JPH0429783B2 - - Google Patents

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JPH0429783B2
JPH0429783B2 JP60285809A JP28580985A JPH0429783B2 JP H0429783 B2 JPH0429783 B2 JP H0429783B2 JP 60285809 A JP60285809 A JP 60285809A JP 28580985 A JP28580985 A JP 28580985A JP H0429783 B2 JPH0429783 B2 JP H0429783B2
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aromatic polyamide
fiber
wholly aromatic
fibers
amino groups
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、マトリツクス樹脂との接着性を改善
した新規な被覆全芳香族ポリアミド繊維及び該繊
維を強化成分として含有する繊維強化樹脂複合体
に関するものである。 (従来の技術) ポリ(p−フエニレンテレフタルアミド)、ポ
リ(3,4′−オキシジフエニルテレフタルアミ
ド・p−フエニレンテレフタルアミド)共重合
体、ポリ(m−フエニレンイソフタルアミド)等
の全芳香族ポリアミドからの繊維(いわゆるアラ
ミド繊維)は、機械的性質,耐熱性等にすぐれて
いることはよく知られており(特公昭55−14167
号、特公昭54−43612号)、これらの繊維を各種の
マトリツクス樹脂と組合せ、航空機,宇宙機器,
自動車,電子機器等の各種の分野で繊維強化複合
材として用いられつつある。 すなわち、これらの分野では、全芳香族ポリア
ミド繊維(アラミド繊維)が一方向強化プリプレ
グや織布を用いたラミネート板、ハニカム材、フ
イラメントワインデイング成形物、プルトル−ジ
ヨン成形物、FRTP等の形で用いられるようにな
つている。 しかしながら、これらの全芳香族ポリアミド繊
維は、そのポリマーの構造からも明らかな如く化
学的に安定すなわち不活性であり、かつ非常に2
次転移点が高いために、マトリツクス樹脂との接
着性がよくないという問題が指摘されているが、
現在のところ工業的に有効な解決手段は未だ知ら
れていない。 (発明の目的) 本発明の第1の目的は、前述の如き全芳香族ポ
リアミド繊維のもつ欠点を改善し、マトリツクス
樹脂に対する接着性を大幅に向上せしめた繊維を
提供することにある。また、本発明の第2の目的
は、該全芳香族ポリアミド繊維を強化成分とする
層間せん断強度のすぐれた繊維強化樹脂複合体
(コンポジツト)を提供することにある。 (発明の構成) 全芳香族ポリアミド繊維のマトリツクス樹脂に
対する接着性を向上せしめるためには、該全芳香
族ポリアミド繊維表面に、全芳香族ポリアミドと
高い親和性を有するとともにマトリツクス樹脂と
も反応性又は強い親和性を有する接着層を形成せ
しめる方法が考えられる。 そこで、本発明者は、全芳香族ポリアミド繊維
を構成するポリマーの主鎖構造と類似した構造を
有し、かつ、ペンダント基としてエポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、フエノール樹脂、ポリ
イミド樹脂等のマトリツクス樹脂として用いられ
る主な樹脂と反応性を有するアミノ基をもつ全芳
香族ポリアミドを利用することによつて、系全体
の耐熱性や化学安定性を下げることなく、接着性
を改善出来ることを見い出し、本発明に到達した
ものである。 すなわち、本発明は、 全繰返し単位中の少なくとも10モル%以上に
ペンダントアミノ基を少なくとも1個有する全
芳香族ポリアミドで繊維表面を被覆したことを
特徴とする、マトリツクス樹脂との接着性を改
善した被覆全芳香族ポリアミド繊維、及び、 全繰返し単位中の少なくとも10モル%以上に
ペンダントアミノ基を少なくとも1個有する全
芳香族ポリアミドで繊維表面を被覆した全芳香
族ポリアミド繊維を強化成分として含有するこ
とを特徴とする、繊維強化樹脂複合体である。 本発明で用いられる全芳香族ポリアミド繊維と
しては、例えば、下記のような繰返し単位からな
るホモ又はコポリアミドからなる繊維があげられ
る。 これらの全芳香族ポリアミド繊維のうちでも、
特に、特公昭54−43612号公報に記載の如きポリ
(3,4′−オキシジフエニルテレフタルアミド・
p−フエニレンテレフタルアミド)共重合体繊
維、特公昭55−14167号公報に記載の如きポリ
(p−フエニレンテレフタルアミド)繊維等で代
表される、いわゆる高ヤング率高強力繊維に分類
されるバラ型全芳香族ポリアミド繊維が好適に用
いられる。該繊維は必要に応じて各種の添加剤を
含むことが出来、また該繊維の断面形状は、円
形,三角形,マルチローバル形,まゆ形,その他
任意の形状でもよい。 一方、本発明において前記全芳香族ポリアミド
繊維の表面被覆成分として用いられるペンダント
アミノ基を有する全芳香族ポリアミドは、全繰返
