JPH0593061A - 芳香族共ポリアミド、その製法及びこれから形成した構造物 - Google Patents

芳香族共ポリアミド、その製法及びこれから形成した構造物

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JPH0593061A
JPH0593061A JP4028253A JP2825392A JPH0593061A JP H0593061 A JPH0593061 A JP H0593061A JP 4028253 A JP4028253 A JP 4028253A JP 2825392 A JP2825392 A JP 2825392A JP H0593061 A JPH0593061 A JP H0593061A
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JP4028253A
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Georg-Emerich Miess
ゲオルク−エメリツヒ・ミース
Peter Klein
ペーター・クライン
Karl Heinrich
カルル・ハインリツヒ
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Hoechst AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/40Polyamides containing oxygen in the form of ether groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/32Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids from aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acids with both amino and carboxylic groups aromatically bound

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 有機溶媒溶液から紡糸することができるジカ
ルボン酸ージアミンタイプの新規な芳香族共ポリアミ
ド、及びこれから形成した機械的特性のすぐれたフィラ
メント、繊維、パルプ、フィルム、シート及びメンブラ
ンのような構造物、及びこれらの製法を提供する。 【構成】 基本的に少なくとも95モル%の下記の式I
a、Ib及びIc、又はIa、Ib及びIeの繰り返し
構造単位及び、任意に5モル%以下の下記の式Idの繰
り返し構造単位よりなる、有機ポリアミド溶媒に可溶性
の芳香族共ポリアミド及びその製造方法。 [−OC−R1−CO−NH−R2−NH−]
(Ia) [−OC−R1−CO−NH−R3−NH−]
(Ib) [−OC−R1−CO−NH−R4−NH−]
(Ic) [−OC−R1−CO−NH−R5−NH−]
(Id) [−OC−R1−CO−NH−R7−NH−]
(Ie) [式中、全ての基R1の少なくとも95モル%は式IIa
の構造を有し、全ての基R1の5モル%以下は式IIbの
構造を有し: ーAr1− (IIa)、 −Ar2− (IIb) Ar1は、原子価結合が互いにパラ位置にある2価の芳
香族基であり、Ar2はメタ位置にある2価の芳香族基
であり、R2〜R7はそれぞれ特定の2価芳香族基であ
る。]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機溶媒溶液から紡糸
することができるジカルボン酸ージアミンタイプの新規
な芳香族共ポリアミド、及びこれから形成した、非常に
高い初期モジュラス(弾性率)のフィラメント、繊維、
パルプ、フィルム、シート及びメンブランのような構造
物、及びまたこれらの製法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように芳香族ポリアミド(アラミ
ド)は、熱及び化学安定性が高く、燃焼性が低い原料で
ある。例えば、このような原料から製造した繊維及びシ
ートは機械的特性に非常にすぐれ、例えば強度及び初期
モジュラス(弾性率)が高く、そして工業的用途、例え
ば強化プラスチックに又はフィルター材料として非常に
適している。
【0003】強度が高く、初期モジュラスが非常に高い
アラミドフィラメント又は繊維は、芳香族核上のアミド
結合が互いに同軸であるかまたは実質的に平行であり、
これによって硬いロッド状の重合体分子が形成されると
きに、製造することができることは知られている。
【0004】この種の代表的なポリアミドは、例えばポ
リ(p−フェニレンテレフタルアミド)である。これか
ら製造されるフィラメントについては、例えばドイツ特
許第2,219,703号に記載されている。
【0005】このポリアミドは多くの利点を有するが、
その製法及び加工法は非常に難しいものである。例え
ば、極性有機溶媒中への溶解度が、可溶化剤として塩化
カルシウム又は塩化リチウムを存在させても低いため、
この重合体は形成された直後に反応媒体から沈殿してし
まう。この重合体は単離、洗浄及び乾燥を行い、そして
再び紡糸溶媒に溶解しなければならない。紡糸溶液の製
造に好ましい溶媒は、特に取り扱い(作業場の安全性、
腐食)及び廃棄物処理問題を有する濃硫酸である。 従
って、公知のアミド溶媒に易溶性であり、紡糸も容易で
あり、そしてそのフィラメントの延伸後の強度及び初期
モジュラスの値が高い共ポリアミドを開発することによ
って、これらの難点を回避することが試みられてきた。
【0006】例えば、ドイツ特許第2,556,885
号及びドイツ特許出願公開第3,007,063号に
は、容易に紡糸可能な等方性アミド溶媒溶液となる、テ
レフタル酸、p−フェニレンジアミン及び3、4′−ジ
アミノジフェニルエーテルの共ポリアミドが記載されて
いる。非常に高い延伸比に延伸することによって、フィ
ラメントに高い強度及び弾性率を付与することができ
る。溶解度の増加は、メタ配向及び酸素原子によるもの
である。しかしながら、そのような共ポリアミドのフィ
