JPH04268332A - Production of aromatic polyoxazole moleculary composite material - Google Patents
Production of aromatic polyoxazole moleculary composite materialInfo
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Landscapes
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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)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、剛直な芳香族ポリオキ
サゾールとマトリックスポリマーとの分子複合材を製造
する方法に関し、特に航空機や自動車、宇宙機器等の構
造材料として使用するのに適する分子複合材の製造方法
に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a molecular composite material of a rigid aromatic polyoxazole and a matrix polymer, and particularly to a molecular composite material suitable for use as a structural material for aircraft, automobiles, space equipment, etc. It relates to a method of manufacturing materials.
【0002】0002
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
航空機や自動車等の軽量化の目的で、エンジニアリング
プラスチックと称される機械的性質や耐熱性等に優れた
プラスチック材料が使われるようになってきた。また強
度や剛性を向上するために、プラスチック材とカーボン
ファイバー等の高強度高弾性の繊維とを組み合わせたF
RP等の複合材料の開発も盛んに行われるようになり、
広く実用に供されている。[Prior art and problems to be solved by the invention] In recent years,
Plastic materials with excellent mechanical properties and heat resistance, called engineering plastics, have come to be used to reduce the weight of aircraft, automobiles, etc. In addition, in order to improve strength and rigidity, F
The development of composite materials such as RP has become active,
It is widely used in practical applications.
【0003】これらの複合材料の強度は、プラスチック
又は補強材として用いた繊維自身の強度の他に、繊維と
マトリックス樹脂との界面接着性に大きく影響されるこ
とが知られている。また強化繊維プリフォームへのマト
リックス樹脂の含浸性の良不良も、製造の観点のみなら
ず製品の強度に影響してくる。このような事情から、材
料として高強度、高弾性を示す繊維又は樹脂を用いても
、必ずしも強度に優れた複合材を得ることができるとは
限らない。It is known that the strength of these composite materials is greatly influenced by the interfacial adhesion between the fibers and the matrix resin, in addition to the strength of the plastic or the fiber itself used as a reinforcing material. Furthermore, the quality of impregnating the reinforcing fiber preform with the matrix resin affects not only the manufacturing aspect but also the strength of the product. For these reasons, even if fibers or resins exhibiting high strength and high elasticity are used as materials, it is not always possible to obtain a composite material with excellent strength.
【0004】そこで、芳香族ポリアミド等のいわゆる剛
直ポリマーを、マトリックス樹脂となるポリマー中に分
子レベルまで微細に分散させることにより、いわゆるポ
リマーブレンド系複合材(分子複合材)として、上記の
問題を克服し、高強度の複合材を得ようとする試みが提
案され、その研究開発が行われている。[0004] Therefore, by finely dispersing a so-called rigid polymer such as an aromatic polyamide down to the molecular level in a polymer serving as a matrix resin, a so-called polymer blend composite material (molecular composite material) was developed to overcome the above problems. However, attempts to obtain high-strength composite materials have been proposed and research and development efforts are underway.
【0005】分子複合材に好適に使用される芳香族高分
子としては、たとえば、オキサゾール環、チアゾール環
、イミダゾール環、オキサジノン環等の複素環を繰り返
し単位内に有するものがあり、中でもオキサゾール環を
有する芳香族ポリオキサゾールは、その優れた機械的強
度により分子複合材の補強高分子として有望視されてい
る。[0005] Aromatic polymers suitably used in molecular composite materials include those having a heterocyclic ring such as an oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, and an oxazinone ring in the repeating unit. Due to its excellent mechanical strength, aromatic polyoxazole is considered promising as a reinforcing polymer for molecular composite materials.
【0006】ところで、補強高分子とマトリックスポリ
マーとを単純に混合して分子複合材を製造しようとして
も、補強高分子のマトリックスポリマー中への均一な分
散を得ることは難しく、簡単には機械的特性に優れた分
子複合材を得ることはできない。そのために、これまで
種々の試みがなされてきた。By the way, even if one attempts to manufacture a molecular composite by simply mixing a reinforcing polymer and a matrix polymer, it is difficult to obtain uniform dispersion of the reinforcing polymer into the matrix polymer, and it is difficult to obtain a uniform dispersion of the reinforcing polymer into the matrix polymer. It is not possible to obtain molecular composites with excellent properties. To this end, various attempts have been made so far.
【0007】例えば、特開平1−287167号は、実
質的に棒状骨格を有するポリアゾールからなる補強高分
子(A) と融着性を有するマトリックスポリマー(B
) とを主として含有する高分子溶液を凝固浴中に導入
し、製膜することからなる高分子複合体の製造法におい
て、上記高分子溶液として光学的異方性を呈するものを
用い、上記高分子溶液を凝固浴中に浸漬後、見掛け上光
学的等方性相を経由して後凝固する高分子複合体の製造
方法を開示している。For example, Japanese Patent Application Laid-open No. 1-287167 discloses a reinforcing polymer (A) consisting of a polyazole having a substantially rod-like skeleton and a matrix polymer (B) having fusibility.
) A method for producing a polymer composite comprising introducing a polymer solution mainly containing A method for producing a polymer composite is disclosed in which a molecular solution is immersed in a coagulation bath and then post-coagulated via an apparently optically isotropic phase.
【0008】また、特公平2−7976号は、実質的に
棒状骨格を有するポリアゾールからなる補強高分子Aと
、200 ℃以上のガラス転移温度及び500 ℃以下
の流動開始温度を有し、且つガラス転移温度と流動開始
温度との間の温度でそのものを5時間以内の任意の時間
保持したとき、形成される見掛けの結晶サイズが25Å
以下である難結晶性芳香族コポリアミドからなるマトリ
ックス高分子Bとが、A/(A+B)=0.15〜0.
70( 重量基準) の割合で含有される高分子組成物
を開示している。Further, Japanese Patent Publication No. 2-7976 discloses a reinforcing polymer A consisting of polyazole having a substantially rod-like skeleton, a glass transition temperature of 200° C. or more, a flow initiation temperature of 500° C. or less, and When the material is held at a temperature between the transition temperature and the flow start temperature for any period of time within 5 hours, the apparent crystal size formed is 25 Å.
