JPH0453829A - 新規なポリアミドイミド及びその製造方法 - Google Patents

新規なポリアミドイミド及びその製造方法

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JPH0453829A
JPH0453829A JP15991690A JP15991690A JPH0453829A JP H0453829 A JPH0453829 A JP H0453829A JP 15991690 A JP15991690 A JP 15991690A JP 15991690 A JP15991690 A JP 15991690A JP H0453829 A JPH0453829 A JP H0453829A
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JP
Japan
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following general
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aromatic group
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JP15991690A
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English (en)
Inventor
Yasuji Yamada
保治 山田
Mutsumi Yoshida
睦 吉田
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Publication date
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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

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子機器、機械部品の素材、あるいは高弾性
繊維、フィルムとして用いられる耐熱性に優れた新規ポ
リアミドイミドに関する。
〔従来の技術〕
耐熱性の高い樹脂としては芳香族ポリイミドが広く知ら
れている。そして、この芳香族ポリイミドは熱変形性が
悪く、また、溶剤に対する溶解性も乏しいので、その成
形加工には特殊な方法が採用されている。このため、こ
れまでに成形性を改良したポリエーテルイミド(ゼネラ
ルエレクトリック社のウルテム)や溶剤溶解性を改良し
たポリアミドイミド(アモコ社のトークン)等が開発さ
れてきた。しかしながら、上記ウルテムは成形性を重要
視するあまり、ポリイミドの大きな特徴である耐熱性を
犠牲にしているという問題があり、また、トークンには
線膨張係数が大きいという欠点がある。
重合体分子中にアミド結合とイミド結合を含むポリアミ
ドイミドは良く知られている。例えば、特公昭42−1
5.637号、特公昭44−19.274号、特公開昭
45−2.397号、特公昭49−4.077号、特公
昭50−33、120号の各公報等に開示されている。
これらは、用いたモノマーと製法により物性に微妙な差
があるが、いずれも線膨張係数が大きいという欠点があ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
そこで、本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意
研究を重ねた結果、重合体分子中のアミド結合を構成す
る二塩基酸成分としてナフタレンジカルボン酸又はその
誘導体が用いられている芳香族ポリアミドイミドが、耐
熱性、機械的性質に優れ、かつ線膨張係数の小さいポリ
マーであることを見出し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明の目的は、耐熱性、機械的性質に優れ、
かつ線膨張係数の小さい新規な全芳香族ポリアミドイミ
ドを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、この様な優れた物性を有す
る新規な芳香族ポリアミドイミドの製造方法を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、下記一般式 (但し、式中Ar、は4価の芳香族基を示す)で表され
る芳香族テトラカルボン酸二無水物と、下記一般式[2
] %式%[2] (但し、式中Ar2は2価の芳香族基を示す)で表され
る芳香族ジアミンと、下記一般式131(但し、式中A
r、は4価の芳香族基を示し、Ar2は2価の芳香族基
を示す)で表される繰り返し単位を共に有し、前駆体で
あるポリアミック酸アミドの0.5g/#濃度のN−メ
チル−2−ピロリドン溶液の30℃における還元粘度が