し単位中の少なくとも10モル%以上にペンダント
アミノ基を少なくとも1個有するホモ又はコポリ
アミドである。 ペンダントアミノ基を有するポリアミド繰返し
単位のうち、好ましいものしては、例えば、次の
ようなものがあげられる。 このようなペンダントアミノ基を有する全芳香
族ポリアミドは、本発明者らがさきに提案した特
開昭62−7732号の明細書に記載した方法によつて
製造することが出来るが、下記の如き方法によつ
ても製造することが可能である。 (a) 低級カルボキシル基、スルホン酸基で保護し
たアミノ基、すなわちカルボン酸無水物、アル
デヒド基、アセトアミド基、フタルアミド基、
スルホンアミド基、アゾメチン基を1個以上有
し、かつ保護されていない第1級及び/又は第
2級アミノ基を2個有する芳香族ジアミンと、
場合によつてはそれと他の芳香族ジアミンと、
芳香族ジカルボン酸ジクロライドとの低温重縮
合法によつてポリアミドを製造し、該ポリアミ
ドのペンダント基中の保護基を選択的に取り外
すことによつて、ペンダントアミノ基を有する
全芳香族ポリアミドを得る方法。 (b) 1個以上のニトロ基と第1級及び/又は第2
級アミノ基を2個有する芳香族ジアミンと、場
合によつてはそれと他の芳香族ジアミンと、芳
香族ジカルボン酸ジクロライドとの低温重合法
によつてポリアミドを製造し、該ポリアミドの
ペンダントニトロ基を還元によつてアミノ基に
変え、ペンダントアミノ基を有する全芳香族ポ
リアミドを得る方法。 (c) 1個以上のニトロ基を有する芳香族ジカルボ
ン酸ジクロライドと、場合によつてはそれと他
のジカルボン酸クロライドと、芳香族ジアミン
との低温重合法によつてポリアミドを製造し、
該ポリアミドのペンダントニトロ基を還元によ
つてアミノ基に変え、ペンダントアミノ基を有
する全芳香族ポリアミドを得る方法。 (d) 全芳香族ポリアミドを後ニトロ化し、それを
還元してアミノ基に変え、ペンダントアミノ基
を有する全芳香族ポリアミドを得る方法。 ただし、前記(a)の方法においては、全芳香族ポ
リアミド骨格結合の加水分解をもたらすことなし
に保護基を選択的に取外すことは、反応条件の選
定が難しく、また原料として用いうる保護された
アミノ基を有する芳香族ジアミンの合成が面倒
で、合成し得る芳香族ジアミンの構造が限られて
くるという問題がある。また前記(b)の方法におい
ては、ニトロ基を有するジアミンを得るために
は、一般に、ジアミンのアミノ基を保護した後ニ
トロ化し、しかる後、保護基を外してニトロ基を
有するジアミンとする必要があり、合成が非常に
厄介で、かつ強力な電子吸引性基であるニトロ基
を有するジアミンは反応性が低下し重合度が上り
難くなるという問題がある。さらに前記(d)の方法
は、例えば、全芳香族ポリアミド繊維を形成する
のと同じポリアミドをそのままニトロ化し還元す
れば得られるので、工業的に最も有利な方法と思
われるが、実際には、混酸等によるニトロ化の際
に主鎖の切断が起り易く、かつ、導入されるニト
ロ基の数を反応条件によつて厳密にコントロール
することは非常な困難をともない工業的に使用出
来る一定品質のペンダントアミノ基を有するポリ
アミドを得ることはかなり難しい。 それに対し、前記(c)の方法においては、芳香族
ジカルボン酸類は容易にニトロ化することが出
来、一般に定まつた構造のニトロ化芳香族ジカル
ボン酸が得られる。このものは、安定に酸クロラ
イド化することが出来るので、原料の合成は比較
的容易であり、このニトロ化芳香族ジカルボン酸
ジクロライドの使用量によつて最終的に得られる
ポリアミド中のアミノ基の量は自由にコントロー
ル出来る。また、前記(b)(c)の両方法に共通するこ
とであるが、重縮合を例えばNN′−ジメチルホ
ルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のい
わゆるアミド系溶媒を用いる低温溶液重縮合法で
行つた場合、重合体は均一溶液の形で得られるの
で、の均一溶液のまた還元を行えば、ワン・ポツ
トで目的とするペンダントアミノ基を有するポリ
アミドを得ることができる。したがつて、工業的
見地からは、前記(c)(d)の方法が有利であり、特
に、再現性よく一定品質のものを得るためには前
記(c)の方法が適していると言える。 かかる全芳香族ポリアミドのペンダントアミノ
基含量については、全繰返し単位中10〜100モル
%の範囲内で少なくとも1種のアミノ基を有する
ものが適当であるが、用いられるマトリツクス樹
脂の種類、要求される接着性等の条件に応じてア
ミノ基の含量等を実験により適宜決定することが
できる。 また、該全芳香族ポリアミドの重合度について
も実験によつて決定すべきであるが、充分丈夫な
塗膜を形成し得るものを選択するのが好ましい場
合が多い。 該全芳香族ポリアミドの具体的繰返し単位につ
いては、基体となる全芳香族ポリアミド繊維との
親和性を考慮すると、繊維を形成する全芳香族ポ
リアミドの構造と類似のものが好ましいが、溶解
性が限定されている場合もあり、それらを適当に
考慮して用いることが必要である。前述の如きペ
ンダントアミノ基を有する全芳香族ポリアミドに