Matrix polymer B consisting of a difficult-to-crystalline aromatic copolyamide as follows: A/(A+B)=0.15 to 0.
70 (by weight).
【0009】しかしながら、特開平1−287167号
に示される高分子複合体の製造方法及び、特公平2−7
976号に開示の高分子組成物を用いた複合材の製造で
は、補強高分子のマトリックスポリマー中への均一な分
散がそれほど期待できず、得られる分子複合材の機械的
強度等が大きく向上しない。これは、剛直性を示す補強
高分子とマトリックスとの相溶性が良くないため、補強
高分子とマトリックスポリマーとの分散が十分とならな
いためであると思われる。However, the method for producing a polymer composite disclosed in JP-A No. 1-287167 and JP-A No. 2-7
In the production of composite materials using the polymer composition disclosed in No. 976, uniform dispersion of the reinforcing polymer into the matrix polymer cannot be expected to be very uniform, and the mechanical strength etc. of the resulting molecular composite material does not improve significantly. . This seems to be because the reinforcing polymer exhibiting rigidity and the matrix do not have good compatibility, so that the reinforcing polymer and the matrix polymer are not sufficiently dispersed.
【0010】したがって、本発明の目的は、上記の問題
を解決し、機械的強度等に優れた分子複合材を製造する
方法を提供することである。[0010] Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and provide a method for manufacturing a molecular composite material having excellent mechanical strength and the like.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、芳香族ポリオキサゾール前駆物質
と、マトリックスポリマーとを有機溶媒に均一に溶解し
て、有機溶媒の除去後加熱すれば、芳香族ポリオキサゾ
ールがマトリックスポリマー中に均一に分散した分子複
合材とすることができることを発見し、本発明を完成し
た。[Means for Solving the Problems] In view of the above problems, as a result of intensive research, the present inventors have discovered that an aromatic polyoxazole precursor and a matrix polymer are uniformly dissolved in an organic solvent, and after the organic solvent is removed, heating is performed. They discovered that it is possible to create a molecular composite material in which aromatic polyoxazole is uniformly dispersed in a matrix polymer, thereby completing the present invention.
【0012】すなわち、芳香族ポリオキサゾールとマト
リックスポリマーとから分子複合材を製造する本発明の
方法は、(a) 芳香族ポリオキサゾールの前駆物質と
マトリックスポリマーとの有機溶媒の均一溶液を調製し
、(b) 前記有機溶媒を除去した後、加熱することに
より前記前駆物質のオキサゾール閉環反応を起こすこと
を特徴とする。That is, the method of the present invention for producing a molecular composite material from an aromatic polyoxazole and a matrix polymer comprises: (a) preparing a homogeneous solution of an aromatic polyoxazole precursor and a matrix polymer in an organic solvent; (b) After removing the organic solvent, heating is performed to cause an oxazole ring-closing reaction of the precursor.
【0013】本発明を以下詳細に説明する。
芳香族ポリオキサゾール前駆物質
本発明において用いる芳香族ポリオキサゾール前駆物質
は、芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物と、ジカルボン
酸誘導体とから合成することができる。The present invention will be explained in detail below. Aromatic Polyoxazole Precursor The aromatic polyoxazole precursor used in the present invention can be synthesized from an aromatic diaminodihydroxy compound and a dicarboxylic acid derivative.
【0014】芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物は、芳
香族残基の両側にそれぞれアミノ基及びヒドロキシル基
を有する化合物であり、芳香族残基はベンゼン環に限ら
ず2つ以上のベンゼン環が縮合した芳香族環でもよく、
またビフェニル等のように2つ以上のベンゼン環が結合
したものでもよい。また両側のアミノ基及びヒドロキシ
ル基の位置関係は芳香族残基を中心として左右対称でも
点対称でもよい。このような芳香族ジアミノジヒドロキ
シ化合物の例としては、An aromatic diaminodihydroxy compound is a compound having an amino group and a hydroxyl group on both sides of an aromatic residue, and the aromatic residue is not limited to a benzene ring, but an aromatic compound in which two or more benzene rings are condensed. It may be a ring,
It may also be one in which two or more benzene rings are bonded together, such as biphenyl. Further, the positional relationship between the amino group and the hydroxyl group on both sides may be bilaterally symmetrical or point symmetrical with respect to the aromatic residue. Examples of such aromatic diaminodihydroxy compounds include:
【化1】 等が挙げられる。[Chemical formula 1] etc.
【0015】なお、上述した芳香族ジアミノジヒドロキ
シ化合物において、その芳香族残基にCl等の置換基を
有したものを用いてもよい。これらの芳香族ジアミノジ
ヒドロキシ化合物は、劣化を防ぐために塩酸塩等の塩の
形で使用するのがよい。[0015] Note that among the above-mentioned aromatic diaminodihydroxy compounds, those having a substituent such as Cl on the aromatic residue may be used. These aromatic diaminodihydroxy compounds are preferably used in the form of a salt such as a hydrochloride to prevent deterioration.
【0016】芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物として
は、特に、4,6−ジアミノ−1,3− ジヒドロキシ
ベンゼン(又はその塩)が好適に用いられる。As the aromatic diaminodihydroxy compound, 4,6-diamino-1,3-dihydroxybenzene (or a salt thereof) is particularly preferably used.
【0017】また、本発明において使用するジカルボン
酸の誘導体としては、各カルボキシル基を以下のように
置換したものが挙げられる。The dicarboxylic acid derivatives used in the present invention include those in which each carboxyl group is substituted as shown below.
【化2】
また、上記ジカルボン酸誘導体の残基は芳香族基である
のが好ましく、たとえば以下のような芳香族基が使用で
きる。embedded image Further, the residue of the dicarboxylic acid derivative described above is preferably an aromatic group, and for example, the following aromatic groups can be used.
