JPH0372656B2 - - Google Patents
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Description
本発明は、化学的官能基を有するポリマー連鎖
を含む樹脂及びその生成物に関する。詳しくは、
連鎖の末端に熱的及び(又は)化学的活性基を有
するポリスルホン及びポリエーテルスルホンのポ
リマー又はオリゴマーの合成法に関する。これら
の基は、爾後において活性化されて化学的に架橋
結合されたポリスルホン及びポリエーテルスルホ
ンを生じる。 多くの用途に熱可塑性の樹脂を利用することが
望まれている。この種の樹脂及びその応用範囲は
周知に属するが、繊維で補強処理した熱可塑性樹
脂に関する技術は比較的新しい技術である。しか
しながら、この技術の利点は重要である。繊維は
樹脂に靭性と剛性とを付与し、高性能の製品が得
られる。同時に、繊維補強樹脂は熱可塑特性を失
わないので加工が容易になる。例えば、繊維補強
樹脂のシートを加熱し、その後で適当な金属製の
ダイを用いて所望の形状に型打ちすることができ
る。そのうえ、所望によつては形状を変えること
が可能である。 これに反し、熱硬化性樹脂は一般に繊維補強複
合体の製造に用いられてはいるが、熱造形処理に
よる形状の仕上げが容易でない。この種の生成物
は、ダイの拘束下に仕上げなくてはならない。い
つたん形成されると、造形しなおすことが不可能
である。従つて、誤差の補正ができず、形状調節
が不可能である。繊維補強を施した熱硬化性樹脂
のシートは完全に硬化すると、所望の形状に熱造
形することができない。 熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂よりもすぐれた
加工上の利点を有しているが、一般にその性状面
において重大な欠点、すなわち、溶媒和される傾
向を有しているため、有機溶剤によつて弱化され
る。この欠点のため、繊維で補強された熱可塑性
樹脂の複合材の応用範囲が従来著るしく限定され
た。例えば回路盤を製造する際、繊維で補強され
た熱可塑性樹脂複合体で製造された盤は、回路盤
の製造には普通使用される溶剤で洗浄することが
できない。航空機用に熱可塑性の部品を用いる
と、作動液及び洗浄液が複合体に接触した際に有
意量の生成物の損失が生じる。 本発明により、 1 2モルの
を含む樹脂及びその生成物に関する。詳しくは、
連鎖の末端に熱的及び(又は)化学的活性基を有
するポリスルホン及びポリエーテルスルホンのポ
リマー又はオリゴマーの合成法に関する。これら
の基は、爾後において活性化されて化学的に架橋
結合されたポリスルホン及びポリエーテルスルホ
ンを生じる。 多くの用途に熱可塑性の樹脂を利用することが
望まれている。この種の樹脂及びその応用範囲は
周知に属するが、繊維で補強処理した熱可塑性樹
脂に関する技術は比較的新しい技術である。しか
しながら、この技術の利点は重要である。繊維は
樹脂に靭性と剛性とを付与し、高性能の製品が得
られる。同時に、繊維補強樹脂は熱可塑特性を失
わないので加工が容易になる。例えば、繊維補強
樹脂のシートを加熱し、その後で適当な金属製の
ダイを用いて所望の形状に型打ちすることができ
る。そのうえ、所望によつては形状を変えること
が可能である。 これに反し、熱硬化性樹脂は一般に繊維補強複
合体の製造に用いられてはいるが、熱造形処理に
よる形状の仕上げが容易でない。この種の生成物
は、ダイの拘束下に仕上げなくてはならない。い
つたん形成されると、造形しなおすことが不可能
である。従つて、誤差の補正ができず、形状調節
が不可能である。繊維補強を施した熱硬化性樹脂
のシートは完全に硬化すると、所望の形状に熱造
形することができない。 熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂よりもすぐれた
加工上の利点を有しているが、一般にその性状面
において重大な欠点、すなわち、溶媒和される傾
向を有しているため、有機溶剤によつて弱化され
る。この欠点のため、繊維で補強された熱可塑性
樹脂の複合材の応用範囲が従来著るしく限定され
た。例えば回路盤を製造する際、繊維で補強され
た熱可塑性樹脂複合体で製造された盤は、回路盤
の製造には普通使用される溶剤で洗浄することが
できない。航空機用に熱可塑性の部品を用いる
と、作動液及び洗浄液が複合体に接触した際に有
意量の生成物の損失が生じる。 本発明により、 1 2モルの
【式】
を、
2 n+1モルのZ−R−Z及び
3 nモルのOH−R′−OH
〔ただし、上記各式中、Xは
【式】
【式】
から、及び、Zはフツ素、塩素及び臭素からなる
群から選ばれ、nは生成するポリマーの分子量が
約5000から30000となるように選ばれ、Rは R′は である。〕と反応させることによつて形成される
式 で示される架橋結合性のポリスルホン又はポリエ
ーテルスルホンポリマーが提供される。 Zは好ましい塩素である。この前駆体ポリマー
の好ましい分子量範囲は約10000〜20000である。 前記の化合物1)を合成するには、不活性雰囲
気を存在させた溶剤中において、式
群から選ばれ、nは生成するポリマーの分子量が
約5000から30000となるように選ばれ、Rは R′は である。〕と反応させることによつて形成される
式 で示される架橋結合性のポリスルホン又はポリエ
ーテルスルホンポリマーが提供される。 Zは好ましい塩素である。この前駆体ポリマー
の好ましい分子量範囲は約10000〜20000である。 前記の化合物1)を合成するには、不活性雰囲
気を存在させた溶剤中において、式
【式】
を有する化合物と、式
【式】を有する化
合物とを反応させることからなる。
前記のポリマーを製造するための方法は、(a)不
活性雰囲気を存在させた溶剤中において、化合物
1)、2)及び3)と捕集剤(scavenger)とを