て、基体となる全芳香族ポリアミド繊維を被覆す
るには、前記全芳香族ポリアミドの希薄溶液に繊
維をデイツプし、適当に絞り、必要に応じて乾燥
する方法が好ましいが、繊維にローラー,刷毛等
によつて前記全芳香族ポリアミドの希薄溶液をコ
ートする方法も採用し得る。 溶液の最適濃度は実験によつて選定されるが、
一般に0.5〜5重量%の範囲内が好ましい。溶媒
は、ペンダントアミノ基を有する全芳香族ポリア
ミドを溶解するもので、かつ、基体となる全芳香
族ポリアミド繊維に親和性を有するものの該繊維
を強くおかすことのない溶媒組成が好ましい。か
かる観点から、NN′−ジメチルホルムアミド,
NN′−ジメチルアセトアミド及びそれらに水,
アルコール等の希釈成分を加えたものが好適に用
いられる。経済的には、希釈成分として水を用い
るのが特に好ましい。 かくして、本発明に従つて、ペンダントアミノ
基を有する全芳香族ポリアミドで被覆された全芳
香族ポリアミド繊維は、前記アミノ基が主要なマ
トリツクス樹脂との反応点となつて、該繊維のマ
トリツクス樹脂に対する接着性を飛躍的に向上せ
しめる。 すなわち、前記アミノ基を有する全芳香族ポリ
アミドは、エポキシ樹脂とは硬化剤として用いら
れる芳香族アミン類と同じようにエポキシ基と反
応し、不飽和ポリエステル樹脂と不飽和ポリエス
テル中の成分であるマレイン酸成分とマイケル付
加型の反応及びエステル基のアミネーシヨン反応
により反応する。フエノール樹脂とはフエノール
樹脂中のメチロール基と容易に反応し、ビスマレ
イミド化合物を含有するポリイミド樹脂とはマイ
ケル付加型の反応、通常のポリイミド樹脂とはイ
ミド基をアミノ基により開環する反応によつて、
反応しうる。 なお、本発明において、ペンダントアミノ基を
有する全芳香族ポリアミド繊維を被覆するに当つ
て、エポキシ化合物、ビスマレイミド化合物、不
飽和結合を有するポリエステルプレポリマー、フ
エノール樹脂−レゾール体等を、ペンダントアミ
ノ基含有全芳香族ポリアミドを繊維に塗布した後
完全に乾燥した被覆層を作る以前、あるいは被覆
層を作つた後に、溶液としてその上層に塗布、マ
トリツクス樹脂成分の適用以前にマトリツクス樹
脂中の特定反応性成分と前もつてプレアダクトを
作つておく方法を採用することも出来る。これに
よつて、以降のマトリツクス樹脂との相溶性、反
応性をさらに向上せしめることが出爺、実用上非
常に効果的であると言える。 前述のような本発明の繊維を強化成分とした繊
維強化樹脂複合体を製造するには、従来公知の複
合化方法を採用することができる。例えば、強化
用繊維は、連続フイラメント,短繊維,ヤーン,
一方向引揃えプリプレグ,織編物,不織布等任意
の形態でマトリツクス樹脂中に存在せしめること
が出来、樹脂と繊維の比率も、繊維の形態や複合
体の用途等に応じて適宜選定することができる。 (発明の効果) 以上の如き本発明の被覆全芳香族ポリアミド繊
維は、通常の全芳香族ポリアミド繊維に比べて、
マトリツクス樹脂に対する接着性が格段に向上し
ており、この繊維を強化成分として含有する繊維
強化樹脂複合体は、特に引張りせん断強度あるい
は層間せん断強度がすぐれたものとなる。 すなわち、強化繊維とマトリツクス樹脂との接
着性を評価する方法として各種の方法が提案され
ているが、一般に、引張りせん断強度あるいは層
間せん断剥離強度の測定等が採用されるが、本発
明による複合体は、これらの測定値においてもす
ぐれており、繊維−樹脂の接着性が良好なことを
示す。 かかる本発明による繊維強化複合体は、良好な
機械的性質、耐熱性を有し、しかも、繊維−樹脂
の接着性にすぐれているため、ラミネート板、ハ
ニカム材、フイラメントワインデイグ成形物、プ
ルトルージヨン成形物、FRTP等の形で、電子機
器、自動車、航空機、宇宙機器等の広範な分野に
有利に適用することが出来る。 (実施例) 以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明す
る。この実施例は本発明の説明のためであつて、
本発明がこれにより限定されるものではない。 なお、参考例1は、ペンダントアミノ基を有す
る全芳香族ポリアミドの製造例を示すものであ
る。 参考例 1 撹拌翼を備えた3ツ口フラスコ中、乾燥窒素気
流下で、3,4′−ジアミノジフエニルエーテル
9.062gをモレキユラーシーブスで脱水したN−
メチル−2−ピロリドンに溶解した。 この溶液を氷水で外部冷却し、2−ニトロテレ
フタル酸クロライド11.886gを加えて、ポリ−
3,4′−オキシジフエニレン(2−ニトロ)テレ
フタルアミドを調製した。 上記のポリマー溶液中の塩化水素を炭酸リチウ
ム11.3gを加えて中和した後、水5.6gとハイド
ロサルフアイト(Na2S2O3)41.7gを加えてポリ
マーのペンダントニトロ基をアミノ基に還元し
た。 反応混合物を水で沈殿させ、ポリ−3,4′−オ
キシジフエニレン(2−アミノ)テレフタルアミ
ドを粉末状で得た。 前述した3,4′−ジアミノジフエニルエーテル
と2−ニトロテレフタル酸クロライドとのモルバ
ランスを変えて、ηinh=0.3〜3.5にコントロール
