JPH05345823A - ポリイミド樹脂 - Google Patents
ポリイミド樹脂Info
- Publication number
- JPH05345823A JPH05345823A JP11363492A JP11363492A JPH05345823A JP H05345823 A JPH05345823 A JP H05345823A JP 11363492 A JP11363492 A JP 11363492A JP 11363492 A JP11363492 A JP 11363492A JP H05345823 A JPH05345823 A JP H05345823A
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- JP
- Japan
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- polyimide resin
- diisocyanate
- resin
- polyimide
- reaction
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 耐熱性および弾性が高く、機械的強度に優
れ、かつ成形性の優れたポリイミド樹脂を提供する。 【構成】 (I)〜(III)の繰り返し単位をもつポ
リイミド樹脂。 (Xは−OOC−等;Yは−O−等;R1〜R4はH
等;mは0.1;nは1,2;xは100〜10;yは0〜90;
Zは0〜90モル%)
れ、かつ成形性の優れたポリイミド樹脂を提供する。 【構成】 (I)〜(III)の繰り返し単位をもつポ
リイミド樹脂。 (Xは−OOC−等;Yは−O−等;R1〜R4はH
等;mは0.1;nは1,2;xは100〜10;yは0〜90;
Zは0〜90モル%)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度、高耐熱性でか
つ、有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂に関する。更に具
体的には耐熱性や機械的性質に優れたポリイミド樹脂系
の繊維、フィルムその他の成形物であって、電気、電子
部品、宇宙航空用構造材、機械部品などの工業、産業用
資材を提供しようとするものである。
つ、有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂に関する。更に具
体的には耐熱性や機械的性質に優れたポリイミド樹脂系
の繊維、フィルムその他の成形物であって、電気、電子
部品、宇宙航空用構造材、機械部品などの工業、産業用
資材を提供しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は、その電気的性質、機
械的性質、耐熱性が優れている為、耐熱性フィルム、接
着剤などの用途に有用であることが知られている。しか
し、従来より耐熱性のポリイミドを製造する場合、芳香
族テドラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンとからポリ
アミド酸を重合し、ポリアミド酸をもとに成形してから
種々の方法でイミド化して、製造する方法がとられてい
る。この為、成形時、例えば紡糸時縮合水によるボイド
が発生するという問題点がある。またポリアミド酸の保
存安定性が著しく悪い為、室温でも粘度上昇をおこし、
ゲル化したり、不溶化して白濁するなどの欠点を有して
いる。
械的性質、耐熱性が優れている為、耐熱性フィルム、接
着剤などの用途に有用であることが知られている。しか
し、従来より耐熱性のポリイミドを製造する場合、芳香
族テドラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンとからポリ
アミド酸を重合し、ポリアミド酸をもとに成形してから
種々の方法でイミド化して、製造する方法がとられてい
る。この為、成形時、例えば紡糸時縮合水によるボイド
が発生するという問題点がある。またポリアミド酸の保
存安定性が著しく悪い為、室温でも粘度上昇をおこし、
ゲル化したり、不溶化して白濁するなどの欠点を有して
いる。
【0003】これらの問題点を是正したイミド系重合体
の製造法加工法としては、高分子量の溶剤可溶性ポリイ
ミドを合成する事により達成可能であるが、現在知られ
ている可溶性ポリイミドには、高耐熱でかつ高弾性率の
ものはない。例えば、特公昭47−37706公報、特
開昭56−36520公報にテトラカルボン酸成分、ま
たはジアミン成分に、脂肪族系化合物を用いる例が開示
されているが、この場合には、溶解性はよくなるもの
の、耐熱性が低下する。又、特開昭50−113597
号公報に記載されたポリイミドの場合には、耐熱性は高
く維持できるものの、このポリイミドが溶解性を示す溶
剤は、m−クレゾールキシレノールなどのフェノール系
溶剤のみである。このような溶剤では、ポリイミドを高
濃度に溶解することは難しく機械的物性の優れたポリイ
ミドフィルム、あるいは繊維をつくる事は困難である。
の製造法加工法としては、高分子量の溶剤可溶性ポリイ
ミドを合成する事により達成可能であるが、現在知られ
ている可溶性ポリイミドには、高耐熱でかつ高弾性率の
