JPH0129371B2 - - Google Patents

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JPH0129371B2
JPH0129371B2 JP59141031A JP14103184A JPH0129371B2 JP H0129371 B2 JPH0129371 B2 JP H0129371B2 JP 59141031 A JP59141031 A JP 59141031A JP 14103184 A JP14103184 A JP 14103184A JP H0129371 B2 JPH0129371 B2 JP H0129371B2
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JP
Japan
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powder
reaction
dianhydride
nmp
polyimide
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JP59141031A
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Japanese (ja)
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JPS6119633A (en
Inventor
Ken Noda
Koji Hara
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Indole Compounds (AREA)

Description

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

〔技術分野〕 この発明はフエノール系ノボラツク樹脂を合成
時の溶媒として使用するポリイミドなどのイミド
系化合物またはその前駆体の新規な合成方法に関
するものである。 〔従来技術〕 従来、一般にポリイミドは有機テトラカルボン
酸二無水物と有機ジアミンとをジメチルスルホキ
サイド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメ
チルホスホロアミドなどの塩基性極性溶媒、ある
いはm−クレゾール、p−クレゾール、フエノー
ル、m−クロルフエノール、p−クロルフエノー
ル、キシレノールなどのフエノール系溶媒の如き
有機極性溶媒中で反応させてポリイミド前駆体を
合成し、さらにこのポリイミド前駆体を加熱して
脱水閉環させることによつて合成されていた。 この従来のポリイミドの合成方法においては、
使用される上記の有機極性溶媒が高価であつた
り、あるいは安価であつても臭気が強いなどの問
題があつた。しかも上記の有機溶媒はポリイミド
成形品とする際には完全に除去される必要があ
り、これが微量でも残存するとポリイミド成形品
の特性が大きく損なわれる問題をも有していた。 〔発明の目的および概要〕 そこで、この発明者らは安価でかつ臭気がなく
しかもこれが最終成形品中に残存しても成形品の
特性を大きく低下させるといつた問題をきたすこ
とのない溶媒を使用したポリイミドの合成方法を
提供することを目的として鋭意検討した結果、フ
エノール系ノボラツク樹脂が上記目的を達成する
に好都合な溶媒となりうることを見い出し、この
発明をなすに至つた。 すなわち、この発明は、有機テトラカルボン酸
二無水物ないしはその誘導体と有機ジアミンとを
フエノール系ノボラツク樹脂中で反応させること
を特徴とするイミド系化合物またはその前駆体の
合成方法に係るものである。 〔発明の効果〕 この発明の合成方法によると安価で無臭性のフ
エノール系ノボラツク樹脂を溶媒として使用する
ため、低コストでしかも良好な作業環境下でポリ
イミドなどのイミド系化合物またはその前駆体を
合成できる。 また、この合成方法において溶媒として使用す
るフエノール系ノボラツク樹脂は、一般にエポキ
シ樹脂の硬化剤や各種の添加剤として用いられる
とともにヘキサメチレンテトラミンなどを硬化剤
として硬化成形品にもなりうるものである。 このため、この発明の合成方法により得られた
ポリイミドなどのイミド系化合物またはその前駆
体は、その反応物中に含まれるフエノール系ノボ
ラツク樹脂から分離して各種材料用として用いる
場合でもこれに上記樹脂が多少残存した状態で使
用に供したとしても得られる成形品などの特性が
従来のように大きく損なわれるという問題をきた
さないばかりか、フエノール系ノボラツク樹脂と
の混合物のまま各種の添加剤や硬化剤として、あ
るいは成形品として応用できるという利点を有し
ている。これは、従来のポリイミドの合成方法で
は有機極性溶媒を除去することが不可欠であつた
のに対して大きく異なるすぐれた特徴といえるも
のである。 また、上記のフエノール系ノボラツク樹脂はそ
の融点または軟化点が通常25〜150℃程度の範囲
にあり常温で液状、半固形状あるいは固形状のも
のである。この発明の合成方法においては上記い
ずれの状態のフエノール系ノボラツク樹脂を使用
してもよく、従来のポリイミドの合成方法で用い
られる有機極性溶媒がいずれも常温で液状である
のとは異なつている。すなわち、この発明では上
記フエノール系ノボラツク樹脂として常温で半固
形状あるいは固形状のものを選択使用してこれを
加熱溶融した状態で前記合成反応を行うことがで
き、かかる合成手法は従来全く採用されたことの
ないこの発明に特有な方法といえるものである。 〔発明の構成〕 この発明の合成方法において使用する有機テト
ラカルボン酸二無水物は次の一般式で表わされ
る。 〔ただし、R1は少なくとも2個の炭素原子を持
つ4価の脂肪族残基あるいは4価の芳香族残基を
示し、この芳香族残基は次の構造式のいずれかで
表わされる。
[Technical Field] The present invention relates to a novel method for synthesizing imide compounds such as polyimide or their precursors using a phenolic novolak resin as a solvent during synthesis. [Prior Art] Conventionally, polyimides have generally been produced by combining organic tetracarboxylic dianhydrides and organic diamines with basic polar compounds such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and hexamethylphosphoramide. A polyimide precursor is synthesized by reacting in a solvent or an organic polar solvent such as a phenolic solvent such as m-cresol, p-cresol, phenol, m-chlorophenol, p-chlorophenol, or xylenol, and further, this polyimide precursor is It was synthesized by heating the compound to cause dehydration and ring closure. In this conventional polyimide synthesis method,