【化3】
なお、芳香族残基にはハロゲン、及び/又は低級アルキ
ル基、低級アルコキシル基、又はフェニル基等の置換基
を付加し得る。このような置換基を導入することによっ
て反応性、溶媒への溶解性を向上することができる。embedded image Note that a halogen and/or a substituent such as a lower alkyl group, a lower alkoxyl group, or a phenyl group may be added to the aromatic residue. By introducing such a substituent, reactivity and solubility in a solvent can be improved.
【0018】このような芳香族ジカルボン酸誘導体の中
では、特にテレフタル酸ジクロリド、又はそのハロゲン
置換体が好ましく、具体的にはテレフタル酸ジクロリド
、2−クロロテレフタル酸ジクロリド及び2,5−ジク
ロロテレフタル酸ジクロリド等を好適に用いることがで
きる。なお、これらの芳香族ジカルボン酸誘導体は、単
独で用いても、あるいは2種以上混合して用いてもよい
。Among such aromatic dicarboxylic acid derivatives, terephthalic acid dichloride or its halogen-substituted derivatives are particularly preferred, and specifically terephthalic acid dichloride, 2-chloroterephthalic acid dichloride, and 2,5-dichloroterephthalic acid dichloride are preferred. Dichloride and the like can be suitably used. Note that these aromatic dicarboxylic acid derivatives may be used alone or in combination of two or more.
【0019】上記の芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物
及びジカルボン酸誘導体を用いてポリベンゾビスオキサ
ゾール前駆物質を合成するには、まず、芳香族ジアミノ
ジヒドロキシ化合物のアミノ基及びヒドロキシ基をシリ
ル化し、次に、このシリル化した芳香族ジアミノジヒド
ロキシ化合物とジカルボン酸誘導体とを反応させるのが
よい。このように芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物の
シリル化を行って前駆物質を製造すると、高分子量のも
のを高い収率で得ることができる。In order to synthesize a polybenzobisoxazole precursor using the above-mentioned aromatic diaminodihydroxy compound and dicarboxylic acid derivative, first, the amino group and hydroxy group of the aromatic diaminodihydroxy compound are silylated, and then this It is preferable to react the silylated aromatic diaminodihydroxy compound and the dicarboxylic acid derivative. When a precursor is produced by silylating an aromatic diaminodihydroxy compound in this manner, a high molecular weight compound can be obtained in high yield.
【0020】芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物のアミ
ノ基及びヒドロキシル基をシリル化するには、芳香族ジ
アミノジヒドロキシ化合物又はその塩、特に塩酸塩を、
窒素含有シリル化剤を用いて、有機溶媒中又は溶媒なし
で、80〜140℃で6〜72時間処理する。In order to silylate the amino group and hydroxyl group of the aromatic diaminodihydroxy compound, the aromatic diaminodihydroxy compound or its salt, especially the hydrochloride, is
Treat with a nitrogen-containing silylating agent in an organic solvent or without a solvent at 80-140°C for 6-72 hours.
【0021】このようなシリル化反応に有効な窒素含有
シリル化剤としては、ヘキサメチルジシラザン、N,N
−ジエチルアミノトリメチルシラン、N,N−ジエチル
アミノトリメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシ
リル)カーバメート、N−トリメチルシリルイミダゾー
ル等が挙げられる。Nitrogen-containing silylating agents effective for such silylation reactions include hexamethyldisilazane, N,N
-diethylaminotrimethylsilane, N,N-diethylaminotrimethylsilane, N,O-bis(trimethylsilyl)carbamate, N-trimethylsilylimidazole, and the like.
【0022】またシリル化反応を行う有機溶媒として、
テトラヒドロフラン、四塩化炭素、N,N−ジメチルア
セトアミド等を用いることができるが、有機溶媒を省略
することもできる。シリル化温度が80℃より低いと反
応性が十分でなく、また 140℃より高いとアミン塩
酸塩の分解が起こり、好ましくない。[0022] Also, as an organic solvent for carrying out the silylation reaction,
Tetrahydrofuran, carbon tetrachloride, N,N-dimethylacetamide, etc. can be used, but the organic solvent can also be omitted. If the silylation temperature is lower than 80°C, the reactivity will not be sufficient, and if it is higher than 140°C, decomposition of the amine hydrochloride will occur, which is not preferable.
【0023】上記の条件でシリル化芳香族ジアミノジヒ
ドロキシ化合物を製造したならば、次に、このシリル化
芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物とジカルボン酸誘導
体とを反応させて、芳香族ポリオキサゾール前駆物質を
製造する。シリル化芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物
とジカルボン酸誘導体との反応は、有機溶媒中、実質的
に無水、無酸素の条件下、乾燥N2 又はアルゴンガス
下で、使用する溶媒により多少異なるが、−15〜85
℃にて2〜20時間行えばよい。反応温度が−15℃未
満であると、反応性が十分でなく、また85℃を超える
と上記反応物の酸化等が起こるおそれがある。好ましく
は、反応温度を−10〜30℃とする。Once the silylated aromatic diaminodihydroxy compound is produced under the above conditions, the silylated aromatic diaminodihydroxy compound is then reacted with a dicarboxylic acid derivative to produce an aromatic polyoxazole precursor. . The reaction between the silylated aromatic diaminodihydroxy compound and the dicarboxylic acid derivative is carried out in an organic solvent under substantially anhydrous and oxygen-free conditions under dry N2 or argon gas, depending on the solvent used, but between -15 and 85
It may be carried out at ℃ for 2 to 20 hours. If the reaction temperature is less than -15°C, the reactivity is insufficient, and if it exceeds 85°C, oxidation of the above-mentioned reactants may occur. Preferably, the reaction temperature is -10 to 30°C.
【0024】なお、シリル化芳香族ジアミノジヒドロキ
シ化合物とジカルボン酸誘導体をそれぞれ等モル量ずつ
配合すると、高分子量のポリベンゾビスオキサゾール前
駆物質を容易に得ることができる。[0024] By blending the silylated aromatic diaminodihydroxy compound and the dicarboxylic acid derivative in equimolar amounts, a high molecular weight polybenzobisoxazole precursor can be easily obtained.