混合し、そして(b)上記混合物を加熱して化合物を
反応させることからなる。 本発明書の一部を構成する添付図面は、本発明
の組成物の硬化法を示すものであり、本明細書の
記載と共に本発明の原理についての理解を助ける
ことを目的としたものである。 図は本発明のポリマーで含浸処理した布を減圧
バツグ内で硬化する状態を示すものである。 以下、本発明の好ましい態様を例にとつて説明
することにする。 本発明の利点は、官能基を有するポリスルホン
及びポリエーテルスルホンから製造された樹脂を
利用することによつて実現される。 これらの官能基は、アミノフエノールと酸無水
物との縮合生成物である化合物から誘導される。
ポリマーは、2個のヒドロキシル基を有する芳香
族化合物、2個の活性ハロゲン基、好ましくは塩
素基を有する芳香族化合物、及びアミノフエノー
ルと酸無水物とを縮合させて得られた1個のヒド
ロキシル基を含む生成物を共反応させることによ
る溶液重合法によつて製造される。ポリマー生成
物の分子量は、3種類の成分−ジヒドロキシ化合
物、ジハロ化合物及びモノヒドロキシ化合物−の
あらかじめ決定された組合せによつて調節され
る。 本発明のポリマーを製造する反応は、不活性雰
囲気を存在させた溶剤中において、3種の成分を
捕集剤と混合してから混合物を加熱して各化合物
を反応させることによつて実施される。好ましい
捕集剤は炭酸カリウム及び炭素ナトリウムであ
る。水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムのよう
な他の捕集剤も用いることができる。捕集剤の使
用量は、モル量よりもわずかに過剰、例えばモル
量よりも約10%多量に用いて溶液を塩基性に保つ
のが望ましい。また、捕集剤を反応に参与させる
ことも可能である。いずれにせよ、オリゴマー性
組成物を形成する反応には捕集剤を用いなくては
ならない。 1個のヒドロキシル基を含む化合物のOH基
も、2個のヒドロキシル基を含む芳香族化合物の
OH基も同じように反応性であることによつて反
応が可能となる。上述したとおり、得られるオリ
ゴマーの分子量は約1000から約40000までとすべ
きであるが、約5000ないし30000であるのが好ま
しく、約10000ないし20000であるのがいちだんと
好ましい。これらの範囲内の分子量を有するオリ
ゴマーの混合物、例えば分子量10000のオリゴマ
ーと分子量20000のオリゴマーとの混合物、又は
分子量5000のオリゴマーと分子量10000もしくは
20000のオリゴマーとの混合物も用いることがで
きる。これらの範囲内である場合、オリゴマーを
架橋結合させることにより、不溶性ではあるが熱
可塑性が失われていないポリマーを形成すること
ができる。しかしながら、オリゴマー自体は可溶
性であるため、例えばガラスの布又は他の適当な
物質に対する含浸処理による加工が容易にでき
る。 約1000よりも低い分子量を有するオリゴマーは
過度に架橋結合されてその熱可塑性を失うため、
熱硬化性樹脂のような欠点を示す。もし、オリゴ
マーの分子量が約40000を超えると、充分な架橋
結合が起こらず、得られる樹脂の耐溶剤性は、従
来技術による熱可塑性樹脂と同様に不適当なもの
となろう。しかし、上記の範囲内であるかぎり、
架橋結合されたオリゴマーは、熱可塑性樹脂と熱
硬化性樹脂との両者の有利な性状を有し、しかも
それぞれの樹脂の欠点を示すことがない。 化合物1)、化合物2)及び化合物3)を化合
させて製造されるポリスルホン及びポリエーテル
スルホンポリマーは、熱を施すことにより架橋結
合することができる。ポリマーを「硬化」するの
に適する加熱温度は450゜〜700〓(232゜〜371℃)、
好ましくは500゜〜650〓(260〜343℃)の範囲内
である。 また、表,及びから選ばれる化合物の化
合によつて製造されるポリスルホン及びポリエー
テルスルホンポリマーは、適当な共反応体との共
反応及び加熱によつても架橋結合可能である。共
反応体の存在下においてポリマーを「硬化」する
のに適する温度は、150゜〜700〓(66゜〜371℃)、
好ましくは450゜〜650〓(232゜〜343℃)の範囲内
である。おおむね当量の共反応体とオリゴマーと
を用いてよいが、過剰の共反応体を用いて大部分
の反応性部位を利用できるようにするのが望まし
い。 マレイン基を含むポリスルホン及びポリエーテ
ルスルホンポリマーを架橋結合するのに適する共
反応体を表に示す。 (ただし、Rは炭素数2〜6のアルキルであ
る) ノルボルネン基を含むポリスルホン及びポリエ
ーテルスルホンポリマーを架橋結合するのに適す
る共反応体を表を示す。 (Rは炭素数2〜6のアルキレンか、又は
活性雰囲気を存在させた溶剤中において、化合物
1)、2)及び3)と捕集剤(scavenger)とを
混合し、そして(b)上記混合物を加熱して化合物を
反応させることからなる。 本発明書の一部を構成する添付図面は、本発明
の組成物の硬化法を示すものであり、本明細書の
記載と共に本発明の原理についての理解を助ける
ことを目的としたものである。 図は本発明のポリマーで含浸処理した布を減圧
バツグ内で硬化する状態を示すものである。 以下、本発明の好ましい態様を例にとつて説明
することにする。 本発明の利点は、官能基を有するポリスルホン
及びポリエーテルスルホンから製造された樹脂を
利用することによつて実現される。 これらの官能基は、アミノフエノールと酸無水
物との縮合生成物である化合物から誘導される。
ポリマーは、2個のヒドロキシル基を有する芳香
族化合物、2個の活性ハロゲン基、好ましくは塩
素基を有する芳香族化合物、及びアミノフエノー
ルと酸無水物とを縮合させて得られた1個のヒド
ロキシル基を含む生成物を共反応させることによ
る溶液重合法によつて製造される。ポリマー生成
物の分子量は、3種類の成分−ジヒドロキシ化合