ものはない。例えば、特公昭47−37706公報、特
開昭56−36520公報にテトラカルボン酸成分、ま
たはジアミン成分に、脂肪族系化合物を用いる例が開示
されているが、この場合には、溶解性はよくなるもの
の、耐熱性が低下する。又、特開昭50−113597
号公報に記載されたポリイミドの場合には、耐熱性は高
く維持できるものの、このポリイミドが溶解性を示す溶
剤は、m−クレゾールキシレノールなどのフェノール系
溶剤のみである。このような溶剤では、ポリイミドを高
濃度に溶解することは難しく機械的物性の優れたポリイ
ミドフィルム、あるいは繊維をつくる事は困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フェ
ノール系溶剤に限定されない有機溶剤に可溶で、かつ、
耐熱性、弾性率を高く維持したポリイミドを提供するこ
とにある。
ノール系溶剤に限定されない有機溶剤に可溶で、かつ、
耐熱性、弾性率を高く維持したポリイミドを提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する為
に、本発明者らは鋭意研究の結果、特殊な構造のポリイ
ミド樹脂を用いることにより、フェノール系溶剤に限定
されない、溶剤溶解性を示し、かつ高耐熱、高弾性率ポ
リイミドを得ることに成功した。すなわち本発明は、下
記一般式(I)で表される単位、一般式(II)で表され
る単位および一般式(III)で表される単位を繰り返し単
位として分子鎖中に含有するポリイミド樹脂であって、
該ポリイミド樹脂を0.5g/dlの割合で含有するN
−メチル−2−ピロリドン溶液の30℃における対数粘
度が0.30dl/g以上であるポリイミド樹脂。
に、本発明者らは鋭意研究の結果、特殊な構造のポリイ
ミド樹脂を用いることにより、フェノール系溶剤に限定
されない、溶剤溶解性を示し、かつ高耐熱、高弾性率ポ
リイミドを得ることに成功した。すなわち本発明は、下
記一般式(I)で表される単位、一般式(II)で表され
る単位および一般式(III)で表される単位を繰り返し単
位として分子鎖中に含有するポリイミド樹脂であって、
該ポリイミド樹脂を0.5g/dlの割合で含有するN
−メチル−2−ピロリドン溶液の30℃における対数粘
度が0.30dl/g以上であるポリイミド樹脂。
【0006】
【化4】
【0007】
【化5】
【0008】
【化6】 (Xは−SO2 −、−COO−(CR3 R4 )n −OO
C−を示し、Yは−CO−、−O−を示す。R1 〜R4
は、それぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基であ
り、mは0又は1、nは1又は2の整数を示す。またx
は100〜10、yは0〜90、zは0〜90のモル%
を示す。)なお本発明において、Xが−SO2 −で、m
が0のときは、zは0モル%でyは60モル%以下、も
しくはyが0モル%でzは50モル%以下が好ましい。
C−を示し、Yは−CO−、−O−を示す。R1 〜R4
は、それぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基であ
り、mは0又は1、nは1又は2の整数を示す。またx
は100〜10、yは0〜90、zは0〜90のモル%
を示す。)なお本発明において、Xが−SO2 −で、m
が0のときは、zは0モル%でyは60モル%以下、も
しくはyが0モル%でzは50モル%以下が好ましい。
【0009】本発明ポリイミド樹脂を得る方法として
は、通常の方法を採用することができ、例えば下記反応
式(a)で示されるようなイソシアネート法や下記反応
式(b)で示されるジアミン法のいずれも適用可能であ
るが、工業的にはイソシアネート法が有利である。
は、通常の方法を採用することができ、例えば下記反応
式(a)で示されるようなイソシアネート法や下記反応
式(b)で示されるジアミン法のいずれも適用可能であ
るが、工業的にはイソシアネート法が有利である。
【0010】
【化7】
【0011】
【化8】
【0012】前記方法を採用する際の、酸成分として
は、4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸無
水物、ピロメリット酸無水物、4,4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸無水物など、またジアソシアネート又は
ジアミン成分としては、4,4’−ビス(3−トリレ
ン)ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシ
アネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビ
フェニル、4,4’−ジアミノビフェニルなどを用いる
ことができる。
は、4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸無
水物、ピロメリット酸無水物、4,4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸無水物など、またジアソシアネート又は
ジアミン成分としては、4,4’−ビス(3−トリレ
ン)ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシ
アネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビ
フェニル、4,4’−ジアミノビフェニルなどを用いる
ことができる。
【0013】なお前記成分以外に本発明ポリイミド樹脂
の性質を変えない範囲内で、例えば、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、ピロ
メリット酸、3,3’,4,4’−ナフタレンテトラカ
ルボン酸、ペリレンジカルボン酸、ペリレンテトラカル
ボン酸などの無水物、また4,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネー
ト、2,6−トリレンジイソシアネート、p−キシレン
ジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、
4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、p−
フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシ
アネートなどを使用することができる。
の性質を変えない範囲内で、例えば、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、ピロ
メリット酸、3,3’,4,4’−ナフタレンテトラカ
ルボン酸、ペリレンジカルボン酸、ペリレンテトラカル
ボン酸などの無水物、また4,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネー
ト、2,6−トリレンジイソシアネート、p−キシレン
ジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、
4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、p−
フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシ
アネートなどを使用することができる。
【0014】また上記反応で用いられる溶媒としては、
例えば、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、スルホラン、テトラメ
チル尿素が好適に使用される。また上記反応において、
反応温度は、150〜200℃、反応時間は3〜6時間
が好ましい。
例えば、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、スルホラン、テトラメ
チル尿素が好適に使用される。また上記反応において、
反応温度は、150〜200℃、反応時間は3〜6時間
が好ましい。
【0015】本発明のポリイミド樹脂の極限粘度はN−
メチル−ピロリドン−2中、30℃で測定し、0.3〜
2.5dl/g、好ましくは1.0〜2.0dl/gで
ある。また性能、機能、加工性などを更に賦与、改良す
る目的でポリイミド樹脂と他の樹脂、充填剤、添加剤、
滑剤、安定剤などを適宜、混合し、あるいは/および反
応させて使用できる。この場合、成形品中で、本発明の
ポリイミド樹脂が占める割合は60重量%以上、好まし
くは、90重量%以上である。特に好ましい態様は低分
子量多官能エポキシ化合物や多官能イソシアナート化合
物による変性や架橋、あるいはシリコーン樹脂、弗素樹
脂による変性、少量の無機微粒子(SiO2、TiO
2、CaCO3等)の混合、遊離基反応性モノマーの添
加などである。
メチル−ピロリドン−2中、30℃で測定し、0.3〜
2.5dl/g、好ましくは1.0〜2.0dl/gで
ある。また性能、機能、加工性などを更に賦与、改良す
る目的でポリイミド樹脂と他の樹脂、充填剤、添加剤、
滑剤、安定剤などを適宜、混合し、あるいは/および反
応させて使用できる。この場合、成形品中で、本発明の
ポリイミド樹脂が占める割合は60重量%以上、好まし
くは、90重量%以上である。特に好ましい態様は低分
子量多官能エポキシ化合物や多官能イソシアナート化合
物による変性や架橋、あるいはシリコーン樹脂、弗素樹
脂による変性、少量の無機微粒子(SiO2、TiO
2、CaCO3等)の混合、遊離基反応性モノマーの添
加などである。
【0016】本発明の樹脂の成形加工法は従来公知の方
法(溶液キャスティング、乾式紡糸、湿式紡糸、ゲル紡
糸、溶融キャスキィング、溶融紡糸、溶融成形、射出成
形など)の適用が可能である。溶液成形に用い得る溶媒
としては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−2、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチル尿素などの極性溶剤を挙げることができる
が、これらと併用して、トルエン、キシレンなどの炭化
水素系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系、エチル
セロソルブ、ジエチレングリコールジメチルエーテル、
ジオキサンなどのエーテル系の溶剤を混合して使用する
こともできる。また、成形物の形態には、特に限定はな
いがフィルム(厚さ2μm〜200μm)、繊維(0.