することが出来た。 実施例1,2及び比較例 参考例1で得られたポリマーをN,N′−ジメ
チルホルムアミドに溶解させて、下表1の濃度に
調整して得た溶液を、樹脂含浸槽の前に設けた前
処理槽に入れた。 他方エピコート828(油化シエル(株)製)100重
量部と硬化剤としてエピキユアーZ(油化シエ
ル(株)製)20重量部をアセトン20重量部で溶解して
得られたマトリツクス樹脂を含浸槽に入れた。 ポリ(p−フエニレンテレフタルアミド・3,
4′−オキシジフエニレンテレフタルアミド)共重
合体からなる全芳香族ポリアミド繊維を前処理槽
のポリマー溶液にデイツプし繊維に充分塗布した
後、樹脂含浸槽に導きマトリツクス樹脂にデイツ
プした後、オリフイスを通過させ樹脂の含有率を
調節しながら直径90cmのドラムに一列に並べシー
ト状物を形成させた。 こうして得られたシート状物を85度で45分熱処
理してアセトンを除去するとともに予備硬化を行
い、一方向引き揃えプリプレグを得た。 このプリプレグを12枚0度方向に積層し、150
(℃)でプレス成形を行い、更に160(℃)で2時
間後硬化を実施して、一方向繊維強化型コンポジ
ツト(複合体)を得た。 こうして得られたコンポジツトの層間せん断強
度(ILSS)をASTM D2344に準じた方法で測定
した結果を表1に実施例及び実施例2として示
す。 比較のため、前処理槽を通さずに含浸浴に導い
てマトリツクス樹脂にデイプしたものを用いて同
様に一方向繊維強化型コンポジツト(複合体)と
した。このものの層間せん断強度(ILSS)を測
定した結果を表1に比較例1として示す。 表1の実施例1,2と比較例1のILSSの測定
値を比較すると、本発明の繊維がマトリツクス樹
脂との接着性が大幅に向上していることが判る。 【表】
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a novel coated wholly aromatic polyamide fiber with improved adhesion to a matrix resin and a fiber-reinforced resin composite containing the fiber as a reinforcing component. It is something. (Prior art) Poly(p-phenylene terephthalamide), poly(3,4'-oxydiphenyl terephthalamide/p-phenylene terephthalamide) copolymer, poly(m-phenylene isophthalamide), etc. It is well known that fibers made from wholly aromatic polyamides (so-called aramid fibers) have excellent mechanical properties and heat resistance (Japanese Patent Publication No. 55-14167).
(Special Publication No. 54-43612), these fibers can be combined with various matrix resins to be used in aircraft, space equipment,
It is being used as a fiber-reinforced composite material in various fields such as automobiles and electronic equipment. In other words, in these fields, fully aromatic polyamide fibers (aramid fibers) are used in the form of unidirectionally reinforced prepregs, laminate plates using woven fabrics, honeycomb materials, filament winding moldings, pultrusion moldings, FRTP, etc. It is starting to be used. However, these wholly aromatic polyamide fibers are chemically stable or inert, as evidenced by their polymer structure, and are extremely
It has been pointed out that the adhesion with matrix resin is poor due to the high secondary transition point.