物、ジハロ化合物及びモノヒドロキシ化合物−の
あらかじめ決定された組合せによつて調節され
る。 本発明のポリマーを製造する反応は、不活性雰
囲気を存在させた溶剤中において、3種の成分を
捕集剤と混合してから混合物を加熱して各化合物
を反応させることによつて実施される。好ましい
捕集剤は炭酸カリウム及び炭素ナトリウムであ
る。水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムのよう
な他の捕集剤も用いることができる。捕集剤の使
用量は、モル量よりもわずかに過剰、例えばモル
量よりも約10%多量に用いて溶液を塩基性に保つ
のが望ましい。また、捕集剤を反応に参与させる
ことも可能である。いずれにせよ、オリゴマー性
組成物を形成する反応には捕集剤を用いなくては
ならない。 1個のヒドロキシル基を含む化合物のOH基
も、2個のヒドロキシル基を含む芳香族化合物の
OH基も同じように反応性であることによつて反
応が可能となる。上述したとおり、得られるオリ
ゴマーの分子量は約1000から約40000までとすべ
きであるが、約5000ないし30000であるのが好ま
しく、約10000ないし20000であるのがいちだんと
好ましい。これらの範囲内の分子量を有するオリ
ゴマーの混合物、例えば分子量10000のオリゴマ
ーと分子量20000のオリゴマーとの混合物、又は
分子量5000のオリゴマーと分子量10000もしくは
20000のオリゴマーとの混合物も用いることがで
きる。これらの範囲内である場合、オリゴマーを
架橋結合させることにより、不溶性ではあるが熱
可塑性が失われていないポリマーを形成すること
ができる。しかしながら、オリゴマー自体は可溶
性であるため、例えばガラスの布又は他の適当な
物質に対する含浸処理による加工が容易にでき
る。 約1000よりも低い分子量を有するオリゴマーは
過度に架橋結合されてその熱可塑性を失うため、
熱硬化性樹脂のような欠点を示す。もし、オリゴ
マーの分子量が約40000を超えると、充分な架橋
結合が起こらず、得られる樹脂の耐溶剤性は、従
来技術による熱可塑性樹脂と同様に不適当なもの
となろう。しかし、上記の範囲内であるかぎり、
架橋結合されたオリゴマーは、熱可塑性樹脂と熱
硬化性樹脂との両者の有利な性状を有し、しかも
それぞれの樹脂の欠点を示すことがない。 化合物1)、化合物2)及び化合物3)を化合
させて製造されるポリスルホン及びポリエーテル
スルホンポリマーは、熱を施すことにより架橋結
合することができる。ポリマーを「硬化」するの
に適する加熱温度は450゜〜700〓(232゜〜371℃)、
好ましくは500゜〜650〓(260〜343℃)の範囲内
である。 また、表,及びから選ばれる化合物の化
合によつて製造されるポリスルホン及びポリエー
テルスルホンポリマーは、適当な共反応体との共
反応及び加熱によつても架橋結合可能である。共
反応体の存在下においてポリマーを「硬化」する
のに適する温度は、150゜〜700〓(66゜〜371℃)、
好ましくは450゜〜650〓(232゜〜343℃)の範囲内
である。おおむね当量の共反応体とオリゴマーと
を用いてよいが、過剰の共反応体を用いて大部分
の反応性部位を利用できるようにするのが望まし
い。 マレイン基を含むポリスルホン及びポリエーテ
ルスルホンポリマーを架橋結合するのに適する共
反応体を表に示す。 (ただし、Rは炭素数2〜6のアルキルであ
る) ノルボルネン基を含むポリスルホン及びポリエ
ーテルスルホンポリマーを架橋結合するのに適す
る共反応体を表を示す。 (Rは炭素数2〜6のアルキレンか、又は
【式】
【式】
のような芳香族基であり、そしてR″は水素又は
低級アルキルである。) 共反応体によつて硬化反応が促進され、耐溶剤
性が高められるが、樹脂の熱可塑性は低下する。 本発明で使用する1個のヒドロキシル基を含む
化合物は、不活性雰囲気を存在させた溶剤中にお
いて、
低級アルキルである。) 共反応体によつて硬化反応が促進され、耐溶剤
性が高められるが、樹脂の熱可塑性は低下する。 本発明で使用する1個のヒドロキシル基を含む
化合物は、不活性雰囲気を存在させた溶剤中にお
いて、
【式】式を有する化合物と
【式】を有する化合物とを反応させるこ
とによつて合成できる。
本明細書に例示される本発明のポリマーは、布
をポリマーで含浸してプレプレグを形成するのに
用いることができる。次いで例えば減圧バツグ処
理を行つてから加圧下に高められた温度に加熱す
ることによつてプレプレグを硬化させる。図は、
このプレプレグの製造方法を図解したものであ
る。 以下実施例により、本発明の種々の特徴を詳し
く説明することにする。 化合物1の合成例 例 1:4−ヒドロキシフエニルナド酸イミド 乾燥N2の下において、重量で67/33のトルエ
ン/N,N,−ジメチルアセトアミド中固形分20
%とした54.56gのp−アミノフエノール(0.5モ
ル)と164.16gの5−ノルボルネン−2,3−ジ
カルボン酸無水物(1モル)との溶液を、デイー
ン・スターク式トラツプで回収される水が認めら
れなくなるまで還流する。周囲条件に冷却する。
ワーリングブレンダー内で冷水に上記の溶液を
徐々に注ぎこむ(容量で概略水4:溶液1)。沈
殿物を過し、水でよく洗う。空気循環オーブン
中80℃で1夜沈殿を乾燥する(mp249゜〜252℃)。
100%に近い収率が達成されるはずである。この
生成物をアセトンから再結晶したものは明確に融
点250℃を示す。 例 1′ 109.13gのp−アミノフエノール(1.0モル)
及び196.99gの5−ノルボルネン−2,3−ジカ
ルボン酸無水物(1.2モル)を用いる以外は例1
を繰返す。100%に近い収縮が得られるはずであ
る。 例 1″ 109.13gのp−アミノフエノールを用いる以外
は例1を繰返す。100%に近い収率が達成される