【0025】ここで、用いる有機溶媒としては、例えば
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセ
トアミド、N−メチル−2− ピロリドン等のアミド系
溶媒、ピリジン等の芳香族アミン系溶媒、ジメチルスル
ホキシド、テトラメチルスルホン等のイオウ系溶媒、ベ
ンゼン、トルエン、アニソール、ジフェニルエーテル、
ニトロベンゼン、ベンゾニトリル等のベンゼン系溶媒、
テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル
系溶媒、クロロホルム、トリクロルエタン、四塩化炭素
等のハロゲン化炭化水素などの中性溶媒(aproti
c solvent)を挙げることができる。Examples of the organic solvent used here include amide solvents such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone, aromatic amine solvents such as pyridine, dimethyl Sulfur-based solvents such as sulfoxide and tetramethylsulfone, benzene, toluene, anisole, diphenyl ether,
Benzene solvents such as nitrobenzene and benzonitrile,
Ether solvents such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; neutral solvents such as halogenated hydrocarbons such as chloroform, trichloroethane, and carbon tetrachloride;
c solvent).
【0026】この反応により、シリル化芳香族ジアミノ
ジヒドロキシ化合物とジカルボン酸誘導体とが下記反応
式に示すように縮重合する。なお、下記の反応式におい
て、シリル化芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物として
は、ジアミノジヒドロキシベンゼンをシリル化したもの
を用いている。Through this reaction, the silylated aromatic diaminodihydroxy compound and the dicarboxylic acid derivative undergo polycondensation as shown in the following reaction formula. In the reaction formula below, the silylated aromatic diaminodihydroxy compound is a silylated diaminodihydroxybenzene.
【化4】
(ただし、式中Arは芳香族残基、Xはハロゲン、Me
はメチル基を表わす。)[Image Omitted] (In the formula, Ar is an aromatic residue, X is a halogen, Me
represents a methyl group. )
【0027】次いで、上記の反応で得られた縮重合体を
メチルアルコール等のアルコール中で数時間撹拌し、ア
ルコール洗浄を繰り返すことによって、下記の反応式に
例示するように脱シリル化処理を施す。Next, the condensation polymer obtained in the above reaction is stirred in an alcohol such as methyl alcohol for several hours, and washing with alcohol is repeated to perform a desilylation treatment as illustrated in the reaction formula below. .
【化5】
このようにして、芳香族ポリオキサゾール前駆物質が得
られる。embedded image In this way, an aromatic polyoxazole precursor is obtained.
【0028】得られた芳香族ポリオキサゾール前駆物質
は、公知の方法により洗浄及び乾燥することができる。The aromatic polyoxazole precursor obtained can be washed and dried by known methods.
【0029】マトリックスポリマー
本発明で用いるマトリックスポリマーとしては、アラミ
ド系樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド
、熱可塑性ポリイミド、熱硬化性ポリイミド、ポリアミ
ドイミド等が挙げられるが、特にアラミド系樹脂、ポリ
アミドイミドを用いるのが好ましい。これらの樹脂は芳
香族ポリオキサゾール前駆物質との相溶性が良好であり
、機械的強度に優れた分子複合材を与えることができる
。Matrix polymer Matrix polymers used in the present invention include aramid resins, polyether sulfones, polyetherimides, thermoplastic polyimides, thermosetting polyimides, polyamideimides, etc., but in particular aramid resins, polyamideimides, etc. It is preferable to use These resins have good compatibility with aromatic polyoxazole precursors and can provide molecular composites with excellent mechanical strength.
【0030】次に、本発明の分子複合材の製造方法につ
いて説明する。Next, the method for producing the molecular composite material of the present invention will be explained.
【0031】まず、上記で得られた芳香族ポリオキサゾ
ール前駆物質とマトリックスポリマーとを、両者が良好
に溶解する有機溶媒に溶解する。First, the aromatic polyoxazole precursor obtained above and the matrix polymer are dissolved in an organic solvent in which both can be well dissolved.
【0032】このような有機溶媒としては、N−メチル
−2− ピロリドン(NMP)、ジメチルスルフォキサ
イド(DMSO)、N,N−ジメチルアセトアミド等が
挙げられるが、用いるマトリックスポリマーに応じて適
宜選択する。たとえば、マトリックスポリマーとしてア
ラミド系樹脂を用いる場合には、溶媒としてDMSOを
用いるのがよい。また、ポリアミドイミドをマトリック
スポリマーとする場合には、NMPを用いるのがよい。[0032] Examples of such organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), N,N-dimethylacetamide, etc., but they may be used as appropriate depending on the matrix polymer used. select. For example, when using an aramid resin as the matrix polymer, it is preferable to use DMSO as the solvent. Moreover, when using polyamideimide as a matrix polymer, it is preferable to use NMP.
【0033】芳香族ポリオキサゾール前駆物質とマトリ
ックスポリマーとの配合は、芳香族ポリオキサゾールの
配合量が極めて少なくても補強効果はあるが、最終的に
芳香族ポリオキサゾールとマトリックスポリマーとが重
量比で1:99〜20:80の範囲となるように設定す
るのが好ましい。補強高分子である芳香族ポリオキサゾ
ールの配合比が多くなりすぎると、その存在が密になり
すぎ、芳香族ポリオキサゾール同士が凝集して分子レベ
ルでの分散が悪くなる。このような状態は、分子複合材
の機械的強度を低下させると考えられる。より好ましい
配合比は1:99〜10:90である。[0033] The blending of the aromatic polyoxazole precursor and the matrix polymer has a reinforcing effect even if the blended amount of the aromatic polyoxazole is extremely small, but in the end, the weight ratio of the aromatic polyoxazole and the matrix polymer is It is preferable to set it within the range of 1:99 to 20:80. If the blending ratio of aromatic polyoxazole, which is a reinforcing polymer, becomes too large, its presence becomes too dense, and the aromatic polyoxazole aggregates with each other, resulting in poor dispersion at the molecular level. Such conditions are thought to reduce the mechanical strength of the molecular composite. A more preferable blending ratio is 1:99 to 10:90.
