JPH01207353A - 高分子複合体組成物の製造方法 - Google Patents

高分子複合体組成物の製造方法

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JPH01207353A
JPH01207353A JP3099188A JP3099188A JPH01207353A JP H01207353 A JPH01207353 A JP H01207353A JP 3099188 A JP3099188 A JP 3099188A JP 3099188 A JP3099188 A JP 3099188A JP H01207353 A JPH01207353 A JP H01207353A
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Seiichi Mukai
向井 誠一
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は芳香族複素環ポリイミドを一成分とする、高弾
性率で且、耐熱性にも優れた高分子複合体の製法に関し
、特に主鎖中にベンゾビスアゾール骨格を含む芳香族複
素環ポリイミドを含むことを特徴とする高分子複合体に
関する。
(従来の技術) 芳香族複素環ポリマーは高強度、高弾性率及ビスチアゾ
ール(以下PBTと略称する)は2、3−ジアミノベン
ゼン/、クージチオールニQ(I塩とテレフタル酸とを
ポリリン酸中で760〜200℃の高温下に長時間反応
せしめて得られろ、剛直鎖高分子であり全芳香族ポリア
ミドの一1車であるポリ−p−フェニレンテレフタルア
・−一■ ミド(PPTA)(ケフフ  )の2倍以上の引張弾性
率(310GPa)を与える。
しかしI) B Tはメタンスルホン酸、クロルスルホ
ン酸等の強酸以外の溶媒に不溶であり、しかもか\る溶
媒は装置の高融性が強くこの点においても工業上の不利
益は明かである。
又一方、か〜ろ剛直高分子鎖を分子オーダーで柔軟高分
子と互いに分散させて、この高分子の剛直性を有効にい
かし、高弾性率素材を得る試み、即ち高分子複合体への
展開が注目されている。(公表5s−soqqO号公報
)しかしながら上記剛直鎖高分子は溶液中では液晶を形
成する為柔軟高分子と相分離を起こし重量%)を必要と
し、しかも前述の様な高融性の強い溶剤を用いろことに
変わることがない事からも工業的に十分有利な処決が確
立出来ると剛直高分子が良好に分散された高弾性率素材
り弁接→→について鋭意検討の結果主鎖中にベンゾビス
アゾール骨に’S を含む芳香族複素環ポリイミドを一
成分とする高分子複合体において、かかる目的を達成し
得ろことを見い出し本発明に到ったものである。
(発明の構成) 即ち本発明はベンゾビスアゾール骨格を有する剛直棒状
高分子(A群ポリマーと以下略称する。)及び柔軟鎖を
有する高分子(8群ポリマーと以下略称する。)とが良
好な分散状態を呈する高分子複合体より構成される。
更に詳しくはA群ポリマーは甲群と乙群より選ばれる構
造単位のそれぞれの総量が実質的に当量であって、甲群
中で構造(I)が70〜100モル%、構造(n)が3
0〜Oモル%でアリ、乙群中で構造(In)が70〜1
00モル%、構造(IV)及び/又は(V)が30〜θ
モル%の構造を有するものであり、又8群ポリマーは甲
群と乙群より選ばれる構造単位のそれぞれの総量が実質
的に当量であって甲(年中の構造(I)が0〜50モル
%、構造(II)が100〜50モル%でアリ、乙群中
で構造(Ill)が0〜100モル%、構造(IV)及
び/又は(V)が700〜Qモル%であるものを云う。
甲群 \           / 、N−Art −N、、             (
II)乙群 式中Xは、S、0、NHより選択されるいづこ〜でY、
Y+、y2、y3は水素原子、アルキル基、アルコキシ
基又はハロゲン原子から選択されるCH3CF3 示す。
本発明に使われるモノマーとしては具体的には次の様な
化合物を挙げることが出来る。芳香族ジアミンとしては
、構造(1)を与える、2.乙−(z、+’−ジアミノ
ージフェニル)ベンゾ〔/、−!−d:乞s−d/ ]
ビスチアゾール1.2.6−(タ、+!′−ジアミノー