At present, no industrially effective solution is known. (Objects of the Invention) The first object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of wholly aromatic polyamide fibers and to provide fibers that have significantly improved adhesion to matrix resins. A second object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin composite having excellent interlaminar shear strength and containing the wholly aromatic polyamide fiber as a reinforcing component. (Structure of the Invention) In order to improve the adhesion of the wholly aromatic polyamide fiber to the matrix resin, it is necessary to add a material to the surface of the wholly aromatic polyamide fiber that has a high affinity with the wholly aromatic polyamide and is also reactive or strong with the matrix resin. A possible method is to form an adhesive layer with affinity. Therefore, the present inventor has developed an epoxy resin having a structure similar to the main chain structure of the polymer constituting the wholly aromatic polyamide fiber, and as a pendant group.
By using fully aromatic polyamide with amino groups that are reactive with the main resins used as matrix resins such as unsaturated polyester resins, phenolic resins, and polyimide resins, the heat resistance and chemical stability of the entire system can be improved. The present invention was achieved by discovering that adhesiveness can be improved without lowering the adhesive properties. That is, the present invention provides improved adhesion to a matrix resin, characterized in that the fiber surface is coated with a wholly aromatic polyamide having at least one pendant amino group in at least 10 mol% of the total repeating units. Coated wholly aromatic polyamide fiber, and fully aromatic polyamide fiber whose fiber surface is coated with a wholly aromatic polyamide having at least one pendant amino group in at least 10 mol% of all repeating units as a reinforcing component. It is a fiber-reinforced resin composite characterized by: Examples of the wholly aromatic polyamide fibers used in the present invention include fibers made of homo- or copolyamides comprising the following repeating units. Among these wholly aromatic polyamide fibers,
In particular, poly(3,4'-oxydiphenyl terephthalamide) as described in Japanese Patent Publication No. 54-43612.