【0034】芳香族ポリオキサゾール前駆物質とマトリ
ックスポリマーの溶解は、均一溶液となる限りいかなる
方法で行っても良い。たとえば、芳香族ポリオキサゾー
ル前駆物質及びマトリックスポリマーの溶液をそれぞれ
調製し、次にそれらを混合して均一溶液としてもよいし
、前駆物質を溶解した溶液にマトリックスポリマーを加
えて均一溶液としてもよい。また、両者を一度に一種類
の溶媒に溶解させてもよい。最終的な溶液の濃度は、芳
香族ポリオキサゾール前駆物質とマトリックスポリマー
の合計が1〜30重量%となるようにするのが良い。[0034] The aromatic polyoxazole precursor and the matrix polymer may be dissolved by any method as long as a homogeneous solution is obtained. For example, solutions of an aromatic polyoxazole precursor and a matrix polymer may be prepared, and then mixed to form a homogeneous solution, or a matrix polymer may be added to a solution in which the precursor is dissolved to form a homogeneous solution. Alternatively, both may be dissolved in one type of solvent at a time. The concentration of the final solution is preferably such that the total of the aromatic polyoxazole precursor and matrix polymer is 1 to 30% by weight.
【0035】混合時間は用いるマトリックスポリマーの
種類及び溶媒によって多少異なるが、6時間〜30日程
度がよい。また、混合時の温度は−15〜150 ℃と
するのがよい。芳香族ポリオキサゾール前駆物質とマト
リックスポリマーの溶液の調製及び混合は、窒素ガス、
アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下、または真空中で
行うのが良い。The mixing time varies somewhat depending on the type of matrix polymer and solvent used, but is preferably about 6 hours to 30 days. Further, the temperature during mixing is preferably -15 to 150°C. Preparation and mixing of the aromatic polyoxazole precursor and matrix polymer solutions is performed using nitrogen gas,
It is preferable to carry out under an inert gas atmosphere such as argon gas or in vacuum.
【0036】均一溶液を調製後、溶媒を蒸発させて乾燥
するが、実際には、キャスト法によりフィルム状にした
り紡糸した後に、これらを乾燥させるのが良い。芳香族
ポリオキサゾール前駆物質とマトリックスポリマーとに
よる複合体の乾燥は、公知の方法により行うことができ
る。具体的には、不活性ガス雰囲気下又は真空中で、4
0〜150 ℃、好ましくは60〜90℃で乾燥する。[0036] After preparing a homogeneous solution, the solvent is evaporated to dry it, but in reality, it is better to dry it after forming it into a film by casting or spinning it. The composite of the aromatic polyoxazole precursor and the matrix polymer can be dried by a known method. Specifically, under an inert gas atmosphere or in vacuum, 4
Dry at 0-150°C, preferably 60-90°C.
【0037】次に、上記で得られた芳香族ポリオキサゾ
ール前駆物質とマトリックスポリマーとの複合体を加熱
し、前駆物質中でオキサゾール閉環反応を起こし、分子
複合材を得る。この時のオキサゾール閉環反応は、たと
えば以下の通りとなる。Next, the composite of the aromatic polyoxazole precursor and matrix polymer obtained above is heated to cause an oxazole ring closure reaction in the precursor to obtain a molecular composite. The oxazole ring closure reaction at this time is, for example, as follows.
【化6】[C6]
【0038】なお、芳香族残基Arがフェニレン基であ
るもの(ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール
)は特に良好な剛直性を示し、これを剛直ポリマーとす
る分子複合材は機械的強度等に優れる。[0038] A product in which the aromatic residue Ar is a phenylene group (poly-p-phenylenebenzobisoxazole) exhibits particularly good rigidity, and a molecular composite material using this as a rigid polymer has poor mechanical strength. Excellent.
【0039】前駆物質とマトリックスポリマーとの均一
混合物の加熱温度は、用いるマトリックスポリマーの種
類によって異なるが、一般には 250℃〜 400℃
とする。
250℃未満の加熱であればオキサゾール環の形成が見
られない。また 450℃を超える加熱とするとポリオ
キサゾール及びマトリックスポリマーが熱分解を開始す
るので好ましくなく、450 ℃を上限とするのが望ま
しい。[0039] The heating temperature of the homogeneous mixture of the precursor and the matrix polymer varies depending on the type of matrix polymer used, but is generally between 250°C and 400°C.
shall be. No formation of oxazole rings is observed when heated below 250°C. Further, heating above 450°C is not preferable because the polyoxazole and matrix polymer start to thermally decompose, and it is desirable to set the upper limit to 450°C.
【0040】加熱は一定の加熱温度によるものだけでは
なく、段階的に温度を変える加熱プログラムによるもの
でも良い。たとえば、120 ℃で30分の加熱ののち
、30分で350 ℃まで温度を上げ、350 ℃で3
0分保持するような加熱プログラムとしても良い。Heating may be performed not only by a constant heating temperature but also by a heating program that changes the temperature in steps. For example, after heating at 120 °C for 30 minutes, increase the temperature to 350 °C in 30 minutes, and then heat at 350 °C for 30 minutes.
A heating program that holds the temperature for 0 minutes may also be used.
【0041】上述した方法によれば、マトリックスポリ
マー中に分子レベルで均一に分散した芳香族ポリオキサ
ゾール前駆物質がそのまま芳香族ポリオキサゾールにな
るので、芳香族ポリオキサゾールとマトリックスポリマ
ーとは分子レベルで極めて良好に相溶することになる。
したがって、芳香族ポリオキサゾール分子とマトリック
スポリマー分子との界面における接着力不足に基づく機
械的強度の低下という問題は生ぜず、良好な機械的特性
を有する分子複合材となる。According to the method described above, the aromatic polyoxazole precursor uniformly dispersed at the molecular level in the matrix polymer becomes the aromatic polyoxazole as it is, so the aromatic polyoxazole and the matrix polymer are extremely close to each other at the molecular level. They will be well compatible. Therefore, the problem of reduced mechanical strength due to insufficient adhesion at the interface between aromatic polyoxazole molecules and matrix polymer molecules does not occur, resulting in a molecular composite material having good mechanical properties.
