JPH04484B2 - - Google Patents

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JPH04484B2
JPH04484B2 JP59129969A JP12996984A JPH04484B2 JP H04484 B2 JPH04484 B2 JP H04484B2 JP 59129969 A JP59129969 A JP 59129969A JP 12996984 A JP12996984 A JP 12996984A JP H04484 B2 JPH04484 B2 JP H04484B2
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acid
diisocyanate
tricarboxylic
tetracarboxylic
naphthalene
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JP59129969A
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Masanori Oosawa
Toshihiro Toyoda
Masahiro Jinno
Hiromi Nakano
Kazumi Mizutani
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、多価カルボン酸の1種以上とジイソ
シアネートの1種以上とを、ジカルボン酸のモノ
アルカリ金属塩を除く、多価カルボン酸のモノ及
び/又はジ及び/又はトリ及び/又はテトラアル
カリ金属塩の1種以上を共存させて反応を実施し
ポリアミド又はポリアミド酸を製造する方法に関
する。 産業上の利用分野 本発明により製造されるポリアミド又はポリア
ミド酸は実質的に線状で重合度が高く、繊維フイ
ルムあるいはモールド製品を製造するのに適し、
その耐熱性、耐薬品性、機械特性、電気特性等を
利用して、高性能エンジニアリングプラステイツ
クあるいは高機能性素材として広く利用されよう
としている。 従来の技術 ジカルボン酸とジイソシアネートからポリアミ
ドを製造する事は既に知られており、同様にトリ
カルボン酸又はテトラカルボン酸とジイソシアネ
ートからポリアミド酸を製造する事、更にこのポ
リアミド酸を前駆体として分子内脱水閉環反応に
よつてイミド結合を生成させポリアミドイミド又
はポリイミドを製造する事も知られている。そし
て、前記反応によりポリアミド、ポリアミド酸又
は分子鎖中の一部にイミド結合を含むポリアミド
酸を製造する場合には、一般的には多価カルボン
酸と多価イソシアネートを有機極性溶媒中で室温
〜250℃の温度範囲で、1〜20時間反応させて実
施される。しかし、通常、この反応による反応生
成物は、ジアミンと二塩基性酸ジハライドとから
製造されるポリアミド、あるいはジアミンとトリ
カルボン酸無水物ハライド又はテトラカルボン酸
二無水物とから製造されるポリアミド酸に比較す
ると、分子量が低く、またしばしば分枝あるいは
架橋化したポリマーが生成し易い為にポリマーの
熔融粘度の上昇、溶解性の低下等の問題が生じて
熔融加工あるいは溶液加工に供しうる高分子量線
状ポリマーを得るのが困難であつた。従つて前記
方法から得られるポリマーは用途的にも、ワニ
ス、塗料、接着剤等が主なもので、高度な物性が
要求される繊維、各種モールド成形品、フイルム
の様な形態に加工するのが困難であつた。 多価カルボン酸と多価イソシアネートの反応に
より分枝あるいは架橋化の少ないポリマー溶液を
製造する方法としては、例えば特公昭42−676及
び特公昭42−677で提案されているような有機テ
トラカルボン酸ジアルキルエステルと有機ジイソ
シアネートとを反応させる方法が知られている
が、高分子量ポリマーを得るには満足できるもの
ではない。またイミド環含有ジカルボン酸とジイ
ソシアネートからポリアミドイミドを製造する方
法も知られているが、高分子量ポリマーを得るの
が困難であつたり、あるいはゲル化が起り易いと
いつた欠点もある為この場合にも満足のいく成形
加工品は得られていない。 また、一般にイソシアネートの反応に用いられ
る触媒としては、サンダースらの著書ポリウレタ
ン、ケミストリー・アンド・テクノロジー
(polyurethanes chemistry and Technology)
第1編228〜232頁及びブライテンらのジヤーナ
ル・オブ・アプライド・ポリマー・サイエンス
(J.Applied Polymer Science)4巻207〜211頁
(1960年)に見られる様に、例えばトリエチルア
ミン、トリエチレンジアミン等の第3級アミン、
酢酸リチウム、オレイン酸ナトリウム等のアルカ
リ金属塩、ナトリウムメチラートのような金属ア
ルコキシド及びナフテン酸コバルト、安息香酸コ
バルト等の重金属塩等が知られているが、本発明
者らの検討ではジカルボン酸とジイソシアネート
の反応に対する効果は小さく、トリカルボン酸及
び/又はテトラカルボン酸とジイソシアネートと
の反応に対しても高分子量ポリアミド酸を得る事
は難しく、加えて重合途中でのゲル化を防止する
事も困難である事が判つた。またカルボン酸又は
酸無水物とイソシアネートとの反応でポリアミ
ド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を製造する
触媒として、例えば米国特許第4001186、4061622
及び4061623号明細書に記載の金属アルコキシド、
フエノキシド、同4021412、4094864、4094866号
明細書に記載のラクタメート、並びに同4156065
号明細書に記載の環状ホスホラスオキシド等があ