There are problems in that the organic polar solvents used are expensive, or even if they are inexpensive, they have a strong odor. Moreover, the above-mentioned organic solvent needs to be completely removed when forming a polyimide molded product, and if even a small amount of this remains, there is a problem that the properties of the polyimide molded product will be significantly impaired. [Objective and Summary of the Invention] Therefore, the inventors have developed a solvent that is inexpensive, odorless, and does not cause problems such as significant deterioration of the properties of the molded product even if it remains in the final molded product. As a result of intensive studies aimed at providing a method for synthesizing the polyimide used, it was discovered that a phenolic novolac resin can be a convenient solvent for achieving the above object, and the present invention was completed. That is, the present invention relates to a method for synthesizing an imide compound or its precursor, which is characterized by reacting an organic tetracarboxylic dianhydride or its derivative with an organic diamine in a phenolic novolac resin. [Effects of the Invention] According to the synthesis method of the present invention, an inexpensive and odorless phenolic novolac resin is used as a solvent, so imide compounds such as polyimide or their precursors can be synthesized at low cost and in a favorable working environment. can. Furthermore, the phenolic novolak resin used as a solvent in this synthesis method is generally used as a curing agent for epoxy resins and various additives, and can also be made into a cured molded product using hexamethylenetetramine or the like as a curing agent. For this reason, even when the imide compound such as polyimide or its precursor obtained by the synthesis method of the present invention is separated from the phenolic novolak resin contained in the reaction product and used for various materials, it can be used for various materials. Even if it is used with some residual phenolic resin, the properties of the resulting molded product will not be significantly impaired as in the past, and it can be used with various additives and cured as a mixture with the phenolic novolak resin. It has the advantage that it can be applied as an agent or as a molded article. This is an excellent feature that is significantly different from conventional polyimide synthesis methods, in which it was essential to remove the organic polar solvent. Further, the above-mentioned phenolic novolak resin has a melting point or softening point usually in the range of about 25 to 150°C, and is liquid, semi-solid or solid at room temperature. In the synthesis method of the present invention, the phenolic novolak resin in any of the above states may be used, unlike the organic polar solvents used in conventional polyimide synthesis methods, which are all liquid at room temperature. That is, in the present invention, it is possible to selectively use a phenolic novolak resin that is semi-solid or solid at room temperature and carry out the synthesis reaction in a heated and melted state, and such a synthesis method has not been employed in the past. This method can be said to be unprecedented and unique to this invention. [Structure of the Invention] The organic tetracarboxylic dianhydride used in the synthesis method of the present invention is represented by the following general formula. [However, R 1 represents a tetravalent aliphatic residue or a tetravalent aromatic residue having at least two carbon atoms, and this aromatic residue is represented by one of the following structural formulas.