はずである。 例 2:3−ヒドロキシフエニルナド酸イミド 重量で67/33のN,N−ジメチルホルムアミ
ド/トルエン中固形分50%において、m−アミノ
フエノール(0.5モル)と5−ノルボルネン−2,
3−ジカルボン酸無水物(0.5モル)とを用いる
以外は例1と同じ手順を用いる。収率87%、
mp198゜〜205℃。 水を加えてメタノールから再結晶する。
mp199゜〜204℃。 例 3 4−ヒドロキシフエニルマレイン酸イミ
ド 乾燥N2の下に保たれたDMF中25%固形分の割
合の54.56gのp−アミノフエノール(0.5モル)
溶液に、温度を70〓以下に保つのに充分な割合
で、DMF中固形分50%の濃度における49.03g無
水マレイン酸(0.5モル)の溶液を加える。15分
間溶液を撹拌する。無水酢酸122.51g(1モル+
20%モル過剰)及び9.84gの酢酸ナトリウム
(0.1モル+20%モル過剰)を加える。得られた混
合物を50℃に加熱し、1.5時間維持する。この時
点で全体が黄色の沈殿となる。冷却した沈殿を
過し、水でよく洗い、40℃の真空オーブン中で1
夜乾燥する。得られた生成物の融点は158゜〜162
℃である。 オリゴマー組成物 例 4:式分子量(FMW)20000、p−ナド酸
キヤツプ 乾燥N2の下において、機械的撹拌機、温度計、
凝縮器及びデイーン・スターク式トラツプを備え
た1lの重合釜に511.2gのジメチルアセトアミド
及び255.6gのトルエンを加える。例1で得た化
合物4.39g(0.017モル)、ジクロロジフエニルス
ルホン110.07g(0.383モル)、ビスフエノール
A85.53g(0.375モル)及び炭酸カリウム55.6g
を仕込む。混合物を140℃に加熱し、96時間その
温度に保つ。デイーン・スターク式トラツプ中に
トルエンを除去することにより、混合物の温度を
160゜〜165℃に上げ、その温度に1時間保つ。混
合物を周囲条件に冷却する。 ウオーリングブレンダー中において、上記溶液
を冷水中に注ぎこむ(容量で概略水4:溶液1)。
沈殿を過し、洗液中に無機の塩化物が認められ
なくなるまで洗う。(このことは、硝酸銀の25%
溶液を用いて洗浄水を調べることによつて測定で
きる。もし、無機塩化物が存在していれば、塩化
銀の白色沈殿が生じる。)68℃の空気循環オーブ
ン中で沈殿を乾燥する。 例 5:FMW10000、m−ナド酸キヤツプ 次の量の成分−例2の化合物4.74g、ジクロロ
ジフエニルスルホン108.0g、ビスフエノール
A83.93g、炭酸カリウム62.37g−を仕込む以外
は例4と同じ手法を用いる。 例 6:FMW2000、p−ナド酸キヤツプ10%過
剰、K2CO320%過剰 N2雰囲気下において、機械的撹拌機、温度計、
凝縮器、デイーン・スターク式トラツプを備えた
3lの重合釜に1723.8gのジメチルアセトアミド及
び517.14gのトルエンを加える。例1で得た化合
物4.74g(0.018モル)、ジクロロジフエニルスル
ホン107.95g(0.376モル)、ビスフエノール
A83.89g(0.367モル)及び炭酸カリウム62.36g
(0.446モル)を装入する。混合物を140℃に加熱
して72時間保つ。デイーン・スターク式トラツプ
中にトルエンを除去することによつて混合物の温
度を160゜〜165℃に上げ、その温度に1時間保つ。
混合物を周囲条件に冷却する。 ワーリングブレンダー内において冷水中に上記
の溶液を徐々に注入する(容量で概略水4:溶液
1)。沈殿物を過し、洗液中に無機塩化物を認
めなくなるまで洗う。68℃の空気循環オーブン中
で沈殿を乾燥する。 例 7:FMW10000、マレイン酸キヤツプ 次の量の成分−例3で得た化合物3.26g、ジク
ロロジフエニルスルホン54.99g、ビスフエノー
ルA41.75g、炭酸カリウム27.79g−を装入する
以外は例4と同じ手法を用いる。 例 8:FMW20000、マレイン酸キヤツプ 次の量の成分−例3で得た化合物3.60g、ジク
ロロジフエニルスルホン1114g、ビスフエノール
A86.57g、炭酸カリウム64.32g−を装入する以
外は例4と同じ手法を用いる。 例 9:FMW5000、p−ナド酸キヤツプ 次の量の成分−例1で得た化合物8.84g、ジク
ロロジフエニルスルホン52.99g、ビスフエノー
ルA38.17g、炭酸カリウム26.78g−を装入する
以外は例4と同じ手法を用いる。 例 10:(例5〜9のオリゴマー用複合体の一般
的製造法) 塩化メチレンを用いて樹脂固形分10〜15%の溶
液を最初に作り、エポキシ樹脂でサイジングした
T300/黒鉛布タイプ〔ユニオンカーバイド
(Union Carbide)製の3500万モジユラスの布、
織目24×24〕に例4で得たポリスルホンオリゴマ
ーを含浸した。生成プレプレグの38重量%がポリ
スルホンオリゴマーとなるように乾燥黒鉛布に溶
液を塗布した。揮発分が1%以下になるまでプレ
プレグを周囲条件下で乾燥した。次にプレプレグ
を6×6インチ(15×15cm)片に切断し、積重ね
て約0.080インチ(0.20cm)の癒合複合体
(consolidated composite)を得た。次に積層プ
レプレグを減圧バツクに入れ、オートクレーブ内
で100psi(6.8気圧)の圧力下625〓(329℃)に6
時間以上加熱して癒合し硬化させた。図面を参照
のこと。 例 11 例4で製造した樹脂を本例において用いる。 プレプレグの製造 希塩化メチレン溶液による溶剤含浸処理
(solvent impregnation)により、樹脂固形分36
%の黒鉛布プレプレグを製造した。ジユポン
(dupont)製の弗化エチレン−プロピレンコポリ
マー剥離フイルム(FEP)上に黒鉛布を平らに
のばしてヒユームフードに入れた。約10〜15%の
プレプレグ用溶液を布の上に均一にスウイーピン
グ(sweeping)してから風乾した。所望の重量