ジフェニル)ベンゾ(/、、!−d:q、 s −d’
 )ビスオキサゾール、−2,A−(グq/−ジアミノ
−ジフェニル)ベンゾ〔/、a−d:q、s−d′〕ビ
スイミダゾール、構造(II)を与えル、rn−および
p−フェニレンジアミン、コア5−ジアミノトルエン、
u、 4(’−および3,3′−ジアミノジフェニルエ
ーテノペ乞t′−および、3..3’−ジアミノジフェ
ニルメタン、<z、 tI’−および3,3′−チオジ
アニリン、+、 +’−および3,3′−ジアミノビフ
ェニル、り、t′−および3,3′−ジアミノジフェニ
ルスルホン、ビス−(4t−アミノフェニル)イソプロ
パン、ビス−(リーアミノフェニル)ビス(トリフルオ
ロメチル)メタン、z、 lI’−ジアミノベンゾフェ
ノン、り、り′−メチレンビスー(0−クロロアニリン
)、+、tI’−メチレンビス−(3−メチルアニリン
)、’4.tI’−メチレンビス−(2−メトキシアニ
リン)、p、<z’−メチレンビス−(2−メチルアニ
リン)、ix、 lI’ −オキシビス−(2−メトキ
シアニリン)、v、q’−オキシビス−(2−クロロア
ニリン)、<z、<z’−チオビス−(,2−メチルア
ニリン)、り、4t/−チオピス−(2−メトキシアニ
リン)、<j、 ’7’ −チオビス−(2−クロロア
ニリン)、+、<z’−スルホニルビスー(2−メチル
アニリン)、+、<z’−スルホニルビス−(コーエト
キシアニリン)、4、 <z/−スルホニルビス−(2
〜クロロアニリン)1、?、 、y’−ジメチル−’d
、 lI’−ジアミノベンゾフェノン、3.3’−ジメ
トキシ−’x、II’−ジアミノベンゾフェノン、J、
、)’−ジクロローク、q′−ジアミノベンゾフェノン
、3,3′−ジメチルベンジジン、3.3′−ジメトキ
ンベンジジン、3,3′〜ジクロロベンジジン、占二′
−ビスC<=−(+−アミノフェノキシ)フェニル〕プ
ロパン(BAPP)、ビス(<=−(q−アミノフェノ
キシ)フェニル〕スルホン、/、lI−ビス(クーアミ
ノフェノキシ)ベンゼン、/、3−ビス(クーアミノフ
ェノキ7)ベンゼン、/、3−ビス(3−アミノフェノ
ギン)ベンゼン等である。
又芳香族テトラカルボン酸二無水物としては構造(II
+)を与えるピロメリット酸無水物、構造(1\りを与
えろ、?、 y、 3< ta′−ペンゾフェノンテト
ラヵルボン酸二無水物1.7. a< q、 II′−
ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、2.2’、 、
、?、 、、7’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水
物、コ、!−ビス(3,ti −ジカルボキシフェニル
)プロパンニ無水物、ビス(3,+−ジカルボキシフェ
ニル)ビス(トリフルオロメチル)メタンニ無水物、ビ
ス(,7,14−ジカルボキシフェニル)スルホンニ無
水物、ビス(,7,lI−ジカルボキシフェニル)エー
テル二無水物、ビス(3+”−ジカルボキシフェニル)
メタンニ無水物等が挙げられ、又構造(V)を与えるも
のとしてト リ メ リット酸無水物、 ト リ メ 
リット酸無水物クロライド等が挙げられる。その際重合
に使用されるアミド溶媒としては、N−メチル−ニーピ
ロリドン(NMP)、/、3−ジメチルーニーイミダゾ
リジノン(DMI)、N、 N’−ジメチルホルムアミ
ド(DMF)、N、 N’−ジメチルアセトアミド(D
MAC)、ヘキサメチルホスホル) IJアミド(HM
PA)、及びそれらの混合溶媒等が挙げられる。以上の
ようなアミド溶媒中で上記芳香族ジアミンと芳香族テト
ラカルボン酸を反応させろことにより、ポリアミド酸溶
液が得られる。
本発明はポリイミドがその前駆体としてポリアミド酸を
経由することに着目している。本発明で使用されるポリ
アミド酸は上記甲群、乙群に示された構造を有する芳香
族ジアミン、芳香族テトラカルボン酸無水物、芳香族モ
ノカルボン酸、ジカルボン酸無水物をアミド系溶媒中で
反応させて製造することが出来るが、これらはいづれも
最終的に得られるポリイミド構造;(対してより柔軟性
があり、アミド系溶媒に代表される極性有機溶剤に対す
る溶解性に優れている。