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 (ただし、R2は−O−、−S−、[Formula] (where R 2 is -O-, -S-,

【式】【formula】

【式】または[expression] or

【式】R3は6〜30個 の炭素原子を有する2価の芳香族有機基、R4
2〜30個の炭素原子を有する2価の有機基で例え
ば−CH2CH2−、−CH2CH(OH)CH2−、−CH2
−C(CH32−CH2−などである)〕 この有機テトラカルボン酸二無水物の具体例と
しては、例えば3・3′・4・4′−ブタンテトラカ
ルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボ
ン酸二無水物、5−(2・5−ジオキソテトラヒ
ドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン
−1・2−ジカルボキシリツクアンハイドライ
ド、ビシクロ〔2・2・2〕カクテン−(7)−2・
3・5・6−テトラカルボン酸二無水物、 などの脂肪族テトラカルボン酸二無水物、ピロメ
リツト酸二無水物、3・3′・4・4′−ビフエニル
テトラカルボン酸二無水物、2・3・3′・4′−ビ
フエニルテトラカルボン酸二無水物、2・3・
6・7−ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、
1・2・4・5−ナフタリンテトラカルボン酸二
無水物、1・2・5・6−ナフタリンテトラカル
ボン酸二無水物、3・3′・4・4′−ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸二無水物、2・2−ビス〔4
−(2・3−ジカルボキシフエノキシ)フエニル〕
プロパン二無水物、4・4′−ビス(2・3−ジカ
ルボキシフエノキシ)ジフエニルエーテル二無水
物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げ
られ、この発明の合成方法においてはこれらのう
ちの1種を単独で用いてもよいし、あるいは2種
以上を混合して用いてもよい。 また、この発明の合成方法において使用する有
機テトラカルボン酸二無水物の誘導体としては、
上記のテトラカルボン酸二無水物のそれぞれテト
ラカルボン酸化物、低級アルキルエステル化物、
多価アルコールエステル化物などがあげられる。 次に、この発明の合成方法において使用する有
機ジアミンは次の一般式で表わされる。 H2N−R5−NH2 〔ただし、R5は少なくとも2個の炭素原子を持
つ2価の脂肪族残基あるいは2価の芳香族残基を
示し、この芳香族残基は例えば次の構造式のいず
れかで表わされる。
[Formula] R 3 is a divalent aromatic organic group having 6 to 30 carbon atoms, R 4 is a divalent organic group having 2 to 30 carbon atoms, such as -CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH(OH)CH 2 −, −CH 2
-C(CH 3 ) 2 -CH 2 -, etc.)] Specific examples of this organic tetracarboxylic dianhydride include 3,3',4,4'-butanetetracarboxylic dianhydride, cyclo Pentanetetracarboxylic dianhydride, 5-(2.5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1.2-dicarboxylic anhydride, bicyclo[2.2.2]cactene-( 7)-2・
3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, Aliphatic tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, etc. Acid dianhydride, 2.3.
6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride,
1,2,4,5-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride thing, 2・2-bis [4
-(2,3-dicarboxyphenoxy)phenyl]
Examples include aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as propane dianhydride and 4,4'-bis(2,3-dicarboxyphenoxy)diphenyl ether dianhydride. One type of these may be used alone, or two or more types may be used in combination. In addition, the organic tetracarboxylic dianhydride derivatives used in the synthesis method of this invention include:
Tetracarboxylic oxides, lower alkyl esters of the above tetracarboxylic dianhydrides,
Examples include polyhydric alcohol esters. Next, the organic diamine used in the synthesis method of this invention is represented by the following general formula. H 2 N−R 5 −NH 2 [However, R 5 represents a divalent aliphatic residue or a divalent aromatic residue having at least two carbon atoms, and this aromatic residue is, for example, It is represented by one of the following structural formulas.

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

(ただし、Qは1価の脂肪族残基、芳香族残基ま
たはハロゲン原子、Xは−O−、−SO2−、
(However, Q is a monovalent aliphatic residue, aromatic residue or halogen atom, X is -O-, -SO 2 -,

【式】−CH2−、[Formula] −CH 2 −,

〔実施例〕〔Example〕

以下に、この発明の実施例を記載する。なお、
以下においてN−メチル−2−ピロリドン(以
下、NMPという)中での対数粘度とあるのは、
NMP中において0.5g/100mlの濃度で30℃で測
定した対数粘度を意味し、また硫酸中での対数粘
度とあるのは硫酸中において0.5g/100mlの濃度
で30℃で測定した対数粘度を意味する。また、
IRスペクトル(赤外線吸収スペクトル)はKBr
法により測定した。また以下%とあるは重量%を
意味するものとする。 実施例 1 500mlのセパラブルフラスコにフエノールとホ
ルムアルデヒドとの縮合物であるフエノールノボ
ラツク樹脂(軟化点78〜86℃、ウベローデ粘度計
による150℃での粘度1.8〜3.4ポイズ)300gを入
れ、窒素ガスを流しながら加熱溶融させて180℃
まで昇温した。 次いで、このフラスコ内を撹拌しながら3・
3′−ジアミノジフエニルスルホン14.88g(0.06モ