【0042】[0042]
【作用】本発明によれば、芳香族ポリオキサゾール前駆
物質とマトリックスポリマーとを有機溶媒に均一に溶解
し、その後有機溶媒を除去しているので、芳香族ポリオ
キサゾール前駆物質のマトリックスポリマー中での分散
は均一になる。したがって、それを加熱してなる分子複
合材は均質なものとなり、機械的強度に優れたものとな
る。また、その均質さにより、耐熱性等の諸物性も向上
する。[Operation] According to the present invention, the aromatic polyoxazole precursor and the matrix polymer are uniformly dissolved in an organic solvent, and then the organic solvent is removed, so that the aromatic polyoxazole precursor is dissolved in the matrix polymer. The dispersion becomes uniform. Therefore, the molecular composite material obtained by heating it becomes homogeneous and has excellent mechanical strength. Further, due to its homogeneity, various physical properties such as heat resistance are also improved.
【0043】[0043]
【実施例】本発明を以下の具体的実施例により詳細に説
明する。EXAMPLES The present invention will be explained in detail with reference to the following specific examples.
【0044】実施例1
(1) シリル化した芳香族ジアミノジヒドロキシ化合
物の合成
4,6−ジアミノ−1,3−ジヒドロキシベンゼン12
1.1gを、ヘキサメチルジシラザン150gとともに
200mlのナス型フラスコに入れて、約12時間還流
反応させ、常圧蒸留に続いて減圧蒸留を行い、84.8
gのN,N′,O,O′−テトラメチルシリル−4,6
−ジアミノ−1,3−ベンゼンジオール(沸点147〜
148℃(0.9mmHg)、融点67.5〜68.0
℃)を得た。Example 1 (1) Synthesis of silylated aromatic diaminodihydroxy compound 4,6-diamino-1,3-dihydroxybenzene 12
1.1 g was put into a 200 ml eggplant-shaped flask with 150 g of hexamethyldisilazane, and the mixture was refluxed for about 12 hours, followed by atmospheric distillation followed by vacuum distillation.
g of N,N',O,O'-tetramethylsilyl-4,6
-Diamino-1,3-benzenediol (boiling point 147~
148°C (0.9mmHg), melting point 67.5-68.0
°C) was obtained.
【0045】(2) ポリ−p−フェニレンベンゾビス
オキサゾール前駆物質の合成
上記(1) で得られたN,N′,O,O′−テトラメ
チルシリル−4,6−ジアミノ−1,3−ベンゼンジオ
ール2.1443gを十分に乾燥し、アルゴンで置換し
た100mlの4つ口フラスコに入れ、さらに10ml
のNMP(純度99.1%、水分0.0099%)を加
えて、−5℃で約1時間かけて溶解させた。(2) Synthesis of poly-p-phenylenebenzobisoxazole precursor N,N',O,O'-tetramethylsilyl-4,6-diamino-1,3- obtained in (1) above Thoroughly dry 2.1443 g of benzenediol, place it in a 100 ml four-neck flask that has been purged with argon, and add 10 ml.
of NMP (purity 99.1%, moisture 0.0099%) was added and dissolved at -5°C over about 1 hour.
【0046】次いで、これに2−クロロテレフタル酸ジ
クロリド(純度99.1%、水分0.086%)1.1
87gを加え、アルゴン雰囲気下で、0℃にて、攪拌し
ながら約6時間反応させた。Next, 1.1% of 2-chloroterephthalic acid dichloride (purity 99.1%, moisture 0.086%) was added to this.
87 g was added thereto, and the mixture was reacted at 0° C. under an argon atmosphere for about 6 hours with stirring.
【0047】得られた粘調な赤ワイン色の透明液を約5
00mlのメチルアルコールに投入して数時間攪拌し、
メチルアルコール洗浄を繰り返した後エチルアルコール
洗浄を行い、真空下で乾燥した。About 50% of the resulting viscous red wine-colored transparent liquid
Pour into 00ml of methyl alcohol and stir for several hours.
Washing with methyl alcohol was repeated, followed by washing with ethyl alcohol, and the sample was dried under vacuum.
【0048】生成物の赤外線吸収スペクトル分析及び
1H−NMRを測定した。また元素分析を行った。以上
の分析により、得られた化合物が以下に示すものである
ことを確認した。Infrared absorption spectrum analysis of the product and
1H-NMR was measured. Elemental analysis was also performed. Through the above analysis, it was confirmed that the obtained compound was as shown below.
【化7】[C7]
【0049】(3) 分子複合材の製造上記で得られた
ポリベンゾオキサゾール前駆物質(固有粘度(ηinh
)が2.0:NMP中で、ポリマーの濃度を0.5g
/dlとし、30℃にてウベローデ法により行った)と
、マトリックスポリマーとしてアラミド系樹脂(TX−
1,東レ(株)製)とを用いて、ポリベンゾオキサゾー
ルの量が全ポリマー(ポリベンゾオキサゾールとマトリ
ックスポリマーとの合計)に対して10重量%以下の複
数の分子複合材を、以下の要領で製造した。(3) Production of molecular composite material The polybenzoxazole precursor obtained above (intrinsic viscosity (ηinh
) is 2.0: In NMP, the concentration of polymer is 0.5 g.
/dl by the Ubbelohde method at 30°C) and an aramid resin (TX-
1. (manufactured by Toray Industries, Inc.), a plurality of molecular composite materials in which the amount of polybenzoxazole is 10% by weight or less based on the total polymer (total of polybenzoxazole and matrix polymer) are prepared in the following manner. Manufactured by.
【0050】まず、前駆物質とアラミド系樹脂との均一
溶液の調製では、ポリベンゾビスオキサゾール前駆物質
とアラミド系樹脂との合計0.25gをDMSO10m
lに溶解して、ポリマー全体の濃度が2.5重量%のD
MSO溶液を調製した。この操作は、不活性ガス雰囲気
中で行った。混合は、40〜60℃で時々攪拌しながら
一週間かけて行った。First, in preparing a homogeneous solution of the precursor and the aramid resin, a total of 0.25 g of the polybenzobisoxazole precursor and the aramid resin was added to 10 ml of DMSO.