0.3dl/g以上である新規なポリアミドイミドであ
る。
このようなポリアミドイミドは下記一般式[11(但し
、式中Yはハロゲン基、アルコキシ基、ヒドロキシ基の
いずれかを示す)で表されるナフタレンジカルボン酸誘
導体とを反応させることによって得ることができる。こ
のような方法によって得られるポリアミドイミドはその
構造がランダム共重合体となる。
本発明で使用される上記一般式[21のジアミンにおい
て、Ar2で表される2価の芳香族基とじては、 例えば 等が挙げられる。
上記一般式[11で表されるテトラカルボン酸二無水物
としては、ピロメリット酸二無水物、3,3°。
4.4゛−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
3、3’ 、 4.4°−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物、2.3.3’ 、 4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、2.3.6.7−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物、1.4.5.8−ナフタレンテ
トラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)プロパンニ無水物、ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル)スルホンニ無水物、ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル)エーテルニ無水物、■、1
−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水
物、3.4.9.10ペリレンテトラカルボン酸二無水
物、ベンゼン1、2.3.4−テトラカルボン酸二無水
物、2.3.6.7アントラセンテトラカルボン酸二無
水物、1.2.7゜8−フェナントレンテトラカルボン
酸二無水物等を挙げることができる。
また、本発明においては、下記一般式[4]位を有し、
アミド結合とイミド結合とが交互に連なる構造を有する
ポリアミドイミドとすることもできる。このようなポリ
アミドイミドは前記一般式[11で表される芳香族テト
ラカルボン酸二無水物及び下記一般式[5] (但し、式中Ar2は2価の芳香族基を示す)で表され
る芳香族ジアミンとを反応させることにより得ることが
できる。
上記一般式[5]で表されるジアミンは、例えば次のよ
うな方法によって合成することができる。
すなわち、下記一般式[31 (但し、式中Ar1は4価の芳香族基を示し、Ar2は
2価の芳香族基を示す)で表される繰り返し単(但し、
式中Yはハロゲン基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を示
す)で表されるナフタレンジカルボン酸誘導体と、下記
一般式[6] %式%[6] (但し、式中Zはアミノ基を示し、Ar2は2価の芳香
族基を示す)で表されるニトロ化合物とを反応させるこ
とにより下記一般式[7] (d)アゾ、アジド化合物の還元 (e)ヒドラジンの還元 等の方法が挙げられる。
上記ジアミンのうち下記一般式[81 (但し、式中Ar、は2価の芳香族基を示す)で表され
るニトロ化合物を製造することができる。
上記一般式(7)で表されるニトロ化合物を金属触媒を
用いて接触還元を行うことにより、上記一般式[51で
表される本発明のジアミンを高収率で得ることができる
。この一般式[51においてAr2で示される2価の芳
香族基としては前述と同じものを挙げることができる。
また、本発明のジアミンは他の方法によっても比較的容
易に製造可能である。例えば、(a)ハロゲン化物のア
ミノ化 (b)アルデヒドの還元アミノ化 (C)アミドのHofmann分解 H (但し、式中Ar2は2価の芳香族基を示す)で表され
るジアミン誘導体は、原料となる2、6−ジカルボキシ
ナフタレンが直線性に優れるため、本発明のポリイミド
原料として特に好ましい。
前記したような製造方法によって得られるジアミンの具
体例としては、 H H2 [JH しH3 等が挙げられる。
また、本発明において、ポリイミドの重合反応に使用さ
れる溶媒としては、例えばジメチルスルホキシド、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−ピロリドンフェノール、m−ク
レゾール、p−クレゾール、ハロゲン化フェノール、カ
テコール等を挙げることができる。これらを単独又は混
合して用いることができる。
本発明のポリアミドイミドの好適な製造方法の具体例と
しては、前記一般式[2]で表される芳香族ジアミンを
ジメチルアセトアミド等の溶媒に溶解した後、攪拌しな
がら上記一般式[3]で表されるナフタレンジカルボン
酸誘導体を固体のまま、あるいは溶媒に溶解させて添加
する。ナフタレンジカルボン酸誘導体の添加量は、ジア