ル)を加えて完全に溶解させ、しかるのち2・
2・3′・4′−ビフエニルテトラカルボン酸二無水
物17.64g(0.06モル)を徐々に添加し、その後
180℃で4時間反応させた。なお、上記添加後約
20分経過すると系外に水が留去し始めた。 上記反応後、フエノールノボラツク樹脂が溶融
状態のうちに平らなバツトに流し出し冷却した。
得られた反応混合物は褐色の透明樹脂状であつ
た。 この反応混合物をNMPに溶解し、これにアセ
トンを加えてアセトン可溶分とアセトン不溶分と
に分別した。このアセトン不溶分を80℃で4時間
減圧乾燥して粉末を得た。この粉末のNMP中で
の対数粘度は0.31であつた。また、この粉末のIR
スペクトル(第1図)には1780cm-1にイミド基の
特性吸収と1650cm-1にアミド基の特性吸収とが認
められ、その収率は99.8%であつた。 つぎに、上記の粉末を250℃で4時間熱処理し
たのちにその 13C NMRスペクトルを調べた結
果を第3図に示す。このスペクトルと、第4図に
示す従来方法で得られたポリイミドの 13C
NMRスペクトルとが、ほぼ同同じであることか
ら、上記粉末は上記熱処理によつてほぼ完全にイ
ミド化されたポリイミドからなるものであること
が良く判る。 なお、上記 13C NMRスペクトルは日本電子
(株)(JEOL LTD)のFX−60型NMP装置を用い
てDMSO(ジメチルスルホキシド)d6を溶媒とし
て測定した。また、上記第4図の従来方法で得ら
れたポリイミドとは以下の如くして合成した。 すなわち、3・3′−ジアミノジフエニルスルホ
ンと2・3・3′・4′−ビフエニルテトラカルボン
酸二無水物との等モルをNMP中で30℃以下で
240分間反応させてポリイミド前駆体を合成し、
これを水−アセトン中で再沈させてポリイミド前
駆体の粉末を得た。この粉末を180℃で1時間、
次いで250℃で4時間加熱してポリイミドの粉末
を得た。このポリイミド粉末はNMPに可溶で
NMP中での対数粘度は1.1であつた。また、この
粉末のIRスペクトル(第2図)には1780cm-1
イミド基の特性吸収が認められた。 実施例 2 反応条件を130℃で3時間とした以外は実施例
1と同様にして反応を行い、褐色の透明樹脂状の
反応混合物を得た。この反応混合物を粉末化し、
アセトンを加えてアセトン可溶分とアセトン不溶
分とに分別した。このアセトン不溶分を80℃で4
時間減圧乾燥して収率62.3%の粉末を得た。 この粉末はNMPに可溶であり、NMP中での
対数粘度は0.27であつた。また、この粉末のIRス
ペクトル(第5図)には1780cm-1にイミド基の特
性吸収が認められるとともに1650cm-1にアミド基
の特性吸収が認められ、このスペクトルにおける
イミド基とアミド基のそれぞれの吸収帯の強度か
らイミド化率は約74%であつた。 なお、この粉末の 1H NMRスペクトル(第6
図)と従来方法で得られた一部イミド化されたポ
リアミド酸の 1H NMRスペクトル(第7図)と
はほぼ同じであつた。このことからも、上記粉末
が一部イミド化されたポリアミド酸からなるもの
であることは明らかである。 上記の 1H NMRスペクトルは前記同様の
NMP装置にて測定した。また上記第7図の従来
方法に係る一部イミド化されたポリアミド酸とは
以下の如くして合成した。 すなわち、3・3′−ジアミノジフエニルスルホ
ンと2・3・3′・4′−ビフエニルテトラカルボン
酸二無水物との等モルをNMP中で30℃以下で
240分間反応させ、この反応物を水−アセトン中
で再沈させ、このようにして得られた粉末を80℃
にて減圧下24時間加熱乾燥して一部イミド化され
たポリアミド酸を得た。 実施例 3 フエノールノボラツク樹脂(実施例1と同じも
の)300g、4・4′−ジアミノジフエニルメタン
11.88g(0.06モル)およびピロメリツト酸二無
水物13.08g(0.06モル)を使用し実施例1と同
様の操作で反応を行つた。ただし反応条件は180
℃で3時間とした。この反応により淡黄色の不透
明樹脂状の反応混合物を得た。 この反応混合物を粉末化し、実施例2と同様に
してアセトン不溶分を分別し減圧乾燥して粉末を
得た。この粉末はNMPに不溶で硫酸中での対数
粘度は0.37であつた。また、この粉末のIRスペク
トル(第8図)には1780cm-1にイミド基の特性吸
収が認められ、1650cm-1にはアミド基の特性吸収
はほとんど認められなかつた。すなわち、この粉
末はほぼ完全にイミド化されたポリイミドからな
り、その収率は99.2%であつた。 実施例 4〜9 フエノールノボラツク樹脂(実施例1と同じも
の)300gと下記の表に示す有機テトラカルボン
酸二無水物と有機ジアミンとをそれぞれ0.06モル
使用して実施例1と同様にして反応を行つた。た
だし反応条件は180℃で3時間とした。この反応
により実施例4、5、8、9では透明樹脂状の反
応混合物を得、また実施例6、7では不透明樹脂
状の反応混合物を得た。 上記反応混合物からそれぞれ実施例2と同様に
してアセトン不溶分を分別し減圧乾燥して粉末を
得た。得られた粉末がNMPに可溶の場合は
NMP中での対数粘度を測定し、またこの粉末が
NMPに不溶の場合には硫酸中で対数粘度を測定
し、これらの結果を下記の表に示した。 また、上記粉末のIRスペクトルを測定したと
ころ、いずれの粉末の場合も1780cm-1にイミド基
の特性吸収が認められ、1650cm-1にはアミド基の
特性吸収は認められなかつた。これらにより上記
粉末はいずれもポリイミドと同定され、その収率
は下記の表に示すとおりであつた。
Examples of this invention will be described below. In addition,
In the following, the logarithmic viscosity in N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) is
Logarithmic viscosity in sulfuric acid means the logarithmic viscosity measured at 30℃ at a concentration of 0.5g/100ml in NMP, and logarithmic viscosity measured at 30℃ at a concentration of 0.5g/100ml in sulfuric acid. means. Also,
IR spectrum (infrared absorption spectrum) is KBr
It was measured by the method. Furthermore, the term % hereinafter means % by weight. Example 1 300 g of phenol novolak resin (softening point: 78-86°C, viscosity at 150°C by Ubbelohde viscometer: 1.8-3.4 poise), which is a condensate of phenol and formaldehyde, was placed in a 500 ml separable flask, and nitrogen gas was added. Melt by heating to 180℃ while flowing
The temperature rose to . Next, while stirring the inside of this flask,
Add 14.88 g (0.06 mol) of 3'-diaminodiphenylsulfone and dissolve completely, then 2.
Gradually add 17.64 g (0.06 mol) of 2,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and then
The reaction was carried out at 180°C for 4 hours. In addition, after the above addition, approximately
