JPH0118090B2 - - Google Patents

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JPH0118090B2
JPH0118090B2 JP12713580A JP12713580A JPH0118090B2 JP H0118090 B2 JPH0118090 B2 JP H0118090B2 JP 12713580 A JP12713580 A JP 12713580A JP 12713580 A JP12713580 A JP 12713580A JP H0118090 B2 JPH0118090 B2 JP H0118090B2
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JP
Japan
Prior art keywords
aromatic polyamide
emulsion
sulfuric acid
molding
water
Prior art date
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Expired
Application number
JP12713580A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5753535A (en
Inventor
Katsuyuki Nakamura
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.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP12713580A priority Critical patent/JPS5753535A/en
Publication of JPS5753535A publication Critical patent/JPS5753535A/en
Publication of JPH0118090B2 publication Critical patent/JPH0118090B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、芳香族ポリアミドの新しい成型方法
に関する。さらに詳しくは芳香族ポリアミドの硫
酸溶液を乳化しこれより形成された芳香族ポリア
ミドの繊維、フイルム、粉末あるいは微小分散物
などを得る方法に関するものである。 芳香族ポリアミドは優れた耐熱性や機械的性質
を有する材料であるが、一方で溶融が困難であつ
たり、溶解性が悪いため限られた溶剤しかないな
ど、これを利用するにあたつては成型上に大きな
難点があつた。 本発明者は、芳香族ポリアミドの良好な性質を
活かしつつ複合材料用素材として利用する方法を
種々研究して来たが、特に少量の添加量で多大の
効果を得るためにはより細く、より薄くあるいは
より微小の形状を形成せしめる技術の開発が望ま
れ種々の実験の結果、芳香族ポリアミドの溶液の
乳化に着目し、鋭意研究を重ねた結果本発明に到
達したものである。 すなわち本発明は、芳香族ポリアミドの硫酸溶
液と疎水性溶剤とをHLB(ハイドロフアイル・リ
ポフアイルバランス)値の2以上の界面活性剤の
存在下に90℃以下の温度範囲で分散してなるエマ
ルジヨンを芳香族ポリアミドの貧溶剤と接触せし
め成型固化することを特徴とする芳香族ポリアミ
ドの乳化成型方法である。 本発明によれば芳香族ポリアミドの極細繊維や
極薄のフイルム、微小フイブリルの網状物、水、
有機液体、溶液などの液状物への微小分散状物、
高分子化合物、オリゴマーなどの固体への微小分
散状物など種々の形状の芳香族ポリアミドが成型
され得る。 本発明において芳香族ポリアミドとは一般式、 −NH−Ar1−NH− …(1) (式中のAr1は二価の芳香族基である) で表わされるジアミン残基、一般式 −CO−Ar2−CO− …(2) (式中のAr2は二価の芳香族基である) で表わされるジカルボン酸残基及び一般式 NH−Ar3−CO− …(3) (式中のAr3は二価の芳香族基である) で表わされるアミノカルボン酸残基から選ばれた
残基の1種又は2種以上がアミド結合で結合して
成るポリアミドであり、該芳香族ポリアミドの中
の芳香族部分すなわち前記一般式(1),(2)及び(3)中
のAr1,Ar2及びAr3の例としては、m―フエニレ
ン、3,4′―ビフエニレン、1,3―ナフチレ
ン、1,6―ナフチレン、1,7―ナフチレン、
2,4―ピリジレン、
The present invention relates to a new method for molding aromatic polyamide. More specifically, the present invention relates to a method of emulsifying a sulfuric acid solution of aromatic polyamide to obtain aromatic polyamide fibers, films, powders, microdispersions, etc. formed therefrom. Aromatic polyamide is a material with excellent heat resistance and mechanical properties, but it is difficult to melt and has poor solubility, so there are only a limited number of solvents available for its use. There were major difficulties in molding. The present inventor has researched various ways to utilize aromatic polyamide