るが、これら化合物についても多価カルボン酸と
ジイソシアネートから高分子量のポリアミド又は
ポリアミド酸を製造するに充分な効果が発現しえ
なかつたり、触媒の入手が容易でなく又製造ポリ
マーの着色や臭気を除くための精製に手間がかか
る等の問題点があつた。更に本発明者らは、上記
反応にジカルボン酸のモノアルカリ金属塩が触媒
として有効に用いうることを見出し、既に出願し
た(特開昭57−151615号、同179223号)。本発明
の目的は、上記問題がなく、ジカルボン酸のモノ
アルカリ金属塩と同様に用いうる触媒を提供する
ことにある。 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明の方法は、一般式()で表
わされる多価カルボン酸の1種又はそれ以上と一
般式()で表わされるジイソシアネートの1種
又はそれ以上とから一般式()で表わされる繰
返し単位の1種もしくはそれ以上を有するポリア
ミドおよび/又はポリアミド酸の製造において、
一般式()で表わされる多価カルボン酸のアル
カリ金属塩の1種又はそれ以上の共存下で反応さ
せることを特徴とするポリアミド及び/又はポリ
アミド酸の製造方法である。 R1(COOH)n () R2(NCO)2 () R3(COOH)l(COOM)m () 但し、上式におけるR1、R2、R3、M、l、m、
nは夫々下記を意味する。R1は存在しないか又
は2〜4価の基であり、カルボキシル基及びイソ
シアネート基と反応しないかあるいは非常に反応
し難い基又は原子で置換されていてもよい。3価
の場合には、R1に結合している3個のカルボキ
シル基のうち2個のカルボキシル基は酸無水物を
形成する位置に結合しており、4価の場合には、
R1に結合している4個のカルボキシル基は2組
の酸無水物を形成する位置に結合している。 R2は2価の基であり、カルボキシル基及びイ
ソシアネート基と反応しないかあるいは非常に反
応し難い基又は原子で置換されていてもよい。 R3はR1と同様の基である。 Mはアルカリ金属である。 lは0〜3の整数であり、mは1〜4の整数で
あり、かつl+mは2〜4の整数である。但し、
l+mは2のときはlは必らず0となる。nは2
〜4の整数である。 そして上記R1、R2、R3についてより具体的に
説明すると、これらは何れも例えば、脂肪族、芳
香族、脂環族、又は複素環等の基であり、またこ
れらの基の2種以上が例えば、炭素−炭素で直
結、あるいはアルキレン、−O−、−S−、
【式】 【式】 【式】
【式】
【式】 【式】
【式】又は
【式】等(ここでRはアルキル基、シクロアル キル基又はアリール基であり、2個結合している
場合は異なつていてもよい)を介して結合されて
いてもよい。また前記のカルボキシル基及びイソ
シアネート基と反応しないかあるいは非常に反応
し難い基又は原子としては、例えば、アルキル
基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ
基及びハロゲン原子等がある。 前記一般式()で表わされる多価カルボン酸
を例示すれば、 (1) ジカルボン酸としては、例えば、蓚酸、マロ
ン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピ
メリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸等と脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、
イソフタル酸、ジフエニルエーテル−4,4′−
ジカルボン酸、ジフエニルスルホン−4,4′−
ジカルボン酸、ビフエニル−4,4′−ジカルボ
ン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の
芳香族ジカルボン酸、脂環状ジカルボン酸のシ
クロヘキサン−1,4−ジカルボン酸及びテト
ラヒドロフラン−2,5−ジカルボン酸、チオ
フエン−2,5−ジカルボン酸、ピリジン−
2,6−ジカルボン酸、4,4′−ジフエニルメ
タンービスートリメリテイツクイミド酸、4,
4′−ジフエニルエーテルービスートリメリテイ
ツクイミド酸、エチレンービスートリメリテイ
ツクイミド酸等の複素環化合物及びそれら誘導
体のジカルボン酸等があげられ、特にアジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル
酸、イソフタル酸、ジフエニルエーテル−4,
4′−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,4−
ジカルボン酸、ピリジン−2,6−ジカルボン
酸、4,4′−ジフエニルメタンービスートリメ
リテイツクイミド酸、4,4′−ジフエニルエー
テルービスートリメリテイツクイミド酸、エチ
レンービスートリメリテイツクイミド酸又はこ
れらの2種以上の混合物が好ましい。 (2) トリカルボン酸としては、例えば、ブタン−
1,2,4−トリカルボン酸、ペンタン−1,
2,5−トリカルボン酸等の脂肪族トリカルボ
ン酸、シクロヘキサン−1,2,3−トリカル
ボン酸、シクロペタジエニル−3,4,4′−ト
リカルボン酸、シクロペンタジエニル−1,
2,4−トリカルボン酸、等の脂環状トリカル
ボン酸、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン
酸、ベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸、
ナフタレン−1,2,4−トリカルボン酸、ナ
フタレン−1,2,5−トリカルボン酸、ナフ
タレン−1,4,5−トリカルボン酸、ナフタ
レン−2,3,5−トリカルボン酸、ナフタレ
ン−2,3,6−トリカルボン酸、3,4,