After 20 minutes, water began to distill out of the system. After the above reaction, the phenolic novolac resin was poured into a flat vat while in a molten state and cooled.
The resulting reaction mixture was a brown transparent resin. This reaction mixture was dissolved in NMP, acetone was added thereto, and the mixture was separated into an acetone-soluble component and an acetone-insoluble component. This acetone-insoluble matter was dried under reduced pressure at 80° C. for 4 hours to obtain a powder. The logarithmic viscosity of this powder in NMP was 0.31. Also, the IR of this powder
In the spectrum (Figure 1), a characteristic absorption of the imide group at 1780 cm -1 and a characteristic absorption of the amide group at 1650 cm -1 were observed, and the yield was 99.8%. Next, the above powder was heat treated at 250°C for 4 hours, and then its 13 C NMR spectrum was examined, and the results are shown in Figure 3. This spectrum and the 13 C of polyimide obtained by the conventional method shown in Figure 4.
Since the NMR spectra are almost the same, it is clear that the powder is made of polyimide that has been almost completely imidized by the heat treatment. The above 13C NMR spectrum is from JEOL.
The measurement was performed using an FX-60 type NMP device manufactured by JEOL LTD. using DMSO (dimethyl sulfoxide) d6 as a solvent. Moreover, the polyimide obtained by the conventional method shown in FIG. 4 was synthesized as follows. That is, equal moles of 3,3'-diaminodiphenylsulfone and 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride were mixed in NMP at 30°C or below.
Synthesize a polyimide precursor by reacting for 240 minutes,
This was reprecipitated in water-acetone to obtain a polyimide precursor powder. This powder was heated to 180℃ for 1 hour.
Next, the mixture was heated at 250°C for 4 hours to obtain polyimide powder. This polyimide powder is soluble in NMP.
Logarithmic viscosity in NMP was 1.1. Furthermore, in the IR spectrum of this powder (Fig. 2), a characteristic absorption of imide groups was observed at 1780 cm -1 . Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction conditions were 130° C. for 3 hours to obtain a brown transparent resin-like reaction mixture. This reaction mixture is powdered,
Acetone was added to separate the acetone-soluble and acetone-insoluble components. This acetone-insoluble matter was heated to 80℃ for 4 hours.
After drying under reduced pressure for hours, a powder with a yield of 62.3% was obtained. This powder was soluble in NMP and had a logarithmic viscosity of 0.27 in NMP. In addition, in the IR spectrum of this powder (Figure 5), a characteristic absorption of the imide group is observed at 1780 cm -1 and a characteristic absorption of the amide group is observed at 1650 cm -1 . The imidization rate was approximately 74% based on the intensity of the absorption band. In addition, the 1 H NMR spectrum of this powder (6th
Figure) and the 1 H NMR spectrum of partially imidized polyamic acid obtained by the conventional method (Figure 7) were almost the same. From this, it is clear that the powder is made of partially imidized polyamic acid. The above 1 H NMR spectrum is the same as above.
Measured using an NMP device. Further, the partially imidized polyamic acid according to the conventional method shown in FIG. 7 was synthesized as follows. That is, equal moles of 3,3'-diaminodiphenylsulfone and 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride were mixed in NMP at 30°C or below.