ミン100に対してモル比で20〜80の範囲とする。
反応時間は30分程度でよい。
この様にして末端ジアミンのアミドプレポリマーの溶液
を調製し、この溶液に上記一般式[1]で示されるテト
ラカルボン酸二無水物をジアミン100に対してモル比
で80〜20の範囲で添加する。ナフタレンジカルボン
酸誘導体の使用量が20未満では線膨張係数が小さくな
らず、80を超えると耐熱性が低下する。ナフタレンジ
カルボン酸誘導体とテトラカルボン酸二無水物の合計量
はジアミン100に対してモル比で95〜105の範囲
とする。この範囲から外れると重合度が上がらず十分な
機械的強度が維持できない。反応時間は3時間程度でよ
い。反応温度は一20〜50℃程度がよい。−20℃以
下では溶液の凍結が起こって反応し難くなり、また、5
0℃以上ではナフタレンジカルボン酸誘導体及びテトラ
カルボン酸二無水物の分解が促進され、ポリマーの重合
度が上がり難い。
この様にして得られたポリアミック酸アミド溶液をガラ
ス板上に流延し、50〜150°Cの温度で約1時間溶
媒を除去した後、250〜3500Cの温度で30分以
上加熱することによりポリアミドイミドのフィルムを得
ることができる。この場合、得られるポリアミドイミド
はランダム共重合体である。
また、一般式[4]で表されるポリアミドイミドの好適
な製造方法の具体例としては、ジアミンとして上記一般
式[5]で示されるナフタレン系のジアミンを用いる以
外は、通常のポリイミドの合成方法と同様である。即ち
、上記一般式[5]で示されるナフタレン系のジアミン
を溶媒に溶解し、この溶液に上記一般式[1]で示され
るテトラカルボン酸二無水物をジアミン100に対して
モル比で95〜105の範囲で添加する。この範囲から
外れると重合度が上がらず十分な機械的強度が維持でき
ない。反応時間は3時間程度でよい。反応温度は一20
〜50℃以下とする。−20℃より低いと溶液の凍結が
起こって反応し難くなり、50℃より高いとナフタレン
系のジアミン及びテトラカルボン酸二無水物の分解が促
進され、ポリマーの重合度が上がり難い。
この様にして得られたポリアミック酸アミド溶液をガラ
ス板上に流延し、50〜150℃の温度で約1時間溶媒
を除去した後、250〜350°Cの温度で30分以上
加熱することによりポリアミドイミドのフィルムを得る
ことができる。
本発明のポリアミドイミドは、以上の様にして容易に製
造することができるが、製造方法はこれに限定されるも
のではない。
本発明のポリアミドイミドは、必要に応じて各種の添加
剤、例えば顔料、充填剤、滑剤、又は他の耐熱性樹脂と
混合し、公知の方法で繊維、フィルム、塗料等として用
いられる。本発明のポリアミドイミドは耐熱性、機械的
特性において優れており、広範囲な用途が期待されてい
る。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を示し本発明を更に詳しく説明す
る。
なお、以下の実施例で用いた略号は次の通りである。
p−PDA・・・p−フェニレンジアミンm−PDA・
・・m−フェニレンジアミンDADPA・・・4,4°
−ジアミノジフェニルエーテルDAPB・・・1,4−
ジ(4−アミノフェノキシ)ベンセンDAPPP・・・
2,2−ジ[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル1
プロパン DAPPB・・・1,4−ジ[2−(4−アミノフェニ
ル)−2−プロピル]ベンゼン DAPBP・・・4,4−ジ(4−アミノフェノキシ)
ビフェニル PMDA・・・ピロメリット酸二無水物BPDA・・・
3,3°4,4°−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物 実施例1 ジ(4−アミノフェニル)−2,6−ナフタレンジカル
ボン酸ジアニリド2 g (0,00505mol)を
N−メチル−2ピロリドン17.5gに溶解し、ピロメ
リット酸二無水物1.1 g (0,00505mol
)を30分間で粉末で添加して5時間攪拌し、ポリアミ
ック酸溶液を得た。一部を再沈し、還元粘度を測定した
得られたポリアミック酸溶液をガラス基板に塗布し60
℃で2時間乾燥してポリアミック酸フィルムとした後、
更に250℃で2時間熱処理してイミド化フィルムを得
た。熱天秤測定(TGA)によって得られたポリマーの
熱分解温度を、熱機械分析によって線膨張係数を測定し
た。
結果は、ηSP/C: 0. 60 (0,5g/’d
l、 N−メチル−2−ピロリドン)、熱分解温度: 
530°C(TG接線より)、線膨張係数: 1.OX
 10−J/にであった。
実施例2 実施例1と同様にしてジ(4−アミノフェニル)2.6
−ナフタレンジカルボン酸ジアニリド3g(0,007
57mo l )をジメチルアセトアミド30.5gに
溶解させ、3,3”、 4.4’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物2 、 447 g (0,00