4′−ジフエニルトリカルボン酸、2,3,2′−
ジフエニルトリカルボン酸、3,4,3′−ジフ
エニルスルホントリカルボン酸、3,4,4′−
ジフエニルエーテルトリカルボン酸、3,4,
4′−ベンゾフエノントリカルボン酸、3,3′,
4−ベンゾフエノントリカルボン酸、ペリレン
−3,4,9−トリカルボン酸、2−(3,4
−ジカルボキシフエニル)−2−(3−カルボキ
シフエニル)プロパン、2−(2,3−ジカル
ボキシフエニル)−2−(3−カルボキシフエニ
ル)プロパン、1−(2,3−ジカルボキシフ
エニル)−1−(3−カルボキシフエニル)エタ
ン、1−(3,4−ジカルボキシフエニル)−1
−(4−カルボキシフエニル)エタン、(2,3
−ジカルボキシフエニル)−(2−カルボキシフ
エニル)メタン等の芳香族トリカルボン酸及び
2−(3′,4′−ジカルボキシフエニル)−5−
(3′−カルボキシフエニル)−1,3,4−オキ
サジアゾール、2−(3′,4′−ジカルボキシジ
フエニルエーテル)−5−(4′−カルボキシジフ
エニルエーテル)−1,3,4−オキサジアゾ
ール、2−(3′,4′−ジカルボキシフエニル)−
5−カルボキシベンゾイミダゾール、2−(3′,
4′−ジカルボキシフエニル)−5−カルボキシ
ベンゾオキサゾール、2−(3′,4′−ジカルボ
キシフエニル)−5−カルボキシベンゾチアゾ
ール、2,3,5−ビリジントリカルボン酸等
の複素環トリカルボン酸等があげられ、特にペ
ンタン−1,2,5−トリカルボン酸、シクロ
ヘキサン−1,2,3−トリカルボン酸、ベン
ゼン−1,2,4−トリカルボン酸、ナフタレ
ン−1,4,5−トリカルボン酸、ナフタレン
−2,3,6−トリカルボン酸、3,4,4′−
ジフエニルトリカルボン酸、3,4,4′−ジフ
エニルエーテルトリカルボン酸、3,3′,4−
ベンゾフエノントリカルボン酸又はこれらの混
合物が好ましい。 (3) テトラカルボン酸としては、例えば、ブタン
−1,2,3,4−テトラカルボン酸、ペンタ
ン−1,2,4,5−テトラカルボン酸等の脂
肪族テトラカルボン酸、シクロブタン−1,
2,3,4−テトラカルボン酸、シクロペンタ
ン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、シク
ロヘキサン−1,2,3,4−テトラカルボン
酸等の脂環族テトラカルボン酸、ベンゼン−
1,2,4,5−テトラカルボン酸、ナフタレ
ン−1,4,5,8−テトラカルボン酸、ナフ
タレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸、
ナフタレン−1,2,4,5−テトラカルボン
酸、3,3′,4,4′−ビフエニルテトラカルボ
ン酸、2,3,5,6−ビフエニルテトラカル
ボン酸、2,2′,3,3′−ビフエニルテトラカ
ルボン酸、2,2′,6,6′−ビフエニルテトラ
カルボン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフエノン
テトラカルボン酸、2,2′,3,3′−ベンゾ
フエノンテトラカルボン酸、2,3,3′,4−
ベンゾフエノンテトラカルボン酸、3,3′,
4,4′−ジフエニルエーテルテトラカルボン
酸、3,3′,4,4′−ジフエニルスルホンテト
ラカルボン酸、ペリレン−3,4,9,10−テ
トラカルボン酸、フエナンスレン−1,8,
9,10−テトラカルボン酸、アンスラセン−
2,3,6,7−テトラカルボン酸、p−ベン
ゾキノン−2,3,5,6−テトラカルボン
酸、アゾベンゼン−3,3′−4,4′−テトラカ
ルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキ
シフエニル)プロパン、2,2−ビス(2,3
−ジカルボキシフエニル)プロパン、1,1−
ビス(2,3−ジカルボキシフエニル)エタ
ン、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフエ
ニル)エタン、ビス(2,3−ジカルボキシフ
エニル)メタン、ビス(3,4−ジカルボキシ
フエニル)メタン、2,2−ビス(3,4−ジ
カルボキシフエニル)ヘキサフルオロプロパン
等の芳香族テトラカルボン酸及びチオフエン−
2,3,4,5−テトラカルボン酸、フラン−
2,3,4,5−テトラカルボン酸、ピリジン
−2,3,5,6−テトラカルボン酸等の複素
環テトラカルボン酸等があげられ、特にブタン
−1,2,3,4−テトラカルボン酸、ベンゼ
ン−1,2,4,5−テトラカルボン酸、ナフ
タレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸、
ナフタレン−2,3,6,7−テトラカルボン
酸、3,3′,4,4′−ビフエニルテトラカルボ
ン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフエノンテトラ
カルボン酸、3,3′,4,4′−ジフエニルエー
テルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフ
エニルスルホンテトラカルボン酸又はこれらの
混合物が好ましい。 前記一般式()で表わされるジイソシアネー
トとしては、例えば、1,2−ジイソシアネート
エタン、1,2−ジイソシアネートプロパン、テ
トラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ペン
タメチレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサ
メチレン−1,6−ジイソシアネート、ノナメチ
レン−1,9−ジイソシアネート、デカメチレン
−1,10−ジイソシアネート、ω,ω′−ジプロ
ピルエーテルジイソシアネート等の脂肪族ジイソ
シアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシ
アネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジ
イソシアネート、ヘキサヒドロジフエニル−4,
4′−ジイソシアネート、ヘキサヒドロジフエニル
エーテル−4,4′−ジイソシアネート等の脂環状
ジイソシアネート及びフエニレン−1,3−ジイ
ソシアネート、フエニレン1,4−ジイソシアネ
ート、トルイレン−2,6−ジイソシアネート、
トルイレン−2,4−ジイソシアネート、1−メ
トキシベンゼン−2,4−ジイソシアネート、1
−クロロフエニレンジイソシアネート、テトラク
ロロフエニレンジイソシアネート、メタキシリレ
ンジイソシアネート、パラキシリレンジイソシア
ネート、ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシア
ネート、ジフエニルスルフイド−4,4−ジイソ
シアネート、ジフエニルスルホン−4,4′−ジイ
ソシアネート、ジフエニルエーテル−4,4′−ジ
イソシアネート、ジフエニルエーテル−3,4′−
ジイソシアネート、ジフエニルケトン−4,4′−
ジイソシアネート、ナフタレン−2,6−ジイソ
シアネート、ナフタレン−1,4−ジイソシアネ
ート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、
2,4′−ビフエニルジイソシアネート、4,4′−
ビフエニルジイソシアネート、3,3′−ジメトキ
シ−4,4′−ビフエニルジイソシアネート、アン
トラキノン−2,6−ジイソシアネート、トリフ
エニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、アゾ
ベンゼン−4,4′−ジイソシアネート等の芳香族
ジイソシアネートがあげられ、特にヘキサメチレ
ン1,6−ジイソシアネート、ジシクロヘキシル
メタン−4,4′−ジイソシアネート、フエニレン
−1,3−ジイソシアネート、フエニレン−1,
4−ジイソシアネート、トルイレン−2,4−ジ
イソシアネート、トルイレン−2,6−ジイソシ
アネート、ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシ
アネート、ジフエニルエーテル−4,4′−ジイソ
シアネートまたはこれらの混合物が好ましい。 前記式()及び()でそれぞれ表わされる
多価カルボン酸及びジイソシアネートとして、式
中のR1及びR2に前記のような種々の骨格及び結
合をもつた化合物を使用する事によつて、ポリマ
ー中に規則的にこれらの繰返し単位を導入する事
が容易であり、目的に応じて加工性、化学的、熱
的、電気的性質及び機械的性質等を自由にコント
ロールする事ができる。 更に前記一般式()で表わされる、多価カル
ボン酸のアルカリ金属塩としては、ジカルボン酸
のモノアルカリ金属塩を除く、一般式()で示
した様なジカルボン酸、トリカルボン酸及びテト
ラカルボン酸のモノ及び/又はジ及び/又はトリ
及び/又はテトラリチウム塩、ナトリウム塩、カ
リウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩及びフラン
シウム塩等があげられ、特に蓚酸、アジピン酸、
アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソ
フタル酸、ジフエニルエーテル−4,4′−ジカル
ボン酸、ピリジン−2,6−ジカルボン酸又はシ
クロヘキサン−1,4−ジカルボン酸のジナトリ
ウム塩又はジカリウム塩、あるいはペンタン−
1,2,5−トリカルボン酸、シクロヘキサン−
1,2,3−トリカルボン酸、ベンゼン−1,
2,4−トリカルボン酸、ナフタレン−1,4,
5−トリカルボン酸、ナフタレン−2,3,6−
トリカルボン酸、3,4,4′−ベンゾフエノント
リカルボン酸、3,4,4′−ジフエニルエーテル
トリカルボン酸及び3,4,3′−ベンソフエノン
トリカルボン酸のモノ及び/又はジ及び/又はト
リナトリウム塩又はカリウム塩、あるいはブタン
−1,2,3,4−テトラカルボン酸、ベンゼン
−1,2,4,5−テトラカルボン酸、3,3′,
4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸、3,3′,
4,4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸、3,
3′,4,4′−ジフエニルエーテルテトラカルボン
酸及び3,3′,4,4′−ジフエニルスルホンテト
ラカルボン酸のモノ及び/又はジ及び/又はトリ
及び/又はテトラナトリウム塩又はカリウム塩又
はこれらの2種以上の混合物が好ましい。さらに
また、これらの多価カルボン酸のアルカリ金属塩
は有機極性溶媒、例えばN−メチル−2−ピロリ
ドンとのアダクト化合物として使用してもよい。 作 用 本発明の多価カルボン酸とジイソシアネートの
反応に前記の多価カルボン酸のアルカリ金属塩を
共存させる場合、その種類は、工業的、経済的に
有利なものを使用するのが好ましいが、重合に用
いる原料の多価カルボン酸と類似した構造をもつ
多価カルボン酸のアルカリ金属塩を用いると特に
好ましい効果が発現できる。 本発明方法による多価カルボン酸とジイソシア
ネートの反応は、前記の多価カルボン酸のアルカ
リ金属塩の共存下に、一般には無水の有機極性溶
媒中で、不活性ガス、例えば、窒素の気流下ある
いは減圧下で副生するCO2ガスを除去しながら約
20〜300℃、好ましくは50〜250℃の温度で約1〜
20時間加熱して行なわれる。 有機極性溶媒としては、例えば、N,N−ジメ
チルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミ
ド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル
ピロリドン、r−プチロラクトン又はヘキサメチ
ル燐酸トリアミドのような鎖状若しくは環状のア
ミド類又はホスホリルアミド類、あるいはテトラ
メチレンスルホン、ジフエニルスルホンのような
スルホン類が用いられる。またこれらの有機極性
溶媒を他の中性溶媒、例えば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クレゾール、シクロヘキサン、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、塩化メチレン、テ
トラヒドロフラン、シクロヘキサノン及びジオキ
サンなどで希釈して用いることもできる。また例
えば、塩化リチウム、塩化カルシウムのような金
属塩を含有しても良い。 また原料モノマー及び多価カルボン酸のアルカ
ル金属塩の添加方法、添加順序並びに添加時期は
任意に選ぶ事ができ、いずれの場合にもアミド結
合反応は格段に促進されるが、好ましくはこれら
は室温で同時若しくは連続的に溶媒中に溶解さ
れ、又は別々に溶解されて2種若しくはそれ以上
の溶液が次いで混合されるか、ある場合には溶液
と固体の状態で混合される。また、場合によつて
は原料モノマーのいずれか一方を、反応温度下に
連続的に添加する事も可能であり、更に又無溶媒
状態で多価カルボン酸とジイソシアネート及び多
価カルボン酸アルカリ金属塩を混合加熱すれば極
めて短時間の中に高分子量高発泡体を製造する事
も可能である。 一般には重合反応開始時に於ける原料モノマー
(多価カルボン酸+ジイソシアネート)濃度は50
〜400g/溶媒の範囲が選択されるが、この濃
度の選択は原料モノマーの反応性及び重合溶媒中
のポリマーの溶解性等によつて行なわれる。高濃
度で重合を開始した場合には、重合途中で増粘に
より撹拌に支障が起きないように、場合によつて
は溶媒を連続的又は非連続的に追加することが好
ましい。 またジイソシアネート化合物の多価カルボン酸
化合物に対するモル比は0.7〜1.30の範囲で実質
的に当量である事が好ましく、特に0.95〜1.10の
範囲が好ましい。 多価カルボン酸のアルカリ金属塩の添加量は多
価カルボン酸に対して0.1〜20モル%が好ましく、
特に0.5〜10モル%が好ましい、 本発明の方法により多価カルボン酸の1種以上
とジイソシアネートの1種以上とを多価カルボン
酸のアルカリ金属塩の共存下に実質的に無水の状
態で例えば有機極性溶媒中で反応させると、該ア
ルカリ金属が共存しない場合に比べて格段の反応
速度の増大と重合度の向上があり、しかも生成ポ
リマーに分枝や網状化の殆んどない、線状ポリマ
ーが容易に製造できる。 また本発明方法の反応は脱CO2反応であり、し
かもCO2はガス状で生成するので、アミノ基と酸
ハライド又は酸との脱HCl又はH2O反応と比べ、
その除去が極めて容易であるばかりでなく、副生
物による副反応やポリマーの劣化が起こる心配も
ない。 また本発明の方法により得られた実質的に線状
の高分子量ポリアミド酸からイミド結合を生成さ
せるには通常用いられている化学的あるいは物理
的な方法が利用できるが、これらは目的とする製
品の最終形態によりそれぞれ異なる。例えばフイ
ルム、モールド品の場合には一般に150〜350℃の
範囲の加熱と縮合水の除去を同時に注意深く行な
う事により製品中にボイドを含まないものが得ら
れ、また繊維を溶液から紡糸する場合には熱処理
を注意深く行なうか、あるいは無水酢酸他の脱水
剤の添加等の方法が用いられる。 実施例 以下本発明の方法を実施例によつて説明する
が、これらによつて本発明が限定されるものでは
ない。 なお、実施例中において対数粘度(ηinh)は ηinh=ln(t/tp)/C で表わされ、ここで tp=粘度計中の溶媒の流下時間。 t=同一粘度計中の同一溶媒のポリマー希薄溶液
の流下時間。 C=溶媒100ml中のポリマーをグラム数で表わし
た濃度。 である。実施例中では0.1gポリマー/100ml溶媒
の濃度、温度30℃で、特記しない限り溶媒として
95%濃硫酸を用いて測定した値を示した。 ポリマーの分解温度は宮津製作所製示差熱天秤
測定装置DTG−20B型を用い空気雰囲気下にお
いて2重量%の減量を認める温度をもつて表わし
た。 以下に実施例中に記載した各種多価カルボン
酸、ジイソシアネート、多価カルボン酸のアルカ
リ金属塩及び溶媒等の略号を示す。 NMP:N−メチル−2−ピロリドン IPA:イソフタル酸 TPA:テレフタル酸 TMC:ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸
(トリメリツト酸) BPTC:3,3′,4,4′−ベンゾフエノンテトラ
カルボン酸 PMC:ベンゼン−1,2,4,5−テトラカル
ボン酸(ピロメリツト酸) BTC:ブタン−1,2,3,4−テトラカルボ
ン酸 TDI−80/20:トルイレン−2,4−ジイソシア
ネート/トルイレン−2,6−ジイソシアネー
ト混合物(モル比=80:20) TDI−65/35:上記混合物(モル比=65:35) MDI:ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシアネ
ート DPEDI:ジフエニルエーテル−4,4′−ジイソ
シアネート IPA−di−Na:イソフタル酸ジナトリウム塩 TMC−mono−Na:トリメリツト酸モノナトリ
ウム塩 TMC−mono−K:トリメリツト酸モノカリウ
ム塩 TMC−mono−Li:トリメリツト酸モノリチウ