1デニール〜10デニール)、中空繊維、パイプ、ボト
ル他の成形品である。用途についても特に限定はない
が、自動車、化学プラント、航空/宇宙、機械、電気/
電子用の部品、素材として使用できる。
法(溶液キャスティング、乾式紡糸、湿式紡糸、ゲル紡
糸、溶融キャスキィング、溶融紡糸、溶融成形、射出成
形など)の適用が可能である。溶液成形に用い得る溶媒
としては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−2、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチル尿素などの極性溶剤を挙げることができる
が、これらと併用して、トルエン、キシレンなどの炭化
水素系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系、エチル
セロソルブ、ジエチレングリコールジメチルエーテル、
ジオキサンなどのエーテル系の溶剤を混合して使用する
こともできる。また、成形物の形態には、特に限定はな
いがフィルム(厚さ2μm〜200μm)、繊維(0.
1デニール〜10デニール)、中空繊維、パイプ、ボト
ル他の成形品である。用途についても特に限定はない
が、自動車、化学プラント、航空/宇宙、機械、電気/
電子用の部品、素材として使用できる。
【0017】
【作用】本発明の特徴は特定の構造のポリイミド樹脂を
使用することであり、加工性に優れ、軟化温度、熱分解
温度などの熱的性質、弾性率などの力学的・機械的性質
などが従来品に比し優れているのはその一次構造、更に
は高次構造に由来するものと思われる。
使用することであり、加工性に優れ、軟化温度、熱分解
温度などの熱的性質、弾性率などの力学的・機械的性質
などが従来品に比し優れているのはその一次構造、更に
は高次構造に由来するものと思われる。
【0018】
【実施例】以下実施例および比較例を用い、本発明を更
に具体的に説明するが、これら実施例により本発明が限
定されるものではない。なお、実施例における各特性値
は下記の方法によって測定した。 (1) 引張り試験:フィルム巾15mm、長さ40mm、
厚さ30μmの試料を20mm/分の引張り速度で測定
した。 (2) ガラス転移点(Tg):TMA(熱機械分析)装
置にて、荷重1g/3mm(幅)×30μm(厚さ)昇温
速度10℃/分の条件で測定した。 (3) 限界酸素濃度(LOI):JIS−K−7201
の方法により測定した。
に具体的に説明するが、これら実施例により本発明が限
定されるものではない。なお、実施例における各特性値
は下記の方法によって測定した。 (1) 引張り試験:フィルム巾15mm、長さ40mm、
厚さ30μmの試料を20mm/分の引張り速度で測定
した。 (2) ガラス転移点(Tg):TMA(熱機械分析)装
置にて、荷重1g/3mm(幅)×30μm(厚さ)昇温
速度10℃/分の条件で測定した。 (3) 限界酸素濃度(LOI):JIS−K−7201
の方法により測定した。
【0019】実施例1.反応容器に4,4’−ジフェニ
ルスルホンテトラカルボン酸無水物35.8g(0.1
モル)、ビトリレンジイソシアネート26.4g(0.
1モル)、N−メチル−2−ピロリドン300mlを仕
込み、かく拌しながら180℃まで約2時間で昇温し
た。その後、200℃で約3時間かく拌し、反応を停止
した。得られたポリマーの対数粘度は、N−メチル−2
−ピロリドン中、0.5g/dlの濃度で1.54であ
った。
ルスルホンテトラカルボン酸無水物35.8g(0.1
モル)、ビトリレンジイソシアネート26.4g(0.