D to a total polymer concentration of 2.5% by weight.
An MSO solution was prepared. This operation was performed in an inert gas atmosphere. Mixing was carried out for one week at 40-60° C. with occasional stirring.
【0051】次に、ドクターブレート法によりガラスプ
レート上にキャストし、厚み0.5mmのフィルムを得
た。[0051] Next, the film was cast onto a glass plate by the doctor blast method to obtain a film with a thickness of 0.5 mm.
【0052】上記のフィルムを乾燥後、350 ℃で3
0分、真空下で加熱し、分子複合材を得た。After drying the above film, it was heated at 350°C for 3
The mixture was heated under vacuum for 0 minutes to obtain a molecular composite.
【0053】(4) 物性試験
上記で得られたフィルム状の分子複合材について、JI
S K7127 に準拠して引張弾性率及び引張強度を
測定した。
結果をそれぞれ図1及び図2に示す。(4) Physical property test Regarding the film-like molecular composite material obtained above, JI
Tensile modulus and tensile strength were measured according to S K7127. The results are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.
【0054】比較例1
実施例1で用いたマトリックスポリマー(アラミド系樹
脂:TX−1, 東レ(株)製)のみを用いて、実施例
1と同様の操作でフィルムを製造し、やはり実施例1と
同様に引張弾性率及び引張強度を測定した。結果をそれ
ぞれ図1及び図2に合わせて示す。Comparative Example 1 A film was produced in the same manner as in Example 1 using only the matrix polymer (aramid resin: TX-1, manufactured by Toray Industries, Inc.) used in Example 1. The tensile modulus and tensile strength were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.
【0055】実施例2
(1) 熱硬化型ポリイミド( マトリックスポリマー
) の合成
p−フェニレンジアミン4.3256g(40mmol
) を室温にてNMP80mlに溶解させた。Example 2 (1) Synthesis of thermosetting polyimide (matrix polymer) 4.3256 g (40 mmol) of p-phenylenediamine
) was dissolved in 80 ml of NMP at room temperature.
【0056】次に、3,3’−4,4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物11.7689gを加え、25
℃で3時間重合反応を行い、ポリアミック酸を得た。Next, 11.7689 g of 3,3'-4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride was added, and 25
A polymerization reaction was carried out at ℃ for 3 hours to obtain polyamic acid.
【0057】(2) 分子複合材の製造上記の(1)
で得られたポリアミック酸をNMPで希釈し、ポリアミ
ック酸の濃度を7.07重量%とした。(2) Production of molecular composite material (1) above
The polyamic acid obtained was diluted with NMP to give a concentration of 7.07% by weight.
【0058】次に、実施例1の(2) で得られたポリ
ベンゾビスオキサゾール前駆物質をDMSO液に溶解し
、前駆物質の濃度が2.22重量%のDMSO溶液を調
製した。Next, the polybenzobisoxazole precursor obtained in (2) of Example 1 was dissolved in a DMSO solution to prepare a DMSO solution having a precursor concentration of 2.22% by weight.
【0059】上記の二種類の溶液を混ぜあわせ、ポリア
ミック酸の加水分解が起こらないように、−15℃で、
アルゴンガス雰囲気下で時々攪拌しながら1週間かけて
混合し、均一な溶液を得た。[0059] The above two types of solutions were mixed and heated at -15°C to prevent hydrolysis of the polyamic acid.
The mixture was mixed for one week with occasional stirring under an argon gas atmosphere to obtain a homogeneous solution.
【0060】得られた溶液を、ドクターブレード法によ
りガラスプレート上にキャストし、厚さ0.5mmのフ
ィルムを得た。The obtained solution was cast onto a glass plate by the doctor blade method to obtain a film with a thickness of 0.5 mm.
【0061】上記のフィルムを、真空下で、図3に示す
熱処理プログラムで熱処理し、フィルム状の分子複合材
を得た。The above film was heat treated under vacuum according to the heat treatment program shown in FIG. 3 to obtain a film-like molecular composite material.
【0062】この分子複合材について、実施例1と同様
にして、引張弾性率を測定した。結果を表1に示す。The tensile modulus of this molecular composite material was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
【0063】比較例2
実施例2で用いたマトリックスポリマー(熱硬化型ポリ
イミド)のみを用いて、実施例2と同様の操作でフィル
ムを製造し、やはり実施例2と同様に引張弾性率を測定
した。結果を表1に合わせて示す。Comparative Example 2 A film was produced in the same manner as in Example 2 using only the matrix polymer (thermosetting polyimide) used in Example 2, and the tensile modulus was measured in the same manner as in Example 2. did. The results are also shown in Table 1.
【0064】
表
1 例No. 剛直ポリマー量(
重量%) 引張弾性率(Kgf/mm 2)
実施例2 1.9
1531 比較
例2 0
1018Table 1 Example No. Amount of rigid polymer (
Weight%) Tensile modulus (Kgf/mm2)
Example 2 1.9
1531 Comparative example 2 0
1018
【0065】実施例3
実施例1の(2) で得られたポリオキサゾール前駆物
質と、マトリックスポリマーとしてポリアミドイミド粉
末(TORLON4000T:アモコ(株)製)とを用
いて、分子複合材を製造した。このとき、全ポリマー中
のポリベンゾビスオキサゾールの量が20重量%以下の
範囲となる4種類の分子複合材を以下の要領で製造した
。Example 3 A molecular composite material was produced using the polyoxazole precursor obtained in Example 1 (2) and polyamideimide powder (TORLON 4000T, manufactured by Amoco Corporation) as a matrix polymer. At this time, four types of molecular composite materials in which the amount of polybenzobisoxazole in the total polymer was in the range of 20% by weight or less were manufactured in the following manner.