の樹脂が塗布されるまで、布の両面にこの操作を
かわるがわる施した。次に空気循環オーブン内に
おいて275〓(135℃)で2時間プレプレグを乾燥
した。 硬化処理 7層のプレプレグを積重ね、剥離剤を塗つた2
ミルのカプトン(Kapton)フイルムで二重に包
み、図に示すように減圧バツグ内にシールして高
温硬化に共した。このように製造した積層体をオ
ートクレーブに入れ、圧力を100psi(6.8気圧)に
し、毎分10〓(5.6℃)ずつ温度を上げて625〓
(329℃)にし、この温度で6時間加熱した。 硬化ずみ複合体の評価 短時間内に一連の試験を硬化ずみ複合体に施し
た。試験の内容は、塩化メチレンに対する溶解
度、機械的性状及び簡単な再造形処理からなるも
のであつた。本例の樹脂の特異性を明確化するた
め、対照パネルを製造して同じ試験を施した。対
照パネルは、ユニオンカーバイドP1700ポリスル
ホンを用いて同じ黒鉛布を含浸処理したもので構
成された。加工サイクルにおける唯一の相違点
は、本発明の樹脂複合体を用いる時に減圧にする
だけですむのに対し、黒鉛/P1700複合体を癒合
させるのには200psi(13.6気圧)の圧力が必要で
あつたことである。本発明のオリゴマーよりも該
ポリスルホンの初期分子量が大きいことがこの原
因である。本発明のオリゴマーの分子量は、低圧
下に複合体を癒合させた後の硬化反応の間に高分
子量となる。 塩化メチレン中における溶解度 2種類の複合体の試料を1×0.5インチ(2.54
×1.27cm)のクーポンに機械加工し、塩化メチレ
ンの入つている瓶の中に入れた。層の分離が起き
るまで試料を観察した。この試験の結果から、
P1700黒鉛複合体が3時間で層の分離を起こした
のに対し、本発明の黒鉛複合体は2箇月浸漬後に
わずかに膨潤した以外はなんら異常のないことが
はつきりとわかつた。ナド酸でキヤツプすること
により、ポリスルホン系の特性が変化したことを
この試験は明示するものである。 機械的性状 供試複合体を短梁剪断強度測定用検体に機械加
工し、次の手順で周囲条件及び300〓(149℃)で
試験した。支点間の距離を検体の厚さの4倍とし
た3点荷重法による曲げ試験装置上で試験を実施
した。試験の結果は下表のとおりである:
をポリマーで含浸してプレプレグを形成するのに
用いることができる。次いで例えば減圧バツグ処
理を行つてから加圧下に高められた温度に加熱す
ることによつてプレプレグを硬化させる。図は、
このプレプレグの製造方法を図解したものであ
る。 以下実施例により、本発明の種々の特徴を詳し
く説明することにする。 化合物1の合成例 例 1:4−ヒドロキシフエニルナド酸イミド 乾燥N2の下において、重量で67/33のトルエ
ン/N,N,−ジメチルアセトアミド中固形分20
%とした54.56gのp−アミノフエノール(0.5モ
ル)と164.16gの5−ノルボルネン−2,3−ジ
カルボン酸無水物(1モル)との溶液を、デイー
ン・スターク式トラツプで回収される水が認めら
れなくなるまで還流する。周囲条件に冷却する。
ワーリングブレンダー内で冷水に上記の溶液を
徐々に注ぎこむ(容量で概略水4:溶液1)。沈
殿物を過し、水でよく洗う。空気循環オーブン
中80℃で1夜沈殿を乾燥する(mp249゜〜252℃)。
100%に近い収率が達成されるはずである。この
生成物をアセトンから再結晶したものは明確に融
点250℃を示す。 例 1′ 109.13gのp−アミノフエノール(1.0モル)
及び196.99gの5−ノルボルネン−2,3−ジカ
ルボン酸無水物(1.2モル)を用いる以外は例1
を繰返す。100%に近い収縮が得られるはずであ
る。 例 1″ 109.13gのp−アミノフエノールを用いる以外
は例1を繰返す。100%に近い収率が達成される
はずである。 例 2:3−ヒドロキシフエニルナド酸イミド 重量で67/33のN,N−ジメチルホルムアミ
ド/トルエン中固形分50%において、m−アミノ
フエノール(0.5モル)と5−ノルボルネン−2,
3−ジカルボン酸無水物(0.5モル)とを用いる
以外は例1と同じ手順を用いる。収率87%、
mp198゜〜205℃。 水を加えてメタノールから再結晶する。
mp199゜〜204℃。 例 3 4−ヒドロキシフエニルマレイン酸イミ
ド 乾燥N2の下に保たれたDMF中25%固形分の割
合の54.56gのp−アミノフエノール(0.5モル)
溶液に、温度を70〓以下に保つのに充分な割合
で、DMF中固形分50%の濃度における49.03g無
水マレイン酸(0.5モル)の溶液を加える。15分
間溶液を撹拌する。無水酢酸122.51g(1モル+
20%モル過剰)及び9.84gの酢酸ナトリウム
(0.1モル+20%モル過剰)を加える。得られた混
合物を50℃に加熱し、1.5時間維持する。この時
点で全体が黄色の沈殿となる。冷却した沈殿を
過し、水でよく洗い、40℃の真空オーブン中で1
夜乾燥する。得られた生成物の融点は158゜〜162
℃である。 オリゴマー組成物 例 4:式分子量(FMW)20000、p−ナド酸
キヤツプ 乾燥N2の下において、機械的撹拌機、温度計、
凝縮器及びデイーン・スターク式トラツプを備え
た1lの重合釜に511.2gのジメチルアセトアミド
及び255.6gのトルエンを加える。例1で得た化
合物4.39g(0.017モル)、ジクロロジフエニルス
ルホン110.07g(0.383モル)、ビスフエノール
A85.53g(0.375モル)及び炭酸カリウム55.6g
を仕込む。混合物を140℃に加熱し、96時間その
温度に保つ。デイーン・スターク式トラツプ中に
トルエンを除去することにより、混合物の温度を
160゜〜165℃に上げ、その温度に1時間保つ。混
合物を周囲条件に冷却する。 ウオーリングブレンダー中において、上記溶液
を冷水中に注ぎこむ(容量で概略水4:溶液1)。
沈殿を過し、洗液中に無機の塩化物が認められ