ム塩 PMC−di−Na:ピロメリツト酸ジナトリウム塩 BPTC−di−Na:3,3′,4,4′−ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸ジナトリウム塩 BTC−di−Na:ブタン−1,2,3,4−テト
ラカルボン酸ジナトリウム塩 実施例 1 撹拌器、温度計、コンデンサー、窒素導入管を
備えた300ml容量のセパラブルフラスコ中に
IPA10.92g(0.0657モル)、TPA10.45g(0.0629
モル)、IPA−di−Na0.2713g(0.0013モル)、
TDI−80/20、22.80g(0.1309モル)及び、蒸溜
し乾燥したNMP200mlを窒素雰囲気下に装入し
てから、油浴上で撹拌しながら140℃に昇温させ
た。以後140℃で4時間反応を行なつた。この間
溶液は次第に粘度を増し、淡褐色に着色した。更
に2時間反応を継続した後に加熱を止め油浴を除
いて撹拌しながら室温迄冷却した。ポリマー液の
一部(約25ml)を300mlの撹拌メタノール中に投
入してポリマーを沈殿させ、瀘別後、300mlの熱
水中(約70℃)で約5分間撹拌して洗浄した。同
様の洗浄を更に2回くり返し、最後に再び300ml
のメタノールで撹拌洗浄して瀘別した後、ポリマ
ーケーキを150℃、3時間、2〜3mmHgの減圧下
に乾燥して黄色ポリマー粉末を得た。このポリマ
ーの対数粘度は1.45であつた。 参考例 実施例1と同様の装置、方法を用いて、本発明
者らが既に出願した特開昭57−151615号、同
179223号の技術に基づき、多価カルボン酸とジイ
ソシアネートの反応におけるジカルボン酸モノア
ルカリ金属塩の添加効果を以下の如く確認した。
IPA10.15g(0.0611モル)、TPA9.968g(0.0600
モル)、イソフタル酸モノナトリウム塩0.2301g
(0.0012モル)、TDI−80/20 21.53g(0.1236モ
ル)及びNMP200mlの混合物を140℃で4時間反
応を行なつた。実施例1と同様に後処理をして黄
色ポリマー粉末を得た。このポリマーの対数粘度
は1.53であつた。 比較例 1 IPA−di−Naを共存させない以外は実施例1
と同様にして、IPA10.09g(0.0607モル)、
TPA10.23g(0.0616モル)、TDI−80/20 21.76
g(0.1249モル)及び蒸留し、乾燥したNMP200
mlの混合物を140℃で6時間反応させた。重合溶
液は反応開始1時間後には淡褐色に着色した。反
応中に溶液粘度は僅かに増加しただけで反応終了
後も低粘度であつた。実施例1と同様に処理して
得たポリマーの対数粘度は0.36であつた。 実施例 2 実施例1と同様の装置、方法で、TMC15.06g
(0.0717モル)、DPEDI18.51g(0.0734モル)、
TMC−mono−Na0.1701g(0.0007モル)及び
蒸留し、モレキユラーシーブ上で乾燥した
NMP200mlの混合物を140℃で6時間反応させ
た。反応開始1時間後には溶液粘度が増加し、盛
んに炭酸ガスを発生して、溶液は赤褐色となつ
た。その後は溶液の粘度、色ともほとんど変化な
かつた。冷却した重合液の一部を実施例1と同様
に処理して、80℃、5時間、2〜3mmHgの減圧
下に乾燥して黄緑色のポリマー粉末を得た。この
ポリマーの対数粘度は1.38であつた。 比較例 2 TMC−mono−Naを共存させない以外は実施
例2と同様の装置、方法で、TMC15.12g
(0.0720モル)、MDI18.31g(0.0732モル)及び蒸
留し、乾燥したNMP200mlの混合物を140℃で6
時間反応させた。反応開始1時間後には溶液は濃
褐色となつたが、溶液粘度の上昇は殆んど認めら
れなかつた。実施例1と同様に処理して得たポリ
マーは淡黄緑色で、対数粘度は0.34であつた。 実施例3〜5、比較例3〜5 実施例2と同様に装置と方法を用いて、各種モ
ノマー、添加剤の組合せで、ポリアミド酸の重合
を行なつた。結果を表−1に示す。本発明による
多価カルボン酸アルカリ金属塩の効果は既存の塩
基性触媒よりも顕著で高分子量ポリマーが得られ
る事が明らかである。
【表】
【表】 実施例 6 実施例1と同様の装置に100ml容量の滴下ロー
トをそなえBPTC10.08g(0.0281モル)、
PMC10.11g(0.0398モル)PMC−di−Na0.2016
g(0.0007モル)及び蒸留し、乾燥したNMP200
mlを装入し、油浴上で撹拌しながら80℃に昇温し
た。この温度でDPEDI17.51g(0.0694モル)を
50mlの蒸留し乾燥したNMPに溶解した溶液を2
時間かけて滴下装入した。イソシアネートの滴下
終了付近において粘度の上昇がみられた。溶液は
黄色透明であつた。さらに、120℃に昇温し4時
間反応を行なつた。この間に溶液は赤褐色となり
粘度も上昇した。室温迄冷却する間に撹拌に支障
が生じる程に粘度が上つたので間けつ的に合計50
mlのNMPで希釈を行なつた。冷却後、溶液の一
部(残25ml)を約300mlのメタノール中に投入し
てポリマーを凝固させた。更に300mlのメタノー
ルにて2回くり返し洗浄を行ない、ポリマーを80
℃、5時間、2〜3mmHgの減圧下に乾燥して、
黄橙色のポリマー粉末を得た。このポリマーの対
数粘度は1.45であつた。上記重合終了後の溶液の
一部を洗浄したガラス板上に0.4m/mの液厚に
キヤストし、これを80℃熱風乾燥中に3時間置く
と、NMPの大部分が揮発し、ガラス板より容易
に剥離して自己支持性の褐色透明フイルムを得
た。更に加熱減圧乾燥器中に懸架して200℃1時
間、250℃1時間、350℃1時間の加熱減圧乾燥を
行なつた。得られたフイルムは褐色透明で極めて
強靭であつた。このフイルムの引張強度は1430
Kg/cm2、伸び45%、分解温度538℃であつた。高
温加熱処理により、ポリマー鎖の閉環イミド化、
