、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン2.339g(8mmol)、とN−メチル−2−ピロリドン12mLを加え、溶解後、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物2.354g(8mmol)を加えて窒素気流下、室温で1時間攪拌した。その後、4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸0.993g(4mmol)を入れ、窒素気流下、室温で2時間攪拌した。オイルバス温180℃で4時間攪拌した。冷却後、反応液を120mLのイオン交換水に投入し、析出した粉末を濾別した。60mLのメタノールで30分洗浄し、濾別して得られた粉末を60℃で1日間減圧乾燥し、生成物を得た。収量:5.560g(97%)。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ8.24、8.13、8.04、8.01、8.00、7.92、7.63、7.62、7.50、7.49、7.47、7.22、7.21
IR(KBr,cm-1):3447、2212、1776、1718、1615、1500、1375、1238、1166、1114、1085、1013、942、878、823、738、688
上記で得られた末端変性イミドオリゴマーの未硬化物は、NMP溶媒に室温で20%、50℃で40%以上可溶であった。この末端変性イミドオリゴマーをホットプレスを用いて370℃で1時間加熱して得られた硬化物は、Tgが290℃(DSC)、TGAによる5%重量減少温度は537℃であった。

Claims (5)

  1. 2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸類と、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンと下記(A)の芳香族ジアミン化合物群から選択される1種または2種以上を含む芳香族ジアミン化合物と、4−(2−フェニルエチニル)無水フタル酸とを反応させて得られる下記一般式(1)で表され、有機溶媒N−メチルー2−ピロリドンに対して室温で固形分濃度30wt%以上溶解可能であることを特徴とする末端変性イミドオリゴマー。
    Figure 0004787552
    (式中、Rは芳香族ジアミン残基を表わす。mおよびnは、それぞれm≧0、n≧1、1≦m+n≦20および0≦m/(m+n)≦1の関係を満たすものであり、繰り返し単位の配列はブロック的、ランダム的のいずれであってもよい。)
    (A)1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、2,6−ジエチル−1,3−ジアミノベンゼン、4,6−ジエチル−2−メチル−1,3−ジアミノベンゼン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(4,4’−ODA)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(3,4’−ODA)、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス(2,6−ジエチル−4−アミノフェニル)メタン、4,4’−メチレン−ビス(2,6−ジエチルアニリン)、ビス(2−エチル−6−メチル−4−アミノフェニル)メタン、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパンベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン
  2. 請求項1に記載の末端変性イミドオリゴマーを有機溶媒に溶解してなるワニス。
  3. 請求項1に記載の末端変性イミドオリゴマーを加熱硬化して得られる硬化物。
  4. 請求項3に記載のワニスを加熱硬化して得られる硬化物。
  5. ガラス転移温度(Tg)が300℃以上である請求項3または4に記載の硬化物。
JP2005183950A 2004-09-08 2005-06-23 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物 Expired - Fee Related JP4787552B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005183950A JP4787552B2 (ja) 2004-09-08 2005-06-23 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004260762 2004-09-08
JP2004260762 2004-09-08
JP2005183950A JP4787552B2 (ja) 2004-09-08 2005-06-23 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006104440A JP2006104440A (ja) 2006-04-20
JP4787552B2 true JP4787552B2 (ja) 2011-10-05