なくなるまで洗う。(このことは、硝酸銀の25%
溶液を用いて洗浄水を調べることによつて測定で
きる。もし、無機塩化物が存在していれば、塩化
銀の白色沈殿が生じる。)68℃の空気循環オーブ
ン中で沈殿を乾燥する。 例 5:FMW10000、m−ナド酸キヤツプ 次の量の成分−例2の化合物4.74g、ジクロロ
ジフエニルスルホン108.0g、ビスフエノール
A83.93g、炭酸カリウム62.37g−を仕込む以外
は例4と同じ手法を用いる。 例 6:FMW2000、p−ナド酸キヤツプ10%過
剰、K2CO320%過剰 N2雰囲気下において、機械的撹拌機、温度計、
凝縮器、デイーン・スターク式トラツプを備えた
3lの重合釜に1723.8gのジメチルアセトアミド及
び517.14gのトルエンを加える。例1で得た化合
物4.74g(0.018モル)、ジクロロジフエニルスル
ホン107.95g(0.376モル)、ビスフエノール
A83.89g(0.367モル)及び炭酸カリウム62.36g
(0.446モル)を装入する。混合物を140℃に加熱
して72時間保つ。デイーン・スターク式トラツプ
中にトルエンを除去することによつて混合物の温
度を160゜〜165℃に上げ、その温度に1時間保つ。
混合物を周囲条件に冷却する。 ワーリングブレンダー内において冷水中に上記
の溶液を徐々に注入する(容量で概略水4:溶液
1)。沈殿物を過し、洗液中に無機塩化物を認
めなくなるまで洗う。68℃の空気循環オーブン中
で沈殿を乾燥する。 例 7:FMW10000、マレイン酸キヤツプ 次の量の成分−例3で得た化合物3.26g、ジク
ロロジフエニルスルホン54.99g、ビスフエノー
ルA41.75g、炭酸カリウム27.79g−を装入する
以外は例4と同じ手法を用いる。 例 8:FMW20000、マレイン酸キヤツプ 次の量の成分−例3で得た化合物3.60g、ジク
ロロジフエニルスルホン1114g、ビスフエノール
A86.57g、炭酸カリウム64.32g−を装入する以
外は例4と同じ手法を用いる。 例 9:FMW5000、p−ナド酸キヤツプ 次の量の成分−例1で得た化合物8.84g、ジク
ロロジフエニルスルホン52.99g、ビスフエノー
ルA38.17g、炭酸カリウム26.78g−を装入する
以外は例4と同じ手法を用いる。 例 10:(例5〜9のオリゴマー用複合体の一般
的製造法) 塩化メチレンを用いて樹脂固形分10〜15%の溶
液を最初に作り、エポキシ樹脂でサイジングした
T300/黒鉛布タイプ〔ユニオンカーバイド
(Union Carbide)製の3500万モジユラスの布、
織目24×24〕に例4で得たポリスルホンオリゴマ
ーを含浸した。生成プレプレグの38重量%がポリ
スルホンオリゴマーとなるように乾燥黒鉛布に溶
液を塗布した。揮発分が1%以下になるまでプレ
プレグを周囲条件下で乾燥した。次にプレプレグ
を6×6インチ(15×15cm)片に切断し、積重ね
て約0.080インチ(0.20cm)の癒合複合体
(consolidated composite)を得た。次に積層プ
レプレグを減圧バツクに入れ、オートクレーブ内
で100psi(6.8気圧)の圧力下625〓(329℃)に6
時間以上加熱して癒合し硬化させた。図面を参照
のこと。 例 11 例4で製造した樹脂を本例において用いる。 プレプレグの製造 希塩化メチレン溶液による溶剤含浸処理
(solvent impregnation)により、樹脂固形分36
%の黒鉛布プレプレグを製造した。ジユポン
(dupont)製の弗化エチレン−プロピレンコポリ
マー剥離フイルム(FEP)上に黒鉛布を平らに
のばしてヒユームフードに入れた。約10〜15%の
プレプレグ用溶液を布の上に均一にスウイーピン
グ(sweeping)してから風乾した。所望の重量
の樹脂が塗布されるまで、布の両面にこの操作を
かわるがわる施した。次に空気循環オーブン内に
おいて275〓(135℃)で2時間プレプレグを乾燥
した。 硬化処理 7層のプレプレグを積重ね、剥離剤を塗つた2
ミルのカプトン(Kapton)フイルムで二重に包
み、図に示すように減圧バツグ内にシールして高
温硬化に共した。このように製造した積層体をオ
ートクレーブに入れ、圧力を100psi(6.8気圧)に
し、毎分10〓(5.6℃)ずつ温度を上げて625〓
(329℃)にし、この温度で6時間加熱した。 硬化ずみ複合体の評価 短時間内に一連の試験を硬化ずみ複合体に施し
た。試験の内容は、塩化メチレンに対する溶解
度、機械的性状及び簡単な再造形処理からなるも
のであつた。本例の樹脂の特異性を明確化するた
め、対照パネルを製造して同じ試験を施した。対
照パネルは、ユニオンカーバイドP1700ポリスル
ホンを用いて同じ黒鉛布を含浸処理したもので構
成された。加工サイクルにおける唯一の相違点
は、本発明の樹脂複合体を用いる時に減圧にする
だけですむのに対し、黒鉛/P1700複合体を癒合
させるのには200psi(13.6気圧)の圧力が必要で
あつたことである。本発明のオリゴマーよりも該
ポリスルホンの初期分子量が大きいことがこの原
因である。本発明のオリゴマーの分子量は、低圧
下に複合体を癒合させた後の硬化反応の間に高分
子量となる。 塩化メチレン中における溶解度 2種類の複合体の試料を1×0.5インチ(2.54
×1.27cm)のクーポンに機械加工し、塩化メチレ
ンの入つている瓶の中に入れた。層の分離が起き
るまで試料を観察した。この試験の結果から、
P1700黒鉛複合体が3時間で層の分離を起こした
のに対し、本発明の黒鉛複合体は2箇月浸漬後に
わずかに膨潤した以外はなんら異常のないことが
はつきりとわかつた。ナド酸でキヤツプすること
により、ポリスルホン系の特性が変化したことを
この試験は明示するものである。 機械的性状 供試複合体を短梁剪断強度測定用検体に機械加
工し、次の手順で周囲条件及び300〓(149℃)で