分子間架橋等が進行して強靭な耐熱ポリマーに変
化した。 比較例 6 PMC−di−Naを共存させない以外は、実施例
6と同様の装置、方法で、BPTC9.862g(0.0275
モル)、PMC10.07g(0.0396モル)及びNMP200
mlの混合物に80℃で2時間かけて、DPEDI17.40
g(0.0690モル)のNMP50mlの溶液を滴下した。
滴下終了時には粘度の上昇はほとんど認められな
かつたが、さらに120℃に昇温して4時間反応を
行なう間に、溶液の粘度が次第に増加した。逐時
NMPを少量づつ追加して合計60mlの希釈を行な
つたが反応終了後には溶液全体がゲル状に膨潤し
た。室温に冷却後、膨潤体の一部を実施例6と同
様に処理して黄茶色ポリマー粉末を得たが、この
ものは硫酸不溶分が多く適確な粘度測定ができな
かつた。 実施例 7 実施例6と同様の装置を用いて、BTC9.935g
(0.0424モル)、BPTC9.874g(0.0276ml)、BTC
−di−Na0.1138g(0.0004モル)、BPTC−di−
Na0.1310g(0.0003モル)及び蒸留して乾燥した
スルフオランを200ml(約30℃)を装入した。油
浴上で撹拌しながら、180℃に昇温し、この温度
でDPDEI18.07g(0.0716モル)を50mlの上記と
同様のスルフオランに溶解した溶液を、4時間か
けて滴下装入した。この間溶液は淡黄色から褐色
に変つたが粘度はイソシアネートの滴下終了付近
になつて急激に上昇した。冷却時に約120℃付近
より粘度上昇が著しく、撹拌に支障が認められた
ため、約50mlのスルフオランで希釈を行なつた。
溶液が100℃付近になる頃より全体に濁りが生じ
ポリマーの析出が始まつた。約50℃まで冷却した
時は全体が低粘度スラリーとなつていたので、そ
のまま瀘過した、瀘過ケーキの一部を実施例6と
同様に処理して黄茶色ポリマー粉末を得た。この
ポリマーの対数粘度は1.13であつた。又、このポ
リマーをNMPに15重量%に溶解したドープから
も実施例6と同様の方法で強靭なフイルムが成形
出来た。 比較例 7 BTC−di−Naを用いない以外は実施例8と同
様の方法で、BTC10.13g(0.0433モル)、
BPTC9.965g(0.0278モル)及びスルフオラン
200mlの混合物に180℃下で、DPEDI18.31g
(0.0726モル)を50mlのスルフオランに溶解した
溶液を4時間かけて滴下した。溶液は始め淡黄色
であつたが次第に褐色となり、イソシアネートを
約3/4量装入した頃より重合系が濁り始め、ポリ
マーが析出した。更に残量のイソシアネートを滴
下して反応をおえ、冷却した後に、実施例8と同
様に処理して、黄土色ポリマーを得たが、このも
のは硫酸にほとんど溶解しなかつた。 発明の効果 本発明は多価カルボン酸とジイソシアネートの
反応によつてポリアミド又はポリアミド酸を製造
する際、多価カルボン酸のモノ、ジ、トリ、テト
ラアルカリ金属塩(ただし、ジカルボン酸のモノ
アルカリ金属塩を除く)を触媒として用いること
によつて、各種成形品に加工したとき充分な物性
を発揮しうるに足る高分子量ポリマーを製造する
ことができた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式()で表わされる多価カルボン酸の
    1種又はそれ以上と一般式()で表わされるジ
    イソシアネートの1種又はそれ以上とから一般式
    ()で表わされる繰返し単位の1種もしくはそ
    れ以上を有するポリアミドおよび/又はポリアミ
    ド酸の製造において、一般式()で表わされる
    多価カルボン酸のアルカリ金属塩の1種又はそれ
    以上の共存下で反応させることを特徴とするポリ
    アミドおよび/又はポリアミド酸の製造方法。 R1(COOH)n () R2(NCO)2 () R3(COOH)l(COOM)m () 但し、上式におけるR1、R2、R3、M、l、m、
    nは夫々下記を意味する。R1は存在しないか、
    又は2〜4価の基であり、カルボキシル基及びイ
    ソシアネート基と反応しないか、あるいは非常に
    反応し難い基又は原子で置換されていてもよい。
    3価の場合には、R1に結合している3個のカル
    ボキシル基のうち2個のカルボキシル基は酸無水
    物を形成する位置に結合しており、4価の場合に
    は、R1に結合している4個のカルボキシル基は
    2組の酸無水物を形成する位置に結合している。
    R2は2価の基であり、カルボキシル基及びイソ
    シアネート基と反応しないか、あるいは非常に反
    応し難い基又は原子で置換されていてもよい。 R3はR1と同様の基である。 Mはアルカリ金属である。 lは0〜3の整数であり、mは1〜4の整数で
    あり、かつl+mは2〜4の整数である。但し、
    l+mは2のときは必らずlは0となる。nは2
    〜4の整数である。 2 無水の有機極性溶媒中で反応を実施する特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 3 不活性ガス雰囲気下で、生成するCO2ガスを
    除去しながら50〜300℃の温度で反応を実施する
    特許請求の範囲第1〜第2項記載の方法。 4 原料モノマー(多価カルボン酸+ジイソシア
    ネート)濃度を50〜400g/溶媒とする特許請
    求の範囲第1〜第3項のいずれかに記載の方法。 5 前記ジイソシアネート化合物の多価カルボン
    酸化合物に対するモル比が0.7〜1.30の範囲であ
    る特許請求の範囲第1〜第4項のいずれかに記載
    の方法。 6 前記多価カルボン酸のアルカリ金属塩の添加