as a material for composite materials while taking advantage of its good properties. It was desired to develop a technology for forming thinner or more minute shapes, and as a result of various experiments, we focused on emulsification of aromatic polyamide solutions, and as a result of intensive research, we arrived at the present invention. That is, the present invention provides an emulsion obtained by dispersing a sulfuric acid solution of an aromatic polyamide and a hydrophobic solvent in the presence of a surfactant having an HLB (hydrophile lipophile balance) value of 2 or more at a temperature range of 90°C or less. This is an emulsion molding method for aromatic polyamide, which is characterized by contacting with a poor solvent for aromatic polyamide and molding and solidifying. According to the present invention, aromatic polyamide ultrafine fibers, ultrathin films, microfibril networks, water,
Microdispersions in liquid materials such as organic liquids and solutions,
Aromatic polyamides can be molded into various shapes such as fine dispersions in solids such as polymer compounds and oligomers. In the present invention, aromatic polyamide is a diamine residue represented by the general formula -NH-Ar 1 -NH- (1) (Ar 1 in the formula is a divalent aromatic group), and the general formula -CO −Ar 2 −CO− …(2) (Ar 2 in the formula is a divalent aromatic group) and the dicarboxylic acid residue represented by the general formula NH−Ar 3 −CO− …(3) (In the formula (Ar 3 is a divalent aromatic group) is a polyamide in which one or more residues selected from the aminocarboxylic acid residues represented by are bonded by an amide bond, and the aromatic polyamide Examples of aromatic moieties, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 in the above general formulas (1), ( 2 ) and (3) include m-phenylene, 3,4'-biphenylene, 1,3 - Naphthylene, 1,6-naphthylene, 1,7-naphthylene,
2,4-pyridylene,

【式】(ただしXは−CH2 −、−O−、−NH−、−CO−、−SO2−などであ
る)などを挙げることができるが、好ましいのは
4,4′―ビフエニレン、1,4―ナフチレン、
1,5―ナフチレン、2,6―ナフチレン、2,
5―ピリジレン、
[Formula] (where X is -CH 2 -, -O-, -NH-, -CO-, -SO 2 -, etc.), but preferred are 4,4'-biphenylene, 1,4-naphthylene,
1,5-naphthylene, 2,6-naphthylene, 2,
5-pyridylene,

【式】 (ただしX′は−CH2CH2−、−N=N−、
[Formula] (where X' is -CH 2 CH 2 -, -N=N-,

【式】【formula】

【式】−CH=N−である)、[Formula] -CH=N-),

【式】(ただしYは−SO2 −、−CO−、−CH2−である)、特に好ましいのは
p―フエニレンでありこれらの1種あるいは2種
以上が選択して使用できる。これらの芳香族部分
は、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、
ニトロ基、シアノ基などの不活性基やアルコキシ
カルボニル基を核置換基として含んでいてもよ
い。又、Ar1,Ar2又はAr3の代りに脂肪族あるい
は特に脂環族炭化水素基が部分的に置きかわつて
いても芳香族ポリアミドの特性をひどくそこなわ