本発明は耐熱性に優れ且高弾性率を有する高分子として
A群ポリマーと柔軟鎖を有する高分を混合すれば良いが
相溶しに(い場合は、A群ポリマー鎖及びB群ポリマー
鎖を共有するブロック共重合体を適宜共存させることが
好ましい。
か〜るブロック化反応は公知の処法をもって行なわれる
が、例えば第1段階においてA群ポリマー、8群ポリマ
ーのいづれか一方を形成し得るモノマーを重合せしめ、
得られるポリアミド酸の芳香族アミン末端ないしは芳香
族酸無水物末端を反応出発点として更に第コ段階におい
て、これらと他方の群ポリマーを形成し得るモノマーを
加えて重合を継続させる方法を提案することが出来る。
本発明法におけろ高分子複合体はいずれも極性有機溶剤
に高濃度での溶解可溶なポリアミド酸を経由する為、湿
式法により極めて容易にフィルムシート及び懺維化が可
能であり、これらのものを最終的にイミド化して本発明
の目的とするものを得ることが出来る。
又熱溶融性を有する8群ポリマーと組み合わせることに
より熱溶融成形可能な高分子複合体を得ることが出来る
。この場合はイミド化して後ポリマーを回収しそれを熱
溶融成形へ供することどなる。
とりわけ熱溶融成形が可能であることは高弾性率素材を
工業的有利に得る上で大きな利点である。本発明におい
て、A群ポリマーと8群ポリマーとのポリマー組成比A
/Bは重量比で1/9q〜10010の範囲で所望の効
果を得ることが出来るが熱溶融成形をも可能とする為に
はl/99〜.y o / q oの範囲が好ましい。
又か〜るポリアミド酸、ないしはポリアミド酸混合物を
閉環させる方法としては化学閉環法。
熱閉環法のいづれでも良いが、重合度の低下の起きに(
い、化学閉環法がより好ましい。
化学閉環剤としては例えば無水酢酸−ピリジン系を挙げ
ることが出来ろ。これら化学閉環剤の使用法は成形の処
法によって異なるが、湿式成形法においてはポリアミド
酸溶液より湿式成形して得られろ成形体を化学閉環剤に
浸漬させて閉環させる方法が挙げられ、この際、ポリア
ミド酸中に閉環反応が急激に起こらぬ程度にあらかじめ
化学閉環剤を添加しても良い。
又熱溶融成形においては重合終了時に所定量の化学閉環
剤を添加して溶液中で閉環反応を進行せしめ、得られた
イミド化ポリマーを沈殿回収する方法を挙げることが出
来る。
又成形体に対する延伸、熱処理等の後処理は弾性率を向
上する上で好ましい。
(実施例) 以下、実施例によりさらに本発明の詳細な説明する。ポ
リアミド酸の重合は窒素気流下、室温で行った。またポ
リアミド酸の対数粘度ηinhは、ポリマー濃度o39
/dl又はo、2jj /dlとなるようにNMPで希
釈し、30℃で測定した。
なお、コ+’  (4t+グ′−ジアミノ−ジフェニル
)ベンゾ(/、2−dニゲ、s−a’)ビスチアゾール
をDAPBT、ピロメリット酸二無水物をPMDA、N
−メチルーコービロリドンをNMPと略する。
又コ、i−ビス〔q−(lI−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕プロパンをBAPP 、  、2.213.3′
−ニジフェニルテトラカルボン酸二無水物をDPDAと
略す。
参考例−/ BAPP  ダ、!;/、2g9(1/ミリモル)をN
MP20m13に溶解し、この溶液にDPDAJ、 、
2 ta s 3 、!9 (/ /ミリモル)をNM
P 2θmlと伴に加え重合を開始させた。重合、?h
r後にηinh 2.0 ? (Q2 jjlde )
 ノ粘偶ナホIJ 7 ミド酸n液を得た。
一参考例−2 参考例−/で得られるポリアミド酸溶液にアミド結合当
量に対し1倍当量の無水酢酸及び0.3倍当量のピリジ
ンを加え室温下で15hr閉環反応を行ない均一なポリ
イミド溶液を得た。
この溶液にメタノールを滴下し粉状にポリイミドを析出
させ、洗浄濾過をくりがえし減圧乾燥后η目〕h /0
.73 (0,29/d7りのポリイミドを得た。
参考例−3 BAPPf、グ039.9 (20,タミリモル)をN
 M P ’l Om13に溶解しこの溶液に無水トリ
メリド酸りロライドク、279’)jl(20,3ミリ
モル)をNMP410dと伴に加え重合を開始させた。
/ hr 反応後トリエチルアミンク、3 rnl! 