試験した。支点間の距離を検体の厚さの4倍とし
た3点荷重法による曲げ試験装置上で試験を実施
した。試験の結果は下表のとおりである:
【表】
プ複合体
再造形試験 本発明による複合体がP1700ポリスルホンと同
じように再加工できるか否かを調べるために、小
さなクーポンを90゜のL形状の上で再造形する試
験を実施した。アルミニウム製L形材の上に平ら
なクーポンを載せて減圧バツグ処理した。全体を
オートクレーブに入れ、常用のP1700硬化スケジ
ユール〔すなわち、30分間600〓(316℃)で
200psi(13.6気圧)〕に従つて成形した。全体を減
圧バツグから取出したところ、前に平らであつた
標本がアルミニウム成形型の形状に再造形されて
いた。次に検体を枠に固定して顕微鏡写真を撮つ
た。再造形操作の間に黒鉛布の層がほとんど変形
していないか、又はまつたく変形していないこと
が測定された。検体の端面は、個々の層が適当に
移動し、平らなクーポンが90゜のL形材の上に容
易に成形されるようになつたことを示していた。 例 12 例7及び8に記載した方法でポリスルホンオリ
ゴマーを製造した。例10に記載したように複合体
パネルを製造し、機械的性状を測定した。表に
結果を示す。
再造形試験 本発明による複合体がP1700ポリスルホンと同
じように再加工できるか否かを調べるために、小
さなクーポンを90゜のL形状の上で再造形する試
験を実施した。アルミニウム製L形材の上に平ら
なクーポンを載せて減圧バツグ処理した。全体を
オートクレーブに入れ、常用のP1700硬化スケジ
ユール〔すなわち、30分間600〓(316℃)で
200psi(13.6気圧)〕に従つて成形した。全体を減
圧バツグから取出したところ、前に平らであつた
標本がアルミニウム成形型の形状に再造形されて
いた。次に検体を枠に固定して顕微鏡写真を撮つ
た。再造形操作の間に黒鉛布の層がほとんど変形
していないか、又はまつたく変形していないこと
が測定された。検体の端面は、個々の層が適当に
移動し、平らなクーポンが90゜のL形材の上に容
易に成形されるようになつたことを示していた。 例 12 例7及び8に記載した方法でポリスルホンオリ
ゴマーを製造した。例10に記載したように複合体
パネルを製造し、機械的性状を測定した。表に
結果を示す。
【表】
(1) 短梁剪断強度試験法。
(2) 7層、厚さ13ミルのT300布、
エポキシ樹脂でサイジング。
(3) MDAは4,4′−メチレンジアニ
リンを意味する。
硬化条件 室温から450〓(232℃)に毎分5〜6〓(2.8
〜3.3℃)上げ、100psi(6.8気圧)に加圧して2時
間保つ。 ポスト硬化 パネルNo.1:600〓(316℃)で12時間 パネルNo.2:625〓(329℃)で6時間 パネルNo.3:625〓(329℃)で6時間 例 13:プレプレグ製造とラミネート癒合‐‐ナ
ド酸イミドキヤツプ樹脂 2種類の7層ラミネートを製造した。一つは例
4の樹脂80重量%と例9の樹脂20重量%との混合
物であり、他の一つは例6の樹脂のみを用いた。
各ラミネートの物理的及び機械的性状を測定した
(表)。 いずれの場合にも、一定の秤量した長さの13ミ
リの黒鉛布をFEPの剥離フイルム上に平らに置
いた。塩化メチレンに溶解した樹脂の希溶液(約
10%)を布にスウイーピングし、可能な限り繊維
を湿潤させるように注意した。プレプレグを風乾
し、裏返して裏面に同じ処理を施した。各ラミネ
ートを減圧バツク内に入れ、真空+200psi(13.6
気圧)で7時間の硬化処理を行つた。
(2) 7層、厚さ13ミルのT300布、
エポキシ樹脂でサイジング。
(3) MDAは4,4′−メチレンジアニ
リンを意味する。
硬化条件 室温から450〓(232℃)に毎分5〜6〓(2.8
〜3.3℃)上げ、100psi(6.8気圧)に加圧して2時
間保つ。 ポスト硬化 パネルNo.1:600〓(316℃)で12時間 パネルNo.2:625〓(329℃)で6時間 パネルNo.3:625〓(329℃)で6時間 例 13:プレプレグ製造とラミネート癒合‐‐ナ
ド酸イミドキヤツプ樹脂 2種類の7層ラミネートを製造した。一つは例
4の樹脂80重量%と例9の樹脂20重量%との混合
物であり、他の一つは例6の樹脂のみを用いた。
各ラミネートの物理的及び機械的性状を測定した
(表)。 いずれの場合にも、一定の秤量した長さの13ミ
リの黒鉛布をFEPの剥離フイルム上に平らに置
いた。塩化メチレンに溶解した樹脂の希溶液(約
10%)を布にスウイーピングし、可能な限り繊維
を湿潤させるように注意した。プレプレグを風乾
し、裏返して裏面に同じ処理を施した。各ラミネ
ートを減圧バツク内に入れ、真空+200psi(13.6
気圧)で7時間の硬化処理を行つた。
【表】
【表】
本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、
本発明についての種々の修正及び変更が可能であ
ることは当業者にとつて明らかであろう。
本発明についての種々の修正及び変更が可能であ
ることは当業者にとつて明らかであろう。
図は本発明によるプレプレグ製造の状況を示す
ものであり、図中の1は当て板(表面仕上げを施
すための金属製の支持板)であり、2は真空源で
あり、3はプレプレグであり、4は加圧プレート
であり、5はカプトンフイルム(ジユポン製ポリ
アミドフイルム)であり、6は珪素シール材であ
り、そして7はキツシユ(クロム酸亜鉛テープ)
である。
ものであり、図中の1は当て板(表面仕上げを施
すための金属製の支持板)であり、2は真空源で
あり、3はプレプレグであり、4は加圧プレート
であり、5はカプトンフイルム(ジユポン製ポリ
アミドフイルム)であり、6は珪素シール材であ
り、そして7はキツシユ(クロム酸亜鉛テープ)
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 式 を有する架橋可能なポリスルホン又はポリエーテ