After reacting for 240 minutes, the reaction product was reprecipitated in water-acetone and the powder thus obtained was heated at 80°C.
The mixture was heated and dried under reduced pressure for 24 hours to obtain partially imidized polyamic acid. Example 3 300 g of phenol novolak resin (same as Example 1), 4,4'-diaminodiphenylmethane
A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using 11.88 g (0.06 mol) and 13.08 g (0.06 mol) of pyromellitic dianhydride. However, the reaction conditions are 180
℃ for 3 hours. This reaction gave a pale yellow, opaque, resinous reaction mixture. This reaction mixture was pulverized, and in the same manner as in Example 2, the acetone-insoluble matter was separated and dried under reduced pressure to obtain a powder. This powder was insoluble in NMP and had a logarithmic viscosity of 0.37 in sulfuric acid. Further, in the IR spectrum of this powder (Fig. 8), characteristic absorption of imide groups was observed at 1780 cm -1 , and almost no characteristic absorption of amide groups was observed at 1650 cm -1 . That is, this powder consisted of almost completely imidized polyimide, and the yield was 99.2%. Examples 4 to 9 Reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using 300 g of phenol novolac resin (same as in Example 1) and 0.06 mol each of organic tetracarboxylic dianhydride and organic diamine shown in the table below. I went there. However, the reaction conditions were 180°C for 3 hours. Through this reaction, transparent resin-like reaction mixtures were obtained in Examples 4, 5, 8, and 9, and opaque resin-like reaction mixtures were obtained in Examples 6 and 7. Acetone-insoluble components were separated from each of the above reaction mixtures in the same manner as in Example 2 and dried under reduced pressure to obtain powder. If the powder obtained is soluble in NMP,
The logarithmic viscosity in NMP was measured and the powder was
In the case of insolubility in NMP, the logarithmic viscosity was measured in sulfuric acid and the results are shown in the table below. Furthermore, when the IR spectra of the above powders were measured, characteristic absorption of imide groups was observed at 1780 cm -1 in all powders, and no characteristic absorption of amide groups was observed at 1650 cm -1 . Based on these results, all of the above powders were identified as polyimide, and the yields thereof were as shown in the table below.

【表】 なお、上表においてa−BPDAとあるのは
2・3・3′・4′−ビフエニルテトラカルボン酸二
無水物、BTDAとあるのは3・3′・4・4′−ベン
ゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、PMDA
とあるのはピロメリツト酸二無水物、DAMとあ
るのは4・4′−ジアミノジフエニルメチル、3・
3′−DDSとあるのは3・3′−ジアミノジフエニル
スルホン、4・4′−BAPPとあるのは2・2′−ビ
ス(4−アミノフエノキシフエニル)プロパン、
4・4′−BAPSとあるのは4・4′−ジ(4−アミ
ノフエノキシ)ジフエニルスルホン、DDEとあ
るのは4・4′−ジアミノジフエニルエーテルをそ
れぞれ意味する。 実施例 10 500mlのセパラブルフラスコにm−クレゾール
とフエノールとのモル比で1:1の混合物とホル
ムアルデヒドとの縮合反応により得られたフエノ
ール系ノボラツク樹脂(軟化点92〜102℃、ウベ
ローデ粘度計による150℃での粘度1〜3ポイズ)
300gを入れて窒素ガスを流しながら加熱溶融さ
せて180℃まで昇温した。 次いで、このフラスコ内を撹拌しながらこれに
4・4′−ジアミノジフエニルメタン8.32g(0.042
モル)を加えて完全に溶解させ、しかるのち3・
3′・4・4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二
無水物19.32g(0.06モル)を徐々に添加し、そ
の後180℃で4時間反応させた。なお上記添加後
20〜30分経過すると系外に水が留出し始めた。 上記反応後、フエノール系ノボラツク樹脂が溶
融状態のうちに平らなバツトに流し出し冷却し
た。得られた反応混合物は褐色の透明樹脂状物で
あつた。 この反応混合物から実施例2と同様にしてアセ
トン不溶分を分別し減圧乾燥して収率97.8%のポ
リイミド粉末を得た。この粉末はNMPに不溶で