(30−9ミリモル)を加え更に、2hr反応を継続さ
せηinh、2.7 q (o、r ?/dl )の粘
稠なポリアミド酸溶液を得た。
参考例−q 参考例−3で得られるポリアミド酸溶液にアミド結合当
量に対し、グ倍当量の無水酢酸及びθ3倍当量のピリジ
ンを加え室温下で15hr閉環反応を行ない均一なポリ
アミドイミド溶液を得た。この溶液にメタノールを滴下
し粉状にポリイミドを析出させ、洗浄濾過をくりかえし
、減圧乾燥后、ηinh 2.0 ? (0,29/ 
az )のポリアミドイミドを得た。
参考例−5 DAPBTL77qコ3(2ハルミリモル)をNMPs
07’中にスラリー化させ、この中にPMD A (r
 /、7ミリモル)をNMP4’5−と伴に加え重合を
開始させた。重合/!rhr 後にηinh 、2.5
0 (0,2f / dz )の粘稠なポリアミド酸溶
液を得た。
参考例−6 参考例−5で得られるポリアミド酸溶液にアミド結合当
量に対し9倍当量の無水酢酸及び0、3倍当量のピリジ
ンを加え閉環反応を開始させた。約lS分后反応系は均
−系より析出系となった。15hr反応させて後このス
ラリーをメタノールで洗?15過を(つがえし、減圧乾
燥し、NMP不溶のポリイミド粉末を得た。
実施例−/ BAPP、2. グ 乙 θ /、!9(b  ミ リ
 モ ル ) をN M P/!;meに浴解しこの溶
液にDPDA/、75j。
i<bミリモル)をN M P / !; mlと伴に
加え重合を開始させた。Jhr反応時点でηinh、/
、/ ’4 (θl、!?/dBの粘稠なポリアミド酸
溶液を得た。この段階でDAPBTグ、タグ3/I&(
/ 3..2 ミIJ モル)及びPMDA 2.9 
OA / 、51(/ 、7..7ミリモル)をAOm
lのNMPと伴に加え15hr反応しηinh 2..
32 (0,29/dl )の粘稠なポリアミド酸浴液
を得た。
実施例−コ 実施例−/で得られるポリアミド酸溶液にアミド結合当
量に対し、9倍当量の無水酢酸及び0.3倍当量のピリ
ジンを加え、室温下で閉環反応を開始させた。約/左分
后に反応系は均一系より析出系となった。/3;hr反
応させて後このスラリーをメタノールで洗浄濾過な(つ
がえし、減圧乾燥しポリイミド粉末を得た。
この粉末ygを、200 rnlのNMP中に分散させ
/ hr、720℃熱抽出を行ない、3.6gのNMP
不溶物を回収した。
この事より実施例−/の反応において実質的にブロック
化反応か形成されることが確認された。
実施例−J(A/B=so/goの高分子複合体粉末の
製造) 実施例−ユで得られるポリアミド酸溶液Sり、グθJに
参考例−/に示される処法でつくられる、/6.0重蓋
%のポリアミド酸浴り、′/ダ、qgを加え均一な混合
溶液を得た。
か〜る混合溶液にアミド結合当量に対し1倍当量の無水
酢酸及び0.3倍当量のピリジンを加え閉環反応を開始
させた。約、20分后に反応系は均一系より析出系とな
った。このスラリーをメタノール洗浄濾過をくりかえし
、減圧乾燥し、ポリイミド粉末を得た。
この粉末9gを200meのNMP中に分散させ、/ 
hr、120℃熱抽出を行ない/、 4Z 9のN M
 P不溶物を回収した。
この事より得られるポリイミドは剛直棒状ポリイミドが
柔軟ポリイミド鎖で実質的にブロック化されたものと柔
軟ポリイミドとの混合組成物であることが確認された。
実施例−9 BAPP 3.07 A 39 (7,5ミリモル)を
NMP/3m1VC溶解しこの溶液に無水トリメリット
酸クロライド/、3乙/ 09 (?、 Zミリモル)
を”NMP/Smlと伴に加え、重合を開始させた。
/1〕r反応後トリエチルアミン/、6ml (/ /
、 Sミリモル)を加え、更に2hr反応の時点でηi
nh /、 J <’ (09,29/dl )の粘稠
なポリアミド酸溶液を得た。
この段階でDAPBT j/ & g gfl (/ 
30gミリモル)及びPMDA3,0.39/jj(/
3.9ミリモル)をAOmlのN M Pと伴に加え1
5hrし、ηinh 2.、.7 g (0,297d
e )の粘稠なポリアミド酸溶液を得た。
実施例−5 実施例−tで得られろポリアミド酸溶液にアミド結合当
量に対し9倍当量の無水酢酸及び0.3倍当:iのピリ