    量が多価カルボン酸の量に対して0.1〜20モル%
    である特許請求の範囲第1〜第5項のいずれかに
    記載の方法。 7 前記添加量が0.5〜10モル%である特許請求
    の範囲第6項記載の方法。 8 前記多価カルボン酸のアルカリ金属塩がジカ
    ルボン酸のジアルカリ金属塩で、蓚酸、アジピン
    酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸、
    テレフタル酸、ジフエニルエーテル−4,4′−ジ
    カルボン酸、ピリジン−2,6−ジカルボン酸又
    はシクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸のジナ
    トリウム塩又はジカリウム塩である特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 9 前記多価カルボン酸のアルカリ金属塩がトリ
    カルボン酸のモノ及び/又はジ及び/又はトリア
    ルカリ金属塩で、ペンタン−1,2,5−トリカ
    ルボン酸、シクロヘキサン−1,2,3−トリカ
    ルボン酸、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン
    酸、ナフタレン−1,4,5−トリカルボン酸、
    ナフタレン2,3,6−トリカルボン酸、3,
    4,4′−ビフエニルトリカルボン酸、3,4,
    4′−ジフエニルエーテルートリカルボン酸及び
    3,4,3′−ベンゾフエノントリカルボン酸のモ
    ノ及び/又はジ及び/又はトリナトリウム塩又は
    トリカリウム塩である特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 10 前記多価カルボン酸のアルカリ金属塩がテ
    トラカルボン酸のモノ及び/又はジ及び/又はト
    リ及び/又はテトラアルカリ金属塩で、ブタン−
    1,2,3,4−テトラカルボン酸、ベンゼン−
    1,2,4,5−テトラカルボン酸、ナフタレン
    −1,4,5,8−テトラカルボン酸、ナフタレ
    ン−2,3,6,7−テトラカルボン酸、3,
    3′4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸、3,3′,
    4,4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸、3,
    3′,4,4′−ジフエニルエーテルテトラカルボン
    酸及び3,3′,4,4′−ジフエニルスルホンテト
    ラカルボン酸のモノ及び/又はジ及び/又はトリ
    及び/又はテトラナトリウム塩又はカリウム塩で
    ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 11 前記ジカルボン酸が蓚酸、アジピン酸、ア
    ゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフ
    タル酸、ジフエニルエーテル−4,4′−ジカルボ
    ン酸、ピリジン−2,6−ジカルボン酸、テトラ
    ヒドロフラン−2,5−ジカルボン酸、4,4′−
    ジフエニルエーテルービスートリメリテイツクイ
    ミド酸、エチレンービスートリメリテイツクイミ
    ド酸である特許請求の範囲第1項記載の方法。 12 前記トリカルボン酸がペンタン−1,2,
    5−トリカルボン酸、シクロヘキサン−1,2,
    3−トリカルボン酸、ベンゼン−1,2,4−ト
    リカルボン酸、ナフタレン−1,4,5−トリカ
    ルボン酸、ナフタレン−2,3,6−トリカルボ
    ン酸、3,4,4′−ジフエニルトリカルボン酸、
    3,4,4′−ジフエニルエーテルトリカルボン酸
    及び3,3′,4−ベンゾフエノントリカルボン酸
    である特許請求の範囲第1項記載の方法。 13 前記テトラカルボン酸がブタン−1,2,
    3,4−テトラカルボン酸、ベンゼン−1,2,
    4,5−テトラカルボン酸、ナフタレン−1,
    4,5,8−テトラカルボン酸、ナフタレン−
    2,3,6,7−テトラカルボン酸、3,3′,
    4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸、3,3′,
    4,4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸、3,
    3′,4,4′−ジフエニルエーテルテトラカルボン
    酸及び3,3′,4,4′−ジフエニルスルホンテト
    ラカルボン酸である特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 14 前記イソシアネートがヘキサメチレン−
    1,6−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
    タン−4,4′−ジイソシアネート、フエニレン−
    1,3−ジイソシアネート、フエニレン−1,4
    −ジイソシアネート、トルイレン−2,4−ジイ
    ソシアネート、トルイレン−2,6−ジイソシア
    ネート、ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシア
    ネート又はジフエニルエーテル−4,4′−ジイソ
    シアネートである特許請求の範囲第1項記載の方
    法。
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