【0066】まず、前駆物質とポリアミドイミドとの均
一溶液の調製では、溶媒としてDMSOを用い、アルゴ
ンガス雰囲気で混合した。この混合は、40〜60℃で
時々攪拌しながら一週間かけて行った。次に、実施例1
と同様にキャストによりフィルム状に成形し、乾燥後、
これを真空中、260 ℃で12時間のポストキュアを
行った後、300 ℃で30分加熱した。First, in preparing a homogeneous solution of the precursor and polyamideimide, DMSO was used as a solvent and mixed in an argon gas atmosphere. This mixing was carried out for one week at 40-60° C. with occasional stirring. Next, Example 1
Similarly, it is formed into a film by casting, and after drying,
This was post-cured in vacuum at 260°C for 12 hours, and then heated at 300°C for 30 minutes.
【0067】得られたフィルムについて、実施例1と同
様に引張弾性率及び引張強度を測定した。結果をそれぞ
れ図4及び図5に示す。
比較例3
実施例3で用いたマトリックスポリマー(ポリアミドイ
ミド)のみを用いて、実施例3と同様の操作でフィルム
を製造し、やはり実施例3と同様に引張弾性率及び引張
強度を測定した。結果をそれぞれ図4及び図5に示す。The tensile modulus and tensile strength of the obtained film were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIGS. 4 and 5, respectively. Comparative Example 3 A film was produced in the same manner as in Example 3 using only the matrix polymer (polyamideimide) used in Example 3, and the tensile modulus and tensile strength were measured in the same manner as in Example 3. The results are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上に詳述した通り、本発明の方法では
、芳香族ポリオキサゾール前駆物質をマトリックスポリ
マー中に良好に分散することができるので、分子複合材
の機械的強度は向上する。また、耐熱性、耐溶媒性等も
向上する。さらに熱膨張率(線膨張係数)が低下し、寸
法安定性も向上させることができる。As detailed above, in the method of the present invention, the aromatic polyoxazole precursor can be well dispersed in the matrix polymer, so that the mechanical strength of the molecular composite material is improved. Moreover, heat resistance, solvent resistance, etc. are also improved. Furthermore, the coefficient of thermal expansion (coefficient of linear expansion) is reduced, and dimensional stability can also be improved.
【0069】本発明の方法により得られる分子複合材は
、良好な機械的強度、耐熱性及び耐溶媒性等の諸特性を
有するために、自動車部品、航空部品、宇宙機器を始め
として、幅広く利用することができる。The molecular composite material obtained by the method of the present invention has various properties such as good mechanical strength, heat resistance, and solvent resistance, so it is widely used in automobile parts, aircraft parts, space equipment, etc. can do.
【図1】実施例1で得られた分子複合材及び比較例1の
試料の引張弾性率の測定結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the measurement results of the tensile modulus of the molecular composite material obtained in Example 1 and the sample of Comparative Example 1.
【図2】実施例1で得られた分子複合材及び比較例1の
試料の引張強度の測定結果を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the results of measuring the tensile strength of the molecular composite material obtained in Example 1 and the sample of Comparative Example 1.
【図3】実施例1におけるフィルムの加熱処理プログラ
ムを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a heat treatment program for the film in Example 1.
【図4】実施例3で得られた分子複合材及び比較例3の
試料の引張弾性率の測定結果を示すグラフである。4 is a graph showing the measurement results of the tensile modulus of the molecular composite material obtained in Example 3 and the sample of Comparative Example 3. FIG.
【図5】実施例3で得られた分子複合材及び比較例3の
試料の引張強度の測定結果を示すグラフである。5 is a graph showing the results of measuring the tensile strength of the molecular composite material obtained in Example 3 and the sample of Comparative Example 3. FIG.
Claims (4)
ポリマーとマトリックスポリマーとの分子複合材の製造
方法において、(a) 芳香族ポリオキサゾールの前駆
物質とマトリックスポリマーとの有機溶媒の均一溶液を
調製し、(b) 前記有機溶媒を除去した後、加熱する
ことにより前記前駆物質のオキサゾール閉環反応を起こ
すことを特徴とする方法。1. A method for producing a molecular composite of a rigid polymer comprising an aromatic polyoxazole and a matrix polymer, comprising: (a) preparing a homogeneous solution of an aromatic polyoxazole precursor and a matrix polymer in an organic solvent; (b) A method characterized by causing an oxazole ring-closing reaction of the precursor by heating after removing the organic solvent.
族ジアミノジヒドロキシ化合物のアミノ基及びヒドロキ
シル基をシリル化したものを、ジカルボン酸誘導体と反
応させることによって、前記前駆物質を合成することを
特徴とする方法。2. The method according to claim 1, wherein the precursor is synthesized by reacting an aromatic diamino dihydroxy compound obtained by silylating the amino group and hydroxyl group with a dicarboxylic acid derivative. How to do it.
、前記マトリックスポリマーが、アラミド系樹脂または
ポリアミドイミド樹脂であることを特徴とする方法。3. The method according to claim 1, wherein the matrix polymer is an aramid resin or a polyamideimide resin.
法において、前記芳香族ポリオキサゾールが、置換又は
無置換のフェニレン基を有するポリ−p−フェニレンベ
ンゾビスオキサゾールであることを特徴とする方法。4. The method according to claim 1, wherein the aromatic polyoxazole is a poly-p-phenylenebenzobisoxazole having a substituted or unsubstituted phenylene group. Method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5037891A JPH04268332A (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Production of aromatic polyoxazole moleculary composite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5037891A JPH04268332A (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Production of aromatic polyoxazole moleculary composite material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04268332A true JPH04268332A (en) | 1992-09-24 |
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ID=12857218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5037891A Pending JPH04268332A (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Production of aromatic polyoxazole moleculary composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04268332A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006342233A (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Teijin Ltd | Rigid heterocycle copolymer and method for producing the same |
JP2010195856A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Asahi Kasei E-Materials Corp | Polyamic acid varnish composition and polyimide metal laminated plate obtained using the same |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP5037891A patent/JPH04268332A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006342233A (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Teijin Ltd | Rigid heterocycle copolymer and method for producing the same |
JP4660287B2 (en) * | 2005-06-08 | 2011-03-30 | 帝人株式会社 | Rigid heterocyclic copolymer and process for producing the same |
JP2010195856A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Asahi Kasei E-Materials Corp | Polyamic acid varnish composition and polyimide metal laminated plate obtained using the same |
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