Family

ID=36374536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005183950A Expired - Fee Related JP4787552B2 (ja) 2004-09-08 2005-06-23 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4787552B2 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4998040B2 (ja) * 2007-03-27 2012-08-15 Jsr株式会社 ポリアミック酸のイミド化重合体絶縁膜および膜形成組成物とその製造方法
JP4968540B2 (ja) * 2008-02-07 2012-07-04 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物
JP5210269B2 (ja) * 2009-09-09 2013-06-12 大和製罐株式会社 イミドオリゴマーブレンド組成物
EP2829563B1 (en) * 2012-03-19 2016-05-18 Ube Industries, Ltd. Heat-curable solution composition, and cured product, prepreg and fiber-reinforced composite material using same
JP2013241553A (ja) * 2012-05-22 2013-12-05 Hideo Nishino カルド型ジアミンを組成とする熱硬化性ポリイミド
KR20160147712A (ko) * 2014-04-18 2016-12-23 나가세케무텍쿠스가부시키가이샤 레지스트 수지 및 그 제조 방법
CN107531652A (zh) * 2015-03-31 2018-01-02 精化株式会社 芳香族二胺及其中间体和它们的制造方法
JP6431431B2 (ja) 2015-04-14 2018-11-28 セイカ株式会社 芳香族ジアミン及びその中間体、並びにこれらの製造方法
JP7036021B2 (ja) * 2016-10-12 2022-03-15 コニカミノルタ株式会社 透明ポリイミド樹脂、透明ポリイミド樹脂組成物、透明ポリイミド樹脂フィルム、赤外線吸収組成物、赤外線カットフィルター及び透明ポリイミド樹脂フィルムの製造方法
CN114479452B (zh) * 2020-11-11 2024-04-09 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 大厚度低介电耐高温聚酰亚胺复合材料及其制法与应用
CN114980485A (zh) * 2022-05-19 2022-08-30 江阴科利达电子有限公司 一种长寿型柔性线路板的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006104440A (ja) 2006-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4787552B2 (ja) 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物
JP5522479B2 (ja) 2−フェニル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル類を用いた可溶性末端変性イミドオリゴマー、およびワニス、およびその硬化物、およびそのイミドプリプレグ、および耐熱性に優れる繊維強化積層板
TWI475046B (zh) 醯亞胺低聚合物及將該醯亞胺低聚合物加熱硬化而成之聚醯亞胺樹脂
US10047246B2 (en) Varnish including 2-phenyl-4,4′-diaminodiphenyl ether, imide resin composition having excellent moldability, cured resin molded article having excellent breaking elongation, prepreg thereof, imide prepreg thereof, and fiber-reinforced material thereof having high heat resistance and excellent mechanical strength
JP4263182B2 (ja) 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物
US20140148548A1 (en) Fluorine-Containing Polymerizable Monomer And Polymer Compound Using Same
JP4214531B2 (ja) 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物
WO2010050491A1 (ja) ポリイミド前駆体溶液組成物
JP4968540B2 (ja) 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物
JP6202554B2 (ja) 2−フェニル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル類を用いた末端変性イミドオリゴマーとオキシジフタル酸類を用いた芳香族熱可塑性ポリイミドにより作製されたポリイミド樹脂組成物、およびワニス、および耐熱性や機械的特性に優れたポリイミド樹脂組成物成形体、およびプリプレグ、およびその繊維強化複合材料
JP5765801B2 (ja) 2−フェニル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル類を用いた成形性に優れたレジントランスファー成形用末端変性イミドオリゴマー、その混
JP6332528B2 (ja) 2−フェニル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル類を用いた末端変性イミドオリゴマーとオキシジフタル酸類を用いた芳香族熱可塑性ポリイミドにより作製されたポリイミド樹脂組成物、およびワニス、および耐熱性や機械的特性に優れたポリイミド樹脂組成物成形体、およびプリプレグ、およびその繊維強化複合材料
JP5050269B2 (ja) 末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその高弾性率硬化物
TW201641497A (zh) 新穎的四羧酸二酐、及自該四羧酸二酐得到之聚醯亞胺與聚醯亞胺共聚物
EP0304913A2 (en) Terminal-modified imide oligomer and solution composition of the same
JP4042861B2 (ja) イミドプリプレグおよび積層板
WO2014084188A1 (ja) 含フッ素重合性単量体およびそれを用いた高分子化合物
JP2011184492A (ja) 可溶性末端変性イミドオリゴマーおよびワニス並びにその硬化物
JP2008001791A (ja) 可溶性末端変性アミド酸シリルエステルオリゴマーおよびワニス並びにそれらの硬化物
TW202402885A (zh) 聚合物之製造方法、清漆、及清漆之製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080307

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080310

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080327

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080618

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080814

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080825

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080919

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110715

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140722

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees