JPH0433925A - Liquid crystal polyester ether imide and production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の背景〕
〈産業上の利用分野〕
本発明は、熱可塑性ポリエステルエーテルイミドに関す
る。詳しくは、本発明は、溶融時に光学的異方性を示し
、成形加工性、耐熱性に優れた全芳香族液晶性ポリエス
テルエーテルイミド、及びその製造法に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to thermoplastic polyester etherimides. Specifically, the present invention relates to a wholly aromatic liquid crystalline polyester etherimide that exhibits optical anisotropy when melted and has excellent moldability and heat resistance, and a method for producing the same.
〈従来の技術〉
近年、電気・電子分野および自動車分野の発展に伴い、
プラスチックスに対しても高性能化の要求が高まりつつ
あり、数多くのプラスチックスが開発されて市場に提供
されている。これらの中でも、溶融時に光学的異方性を
示し、分子鎖が平行に配列していて、成形体の機械的性
質が向上していると共に、成形加工性にも優れたサーモ
トロピック液晶性高分子と呼ばれる一群の高分子化合物
が注目されている。<Conventional technology> In recent years, with the development of the electrical/electronic field and the automobile field,
Demand for high performance plastics is also increasing, and a large number of plastics have been developed and provided to the market. Among these, thermotropic liquid crystalline polymers exhibit optical anisotropy when melted, molecular chains are arranged in parallel, and have improved mechanical properties of molded products as well as excellent moldability. A group of high-molecular compounds called
これらの液晶性ポリマーとしては、p−ヒドロキシ安息
香酸、4.4’ −ビフェノールおよびテレフタル酸
より得られるポリエステル、p−ヒドロキシ安息香酸お
よびヒドロキシナフトエ酸より得られるポリエステル、
ポリエチレンテレフタレートおよびp−ヒドロキシ安息
香酸より得られるポリエステルなどがよく知られている
。These liquid crystalline polymers include polyesters obtained from p-hydroxybenzoic acid, 4,4'-biphenol and terephthalic acid, polyesters obtained from p-hydroxybenzoic acid and hydroxynaphthoic acid,
Polyesters obtained from polyethylene terephthalate and p-hydroxybenzoic acid are well known.
また、高分子主鎖中にイミド基を有する液晶性ポリエス
テルも知られている。例えば、トリメリット酸とアミノ
フェノールより合成されるポリエステルイミド(Mac
romol 、Chem、 、 184.1223(1
983))、トリメリット酸、アミノフェノールおよび
ヒドロキシナフトエ酸より合成されるポリエステルイミ
ド(米国特許第4383105号明細書)、あるいはポ
リエチレンテレフタレート、アミノフェノールおよびヒ
ドロキシフタル酸より合成されるポリエステルイミド(
特開昭60−4531号公報)などが知られている。し
かし、これらのポリエステルは、全芳香族ポリエステル
イミドの場合は溶融温度が高くて成形加工性に劣り、ま
た含脂肪族ポリエステルイミドの場合は耐熱性が十分で
あるとはいえなかった。Liquid crystalline polyesters having imide groups in the polymer main chain are also known. For example, polyesterimide (Mac
romol, Chem, 184.1223(1
983)), polyesterimide synthesized from trimellitic acid, aminophenol and hydroxynaphthoic acid (U.S. Pat. No. 4,383,105), or polyesterimide synthesized from polyethylene terephthalate, aminophenol and hydroxyphthalic acid (US Pat. No. 4,383,105)).
Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-4531) is known. However, in the case of these polyesters, fully aromatic polyesterimide has a high melting temperature and is poor in moldability, and aliphatic polyesterimide cannot be said to have sufficient heat resistance.
〈発明が解決しようとする課題〉
本発明の目的は、前記液晶性ポリエステルイミドの問題
点を解決し、成形加工性と耐熱性のバランスに優れた新
規の全芳香族液晶性ポリエステルエーテルイミドを提供
することにある。<Problems to be Solved by the Invention> The purpose of the present invention is to solve the problems of the liquid crystalline polyesterimide and provide a novel wholly aromatic liquid crystalline polyesteretherimide with an excellent balance between moldability and heat resistance. It's about doing.
く課題を解決するための手段〉
本発明は、エーテル基を有する特定のイミドモノマーを
使用することによって得られる新規な全芳香族液晶性ポ
リエステルエーテルイミドが成形加工性に優れ、また耐
熱性にも優れることを見いだしてなされたものである。Means for Solving the Problems> The present invention provides a novel wholly aromatic liquid crystalline polyester etherimide obtained by using a specific imide monomer having an ether group, which has excellent moldability and heat resistance. This was done after discovering something excellent.
本発明は、また、特定のエーテル基を有するイミドモノ
マーと特定のジカルボン酸機能誘導体と特定のヒドロキ
シカルボン酸機能誘導体とを反応させ、エステル結合を
生成させて重合させることによってこの全芳香族液晶性
ポリエステルエーテルイミドを製造することができるこ
とを見いだしてなされたものである。The present invention also provides fully aromatic liquid crystallinity by reacting an imide monomer having a specific ether group, a specific dicarboxylic acid functional derivative, and a specific hydroxycarboxylic acid functional derivative to form an ester bond and polymerize it. It was discovered that polyester etherimide could be produced.
すなわち、本発明による液晶性ポリエステルエ−チルイ
ミドは、下記構造単位〔I〕、(II)およびCIII
)より構成され(ただし、各構造単位は互いにエステル
結合で連結されている)、構造単位(1”I) + [
II] )が全体の5〜50モル%、構造単位〔■〕が
全体の50〜95モル%を占め、構造単位(1)および
[II)のモル比が0.95≦(I)/ [n)≦1.
05の範囲にあり、ガラス転位温度が150℃以上であ
ること、を特徴とするものである。That is, the liquid crystalline polyester ethyl imide according to the present invention has the following structural units [I], (II) and CIII.
) (However, each structural unit is connected to each other by an ester bond), and the structural unit (1”I) + [
II]) accounts for 5 to 50 mol% of the total, the structural unit [■] accounts for 50 to 95 mol% of the total, and the molar ratio of the structural units (1) and [II) is 0.95≦(I)/[ n)≦1.
05 and a glass transition temperature of 150°C or higher.
エーテルイミドの製造法は、下記一般式(IV)、(V
)および[VI]の化合物を反応させて下記−般式〔■
〕で示される化合物を脱離させること、を特徴とするも
のである。The method for producing etherimide is based on the following general formula (IV), (V
) and [VI] to form the following - general formula [■
] is characterized by eliminating the compound represented by.
・・・・・・ぼり
・・・・・・〔I〕
また、本発明による上記の液晶性ポリエステル(式中、
Y 、Y およびY3は同一または異種のH−また
はR1C0−であり、R1は炭素数1から6までの炭化
水素基である。zl、z2および2 は同一または異種
のHO−またはR20−であり、R2は炭素数1から8
までの炭化水素基である。)
Y−Z ・・・・・・頁
(式中、YおよびZは、式[IV)〜[VI)の化合物
で使用されたY1〜Y3のいずれかならびに21〜Z3
のいずれかをそれぞれ示す。)く効 果〉
本発明による液晶性ポリエステルエーテルイミドは、全
芳香族性でありながら、成形加工性に優れ、しかも耐熱
性が高い。・・・・・・Bori・・・・・・[I] Moreover, the above-mentioned liquid crystalline polyester according to the present invention (in the formula,
Y, Y and Y3 are the same or different H- or R1C0-, and R1 is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. zl, z2 and 2 are the same or different HO- or R20-, and R2 has 1 to 8 carbon atoms.
It is a hydrocarbon group up to. ) Y-Z...page (wherein, Y and Z are any of Y1 to Y3 used in the compounds of formulas [IV) to [VI) and 21 to Z3
Each indicates one of the following. ) Effects> The liquid crystalline polyester etherimide according to the present invention has excellent moldability and high heat resistance, although it is completely aromatic.
くポリエステルエーテルイミド〉
く分子構造の一般的説明〉
本発明による液晶性ポリエステルエーテルイミドは、下
記の構造単位(I)、(II)および〔■〕より構成さ
れ、各構造単位が互いにエステル結合で連結されたもの
である。すなわち、このポリエステルエーテルイミドは
、芳香族エーテルイミド結合を有するビスフェノール化
合物(〔I〕に対応)とフタル酸(〔II〕に対応)と
p−ヒドロキシ安息香酸とのコポリエステルである。Polyester etherimide General description of molecular structure The liquid crystalline polyester etherimide according to the present invention is composed of the following structural units (I), (II) and [■], and each structural unit has an ester bond with each other. They are connected. That is, this polyester etherimide is a copolyester of a bisphenol compound having an aromatic etherimide bond (corresponding to [I]), phthalic acid (corresponding to [II]), and p-hydroxybenzoic acid.
・・・・・・[1)
本発明によるこのポリエステルエーテルイミドは、構造
単位([11+ [II) )が全体の5〜50モル%
、好ましくは20〜50モル%、構造単位〔III〕が
全体の50〜95モル%、好ましくは50〜90モル%
、を占めてなるもである。また、構造単位〔1〕とl”
nlとのモル比〔I〕/[■)は、0.9〜1.1、好
ましくは0.95〜1.05である。...[1] This polyester etherimide according to the present invention has a structural unit ([11+ [II)] of 5 to 50 mol% of the total
, preferably 20 to 50 mol%, and the structural unit [III] is 50 to 95 mol% of the total, preferably 50 to 90 mol%
, which occupies the Also, structural unit [1] and l”
The molar ratio [I]/[■) with nl is 0.9 to 1.1, preferably 0.95 to 1.05.
このように、構造単位〔1〕と[II)のモル比(1)
/ (n)はほぼ1であるが、このことは必ずしもこの
ポリエステルポリエーテルイミドが(1)と[II]と
からなるポリエステルブロックと(m)からなるポリエ
ステルブロックとからなるブロックコポリエステルであ
ることを意味するものではない。すなわち、本発明によ
るポリエステルエーテルイミドは、このようなブロック
コポリエステルの外に、各構造単位が無作為に結合して
いるランダムコポリエステル(無作為といっても、各構
造単位がエステル結合で結合しているところより、それ
らの配列には自から制限があることはいうまでもない)
を包含するものである。In this way, the molar ratio of structural units [1] and [II] (1)
/ (n) is approximately 1, but this does not necessarily mean that this polyester polyetherimide is a block copolyester consisting of a polyester block consisting of (1) and [II] and a polyester block consisting of (m). does not mean. In other words, the polyester etherimide according to the present invention is a random copolyester in which each structural unit is bonded at random (even though it is called random, each structural unit is bonded through an ester bond) in addition to such a block copolyester. It goes without saying that there are limits to these arrays, given the fact that they are
This includes:
本発明による液晶性ポリエステルエーテルイミドは、十
分に分子量の大きいものであるべきである。しかしなが
ら、このポリエステルエーテルイミドは、繁用の有機溶
剤に不溶なため、分子量の測定は不可能である。従って
、高分子性の目安として、高分子特有の性質であるガラ
ス転位温度を以って、本発明のポリエステルエーテルイ
ミドを限定するものとする。The liquid crystalline polyester etherimide according to the present invention should have a sufficiently large molecular weight. However, since this polyester etherimide is insoluble in commonly used organic solvents, it is impossible to measure its molecular weight. Therefore, as a measure of polymer properties, the polyester etherimide of the present invention is limited by the glass transition temperature, which is a property unique to polymers.
このポリエステルエーテルイミドの分子量は、示差走査
型熱量計(DSC)で測定したガラス転位温度が150
℃以上、好ましくは150〜300℃、程度である。The molecular weight of this polyester etherimide is such that the glass transition temperature measured with a differential scanning calorimeter (DSC) is 150.
℃ or higher, preferably about 150 to 300℃.
なお、構造単位(1)および(II)はノくう、メタお
よびオルトの構造異性体があるが、これらの構造単位内
で異性体が混在していてもよい。Note that the structural units (1) and (II) have nok, meta, and ortho structural isomers, and isomers may coexist within these structural units.
く構造単位〉
構造単位〔I〕は、4.4−オキシシフタル酸とアミノ
フェノールとのビスイミドに相当するビスフェノール化
合物からの残基である。Structural unit> Structural unit [I] is a residue from a bisphenol compound corresponding to bisimide of 4,4-oxycyphthalic acid and aminophenol.
構造単位(1)として、アミノフェノール残基がパラ、
メタおよびオルトの3種類の構造異性体があげられるが
、好ましいのは下記構造に示されるアミノフェノール残
基がパラ構造および(または)メタ構造、のエーテル基
を含有するイミド化合物残基である。As the structural unit (1), the aminophenol residue is para,
There are three types of structural isomers, meta and ortho, but preferred is an imide compound residue in which the aminophenol residue shown in the structure below contains an ether group with a para structure and/or a meta structure.
・・・・・・(I a)
・・・・・・(I b)
構造単位(II)はフタル酸残基であるところ、これに
もバラ、メタおよびオルトの構造異性体があって、具体
的にはテレフタル酸残基、イソフタル酸残基、およびフ
タル酸残基であるが、好ましいのはテレフタル酸残基お
よび(または)イソフタル酸残基、である。......(I a) ......(I b) Structural unit (II) is a phthalic acid residue, which also has rose, meta and ortho structural isomers, Specifically, terephthalic acid residues, isophthalic acid residues, and phthalic acid residues are preferred, and terephthalic acid residues and/or isophthalic acid residues are preferred.
構造単位(m)は、p−ヒドロキシ安息香酸残基である
。The structural unit (m) is a p-hydroxybenzoic acid residue.
くポリエステルエーテルイミドの製造〉く−船釣説明〉
本発明による液晶性ポリエステルエーテルイミドは、ポ
リエステル結合、エーテル結合および(または)イミド
結合の形成に関して合目的的な任意の方法によって製造
することができる。Production of polyester etherimide - Explanation for boat fishing The liquid crystalline polyester etherimide according to the present invention can be produced by any method suitable for the formation of polyester bonds, ether bonds, and/or imide bonds. .
このポリエステルエーテルイミドがビスフェノール化合
物(〔I〕に対応)とフタル酸(〔II〕に対応)とp
−ヒドロキシ安息香酸(〔■〕に対応)とのコポリエス
テルに相当するものであるところからすれば、これらの
化合物をエステル形成条件下に反応させる方法が典型的
であるといえる。This polyester etherimide is a bisphenol compound (corresponding to [I]) and phthalic acid (corresponding to [II]).
Considering that it corresponds to a copolyester with -hydroxybenzoic acid (corresponding to [■]), it can be said that a typical method is to react these compounds under ester-forming conditions.
この場合の「エステル形成条件下」とは、直接エステル
化(縮合により生成する水を共沸等によって除去する場
合あるいは適当な縮合剤を使用する場合を含む)の外に
これら反応体の少なくとも一方をその機能的誘導体の形
で反応させる場合、たとえば、フタル酸およびp−ヒド
ロキシ安息香酸を酸ハライド(たとえば酸クロライド)
または酸無水物(特に、混合無水物)の形でビスフエノ
ール化合物(〔I〕に対応)と反応させる場合、ならび
にビスフェノール化合物をそのアシル誘導体の形でフタ
ル酸およびp−ヒドロキシ安息香酸と反応させる場合、
その他を包含するものである。In this case, "ester-forming conditions" refers to at least one of these reactants, in addition to direct esterification (including cases in which water produced by condensation is removed by azeotropy, etc., or cases in which an appropriate condensation agent is used). For example, when phthalic acid and p-hydroxybenzoic acid are reacted in the form of their functional derivatives, phthalic acid and p-hydroxybenzoic acid are reacted with acid halides (e.g. acid chlorides).
or when reacting with bisphenol compounds (corresponding to [I]) in the form of acid anhydrides (especially mixed anhydrides), and when bisphenol compounds are reacted in the form of their acyl derivatives with phthalic acid and p-hydroxybenzoic acid. case,
It includes others.
ビスフェノール化合物(〔I〕に対応)は、芳香族ポリ
イミド製造に慣用されているところに従って、−旦アミ
ド酸を生成させ、それを脱水閉環/イミド環形成させる
ことによって製造するのが代表的である。Bisphenol compounds (corresponding to [I]) are typically produced by first producing amic acid and then dehydrating it to form an imide ring, in accordance with the method commonly used for producing aromatic polyimides. .
く具体的な方法〉
本発明による液晶性ポリエステルエーテルイミドの具体
的な製造法の一つは、下記の化合物(IV)、(V)お
よび(V[)より、化合物〔■〕を脱離させることから
なるものである。Specific method> One specific method for producing liquid crystalline polyester etherimide according to the present invention is to eliminate compound [■] from the following compounds (IV), (V), and (V[). It consists of things.