あり硫酸中での対数粘度は0.12であつた。また、
上記反応混合物のIRスペクトル(第9図)には
1780cm-1にイミド基の特性吸収が認められ、1650
cm-1にアミド基の特性吸収はほとんど認められな
かつた。 実施例 11 4・4′−ジアミノジフエニルメタンの使用量を
11.88g(0.06モル)とし3・3′・4・4′−ベンゾ
フエノンテトラカルボン酸二無水物の使用量を
13.52g(0.042モル)とした以外は実施例10と同
様にして反応を行い、褐色の透明樹脂状の反応混
合物を得た。 この反応混合物から実施例2と同様にしてアセ
トン不溶分を分別し減圧乾燥して収率98.2%のポ
リイミド粉末を得た。この粉末はNMPに不溶で
あり、硫酸中での対数粘度は0.09であつた。この
反応混合物のIRスペクトル(第10図)には
1780cm-1にイミド基の特性吸収が認められ、1650
cm-1にアミド基の特性吸収は認められなかつた。 実施例 12 フエノールノボラツク樹脂(実施例1と同じも
の)300g、2・4−トリレンジアミン7.32g
(0.06モル)および3・3′・4・4′−ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸二無水物9.66g(0.03モル)
を使用して実施例1と同様にして反応を行つた。
反応条件は180℃で4時間とした。この反応によ
り褐色の透明樹脂状の反応混合物を得た。 この反応混合物から実施例2と同様にしてアセ
トン不溶分を分別し減圧乾燥して収率98.6%のイ
ミド粉末を得た。この粉末はNMPに可溶であ
り、NMP中での対数粘度は0.02であつた。また、
この粉末の重量平均分子量をG.P.C法により測定
したところ530であつた。また、この粉末のIRス
ペクトル(第11図)には1780cm-1にイミド基の
特性吸収が認められ、1650cm-1にはアミド基の特
性吸収は認められなかつた。 実施例 13 フエノールノボラツク樹脂(実施例1と同じも
の)300g、シリレンジアミン4.08g(0.03モル)
および2・3・3′・4′−ビフエニルテトラカルボ
ン酸二無水物17.64g(0.06モル)を使用して実
施例1と同様にして反応を行つた。反応条件は
180℃で4時間とした。この反応により淡褐色の
透明樹脂状の反応混合物を得た。 この反応混合物から実施例2と同様にしてアセ
トン不溶分を分別し減圧乾燥して収率97.8%のイ
ミド粉末を得た。この粉末はNMPに可溶であ
り、NMP中での対数粘度は0.08であつた。また、
この粉末の重量平均分子量をG.P.C法により測定
したところ704であつた。また、この粉末のIRス
ペクトル(第12図)には1780cm-1にイミド基の
特性吸収が認められ、1650cm-1にはアミド基の特
性吸収は認められなかつた。
[Table] In the above table, a-BPDA refers to 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and BTDA refers to 3,3',4,4'-benzo Phenonetetracarboxylic dianhydride, PMDA
pyromellitic dianhydride, DAM 4,4'-diaminodiphenylmethyl, 3.
3'-DDS means 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-BAPP means 2,2'-bis(4-aminophenoxyphenyl)propane,
4,4'-BAPS means 4,4'-di(4-aminophenoxy)diphenyl sulfone, and DDE means 4,4'-diaminodiphenyl ether. Example 10 Phenolic novolak resin obtained by condensation reaction of a 1:1 molar ratio mixture of m-cresol and phenol with formaldehyde in a 500 ml separable flask (softening point 92-102°C, measured by Ubbelohde viscometer) (viscosity 1-3 poise at 150℃)
300g was added and heated to melt while flowing nitrogen gas, and the temperature was raised to 180°C. Next, 8.32 g (0.042 g) of 4,4'-diaminodiphenylmethane was added to the flask while stirring.
mol) and dissolve completely, then 3.
19.32 g (0.06 mol) of 3', 4, 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride was gradually added, and the mixture was then reacted at 180°C for 4 hours. Note that after the above addition
After 20 to 30 minutes, water began to distill out of the system. After the above reaction, the phenolic novolac resin was poured into a flat vat while in a molten state and cooled. The resulting reaction mixture was a brown transparent resinous material. Acetone-insoluble matter was separated from this reaction mixture in the same manner as in Example 2 and dried under reduced pressure to obtain polyimide powder with a yield of 97.8%. This powder was insoluble in NMP and had a logarithmic viscosity of 0.12 in sulfuric acid. Also,
The IR spectrum (Figure 9) of the above reaction mixture shows
Characteristic absorption of imide group was observed at 1780 cm -1 , and 1650
Almost no characteristic absorption of the amide group was observed at cm -1 . Example 11 The amount of 4,4′-diaminodiphenylmethane used
The amount of 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride used is 11.88g (0.06 mol).