ないかぎりならば良い。 芳香族ポリアミドの重合度は特に制限はなく用
途に応じて適宜選択される。一般には0.2g/dl
の97%硫酸溶液について30℃で測定した粘度が相
対粘度(ηrel)値で0.1以上が使用される。 該芳香族ポリアミドの硫酸溶液を形成する硫酸
としては好ましくは96%以上の硫酸あるいは発煙
硫酸であり、溶解における加水分解を最小限にと
どめるためには可及的に高濃度が望ましく、特に
98%以上の濃度が好ましい。又、硫酸以外の溶解
助剤として沸化水素、フロロ硫酸、クロロ硫酸、
五弗化アンチモン、トリフロロ酢酸などの添加も
可能である。 芳香族ポリアミドの硫酸溶液において芳香族ポ
リアミドの濃度は流動状態を保ち乳化処理が出来
る範囲であれば制限はないが一般には0.1〜30重
量%、特に0.5〜20重量%の範囲が便利に使用さ
れる。 本発明において用いる疎水性溶剤としては、硫
酸との相溶性が乏しく、かつ硫酸と反応し難い液
状物であり、好ましくは脂肪族、脂環族及び/又
は芳香族炭化水素類が使用でき、これらはフツ
素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲンやニトロ
基、アルコキシ基あるいはフエノキシ基などで置
換されていて良い。これを例示するならばペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキ
サン、デカリン、テトラリン、リグロイン、流動
パラフイン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エ
チルベンゼン、アニソール、四塩化炭素、クロロ
ホルム、臭化エタン、テトラクロルエタン、クロ
ルベンゼン、ジクロルベンゼン、ブロムベンゼ
ン、ジブロムベンゼン、クロルアニソール、ニト
ロベンゼン、ニトロトルエンなどである。これら
の溶剤には必要に応じてこれに可溶な高分子化合
物を加えても良い。例えばポリオレフイン類、ポ
リスチレン類、ポリ塩化ビニル類、ポリスルホン
類、ニトロセルロースなど種々使用できる。 本発明において用いる界面活性剤はHLB値の
ほぼ2以上のアニオン性、ノニオン性、カチオン
性及び/又は両性の界面活性剤であり、目的とす
る乳化の状態や目的とする固化後の形状、用途に
応じて選択できる。ここでHLB値は界面活性剤
の親水性と疎水性のバランスの目安となる値であ
り、種々の算出法、推算法があるが公知の種々の
方法、例えばDaviesの算数をもとに算出する方
法、Criffinの方法、川上や小田の方法などがあ
り(工業材料19(4)48(1971))これらから推定でき
る。本発明において乳化状態を制御したり、安定
な乳化状態を得るためにはHLB値の2以上が必
要である。これらを例示するならばポリオキシエ
チレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘ
キサデシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイ
ルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテ
ル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポ
リオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエ
チレンオクチルフエニルエーテルなどのノニオン
性界面活性剤、ラウリルアルコール硫酸エスチル
ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸
カリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸
ナトリウム、ペルフルオロデカン酸カリウム、ド
デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸ナトリウ
ム、ドデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウ
ム、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレ
ンドデシルフエニルエーテルスルホン酸などのア
ニオン性界面活性剤、デシルアンモニウムブロミ
ド、デシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘ
キサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ド
デシルトリメチルアンモニウムクロライドなどの
カチオン性界面活性剤、N―ドデシル―N,N―
ジメチルグリシンなどの両性界面活性剤などであ
る。 本発明のエマルジヨンは上記芳香族ポリアミド
の硫酸溶液と上記疎水性溶剤及び上記界面活性剤
を公知の方法、例えば機械的撹拌、セン断や振動
あるいは超音波などによつて90℃以下の温度かつ
疎水性溶剤及び硫酸溶液が乳化可能な流動状態を
保つ温度範囲で乳化することにより得られる。こ
の範囲以上では硫酸によつて芳香族ポリアミドや
界面活性剤の分解や変質が激しく好ましくない。
上記各成分の量はエマルジヨンの型、例えば、硫
酸溶液中疎水性溶剤の分散型か、疎水性溶剤中硫
酸溶液の分散型か、あるいは繊維状やフイルム状
に成形するか微小分散物状に成型するかなどによ
つて適宜選択される。一般には界面活性剤の量は
0.05〜20重量%、好ましくは0.3〜15重量%であ
り、又、疎水性溶剤と硫酸との混合割合は目的に
応じて任意に用いられ0.2対99.8から99.8対0.2の
広い範囲で使用できる。 上記エマルジヨンを貧溶剤と接触せしめ成型固
化させるにあたつて、貧溶剤としては、好ましく
は水であり、又、メタノール、エタノール、エチ
レングリコール、アセトンなどの硫酸に可溶性の
有機溶剤あるいはこれらの混合物が使用でき、ま
た、水と疎水性炭化水素とのエマルジヨンや、こ
れらが塩や酸、あるいはアルカリを含んだものも