1モル)、N−メチル−2−ピロリドン300mlを仕
込み、かく拌しながら180℃まで約2時間で昇温し
た。その後、200℃で約3時間かく拌し、反応を停止
した。得られたポリマーの対数粘度は、N−メチル−2
−ピロリドン中、0.5g/dlの濃度で1.54であ
った。
【0020】上記のポリイミド溶液を厚さ100μmの
離型性ポリエステルフィルム上に乾燥後の厚みが30μ
mとなる様、流延塗布し、100℃で5分、150℃で
30分乾燥し、該離型性フィルムから剥離した。この
後、溶媒を完全に除去する為、減圧、定長下、200℃
で約10時間加熱した。この様にして得られたポリイミ
ドフィルムについて、各種の評価を前記の方法により測
定した。その結果を表1に示す。
離型性ポリエステルフィルム上に乾燥後の厚みが30μ
mとなる様、流延塗布し、100℃で5分、150℃で
30分乾燥し、該離型性フィルムから剥離した。この
後、溶媒を完全に除去する為、減圧、定長下、200℃
で約10時間加熱した。この様にして得られたポリイミ
ドフィルムについて、各種の評価を前記の方法により測
定した。その結果を表1に示す。
【0021】実施例2〜7、比較例1、2 実施例1において、樹脂組成を表1の様にした以外は全
て実施例1と同様にして各々のポリマーを得た。その結
果を表1に示す。
て実施例1と同様にして各々のポリマーを得た。その結
果を表1に示す。
【0022】
【表1】 表1中DSDA:4,4’−ジフェニルスルホンテトラ
カルボン酸無水物 BPDA:4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水
物 PMA:ピロメリット酸無水物 TODI:4,4’−ビス(3−トリレン)ジイソシア
ネート TDI:トリレンジイソシアネートを示す。
カルボン酸無水物 BPDA:4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水
物 PMA:ピロメリット酸無水物 TODI:4,4’−ビス(3−トリレン)ジイソシア
ネート TDI:トリレンジイソシアネートを示す。
【0023】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ポリイミド樹脂は、耐熱性および弾性が高く、機械的強
度に優れ、かつ加工性に優れているので、自動車、化学
プラント、航空、宇宙、機械、電子または電気用の部品
等の工業用資材として好適に使用することができる。特
に電気絶縁材としてフレキシブルプリント配線板のベー
ス材、カバー材や、強化繊維として好適に使用すること
ができる。さらに溶融成形性および溶液成形性に優れる
ため、フィルムや繊維に容易に加工することができるの
で産業界に寄与すること大である。
ポリイミド樹脂は、耐熱性および弾性が高く、機械的強
度に優れ、かつ加工性に優れているので、自動車、化学
プラント、航空、宇宙、機械、電子または電気用の部品
等の工業用資材として好適に使用することができる。特
に電気絶縁材としてフレキシブルプリント配線板のベー
ス材、カバー材や、強化繊維として好適に使用すること
ができる。さらに溶融成形性および溶液成形性に優れる
ため、フィルムや繊維に容易に加工することができるの
で産業界に寄与すること大である。
【図1】本発明実施例1で得られたポリイミドのIRチ
ャートである。
ャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 下記一般式(I)で表される単位、一般
式(II)で表される単位および一般式(III)で表される
単位を繰り返し単位として分子鎖中に含有するポリイミ
ド樹脂であって、該ポリイミド樹脂を0.5g/dlの
割合で含有するN−メチル−2−ピロリドン溶液の30
℃における対数粘度が0.30dl/g以上であるポリ
イミド樹脂。 【化1】 【化2】 【化3】 (Xは−SO2 −、−COO−(CR3 R4 )n −OO
C−を示し、Yは−CO−、−O−を示す。R1 〜R4
は、それぞれ水素原子、炭素数1〜4のアルキル基であ
り、mは0又は1、nは1又は2の整数を示す。またx
は100〜10、yは0〜90、zは0〜90のモル%
を示す。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11363492A JPH05345823A (ja) | 1992-04-16 | 1992-05-06 | ポリイミド樹脂 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9638192 | 1992-04-16 | ||
JP4-96381 | 1992-04-16 | ||
JP11363492A JPH05345823A (ja) | 1992-04-16 | 1992-05-06 | ポリイミド樹脂 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05345823A true JPH05345823A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=26437590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11363492A Pending JPH05345823A (ja) | 1992-04-16 | 1992-05-06 | ポリイミド樹脂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05345823A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005314630A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 芳香族ポリアミド酸及びポリイミド |
WO2013183293A1 (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | 三井化学株式会社 | ポリイミド樹脂組成物、フィルム、接着剤、及び部品 |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP11363492A patent/JPH05345823A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005314630A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 芳香族ポリアミド酸及びポリイミド |
WO2013183293A1 (ja) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | 三井化学株式会社 | ポリイミド樹脂組成物、フィルム、接着剤、及び部品 |
JP5450913B1 (ja) * | 2012-06-07 | 2014-03-26 | 三井化学株式会社 | ポリイミド樹脂組成物、フィルム、接着剤、及び部品 |
KR101485729B1 (ko) * | 2012-06-07 | 2015-01-22 | 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 | 폴리이미드 수지 조성물, 필름, 접착제 및 부품 |
CN104334643A (zh) * | 2012-06-07 | 2015-02-04 | 三井化学株式会社 | 聚酰亚胺树脂组合物、膜、粘接剂及部件 |
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