ジンを加え室温下で閉環反応ポリイミド粉末を得た。
この粉末グyを200m1のN〜IP中に分散させ、/
 hr、720℃熱抽出を行ない3. g gのN M
 P不溶部を回収した。
この事、より実施例−ダの反応にオ6いて実質的にブロ
ック化反応が形成されることが確認された。
実施例−乙(A/B=、to/goの高分子複合体粉末
の製造) 実施例−グで得られるポリアミド酸溶液30、 Aりg
に、参考例−3に示される処法でつくられろ79.2重
量%のポリアミド酸溶液9g、9gを加え均一な混合溶
液を得た。
か\る混合m液にアミド結合当量に対しq(音当量の無
水酢酸及び0.3倍当量のピリジンを加え閉環反応を開
始させた。約S分后に反応系は均一系より析出系となっ
た。
/3hr反応させて後このスラリーをメタノールで洗浄
、濾過をくりかえし、減圧乾燥し、ポリイミド粉末を得
た。
この粉末lI9を200meのNMP中に分散させ、/
hr/2Q℃熱抽出を行ない、/、3gのN M P不
溶物を回収した。
この事より、得られるポリイミドはl−111直嘩状ポ
リイミドが柔軟ポリイミド鎖で実゛5的にブロツク化さ
れたものと柔軟ポリイミドとの温合組成物であることが
確認された。
実施例 参考例−一、l、実施例−3、乙の処決でつくられたポ
リイミド粉末を3so℃、gokg/cIn2の条件で
g分間熱プレスを行ない、厚み、200表−/ 〔発明の効果〕 本発明の高分子複合体は溶融成形可能であり、これより
高弾性率を有する成形品を得ることが出来ろ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)構造がA群に属するポリマーとB群に属するポリ
    マーとの組成物より構成される高分子複合体であって、
    A群ポリマーとB群ポリマーとのポリマー組成比A/B
    が重量比で1/99〜30/70であることを特徴とす
    る高分子複合体。 A群ポリマーは甲群と乙群より選ばれる構 造単位のそれぞれの総量が実質的に当量であって、甲群
    中で構造( I )が70〜100モル%、構造(II)が
    30〜0モル%であり、乙群中で構造(III)が70〜
    100モル%、構造(IV)及び/又は(V)が30〜0
    モル%の構造を有するものであり、又B群ポリマーは甲
    群と乙群より選ばれる構造単位のそれぞれの総量が実質
    的に当量であって甲群中の構造( I )が0〜50モル
    %、構造(II)が100〜50モル%であり、乙群中で
    構造(III)が0〜100モル%、構造(IV)及び/又
    は(V)が100〜0モル%であるものを云う。 甲群 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) 乙群 ▲数式、化学式、表等があります▼(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(V) 式中Xは、S、OまたはNHより選択され るいづれか、一種類以上を表わし、又Ar_1は▲数式
    、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等が
    あります▼、▲数式、化学式、表等があります▼また は▲数式、化学式、表等があります▼から選択されるい づれか一種類以上をAr_2は▲数式、化学式、表等が
    あります▼を表 わす。こゝでy、y_1、y_2、y_3は水素原子、
    アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子から選択さ
    れるいづれか一種類以上を、又Z、Z_1、Z_2は直
    接結合、−O−、−CH_2−、−S−、▲数式、化学
    式、表等があります▼、−SO_2−、▲数式、化学式
    、表等があります▼又は▲数式、化学式、表等がありま
    す▼ら選択される一種類以上を示す。
  2. (2)A群に属するポリマーが実質的にB群に属するポ
    リマーとブロック共重合体化している特許請求の範囲第
    1項記載の高分子複合体。
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