使用できる。 上記エマルジヨンをこれら貧溶剤と接触せしめ
成型固化させるにあたつて、種々の希望する形状
のものが得られる。すなわち、繊維状物、フイル
ム状物、粉末状物、液体や固体への微小分散状物
などである。希望する種々の固化物を得るために
種々の方法や装置を適用することができる。例え
ば、上記エマルジヨンを細孔から押し出しこれを
ただちに、あるいはいつたん真空や気体相を通し
た後に貧溶剤に接触させ種々の太さの繊維状から
棒状の成型物を得ることができる。特に従来8〜
9μm以上の径の繊維しか得られなかつた芳香族ポ
リアミド繊維7〜8μm以下の径の極細の繊維でさ
えも容易に成型可能である。又、ノズルから押し
出したり塗布あるいは流延したりしてエマルジヨ
ンをフイルム状に形成したのちこれを貧溶剤に接
触せしめてフイルム状物を形成することも出来
る。又、エマルジヨンを貧溶剤に接触させなが
ら、あるいは接触させたのち、これを機械的に撹
拌したり、せん断力や振動力によつて、あるいは
超音波照射によるなどして貧溶剤中に微小に分散
することができる。上記の微小に分散した物は一
般に数ミクロン更に1ミクロン以下の大きさのも
のであり、かかる微小の芳香族アミドの分散した
物を得るに優れた方法である。このような微小分
散物は遠心分離の方法などで分離し乾燥して粉末
状にしたり、分散媒体を希望する液状物例えば水
や有機液体に置換し、これらの中への微小分散体
とすることが出来る。又、上記の微小に分散した
物を分散媒体として重合可能な液状モノマーに置
換してそのまま重合したり、高分子化合物を溶解
した液状媒体と置換しこれから貧溶媒へ再沈澱さ
せたり、液状媒体を蒸発させたりして、更には、
上記微小に分散した物と高分子化合物を溶解した
溶液とを混合させそれと同時に高分子化合物を再
沈澱させるなどして高分子化合物中に微小分散さ
せることが出来る。又、無機や有機の粉末状物へ
微分散したものも得られる。 かくして得られた繊維、フイルム、粉末あるい
は微小分散物は種々の高分子化合物例えばポリア
ミド類、ポリエステル類、ポリフエニレンスルフ
イド類、ポリエーテル類、ポリスルホン類、ポリ
スチレン類、ポリオレフイン類、ポリメタクリレ
ート類、ポリ塩化ビニル類、ゴム、エポキシ樹
脂、フエノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂な
ど既存の多くの高分子化合物との複合材として使
用したり、そのままで耐熱性のある繊維やフイル
ムあるいは紙状物などとしても使用できる。特に
本発明の微小分散物は種々の高分子化合物の中に
極めて均質に微分散させることが可能であるの
で、少量の使用量でこれらの高分子化合物の補強
材として役立つたり、あるいは又、結晶性高分子
化合物に対してはその結晶核剤として使用するこ
ともでき有用である。 実施例 1 パラフエニレンジアミンとテレフタル酸ジクロ
リドを公知の溶液重合法で反応させて得た相対粘
度3.40のポリパラフエニレンテレフタルアミド30
gを99.3%の濃硫酸200mlに溶解させた後これに
ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル
(HLB値5.7)10gを加えて溶解し次にトルエン
300mlを加えホモジナイザーで乳化を行つた。乳
化温度を65℃以上であつて、80℃以下とした。得
られた乳化物を冷却し次にこの1部をとつて冷水
中に落とし激しく撹拌を行つた。その結果、極め
て微小に分散したポリパラフエニレンテレフタル
アミドが得られた。これを遠心分離により上澄液
を除き再び水を加え洗浄した。得られた微小分散
物は偏光顕微鏡下で観察すると数ミクロン以下の
薄片状や径が1ミクロンあるいはそれ以下の針状
物などが認められた。又電子顕微鏡で観察したと
ころ径が数百オングストロームのミクロフイブリ
ルの集合体も認められた。 実施例 2 実施例1のエマルジヨンの1部を径0.46mmの孔
から水中に押しだしたのちこれをホモジナイザー
で分散し、次いで超音波照射を10分間行なつた。
得られた微小分散体は遠心分離で上澄液を除く操
作を繰り返し水で洗浄し、次にエチレングリコー
ルで洗浄し最後にエチレングリコール中で再度超
音波照射を10分間行なつた。この微小分散物は
1μm以下の大きさの薄片状物が多く、電子顕微鏡
観察では数百オングストロームの径のミクロフイ
ブリルの集合体も認められた。 実施例 3 実施例2の方法で得たエチレングリコール中に
微小分散したものの一部をとりこれを、更にオル
ソクロルフエノールで溶媒を置換した。このオル
ソクロルフエノール中にポリエチレンテレフタレ
ートを加え溶解しこの溶液をメタノール中に再沈
澱した。沈澱物を繰返しメタノールで洗浄した後
乾燥した。得られたポリエチレンテレフタレート
との複合物を加熱プレートを備えた偏光顕微鏡下
で昇温しながら観察したところポリエチレンテレ
フタレートが融解した後(260℃以上)でも不融
の針状ないしは粒状の微小物が均質に分散した状
態が認められた。なおこの複合物についてデイフ
アレンシヤルスキヤニングカロリメーター
(Differential Scanning Calorimeter)を用いて
徐冷結晶化挙動を調べた。その結果ポリエチレン
テレフタレートの融点以上に加熱した状態から10
℃/分の速度で冷却する条件では結晶化にもとづ
く発熱ピークの半値巾は7.5℃の値が得られ極め
て鋭いピークであつた。なおポリエチレンテレフ
タレートだけでは同様の測定で19℃の半値巾であ
つた。このことは本発明の分散物がポリエチレン
テレフタレートの結晶化を促進し急激な結晶化現
象を示したことを示している。なお、本実験で得
られた複合物を秤量し再度オルソクロルフエノー
ルに溶解したのち過し不溶物を分離し、この不
溶物をエタノールでよく洗浄した後乾燥した。こ
の不溶物は赤外スペクトル、元素分析からポリパ
ラフエニレンテレフタルアミドであることを確認
したが、このものの量はポリエチレンテレフタレ