757mol)を30分間で粉末で添加して5時間攪拌
し、ポリアミック酸溶液を得た。一部を再沈し、還元粘
度を測定した。
得られたポリアミック酸溶液をガラス基板に塗布し60
℃で2時間乾燥してポリアミック酸フィルムとしたのち
、さらに250℃で2時間熱処理してイミド化フィルム
を得た。熱天秤測定(TGA)によって得られたポリマ
ーの熱分解温度を、熱機械分析によって線膨張係数を測
定した。
結果は、ηsp/c: 0. 37 (0,5g/dI
、 N−メチル−2−ピロリドン)、熱分解温度:52
3°C(TG接線より)、線膨張係数: 1.9 X 
10−J/にであった。
実施例3〜7、比較例 実施例3と同様にして2,6−ナフタレンジカルボン酸
ジクロライドと第1表に示すジアミンと芳香族テトラカ
ルボン酸二無水物とを使用し、ポリアミック酸及びポリ
イミドを製造した。また、比較のために市販のポリアミ
ドイミド樹脂(アモコ社製、トーロン)を使用し、同様
にして線膨張係数を測定した。結果を第1表に示す。
〔発明の効果〕
本発明によれば、耐熱性、機械的特性に優れ、かつ線膨
張係数の小さい新規なポリアミドイミドが得られる。
特許出願人   新日鐵化学株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )及び(II) ▲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) (但し、式中Ar_1は4価の芳香族基を示し、Ar_
    2は2価の芳香族基を示す)で表される繰り返し単位を
    共に有し、前駆体であるポリアミック酸アミドの0.5
    g/dl濃度のN−メチル−2−ピロリドン溶液の30
    ℃における還元粘度が0.3dl/g以上であることを
    特徴とする新規なポリアミドイミド。
  2. (2)下記一般式[4] ▲数式、化学式、表等があります▼[4] (但し、式中Ar_1は4価の芳香族基を示し、Ar_
    2は2価の芳香族基を示す)で表される繰り返し単位を
    有する請求項1記載の新規なポリアミドイミド。
  3. (3)下記一般式[1] ▲数式、化学式、表等があります▼[1] (但し、式中Ar_1は4価の芳香族基を示す)で表さ
    れる芳香族テトラカルボン酸二無水物と、下記一般式[
    2] H_2N−Ar_2−NH_2[2] (但し、式中Ar_2は2価の芳香族基を示す)で表さ
    れる芳香族ジアミンと、下記一般式[3]▲数式、化学
    式、表等があります▼[3] (但し、式中Yはハロゲン基、アルコキシ基、ヒドロキ
    シ基のいずれかを示す)で表されるナフタレンジカルボ
    ン酸誘導体とを反応させ、下記一般式( I )及び(II
    ) ▲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) (但し、式中Ar_1は4価の芳香族基を示し、Ar_
    2は2価の芳香族基を示す)で表される繰り返し単位を
    共に有し、その構造がランダム共重合体であるポリアミ
    ドイミドを製造することを特徴とする新規なポリアミド
    イミドの製造方法。
  4. (4)下記一般式[1] ▲数式、化学式、表等があります▼[1] (但し、式中Ar_1は4価の芳香族基を示す)で表さ
    れる芳香族テトラカルボン酸二無水物と下記一般式[5
    ] ▲数式、化学式、表等があります▼[5] (但し、式中Ar_2は2価の芳香族基を示す)で表さ
    れる芳香族ジアミンとを反応させ、下記一般式( I )
    及び(II) ▲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) (但し、式中Ar_1は4価の芳香族基を示し、Ar_
    2は2価の芳香族基を示す)で表される繰り返し単位を
    有するポリアミドイミドを製造することを特徴とする新
    規なポリアミドイミドの製造方法。
JP15991690A 1990-06-20 1990-06-20 新規なポリアミドイミド及びその製造方法 Pending JPH0453829A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010180292A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Jsr Corp 芳香族ジアミン化合物、ポリイミド系材料、フィルム及びその製造方法
CN107098814A (zh) * 2015-03-04 2017-08-29 湖南工业大学 具有高平面性的含萘和酰胺结构功能二胺单体及其合成方法和应用
JP2020019937A (ja) * 2018-07-19 2020-02-06 住友化学株式会社 ポリアミドイミド樹脂

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