ルスルホンポリマーであつて、下記の化合物1)
を化合物2)及び化合物3)と反応させることに
より形成されたものであることを特徴とするポリ
スルホン又はポリエーテルスルホンポリマー。 1 2モルの 2 n+1モルのZ−R−Z及び 3 nモルのOH−R′−OH 〔ただし、上記各式中、Xは【式】 【式】 から、及び、Zはフツ素、塩素及び臭素からなる
群から選ばれ、nは生成するポリマーの分子量が
約5000から30000となるように選ばれ、Rは R′は である。〕 2 (a) 不活性雰囲気を存在させた溶剤中におい
て、下記の化合物1)、化合物2)、化合物
3)、 1 2モルの 2 n+1モルのZ−R−Z及び 3 nモルのOH−R′−OH 〔ただし、式中、Xは【式】【式】 から、及び、Zはフツ素、塩素及び臭素からなる
群から選ばれ、nは生成するポリマーの分子量が
約5000から30000となるように選ばれ、Rは R′は である。〕 と補集剤とを混合し、そして (b) 前記の混合物を加熱して前記の化合物を反
応させることを特徴とする 式 〔式中、X,R,R′およびnは上記と同じ意
味を有する〕を有する架橋可能なポリスルホン又
はポリエーテルスルホンポリマーを製造する方
法。 3 炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムからなる群
から前記補集剤を選ぶ特許請求の範囲第2項に記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/274,162 US4414269A (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | Solvent resistant polysulfone and polyethersulfone compositions |
US274162 | 1981-06-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS582335A JPS582335A (ja) | 1983-01-07 |
JPH0372656B2 true JPH0372656B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=23047042
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57102910A Granted JPS582335A (ja) | 1981-06-16 | 1982-06-15 | 耐溶剤性のポリスルホンおよびポリエ−テルスルホン組成物 |
JP58237134A Pending JPS59139358A (ja) | 1981-06-16 | 1983-12-15 | 単量体化合物およびその製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58237134A Pending JPS59139358A (ja) | 1981-06-16 | 1983-12-15 | 単量体化合物およびその製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4414269A (ja) |
EP (1) | EP0067976B1 (ja) |
JP (2) | JPS582335A (ja) |
AT (1) | ATE25692T1 (ja) |
CA (1) | CA1175998A (ja) |
DE (1) | DE3275551D1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5344894A (en) * | 1983-09-27 | 1994-09-06 | The Boeing Company | Polyimide oligomers and blends |
US5512676A (en) * | 1987-09-03 | 1996-04-30 | The Boeing Company | Extended amideimide hub for multidimensional oligomers |
US5516876A (en) * | 1983-09-27 | 1996-05-14 | The Boeing Company | Polyimide oligomers and blends |
US5550204A (en) * | 1981-11-13 | 1996-08-27 | The Boeing Company | Ether and ester oligomers with multidimensional morphology |
US5968640A (en) * | 1985-04-23 | 1999-10-19 | The Boeing Company | Conductive, thermally stable oligomers |
US5969079A (en) | 1985-09-05 | 1999-10-19 | The Boeing Company | Oligomers with multiple chemically functional end caps |
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US5116935A (en) * | 1987-05-04 | 1992-05-26 | The Boeing Company | Polyimide oligomers and blends and method of curing |
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