ートに対し約0.4重量%にあたつた。 比較例 1 実施例1に用いたと同様にポリパラフエニレン
テレフタルアミドの硫酸溶液を作り界面活性剤及
びトルエンを添加することなく冷水中に落とし激
しく撹拌を行つた。その結果は0.5〜数ミリ程度
の粒状あるいは長細状の固化物が沈澱し、実施例
1のような微小分散物は得られなかつた。 比較例 2 実施例1のポリオキシエチレンノニルフエニル
エーテルの代りにセチルアルコール(HLB値
1.3)10gを用いて実施例1と同様にポリパラフ
エニレンテレフタルアミドの硫酸溶液とトルエン
によつて乳化を試みたが、安定なエマルジヨン状
態は得られず2相に分離してしまつた。 実施例 4 実施例1と同様の実験をHLB値の10.9のポリ
オキシエチレンノニルフエニルエーテルを用いて
行つた。得られた乳化物を水中に落とし激しく撹
拌して、実施例1の場合より若干大きいがほぼ同
程度の大きさの微小分散物が得られた。 実施例 5 ポリパラフエニレンテレフタルアミド(相対粘
度2.79)28gを98.5%の濃硫酸120mlに溶解し、
これにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
(HLB約37)6gを溶解し次にクロルベンゼン50
ml及びヘキサン100mlを加えて撹拌した後ホモジ
ナイザーで乳化した。得られた粘稠なエマルジヨ
ンの一部を0.1mm径の細孔から押し出し水中に落
し、次いでこれを激しく撹拌して微小分散物を得
た。このものを偏光顕微鏡で観察したところ径が
1μm以下の針状物が多かつた。 実施例 6 実施例5のエマルジヨンの一部をガラス板上に
塗布し若干加温したのち水中に浸漬した。これを
静かに水で洗つた後、放置して乾燥し最後に減圧
加熱乾燥して薄片状物を得た。 実施例 7 ポリパラフエニレンテレフタルアミド(相対粘
度3.5)30gを99.9%濃硫酸170gに溶解し、これ
にポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル
(HLB値12.6)ドデシルベンゼンスルホン酸
(HLB値約12)5gを溶解し、これにポリスチレ
ン100gを溶解したトルエン300mlを加え乳化し
た。乳化物を0.15mmの細孔から押しだし水中に浸
漬しながら延伸を加えた。得られた繊維状物を水
中からひきあげ風乾した。これをトルエンで再度
洗浄した後加熱乾燥したところ約4μmの細い繊維
が得られた。 実施例 8 実施例4で得た微小分散物の一部を取り、緻密
なガラスロートを用いて過を行つた。過後水
洗を繰返した後そのまま乾燥した。乾燥後、ガラ
スロート面に付着したフイルム状ないしは紙状物
をはぎとつた。このフイルム状ないしは紙状物を
偏光顕微鏡で観察すると径が1μm以下の細い針状
物ないしはフイブリル状物の絡みあつた綱目状物
として観察された。 実施例 9 実施例1で得られたエマルジヨンの一部を径
0.2mmの孔から水中に押しだし、これをホモジナ
イザーで分散し次に遠心分離によつて上澄液を除
く操作を繰返し水で洗浄し、次にアセトンで洗浄
を行い最後にアセトンに浸漬した状態で超音波照
射を行つた。これにエポキシ樹脂25g(エピコー
ト1001)を溶解し次に無水フタル酸7g、ジメチ
ルアニリン0.2gを加え加熱を行つた後この溶液
をガラス板上に塗布し、アセトンを蒸発させた。
アセトン蒸発後120℃に2時間加熱し硬化物を得
た。これを偏光顕微鏡で観察したところ数μm以
下の微小物が均質に分散した状態が認められた。
[Formula] (where Y is -SO 2 -, -CO-, -CH 2 -), p-phenylene is particularly preferred, and one or more of these can be selected and used. These aromatic moieties include halogen atoms, alkyl groups, alkoxy groups,
It may contain an inert group such as a nitro group or a cyano group or an alkoxycarbonyl group as a nuclear substituent. Further, Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 may be partially replaced by aliphatic or especially alicyclic hydrocarbon groups as long as the properties of the aromatic polyamide are not seriously impaired. The degree of polymerization of the aromatic polyamide is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application. Generally 0.2g/dl
A relative viscosity (ηrel) value of 0.1 or higher is used as the viscosity measured at 30°C for a 97% sulfuric acid solution. The sulfuric acid used to form the sulfuric acid solution of the aromatic polyamide is preferably 96% or more sulfuric acid or fuming sulfuric acid, and in order to minimize hydrolysis during dissolution, the concentration is preferably as high as possible.