It is classified as a so-called high Young's modulus and high strength fiber, represented by p-phenylene terephthalamide) copolymer fiber and poly(p-phenylene terephthalamide) fiber as described in Japanese Patent Publication No. 55-14167. Loose type wholly aromatic polyamide fibers are preferably used. The fibers may contain various additives as required, and the cross-sectional shape of the fibers may be circular, triangular, multilobal, cocoon-shaped, or any other arbitrary shape. On the other hand, the wholly aromatic polyamide having a pendant amino group used as a surface coating component of the wholly aromatic polyamide fiber in the present invention is a homo- or It is a copolyamide. Among polyamide repeating units having pendant amino groups, preferred examples include the following. Such a wholly aromatic polyamide having pendant amino groups can be produced by the method described in the specification of JP-A No. 62-7732, which was previously proposed by the present inventors. It is also possible to manufacture by a method. (a) Lower carboxyl group, amino group protected with sulfonic acid group, i.e. carboxylic acid anhydride, aldehyde group, acetamide group, phthalamide group,
an aromatic diamine having one or more sulfonamide groups, one or more azomethine groups, and two unprotected primary and/or secondary amino groups;
sometimes with other aromatic diamines,
A method for obtaining a wholly aromatic polyamide having pendant amino groups by producing a polyamide by a low-temperature polycondensation method with an aromatic dicarboxylic acid dichloride and selectively removing the protecting groups in the pendant groups of the polyamide. . (b) one or more nitro groups and primary and/or secondary
A polyamide is produced by a low-temperature polymerization method of an aromatic diamine having two aromatic amino groups, or in some cases, another aromatic diamine, and an aromatic dicarboxylic acid dichloride, and the pendant nitro groups of the polyamide are A method of converting into amino groups by reduction to obtain a wholly aromatic polyamide having pendant amino groups. (c) producing a polyamide by a low temperature polymerization method of an aromatic dicarboxylic acid dichloride having one or more nitro groups, optionally it and other dicarboxylic acid chlorides, and an aromatic diamine;
A method of converting the pendant nitro groups of the polyamide into amino groups by reduction to obtain a wholly aromatic polyamide having pendant amino groups. (d) A method of post-nitrating a wholly aromatic polyamide and reducing it to convert it into an amino group to obtain a wholly aromatic polyamide having pendant amino groups. However, in method (a) above, it is difficult to select the reaction conditions to selectively remove the protecting groups without causing hydrolysis of the fully aromatic polyamide skeletal bonds, and There is a problem in that synthesis of aromatic diamines having an amino group is troublesome, and the structures of aromatic diamines that can be synthesized are limited. In addition, in the method (b) above, in order to obtain a diamine having a nitro group, it is generally necessary to protect the amino group of the diamine and then nitrate it, and then remove the protecting group to obtain a diamine having a nitro group. The synthesis is very complicated, and diamines having a nitro group, which is a strong electron-withdrawing group, have a problem in that their reactivity decreases and it becomes difficult to increase the degree of polymerization. Furthermore, method (d) is considered to be the most advantageous method industrially because it can be obtained by directly nitrating and reducing the same polyamide used to form wholly aromatic polyamide fibers, but in reality, During nitration using mixed acids, etc., the main chain is likely to be cleaved, and it is very difficult to strictly control the number of nitro groups introduced by the reaction conditions. It is rather difficult to obtain polyamides with pendant amino groups. On the other hand, in the method (c) above, aromatic dicarboxylic acids can be easily nitrated, and nitrated aromatic dicarboxylic acids with a defined structure can generally be obtained. Since this product can be stably converted into acid chloride, the synthesis of the raw material is relatively easy, and depending on the amount of this nitrated aromatic dicarboxylic acid dichloride used, the amount of amino groups in the final polyamide can be reduced. The amount can be controlled freely. In addition, which is common to both methods (b) and (c) above, the polycondensation is carried out by a low-temperature solution polycondensation method using a so-called amide solvent such as NN'-dimethylformamide or N-methyl-2-pyrrolidone. When this is carried out, the polymer is obtained in the form of a homogeneous solution, so by further reduction of the homogeneous solution, the desired polyamide having pendant amino groups can be obtained in one pot. Therefore, from an industrial standpoint, the methods (c) and (d) above are advantageous, and in particular, the method (c) above is suitable for obtaining products of constant quality with good reproducibility. . Regarding the content of pendant amino groups in such wholly aromatic polyamides, it is appropriate to have at least one type of amino group within the range of 10 to 100 mol% of the total repeating units, but depending on the type of matrix resin used and the required The content of amino groups, etc. can be appropriately determined through experiments depending on conditions such as adhesiveness. The degree of polymerization of the wholly aromatic polyamide should also be determined through experiments, but it is often preferable to select one that can form a sufficiently durable coating film. Regarding the specific repeating unit of the wholly aromatic polyamide, in consideration of the affinity with the wholly aromatic polyamide fiber serving as the base, it is preferable that the repeating unit is similar to the structure of the wholly aromatic polyamide forming the fiber. There may be some limitations, and it is necessary to take these into consideration when using them. In order to coat a wholly aromatic polyamide fiber as a base with a wholly aromatic polyamide having pendant amino groups as described above, the fiber is dipped in a dilute solution of the wholly aromatic polyamide, squeezed appropriately, and coated as necessary. Although a method of drying the fibers by drying is preferred, a method of coating the fibers with a dilute solution of the wholly aromatic polyamide using a roller, brush, etc. may also be adopted. The optimal concentration of the solution is selected by experiment, but
Generally, a range of 0.5 to 5% by weight is preferred. The solvent preferably has a solvent composition that dissolves the wholly aromatic polyamide having pendant amino groups and has an affinity for the wholly aromatic polyamide fibers serving as the base, but does not strongly damage the fibers. From this point of view, NN′-dimethylformamide,
NN'-dimethylacetamide and water,
Those to which a diluting component such as alcohol is added are preferably used. Economically, it is particularly preferred to use water as diluent component. Thus, in accordance with the present invention, the fully aromatic polyamide fiber coated with a fully aromatic polyamide having pendant amino groups is such that the amino groups serve as the main reaction points with the matrix resin, and the fibers react with the matrix resin. Dramatically improves adhesion. That is, the fully aromatic polyamide having amino groups reacts with epoxy resin in the same way as aromatic amines used as curing agents, and reacts with unsaturated polyester resin and malein, which is a component in unsaturated polyester. It reacts with an acid component through a Michael addition type reaction and an amination reaction with an ester group. Phenol resins easily react with the methylol groups in the phenolic resin, polyimide resins containing bismaleimide compounds react by a Michael addition type reaction, and ordinary polyimide resins react by ring-opening reactions of imide groups with amino groups. Then,
Can react. In the present invention, when coating a wholly aromatic polyamide fiber having pendant amino groups, an epoxy compound, a bismaleimide compound, a polyester prepolymer having an unsaturated bond, a phenol resin-resol body, etc. are coated with a pendant amino group. After applying the fully aromatic polyamide containing polyamide to the fibers and before forming a completely dry coating layer, or after forming the coating layer and applying it as a solution to the upper layer, the specific reactivity in the matrix resin can be applied before applying the matrix resin component. It is also possible to adopt a method in which a pre-adduct is prepared by combining the ingredients. This can further improve the compatibility and reactivity with the subsequent matrix resin, and can be said to be very effective in practice. In order to produce a fiber-reinforced resin composite containing the fiber of the present invention as a reinforcing component as described above, a conventionally known composite method can be employed. For example, reinforcing fibers include continuous filaments, short fibers, yarns,
It can be present in the matrix resin in any form such as unidirectionally aligned prepreg, woven or knitted fabric, or non-woven fabric, and the ratio of resin to fiber can be appropriately selected depending on the form of the fiber and the use of the composite. . (Effects of the invention) The coated wholly aromatic polyamide fiber of the present invention as described above has a
Adhesion to the matrix resin is significantly improved, and a fiber-reinforced resin composite containing this fiber as a reinforcing component has particularly excellent tensile shear strength or interlaminar shear strength. That is, various methods have been proposed to evaluate the adhesion between reinforcing fibers and matrix resin, and generally, measurements of tensile shear strength or interlaminar shear peel strength are adopted, but the composite according to the present invention was also excellent in these measured values, indicating good fiber-resin adhesion. The fiber-reinforced composite according to the present invention has good mechanical properties and heat resistance, and has excellent fiber-resin adhesion, so it can be used as a laminate board, honeycomb material, filament winding molded product, and pultrude. In the form of rousion molded products, FRTP, etc., it can be advantageously applied to a wide range of fields such as electronic equipment, automobiles, aircraft, and space equipment. (Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail by giving examples. This example is for illustration of the present invention, and
The present invention is not limited thereby. Note that Reference Example 1 shows an example of manufacturing a wholly aromatic polyamide having pendant amino groups. Reference Example 1 3,4'-diaminodiphenyl ether was added in a three-necked flask equipped with a stirring blade under a stream of dry nitrogen.