・・・・・・〔関
(式中、Yl、Y2およびY3は同一または異種の■−
またはRICo−であり、R1は炭素数1から6までの
炭化水素基である。zl、Z2およびZ3は同一または
異種のHO−またはR20−であり、R2は炭素数1か
ら8までの炭化水素基である。)
Y−Z ・・・・・・・・・ 〔■〕(式
中、Yおよび2は、式[IV]〜(Vl)の化合物で使
用されたY1〜Y3のいずれかならびに21〜Z3のい
ずれかをそれぞれ示す。)化合物[IV)〜〔■〕の反
応によって脱離する式〔■〕の化合物は、YおよびZが
それぞれ化合物(TV)〜(VI)で使用したY1〜Y
3およびz1〜z3に対応する化合物である。......[Seki (in the formula, Yl, Y2 and Y3 are the same or different ■-
or RICo-, and R1 is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. zl, Z2 and Z3 are the same or different HO- or R20-, and R2 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. ) Y-Z ...... [■] (wherein, Y and 2 are any of Y1 to Y3 used in the compounds of formulas [IV] to (Vl) and 21 to Z3 In the compound of formula [■] that is eliminated by the reaction of compounds [IV) to [■], Y and Z are Y1 to Y used in compounds (TV) to (VI), respectively.
3 and z1 to z3.
重縮合反応が直接エステル化の場合は、Y1〜Y がH
,Z1〜Z3がOHであって、脱離する化合物〔■〕が
H20である。機能的誘導体によるたとえば脱モノカル
ボン酸重縮合反応の場合は、たとえばY −Y がRC
O,Z1〜z3が0Hであって、脱離する化合物は勿論
RICOOHであり、また脱モノアルコール重縮合反応
の場合は、たとえばY −Y がH,Z1〜Z3が
ROであって、脱離する化合物は勿論R20Hである。When the polycondensation reaction is direct esterification, Y1 to Y are H
, Z1 to Z3 are OH, and the compound [■] to be eliminated is H20. For example, in the case of a demonocarboxylic acid polycondensation reaction using a functional derivative, for example, Y −Y is RC
O, Z1 to Z3 are 0H, and the compound to be eliminated is of course RICOOH, and in the case of monoalcohol removal polycondensation reaction, for example, Y -Y is H, Z1 to Z3 are RO, and the compound to be eliminated is RICOOH. Of course, the compound that does this is R20H.
なお、式(IV)〜(Vl)の化合物で使用したY
−Y および21〜z3がそれぞれ2種類以上である
場合は、式〔■〕の脱離化合物も理論上はそれらの順列
組合せに相当する数だけ存在することになる。In addition, Y used in the compounds of formulas (IV) to (Vl)
When there are two or more types of each of -Y and 21 to z3, the elimination compounds of the formula [■] will theoretically exist in a number corresponding to their permutation combinations.
一般式(IV)のY およびY2がR’CO−であると
きのR1の具体的な例としては、メチル、エチル、n−
プロピル、i−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、n
−アミル、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシ
ル、フェニル基などを挙げることができる。Ylおよび
Y2として特に好ましいのは、水素原子、およびRIC
O−で示される基でR1がメチル、エチルおよびフェニ
ル基であるもの、である。YlおよびY2は、同一であ
るものが代表的である。Specific examples of R1 when Y and Y2 of general formula (IV) are R'CO- include methyl, ethyl, n-
Propyl, i-propyl, n-butyl, t-butyl, n
Examples include -amyl, n-pentyl, n-hexyl, cyclohexyl, and phenyl groups. Particularly preferred as Yl and Y2 are hydrogen atoms and RIC
A group represented by O- in which R1 is a methyl, ethyl or phenyl group. Yl and Y2 are typically the same.
一般式〔v〕のZlおよびZ2がR20−であるときの
R2の具体的な例としては、メチル、エチル、n−プロ
ピル、i−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ア
ミル、n−ペンチル、n−へキシル、シクロへキシル、
フェニル基などを挙げることかできる。ZlおよびZ2
として特に好ましいのは、水酸基、およびR20−で示
される基でR2がフェニル、メチルおよびエチル基であ
るもの、である。Z およびZ2も、同一であるものが
代表的である。Specific examples of R2 when Zl and Z2 of general formula [v] are R20- include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, t-butyl, n-amyl, n- -pentyl, n-hexyl, cyclohexyl,
Examples include phenyl group. Zl and Z2
Particularly preferred are a hydroxyl group and a group represented by R20- in which R2 is a phenyl, methyl or ethyl group. Z and Z2 are also typically the same.
一般式(VI)のY およびZ3の具体例は上記で示し
たY 、Y 、Z およびz2と同様であって、
特に好ましいものは、Y3が水素原子、およびRCo−
で示される基でR1がメチル、工が水酸基、およびR2
0−で示される基でR1がフェニル、メチル、およびエ
チル基であるものである。Specific examples of Y and Z3 in general formula (VI) are the same as Y , Y , Z and z2 shown above,
Particularly preferable ones include Y3 being a hydrogen atom and RCo-
In the group represented by, R1 is methyl, group is hydroxyl group, and R2
A group represented by 0- in which R1 is a phenyl, methyl, or ethyl group.
化合物(IVIの具体的な製造方法は、下記の通りであ
る。The specific method for producing the compound (IVI) is as follows.
一般式〔■〕で示される、4.4−オキシシフタル酸・
2無水物と、一般式(IX)で示されるアミノフェノー
ル誘導体との反応により、一般式〔X〕で示されるアミ
ド酸誘導体を先ず生成させる。4,4-oxycyphthalic acid represented by the general formula [■]
First, an amic acid derivative represented by the general formula [X] is produced by a reaction between the dianhydride and the aminophenol derivative represented by the general formula (IX).
H2N+O−Y ・・・・・・・・・[IX)引
き続き、このアミド酸誘導体〔X〕を加熱により脱水閉
環させることによって、一般式CIV)のYが水素原子
であるジヒドロキシイミド化合物が得られる。H2N+O-Y ......[IX] Subsequently, by dehydrating and ring-closing this amic acid derivative [X] by heating, a dihydroxyimide compound in which Y in the general formula CIV) is a hydrogen atom is obtained. .
上記の4,4′ −オキシシフタル酸・2無水物とアミ
ノフェノール誘導体との反応は、両成分を溶媒中で混合
させるだけで容品に進行して、アミド酸誘導体(X)を
生成する。反応は室温で十分に進行するが、好ましくは
反応温度条件は一20℃から100℃の範囲であり、多
くの場合、0℃から80℃の範囲で実施される。この反
応は発熱を伴って短時間に進行し、通常特別な触媒の存
在は必要としない。使用される反応溶媒としては、両成
分を溶解させ、不活性な溶媒であれば特に制限されるも
のではなく、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒
、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、非プロトン性極性溶
媒などが用いられる。特に、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の非プロ
トン性極性溶媒が原料成分及び生成物であるアミド酸化
合物の溶解性の点で好ましい。アミド酸誘導体〔X〕の
脱水閉環は、得られたアミド酸誘導体溶液を80〜25
0℃、好ましくは100〜180℃、に加熱することに
より行われる。The reaction between 4,4'-oxysiphthalic acid dianhydride and the aminophenol derivative described above proceeds in the container by simply mixing both components in a solvent to produce the amic acid derivative (X). Although the reaction proceeds satisfactorily at room temperature, the reaction temperature is preferably in the range of -20°C to 100°C, and is often carried out in the range of 0°C to 80°C. This reaction proceeds exothermically in a short time and usually does not require the presence of a special catalyst. The reaction solvent used is not particularly limited as long as it is an inert solvent that dissolves both components, and includes aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ketone solvents, ether solvents, and non-reactive solvents. A protic polar solvent or the like is used. In particular, aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone are preferred from the viewpoint of solubility of raw material components and the amic acid compound as a product. For the dehydration ring closure of the amic acid derivative [X], the obtained amic acid derivative solution was
This is carried out by heating to 0°C, preferably 100 to 180°C.
このジヒドロキシイミド化合物に、有機カルボン酸(R
lCOOH) 、またはその機能誘導体たとえば酸無水
物、酸クロリド等を反応させることによって、一般式(
rV)のYがR”CO−で示されるイミド化合物が得ら
れる。Organic carboxylic acid (R
lCOOH) or its functional derivatives such as acid anhydrides, acid chlorides, etc., the general formula (
An imide compound in which Y in rV) is represented by R''CO- is obtained.
一般式[IV)のYが水素原子であるヒドロキシイミド
化合物を、有機カルボン酸あるいはその機能誘導体と反
応させて一般式(IV)のYがRICO−で示されるア
シロキシイミド化合物を製造するには、有機カルボン酸
を用いる場合は、硫酸、塩酸等の無機鉱酸あるいはp−
トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等の有機酸を
触媒として用い、副生ずる水を取り除きながら加熱すれ
ばよく、有機カルボン酸の機能誘導体である酸無水物を
用いる場合は、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩
基を触媒として用いあるいは無触媒で加熱すればよく、
また酸クロリドを用いる場合は、副生ずる塩酸を取り除
くために、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基を
共存させ反応させればよい。製造工程の簡便性及び経済
性の観点から、酸無水物を用いるアシル化が好適である
。To produce an acyloxyimide compound in which Y in general formula (IV) is RICO- by reacting a hydroxyimide compound in which Y in general formula [IV) is a hydrogen atom with an organic carboxylic acid or a functional derivative thereof. , when using an organic carboxylic acid, an inorganic mineral acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid or p-
It is sufficient to use an organic acid such as toluenesulfonic acid or benzenesulfonic acid as a catalyst and heat it while removing by-product water. When using an acid anhydride which is a functional derivative of an organic carboxylic acid, an organic base such as triethylamine or pyridine may be used. It is sufficient to heat it using as a catalyst or without a catalyst,
Further, when using acid chloride, in order to remove by-produced hydrochloric acid, an organic base such as triethylamine or pyridine may be present in the reaction. From the viewpoint of simplicity and economy of the manufacturing process, acylation using an acid anhydride is preferred.
その場合のアシル化は0℃から酸無水物の沸点の間の温
度で行われるが、好ましいのは室温から150℃の間で
あり、また反応溶媒中で反応を行なうことが好ましくて
、その場合の反応溶媒としては、ヒドロキシイミド化合
物およびアシロキシイミド化合物の溶解性より前述のジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチ
ルピロリドン等の非プロトン性極性溶媒が好ましい。The acylation in this case is carried out at a temperature between 0°C and the boiling point of the acid anhydride, preferably between room temperature and 150°C, and preferably in a reaction solvent; As the reaction solvent, aprotic polar solvents such as the above-mentioned dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc. are preferable in view of the solubility of the hydroxyimide compound and the acyloxyimide compound.
また、一般式(IV)のYがR’ CO−で示されるア
シロキシイミド化合物は、前記アミド酸誘導体〔X〕に
酸無水物を相当量反応させることによって直接製造する
こともできる。Furthermore, the acyloximide compound in which Y in the general formula (IV) is represented by R'CO- can also be directly produced by reacting the amic acid derivative [X] with a considerable amount of an acid anhydride.
本発明によるポリエステルのカルボン酸残基を与えるべ
き化合物の一方としての一般式(V)で示される化合物
は、テレフタル酸、イソフタル酸あるいはそれらの機能
誘導体である。具体例としては、テレフタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸モノメチル、テレフタル酸モノエ
チル、テレフタル酸モノプロピル、テレフタル酸モノブ
チル、テレフタル酸モノフェニルなどのテレフタル酸モ
ノエステル類、イソフタル酸モノメチル、イソフタル酸
モノエチル、イソフタル酸モノプロピル、イソフタル酸
モノブチル、イソフタル酸モノフェニルなどのイソフタ
ル酸モノエステル類、テレフタル酸ジメチル、テレフタ
ル酸ジエチル、テレフタル酸ジフェニルなどのテレフタ
ル酸ジエステル類、イソフタル酸ジメチル、イソフタル
酸ジエチル、イソフタル酸ジフェニルなどのイソフタル
酸ジエステル類等を挙げることができる。これらの中で
も、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジメチ
ルエステル、イソフタル酸ジメチルエステル、テレフタ
ル酸ジフェニルエステル、イソフタル酸ジフェニルエス
テルなどが好ましい。The compound represented by the general formula (V) as one of the compounds to provide the carboxylic acid residue of the polyester according to the present invention is terephthalic acid, isophthalic acid, or a functional derivative thereof. Specific examples include terephthalic acid monoesters such as terephthalic acid, isophthalic acid, monomethyl terephthalate, monoethyl terephthalate, monopropyl terephthalate, monobutyl terephthalate, and monophenyl terephthalate, monomethyl isophthalate, monoethyl isophthalate, and isophthalic acid. Isophthalic acid monoesters such as monopropyl, monobutyl isophthalate, monophenyl isophthalate, terephthalic acid diesters such as dimethyl terephthalate, diethyl terephthalate, diphenyl terephthalate, dimethyl isophthalate, diethyl isophthalate, diphenyl isophthalate, etc. Examples include isophthalic acid diesters. Among these, terephthalic acid, isophthalic acid, dimethyl terephthalate, dimethyl isophthalate, diphenyl terephthalate, diphenyl isophthalate, and the like are preferred.
本発明によるポリエステルのカルボン酸残基を与えるべ
き化合物の他方としての一般式(Vl)で示される化合
物は、ヒドロキシ安息香酸あるいはそれらの機能誘導体
である。具体例としては、4−ヒドロキシ安息香酸、4
−ヒドロキシ安息香酸メチル、4−ヒドロキシ安息香酸
エチル、4−ヒドロキシ安息香酸プロピル、4−ヒドロ
キシ安息香酸ブチル、4−ヒドロキシ安息香酸ベンジル
、4−ヒドロキシ安息香酸フェニル等の4−ヒドロキシ
安息香酸及びそのエステル類、4−アセトキシ安息香酸
、4−アセトキシ安息香酸メチル、4−アセトキシ安息
香酸エチル、4−アセトキシ安息香酸プロピル、4−ア
セトキシ安息香酸フェニル等の4−アシロキシ安息香酸
及びそのエステル類を挙げることができる。これらの中
で、特に4−ヒドロキシ安息香酸、4−アセトキシ安息
香酸、4−ヒドロキシ安息香酸メチル、4−アセトキシ
安息香酸メチル、4−ヒドロキシ安息香酸フェニル、4
−アセトキシ安息香酸フェニルが好ましい。The other compound represented by the general formula (Vl) to provide the carboxylic acid residue of the polyester according to the present invention is hydroxybenzoic acid or a functional derivative thereof. Specific examples include 4-hydroxybenzoic acid, 4
-4-Hydroxybenzoic acid and its esters such as methyl hydroxybenzoate, ethyl 4-hydroxybenzoate, propyl 4-hydroxybenzoate, butyl 4-hydroxybenzoate, benzyl 4-hydroxybenzoate, phenyl 4-hydroxybenzoate, etc. 4-acyloxybenzoic acid and its esters such as 4-acetoxybenzoic acid, methyl 4-acetoxybenzoate, ethyl 4-acetoxybenzoate, propyl 4-acetoxybenzoate, and phenyl 4-acetoxybenzoate. can. Among these, 4-hydroxybenzoic acid, 4-acetoxybenzoic acid, methyl 4-hydroxybenzoate, methyl 4-acetoxybenzoate, phenyl 4-hydroxybenzoate, 4-hydroxybenzoic acid,
-Phenyl acetoxybenzoate is preferred.
なお、一般式(IV)、(V)および[VI)の化合物
は1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。In addition, the compounds of general formulas (IV), (V) and [VI) may be used alone or in combination of two or more.
これらの化合物による本発明の液晶性ポリエステルエー
テルイミドは、次の方法によって製造することができる
。The liquid crystalline polyester etherimide of the present invention using these compounds can be produced by the following method.
(1)シアシロキシイミド化合物(〔I〕) 、フタル
酸((II) )およびアシロキシ安息香酸(Cm])
から脱モノカルボン酸による重縮合反応によって製造す
る方法。(1) Cyasyloxyimide compound ([I]), phthalic acid ((II)) and acyloxybenzoic acid (Cm])
A method of manufacturing by polycondensation reaction using demonocarboxylic acid.
(2)ジヒドロキシイミド化合物([1)) 、ジカル
ボン酸のジエステル([II) )およびヒドロキシ安
息香酸のモノエステル((II[) )からの脱モノア
ルコールによる重縮合反応によって製造する方法。(2) A method for producing a dihydroxyimide compound ([1)), a diester of dicarboxylic acid ([II)] and a monoester of hydroxybenzoic acid ((II[)]) by polycondensation reaction by removal of monoalcohol.
(1)法の脱モノカルボン酸重縮合反応法では、脱離す
るモノカルボン酸としては酢酸が主に用いられる。(2
)法の脱モノアルコール重縮合反応法では、フェノール
が脱離成分として主に用いられる。In the monocarboxylic acid removal polycondensation reaction method (1), acetic acid is mainly used as the monocarboxylic acid to be eliminated. (2
) In the monoalcohol removal polycondensation reaction method, phenol is mainly used as the elimination component.
(1)法の脱モノカルボン酸重縮合反応は、無触媒で進
行するので、好適な重合法である。(2)法の脱モノア
ルコール重縮合反応は触媒を使用することが好ましく、
その場合の触媒としては、酢酸第一スズ、酸化アンチモ
ン、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム
などの金属化合物が用いられる。The demonocarboxylic acid polycondensation reaction of method (1) is a suitable polymerization method because it proceeds without a catalyst. (2) It is preferable to use a catalyst in the monoalcohol removal polycondensation reaction of method,
In this case, metal compounds such as stannous acetate, antimony oxide, tetrabutyl titanate, lead acetate, and sodium acetate are used as catalysts.
重縮合反応において、温度、加熱時間、圧力などの重合
条件は、使用する反応物および所望する重合度に依存し
変化させることができるが、たとえば、脱離化合物Y−
Xが酢酸である場合は、不活性ガス下で約400℃まで
の加熱により酢酸を留出させながら重合を行うことがふ
つうである。In the polycondensation reaction, polymerization conditions such as temperature, heating time, and pressure can be varied depending on the reactants used and the desired degree of polymerization;
When X is acetic acid, the polymerization is usually carried out under an inert gas while heating to about 400° C. to distill off the acetic acid.
一般に、重合終期には反応系内を減圧状態にして、反応
を完結させることが好ましい。また、重縮合反応を途中
で止めて反応物を取り出し、続いて固相にて重合させ最
終製品とすることもできる。Generally, at the end of the polymerization, it is preferable to bring the inside of the reaction system under reduced pressure to complete the reaction. It is also possible to stop the polycondensation reaction midway, take out the reactants, and then polymerize them in the solid phase to produce the final product.
くポリエステルエーテルイミドの利用〉本発明のポリエ
ステルエーテルイミドは液晶開始温度が400℃以下と
低く、射出成形、押出成形、圧縮成形、ブロー成形など
の通常の溶融成形に供することができ、三次元成形品、
フィルム、繊維、容器などに加工することが可能である
。また、他の熱可塑性樹脂と混合することによってポリ
マーアロイとすることもできる。Utilization of polyester etherimide The polyester etherimide of the present invention has a low liquid crystal initiation temperature of 400°C or less, and can be used for ordinary melt molding such as injection molding, extrusion molding, compression molding, and blow molding, and can be used for three-dimensional molding. Goods,
It can be processed into films, fibers, containers, etc. Moreover, it can also be made into a polymer alloy by mixing with other thermoplastic resins.
なお成形時には本発明の液晶性ポリエステルエーテルイ
ミドに、ガラス繊維、炭素繊維などの強化剤、充填剤、
酸化防止剤、安定剤、可塑剤、離形剤などの添加剤を添
加して、成形品に所望の特性を付与することができる。During molding, reinforcing agents such as glass fiber and carbon fiber, fillers,
Additives such as antioxidants, stabilizers, plasticizers, mold release agents, etc. can be added to impart desired properties to the molded article.
く実 験 例〉
実施例1
攪拌装置、窒素導入管、蒸留凝縮器、および温度計を備
えた300m1のフラスコ中に、4.4−オキシリ(N
−(3−アセトキシフェニル)フタルイミド)46.1
g (0,08モル)、テレフタル酸13゜3g (0
,08モル)、およびp−アセトキシ安息香酸43.2
g (0,24モル)を投入し、減圧、窒素導入を3回
繰り返して反応系内を窒素に置換した。窒素気流下で3
50℃まで2時間かけて、酢酸の除去を伴って加熱し、
350℃で30分加熱を続けた。更に反応系内を減圧と
して30分加熱を続け、重合を完結させた。Experimental Example> Example 1 4,4-Oxyl(N
-(3-acetoxyphenyl)phthalimide) 46.1
g (0.08 mol), terephthalic acid 13°3 g (0
, 08 mol), and p-acetoxybenzoic acid 43.2
g (0.24 mol) was added, and vacuum and nitrogen introduction were repeated three times to purge the inside of the reaction system with nitrogen. 3 under nitrogen flow
heating to 50° C. for 2 hours with removal of acetic acid;
Heating was continued for 30 minutes at 350°C. Further, the pressure inside the reaction system was reduced and heating was continued for 30 minutes to complete the polymerization.
反応系内を窒素で常圧に戻し、重合物を溶融状態で取り
出した。The inside of the reaction system was returned to normal pressure with nitrogen, and the polymer was taken out in a molten state.
重合物のIRスペクトルは第1図に示した通りであり、
このデータを用いて重合物が目的のポリマーであること
を確認した。The IR spectrum of the polymer is shown in Figure 1.
Using this data, it was confirmed that the polymer was the desired polymer.
ガラス転位温度は、180℃であった。The glass transition temperature was 180°C.
このポリマーは250℃以上の温度で溶融し、良好な光
学異方性を示した。なお、光学異方性は、ライツ社製ホ
ットステージを装備したニコン社製偏向顕微鏡を用いて
観察を行った。This polymer melted at temperatures above 250°C and exhibited good optical anisotropy. Note that optical anisotropy was observed using a polarizing microscope manufactured by Nikon Corporation equipped with a hot stage manufactured by Leitz Corporation.
実施例2
実施例1の仕込モル比を、4,4−オキシリ(N−(3
−アセトキシフェニル)フタルイミド)46、 1g
(0,08モル)、テレフタル酸13、 3tr (0
,08モル)、およびp−アセトキシ安息香酸115.
3g (0,64モル)とした以外は実施例1と同様に
重合を行なった。Example 2 The charging molar ratio of Example 1 was changed to 4,4-oxyly(N-(3
-acetoxyphenyl)phthalimide) 46, 1g
(0,08 mol), terephthalic acid 13,3tr (0
, 08 mol), and p-acetoxybenzoic acid 115.
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that the amount was changed to 3 g (0.64 mol).
このポリマーは、ガラス転位温度が170℃であり、2
60℃以上の温度で良好な光学異方性を示した。This polymer has a glass transition temperature of 170°C and 2
It exhibited good optical anisotropy at temperatures of 60°C or higher.
実施例3
実施例1の、4,4−オキシリ(N−(3−アセトキシ
フェニル)フタルイミド)を4,4−オキシリ(N−(
4−アセトキシフェニル)フタルイミド)46.1g
(0,08モル)に、テレフタル酸をイソフタル酸13
. 3tr (0,08モル)に、それぞれ変更した以
外は実施例1と同様に重合を行なった。Example 3 4,4-oxyly(N-(3-acetoxyphenyl)phthalimide) of Example 1 was converted to 4,4-oxyly(N-(
4-acetoxyphenyl)phthalimide) 46.1g
(0.08 mol), add terephthalic acid to isophthalic acid 13
.. Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 3tr (0.08 mol).
得られた重合物のIRスペクトルは第2図に示した通り
であり、このデータを用いて重合物が目的のポリマーで
あることを確認した。The IR spectrum of the obtained polymer was as shown in FIG. 2, and using this data, it was confirmed that the polymer was the desired polymer.
このポリマーは、ガラス転位温度が190℃であり、3
30℃以上の温度で良好な光学異方性を示した。This polymer has a glass transition temperature of 190°C and 3
It exhibited good optical anisotropy at temperatures of 30°C or higher.
比較例1
実施例1の仕込モル比を、4,4−オキシリ(N−(3
−アセトキシフェニル)フタルイミド)86、 6g
(0,15モル)、テレフタル酸24.9g (0,1
5モル)、およびp−アセトキシ安息香酸36. O
g (0,2モル)とした以外は実施例1と同様に重合
を行なった。Comparative Example 1 The charging molar ratio of Example 1 was changed to 4,4-oxyly(N-(3
-acetoxyphenyl)phthalimide) 86, 6g
(0,15 mol), terephthalic acid 24.9 g (0,1
5 mol), and p-acetoxybenzoic acid 36. O
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that the amount was changed to g (0.2 mol).
このポリマーは245℃以上の温度で溶融するが、光学
異方性を示さなかった。Although this polymer melts at temperatures above 245°C, it did not exhibit optical anisotropy.
比較例2
実施例1の4.4−オキシリ(N−(3−アセトキシフ
ェニル)フタルイミド)をビス(N−(3−アセトキシ
フェニル))ピロメリットイミドに変更した以外は実施
例1と同様に重合を行なりだが、重合中に重合物が固化
したので、重合を完結することができなかった。Comparative Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that 4.4-oxyly(N-(3-acetoxyphenyl)phthalimide) in Example 1 was changed to bis(N-(3-acetoxyphenyl))pyromellitimide. However, since the polymer solidified during the polymerization, the polymerization could not be completed.
この重合物は、400℃までは流動しなかった。This polymer did not flow up to 400°C.
第1v!Jおよび第2図は、それぞれ実施例1および実
施例2で得られた重合物のIRスペクトルである。1st v! J and FIG. 2 are IR spectra of the polymers obtained in Example 1 and Example 2, respectively.
Claims (1)
成され(ただし、各構造単位は互いにエステル結合で連
結されている)、構造単位(〔 I 〕+〔II〕)が全体
の5〜50モル%、構造単位〔III〕が全体の50〜9
5モル%を占め、構造単位〔 I 〕および〔II〕のモル
比が0.95≦〔 I 〕/〔II〕≦1.05の範囲にあ
り、ガラス転位温度が150℃以上であることを特徴と
する、液晶性ポリエステルエーテルイミド。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔III〕 2、下記一般式〔IV〕、〔V〕および〔VI〕の化合物を
反応させて下記一般式〔VII〕で示される化合物を脱離
させることを特徴とする、請求項1で示される液晶性ポ
リエステルエーテルイミドの製造法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔IV〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔V〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔VI〕 (式中、Y^1、Y^2およびY^3は同一または異種
のH−またはR^1CO−であり、R^1は炭素数1か
ら6までの炭化水素基である。Z^1、Z^2およびZ
^3は同一または異種のHO−またはR^2O−であり
、R^2は炭素数1から8までの炭化水素基である。) Y−Z・・・〔VII〕 (式中、YおよびZは、式〔IV〕〜〔VI〕の化合物で使
用されたY^1〜Y^3のいずれかならびにZ^1〜Z
^3のいずれかをそれぞれ示す。)[Claims] 1. Consists of the following structural units [I], [II] and [III] (however, each structural unit is connected to each other by an ester bond), and the structural unit ([I] + [ II]) is 5 to 50 mol% of the total, and structural unit [III] is 50 to 9 of the total
5 mol%, the molar ratio of structural units [I] and [II] is in the range of 0.95≦[I]/[II]≦1.05, and the glass transition temperature is 150°C or higher. Characterized by liquid crystalline polyester etherimide. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...[I] ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...[II] ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...[III] 2. The liquid crystalline polyester ether according to claim 1, characterized in that the compounds represented by the following general formulas [IV], [V] and [VI] are reacted to eliminate the compound represented by the following general formula [VII]. Imide production method. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...[IV] ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...[V] ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...[VI] (Formula In the formula, Y^1, Y^2 and Y^3 are the same or different H- or R^1CO-, and R^1 is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.Z^1, Z ^2 and Z
^3 is the same or different HO- or R^2O-, and R^2 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. ) Y-Z...[VII] (wherein, Y and Z are any of Y^1 to Y^3 used in the compounds of formulas [IV] to [VI] and Z^1 to Z
Each indicates one of ^3. )
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13892190A JPH0433925A (en) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | Liquid crystal polyester ether imide and production thereof |
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JP (1) | JPH0433925A (en) |
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