A concentration of 98% or higher is preferred. In addition, hydrogen fluoride, fluorosulfuric acid, chlorosulfuric acid,
It is also possible to add antimony pentafluoride, trifluoroacetic acid, and the like. The concentration of aromatic polyamide in a sulfuric acid solution of aromatic polyamide is not limited as long as it remains fluid and can be emulsified, but generally a range of 0.1 to 30% by weight, particularly 0.5 to 20% by weight is conveniently used. Ru. The hydrophobic solvent used in the present invention is a liquid substance that has poor compatibility with sulfuric acid and is difficult to react with sulfuric acid, and preferably aliphatic, alicyclic and/or aromatic hydrocarbons. may be substituted with a halogen such as fluorine, chlorine, bromine, or iodine, a nitro group, an alkoxy group, or a phenoxy group. Examples include pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, decalin, tetralin, ligroin, liquid paraffin, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, anisole, carbon tetrachloride, chloroform, ethane bromide, tetrachloroethane, chloro These include benzene, dichlorobenzene, bromobenzene, dibromobenzene, chloranisole, nitrobenzene, and nitrotoluene. A soluble polymer compound may be added to these solvents if necessary. For example, various materials such as polyolefins, polystyrenes, polyvinyl chlorides, polysulfones, and nitrocellulose can be used. The surfactant used in the present invention is an anionic, nonionic, cationic, and/or amphoteric surfactant with an HLB value of approximately 2 or more, and has the desired emulsification state, desired shape after solidification, and purpose. You can choose according to your needs. Here, the HLB value is a value that is a guideline for the balance between hydrophilicity and hydrophobicity of a surfactant, and there are various calculation methods and estimation methods, but it can be calculated based on various known methods, such as Davies' arithmetic. There are various methods such as Cliffin's method, Kawakami and Oda's method (Kogyo Materials 19 (4) 48 (1971)), and it can be estimated from these methods. In the present invention, an HLB value of 2 or more is required in order to control the emulsification state or obtain a stable emulsification state. Examples of these include polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene hexadecyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and polyoxyethylene nonyl phenyl ether. , nonionic surfactants such as polyoxyethylene octyl phenyl ether, sodium ethyl lauryl alcohol sulfate, sodium oleate, potassium oleate, potassium stearate, sodium stearate, potassium perfluorodecanoate, dodecane sulfonic acid, dodecane sulfone Anionic surfactants such as sodium acid, dodecylbenzenesulfonic acid, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium decyl sulfate, sodium dodecyl sulfate, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether sulfonic acid, decyl ammonium bromide, decyl trimethylammonium bromide, hexadecyl Cationic surfactants such as trimethylammonium bromide and dodecyltrimethylammonium chloride, N-dodecyl-N,N-
These include amphoteric surfactants such as dimethylglycine. The emulsion of the present invention is produced by mixing the sulfuric acid solution of the aromatic polyamide, the hydrophobic solvent, and the surfactant using a known method, such as mechanical stirring, shearing, vibration, or ultrasonication, at a temperature of 90°C or less and hydrophobic. It is obtained by emulsifying a solvent and a sulfuric acid solution at a temperature range that maintains a fluid state capable of emulsification. Above this range, the aromatic polyamide and surfactant are severely decomposed and altered by sulfuric acid, which is undesirable.
The amount of each of the above components depends on the type of emulsion, for example, dispersion type in a hydrophobic solvent in a sulfuric acid solution, dispersion type in a sulfuric acid solution in a hydrophobic solvent, or molding into a fiber, film, or microdispersion. The appropriate selection is made depending on whether the Generally, the amount of surfactant is
It is 0.05 to 20% by weight, preferably 0.3 to 15% by weight, and the mixing ratio of the hydrophobic solvent and sulfuric acid can be arbitrarily used depending on the purpose and can be used in a wide range from 0.2:99.8 to 99.8:0.2. When the above-mentioned emulsion is brought into contact with a poor solvent and solidified by molding, the poor solvent is preferably water, or an organic solvent soluble in sulfuric acid such as methanol, ethanol, ethylene glycol, acetone, or a mixture thereof. Also, emulsions of water and hydrophobic hydrocarbons, and emulsions containing salts, acids, or alkalis can also be used. When the emulsion is brought into contact with these poor solvents and molded and solidified, various desired shapes can be obtained. That is, they include fibrous materials, film materials, powder materials, and microdispersed materials in liquids and solids. Various methods and devices can be applied to obtain various desired solidified products. For example, the emulsion can be extruded through pores and brought into contact with a poor solvent immediately or after passing through a vacuum or gas phase to obtain molded products in the form of fibers or rods of various thicknesses. Especially conventional 8~
Although aromatic polyamide fibers can only be obtained with a diameter of 9 μm or more, even ultrafine fibers with a diameter of 7 to 8 μm or less can be easily molded. Alternatively, the emulsion can be extruded from a nozzle, applied or cast to form a film, and then brought into contact with a poor solvent to form a film. Alternatively, the emulsion may be finely dispersed in the poor solvent while or after being brought into contact with the poor solvent by mechanical stirring, shearing force, vibration force, ultrasonic irradiation, etc. can do. The above-mentioned finely dispersed particles are generally several microns in size or even 1 micron or less in size, and this is an excellent method for obtaining such minute aromatic amide dispersed particles. Such a microdispersion can be separated using a method such as centrifugation and dried to form a powder, or the dispersion medium can be replaced with a desired liquid such as water or an organic liquid to form a microdispersion therein. I can do it. In addition, the above-mentioned finely dispersed material can be used as a dispersion medium to substitute a polymerizable liquid monomer and polymerize as it is, or it can be replaced with a liquid medium in which a polymer compound has been dissolved and then reprecipitated in a poor solvent, or the liquid medium can be By evaporating it, and furthermore,
The finely dispersed material can be finely dispersed in a polymer compound by mixing the finely dispersed material with a solution in which the polymer compound is dissolved and simultaneously reprecipitating the polymer compound. Further, finely dispersed inorganic or organic powders can also be obtained. The fibers, films, powders, or microdispersions thus obtained can be used in various polymeric compounds such as polyamides, polyesters, polyphenylene sulfides, polyethers, polysulfones, polystyrenes, polyolefins, polymethacrylates, It can be used as a composite material with many existing polymer compounds such as polyvinyl chloride, rubber, epoxy resin, phenol resin, and unsaturated polyester resin, or it can be used as is as a heat-resistant fiber, film, or paper-like material. Can be used. In particular, since the microdispersion of the present invention can be very homogeneously finely dispersed in various polymeric compounds, it can serve as a reinforcing material for these polymeric compounds when used in a small amount, or it can also be used as a crystalline material. It can also be used as a crystal nucleating agent for polypropylene compounds. Example 1 Polyparaphenylene terephthalamide 30 with a relative viscosity of 3.40 obtained by reacting paraphenylene diamine and terephthalic acid dichloride using a known solution polymerization method.