9.062g of N- was dehydrated with molecular sieves.
Dissolved in methyl-2-pyrrolidone. This solution was externally cooled with ice water, 11.886 g of 2-nitroterephthalic acid chloride was added, and the poly-
3,4'-oxydiphenylene(2-nitro)terephthalamide was prepared. After neutralizing the hydrogen chloride in the above polymer solution by adding 11.3 g of lithium carbonate, 5.6 g of water and 41.7 g of hydrosulfite (Na 2 S 2 O 3 ) were added to convert the pendant nitro groups of the polymer into amino groups. I gave back. The reaction mixture was precipitated with water to obtain poly-3,4'-oxydiphenylene(2-amino)terephthalamide in powder form. By changing the molar balance between the aforementioned 3,4'-diaminodiphenyl ether and 2-nitroterephthalic acid chloride, it was possible to control ηinh=0.3 to 3.5. Examples 1, 2 and Comparative Example The polymer obtained in Reference Example 1 was dissolved in N,N'-dimethylformamide and the solution obtained by adjusting the concentration as shown in Table 1 below was placed in front of the resin impregnation tank. It was placed in a pre-treatment tank. On the other hand, a matrix resin obtained by dissolving 100 parts by weight of Epicure 828 (manufactured by Yuka Ciel Co., Ltd.) and 20 parts by weight of Epicure Z (manufactured by Yuka Ciel Co., Ltd.) as a curing agent in 20 parts by weight of acetone was placed in an impregnation tank. I put it in. Poly(p-phenylene terephthalamide 3,
Fully aromatic polyamide fibers made of 4'-oxydiphenylene terephthalamide (4'-oxydiphenylene terephthalamide) copolymer are dipped in a polymer solution in a pre-treatment tank, thoroughly coated on the fibers, then introduced into a resin impregnation tank and dipped in matrix resin, and then passed through an orifice. was passed through it, and while adjusting the resin content, it was arranged in a row on a drum with a diameter of 90 cm to form a sheet-like material. The sheet-like material thus obtained was heat treated at 85 degrees for 45 minutes to remove acetone and pre-cure to obtain a unidirectionally aligned prepreg. Laminate 12 sheets of this prepreg in the 0 degree direction,
Press molding was carried out at (°C) and post-curing was further carried out at 160 (°C) for 2 hours to obtain a unidirectional fiber-reinforced composite. The interlaminar shear strength (ILSS) of the composite thus obtained was measured by a method according to ASTM D2344, and the results are shown in Table 1 as Examples and Example 2. For comparison, a unidirectional fiber-reinforced composite was similarly prepared by introducing the material into an impregnating bath without passing it through a pretreatment tank and dipping it in a matrix resin. The results of measuring the interlaminar shear strength (ILSS) of this material are shown in Table 1 as Comparative Example 1. Comparing the ILSS measurement values of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 in Table 1, it can be seen that the adhesiveness of the fibers of the present invention to the matrix resin is significantly improved. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 全繰返し単位中の少なくとも10モル%以上に
ペンダントアミノ基を少なくとも1個有する全芳
香族ポリアミドで繊維表面を被覆したことを特徴
とする、マトリツクス樹脂との接着性を改善した
被覆全芳香族ポリアミド繊維。 2 全繰返し単位中の少なくとも10モル%以上に
ペンダントアミノ基を少なくとも1個有する全芳
香族ポリアミドで繊維表面を被覆した全芳香族ポ
リアミド繊維を強化成分として含有することを特
徴とする、繊維強化樹脂複合体。
[Scope of Claims] 1. Improved adhesion with matrix resin, characterized in that the fiber surface is coated with a wholly aromatic polyamide having at least one pendant amino group in at least 10 mol% of all repeating units. coated fully aromatic polyamide fiber. 2. A fiber-reinforced resin characterized by containing, as a reinforcing component, wholly aromatic polyamide fiber whose fiber surface is coated with a wholly aromatic polyamide having at least one pendant amino group in at least 10 mol% of all repeating units. complex.
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