The reaction was carried out in the same manner as in Example 10 except that the amount was changed to 13.52 g (0.042 mol) to obtain a brown transparent resin-like reaction mixture. Acetone-insoluble matter was separated from this reaction mixture in the same manner as in Example 2 and dried under reduced pressure to obtain polyimide powder with a yield of 98.2%. This powder was insoluble in NMP and had a logarithmic viscosity of 0.09 in sulfuric acid. The IR spectrum (Figure 10) of this reaction mixture shows
Characteristic absorption of imide group was observed at 1780 cm -1 , and 1650
No characteristic absorption of the amide group was observed at cm -1 . Example 12 300 g of phenol novolac resin (same as in Example 1), 7.32 g of 2,4-tolylenediamine
(0.06 mol) and 9.66 g (0.03 mol) of 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using .
The reaction conditions were 180°C for 4 hours. This reaction gave a brown transparent resinous reaction mixture. Acetone-insoluble matter was separated from this reaction mixture in the same manner as in Example 2 and dried under reduced pressure to obtain imide powder with a yield of 98.6%. This powder was soluble in NMP and had a logarithmic viscosity of 0.02 in NMP. Also,
The weight average molecular weight of this powder was measured by GPC method and was found to be 530. Furthermore, in the IR spectrum of this powder (Fig. 11), a characteristic absorption of imide groups was observed at 1780 cm -1 , and no characteristic absorption of amide groups was observed at 1650 cm -1 . Example 13 300 g of phenol novolac resin (same as in Example 1), 4.08 g (0.03 mol) of silylene diamine
A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using 17.64 g (0.06 mol) of 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride. The reaction conditions are
The temperature was 180°C for 4 hours. This reaction gave a light brown transparent resinous reaction mixture. Acetone-insoluble matter was separated from this reaction mixture in the same manner as in Example 2 and dried under reduced pressure to obtain imide powder with a yield of 97.8%. This powder was soluble in NMP and had a logarithmic viscosity of 0.08 in NMP. Also,
The weight average molecular weight of this powder was determined to be 704 by GPC method. Further, in the IR spectrum of this powder (Fig. 12), a characteristic absorption of imide groups was observed at 1780 cm -1 , and no characteristic absorption of amide groups was observed at 1650 cm -1 .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第5図、第8図、第9図、第10図、
第11図および第12図はそれぞれこの発明の方
法により得られたイミド系化合物またはその前駆
体の赤外線吸収スペクトルを示す特性図、第2図
は従来方法により得られたポリイミドの赤外線吸
収スペクトルを示す特性図、第3図はこの発明の
方法により得られたイミド系化合物の 13C
NMRスペクトルを示す特性図、第4図は従来方
法により得られたポリイミドの 13C NMRスペ
クトルを示す特性図、第6図はこの発明の方法に
より得られたイミド系化合物の前駆体の 1H
NMRスペクトルを示す特性図、第7図は従来方
法により得られた一部イミド化されたポリアミド
酸の 1H NMRスペクトルを示す特性図である。
Figure 1, Figure 5, Figure 8, Figure 9, Figure 10,
Figures 11 and 12 are characteristic diagrams showing the infrared absorption spectra of imide compounds or their precursors obtained by the method of the present invention, respectively, and Figure 2 shows the infrared absorption spectrum of polyimide obtained by the conventional method. The characteristic diagram, Figure 3, shows the 13C characteristics of the imide compound obtained by the method of this invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the 13 C NMR spectrum of polyimide obtained by the conventional method, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the 1 H NMR spectrum of the imide compound precursor obtained by the method of the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a 1 H NMR spectrum of a partially imidized polyamic acid obtained by a conventional method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 有機テトラカルボン酸二無水物ないしはその
誘導体と有機ジアミンとを、25℃以上の融点また
は軟化点を有するフエノール系ノボラツク樹脂中
で、この樹脂の融点以上または軟化点以上の温度
で反応させることを特徴とするイミド系化合物ま
たはその前駆体の合成方法。 2 フエノール系ノボラツク樹脂が35〜150℃の
融点または軟化点を有する常温で半固形状または
固形状であり、有機テトラカルボン酸二無水物な
いしはその誘導体と有機ジアミンとを上記のフエ
ノール系ノボラツク樹脂の融点以上または軟化点
以上の温度で反応させる特許請求の範囲第1項記
載のイミド系化合物またはその前駆体の合成方
法。
[Scope of Claims] 1. An organic tetracarboxylic dianhydride or its derivative and an organic diamine are mixed in a phenolic novolak resin having a melting point or softening point of 25°C or higher, and a temperature higher than the melting point or softening point of the resin. A method for synthesizing an imide-based compound or its precursor, characterized by reacting at temperature. 2. The phenolic novolak resin has a melting point or softening point of 35 to 150°C and is in a semi-solid or solid form at room temperature, and the organic tetracarboxylic dianhydride or its derivative and the organic diamine are added to the phenolic novolak resin. A method for synthesizing an imide compound or a precursor thereof according to claim 1, wherein the reaction is carried out at a temperature higher than the melting point or higher than the softening point.
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