g in 200 ml of 99.3% concentrated sulfuric acid, add and dissolve 10 g of polyoxyethylene nonyl phenyl ether (HLB value 5.7), and then dissolve in toluene.
300 ml was added and emulsified using a homogenizer. The emulsification temperature was set to 65°C or higher and 80°C or lower. The resulting emulsion was cooled and then a portion thereof was dropped into cold water and vigorously stirred. As a result, extremely finely dispersed polyparaphenylene terephthalamide was obtained. The supernatant liquid was removed by centrifugation, and water was added again for washing. When the resulting microdispersion was observed under a polarizing microscope, flakes of several microns or less and needle-like objects of 1 micron or less in diameter were observed. Further, when observed with an electron microscope, aggregates of microfibrils with a diameter of several hundred angstroms were also observed. Example 2 A portion of the emulsion of Example 1 was extruded into water through a hole having a diameter of 0.46 mm, and then dispersed using a homogenizer, followed by ultrasonic irradiation for 10 minutes.
The obtained microdispersion was repeatedly washed with water by centrifugation to remove the supernatant, then washed with ethylene glycol, and finally ultrasonic irradiation was performed again in ethylene glycol for 10 minutes. This microdispersion
There were many flakes with a size of 1 μm or less, and when observed using an electron microscope, aggregates of microfibrils with a diameter of several hundred angstroms were also observed. Example 3 A portion of the microdispersion in ethylene glycol obtained by the method of Example 2 was taken, and the solvent was further replaced with orthochlorophenol. Polyethylene terephthalate was added and dissolved in this orthochlorophenol, and this solution was reprecipitated in methanol. The precipitate was washed repeatedly with methanol and then dried. When the resulting composite with polyethylene terephthalate was observed under a polarizing microscope equipped with a heating plate while heating, it was found that even after the polyethylene terephthalate had melted (at 260°C or higher), unmelted acicular or granular particles remained homogeneous. A dispersed state was observed. The slow cooling crystallization behavior of this composite was investigated using a Differential Scanning Calorimeter. As a result, from a state heated above the melting point of polyethylene terephthalate,
Under conditions of cooling at a rate of 0.degree. C./min, the half-width of the exothermic peak due to crystallization was 7.5.degree. C., which was an extremely sharp peak. In the same measurement, polyethylene terephthalate alone had a half-width of 19°C. This indicates that the dispersion of the present invention promoted the crystallization of polyethylene terephthalate and exhibited a rapid crystallization phenomenon. Note that the composite obtained in this experiment was weighed, dissolved again in orthochlorophenol, filtered, and insoluble matter was separated, and this insoluble matter was thoroughly washed with ethanol and then dried. This insoluble material was confirmed to be polyparaphenylene terephthalamide by infrared spectroscopy and elemental analysis, and the amount of this insoluble material was about 0.4% by weight based on polyethylene terephthalate. Comparative Example 1 A sulfuric acid solution of polyparaphenylene terephthalamide was prepared in the same manner as used in Example 1, and the solution was poured into cold water and vigorously stirred without adding surfactant or toluene. As a result, granular or elongated solidified matter of about 0.5 to several millimeters was precipitated, and a fine dispersion like that in Example 1 could not be obtained. Comparative Example 2 Cetyl alcohol (HLB value
1.3) Using 10 g, an attempt was made to emulsify polyparaphenylene terephthalamide with a sulfuric acid solution and toluene in the same manner as in Example 1, but a stable emulsion state could not be obtained and the product separated into two phases. Example 4 An experiment similar to Example 1 was conducted using polyoxyethylene nonyl phenyl ether with an HLB value of 10.9. The obtained emulsion was dropped into water and stirred vigorously to obtain a microdispersion having a size slightly larger than that of Example 1, but approximately the same size. Example 5 28 g of polyparaphenylene terephthalamide (relative viscosity 2.79) was dissolved in 120 ml of 98.5% concentrated sulfuric acid,
Dissolve 6g of sodium dodecylbenzenesulfonate (HLB approx. 37) in this, and then dissolve 50g of chlorobenzene.
ml and 100 ml of hexane were added, stirred, and then emulsified using a homogenizer. A portion of the resulting viscous emulsion was extruded through 0.1 mm diameter pores and dropped into water, which was then vigorously stirred to obtain a microdispersion. When this object was observed with a polarizing microscope, the diameter was
There were many needle-like objects with a diameter of 1 μm or less. Example 6 A portion of the emulsion of Example 5 was applied onto a glass plate, heated slightly, and then immersed in water. This was gently washed with water, left to dry, and finally heated and dried under reduced pressure to obtain flakes. Example 7 30 g of polyparaphenylene terephthalamide (relative viscosity 3.5) was dissolved in 170 g of 99.9% concentrated sulfuric acid, and 5 g of polyoxyethylene nonyl phenyl ether (HLB value 12.6) and dodecylbenzenesulfonic acid (HLB value approximately 12) were dissolved in this. 300 ml of toluene in which 100 g of polystyrene was dissolved was added to emulsify. The emulsion was extruded through a 0.15 mm pore and stretched while immersed in water. The obtained fibrous material was taken out of the water and air-dried. When this was washed again with toluene and then heated and dried, a thin fiber of approximately 4 μm was obtained. Example 8 A portion of the microdispersion obtained in Example 4 was taken and filtered through a fine glass funnel. After washing with water, it was dried as it was. After drying, the film-like or paper-like material adhering to the glass funnel surface was peeled off. When this film-like or paper-like material was observed under a polarizing microscope, it was observed as a network-like object consisting of entangled fine needles or fibrils with a diameter of 1 μm or less. Example 9 A portion of the emulsion obtained in Example 1 was
Push it out into water through a 0.2 mm hole, disperse it with a homogenizer, then remove the supernatant liquid by centrifugation, repeat the process of washing with water, then washing with acetone, and finally soaking it in acetone. Ultrasonic irradiation was performed. 25 g of epoxy resin (Epikote 1001) was dissolved in this, and then 7 g of phthalic anhydride and 0.2 g of dimethylaniline were added and heated. This solution was then applied onto a glass plate and the acetone was evaporated.
After evaporating the acetone, it was heated to 120°C for 2 hours to obtain a cured product. When this was observed with a polarizing microscope, it was observed that microscopic objects of several μm or less were homogeneously dispersed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 芳香族ポリアミドの硫酸溶液と疎水性溶剤と
をHLB(ハイドロフアイル・リポフアイルバラン
ス)値の2以上の界面活性剤の存在下に90℃以下
の温度範囲で分散してなるエマルジヨンを芳香族
ポリアミドの貧溶剤と接触せしめ成型固化するこ
とを特徴とする芳香族ポリアミドの乳化成型方
法。 2 芳香族ポリアミドが直線配向性芳香族ポリア
ミドである特許請求の範囲第1項に記載の芳香族
ポリアミドの乳化成型方法。 3 界面活性剤がアニオン型及び/又はノニオン
型である特許請求の範囲第1項に記載の芳香族ポ
リアミドの乳化成型方法。 4 エマルジヨンが、芳香族ポリアミドの硫酸溶
液が疎水性溶剤中に分散された型のエマルジヨン
である特許請求の範囲第1項に記載の芳香族ポリ
アミドの乳化成型方法。
[Claims] 1. A sulfuric acid solution of an aromatic polyamide and a hydrophobic solvent are dispersed in the presence of a surfactant with an HLB (hydrophile lipophile balance) value of 2 or more at a temperature range of 90°C or less. 1. A method for emulsion molding an aromatic polyamide, which comprises contacting an emulsion with a poor solvent for the aromatic polyamide and molding and solidifying the emulsion. 2. The method for emulsion molding aromatic polyamide according to claim 1, wherein the aromatic polyamide is a linearly oriented aromatic polyamide. 3. The method for emulsion molding aromatic polyamide according to claim 1, wherein the surfactant is anionic and/or nonionic. 4. The method for emulsion molding an aromatic polyamide according to claim 1, wherein the emulsion is an emulsion in which a sulfuric acid solution of the aromatic polyamide is dispersed in a hydrophobic solvent.
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