ラメントをさらに加工する場合、そのようなフィラメン
トの動的効率が不十分であるので、まだ満足のいくもの
ではないことが分かった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポリ
アミド溶媒に易溶性であり、容易に紡糸可能であり、そ
して良好な機械特性、特にすぐれた動的効率及び/又は
良好な耐屈曲摩耗性及び/又は結節強さ及び/又は引っ
掛け強さ、を有するフィラメントを製造することが可能
な、芳香族共ポリアミドをさらに見いだすことである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の共ポリアミド
は、選択した芳香族ジアミン成分を選択した割合で含有
する。
【0009】本発明は、基本的に少なくとも95モル%
の下記の式Ia、Ib及びIc、又はIa、Ib及びI
eの繰り返し構造単位及び、任意に5モル%以下の下記
の式Idの繰り返し構造単位よりなる、有機ポリアミド
溶媒に可溶性の芳香族共ポリアミドを提供するものであ
る: [−OC−R1−CO−NH−R2−NH−] (Ia) [−OC−R1−CO−NH−R3−NH−] (Ib) [−OC−R1−CO−NH−R4−NH−] (Ic) [−OC−R1−CO−NH−R5−NH−] (Id) [−OC−R1−CO−NH−R7−NH−] (Ie) [式中、式Ia、Ib及びIcの構造単位を有する共ポ
リアミドの基R2、R3及びR4のモル分率は、共ポリア
ミド中のこれらの基の合計に基づいて、下記の範囲内: 基R2:5−70モル%、好ましくは15−50モル
%、特に20−30モル%、 基R3:5−70モル%、好ましくは15−60モル
%、特に20−30モル%、そして 基R4:5−70モル%、好ましくは15−60モル
%、特に40−60モル%、であり、 式Ia、Ib及びIeの構造単位を有する共ポリアミド
の基R2、R3及びR7のモル分率は、共ポリアミド中の
これらの基の合計に基づいて、下記の範囲内: 基R2:5−70モル%、好ましくは15−60モル
%、特に20−30モル%、 基R3:15−70モル%、好ましくは20−60モル
%、特に20−30モル%、そして 基R7:5−70モル%、好ましくは15−60モル
%、特に40−60モル%、である]。
【0010】上記式Ia−Ieにおいて、R1は、共ポ
リアミド中の全ての基R1に基づいて、少なくとも95
モル%は式IIaの基であり、全ての基R1の5モル%以
下は式IIbの構造を有することができる: ーAr1− (IIa)、 −Ar2− (II
b) [式中、Ar1は、原子価結合が互いにパラ位置又は同
等の同軸もしくは平行な位置にあり、そして任意に、1
又は2個の不活性基で置換されている、2価の芳香族基
であり、Ar2は、原子価結合が互いにメタ位置又は同
等のねじれ位置にあり、そして任意に、1又は2個の不
活性基で置換されている、2価の芳香族基である]。
【0011】上記式Ia−Ieにおいて、R2は式III: の基であり、R3は式IV の基[式中、各R6は他の水素とは無関係の基又は不活
性基であり、ZはーO−、−S−、−CO−、ーSO2
−、−Cn2n−及び−O−Ar1−O−(式中、nは1
ないし10の整数であり、Ar1は上記の通りである)
よりなる群から選ばれる]であり、R4は、R3について
定義した構造の1つから選ばれる、R3とは異なる基で
あり、R5は、Ar2について定義した構造の1つから選
ばれる基であり、そしてR7は、原子価結合が互いにパ
ラ位置又は同等の同軸もしくは平行な位置にある不飽和
の2価芳香族基である。
【0012】基Ar1、Ar2、R3、R4又はR5のいず
れかの置換基が不活性基であるならば、これらの基はハ
ロゲンのような1価の無機基、あるいはアルキル、アル
コキシ、ビス(n−アルキル)−アミノ、ビス(N−ア
ルキル)アミド又はニトリルのような1価の有機基とな
りうる。「不活性基」とは、これらの置換基が、本発明
の共ポリアミドに対する製造及び加工条件下で非反応性
であることを意味する。 好ましい不活性基は塩素又は
1−C6アルキル又はC1−C6アルコキシ、特に直鎖C
1−C6アルキル又はアルコキシである。これらの例は、
メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブ
チル、n−ペンチル及びn−ヘキシル又はメトキシ、エ
トキシ、n−プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、n
−ブチルオキシ、n−ペンチルオキシ又はn−ヘキシル
オキシである。
【0013】特に好ましい不活性基は塩素、メトキシ又
はメチルである。
【0014】いづれかの基が、原子価結合が互いにパラ
位置又は同等の同軸もしくは平行な位置にある不飽和の
2価芳香族基であるならば、これらの基は単環式もしく
は多環式芳香族炭化水素基、又は単環式もしくは多環式
複素環式芳香族基である。複素環式芳香族基は特に、芳
香族核に1又は2個の酸素、窒素又は硫黄原子を有す
る。
【0015】多環式芳香族基は互いに縮合しても、ある
いはC−C結合又はーCO−NH−結合を経て互いに線
状に結合していてもよい。
【0016】互いにパラ位置又は同等の同軸もしくは平
行な位置にある原子価結合は、反対方向に向いている。
反対方向に向いた同軸結合の例は、4、4′ービフェニ
ル結合である。反対方向に向いた平行結合の例は、1、
5−又は2、6−ナフタレン結合である。1、8−ナフ
タレン結合は平行であるが、同方向を向いている。
【0017】原子価結合が互いにパラ位置又は同等の同
軸もしくは平行な位置にある好ましい2価の芳香族基の
例は、相互にパラ位置に位置する遊離原子価を有する単
環式芳香族基、特に1、4−フェニレン、あるいは反対
方向に向いた平行結合を有する二環式縮合芳香族基、特
に1、4−、1、5−及び2、6−ナフチレン、あるい
は反対方向に向いた同軸結合を有するC−C結合もしく
はーCO−NH−基を経て結合した二環式芳香族基、特
に4、4′ービフェニレン又は4、4′ージアミノベン
ズアニリドの基である。特に好ましい基R7は1、4−
フェニレン及び4、4′ージアミノベンズアニリドの基
である。Ar1は1、4−フェニレンであるのが好まし
い。
【0018】いづれかの基が、原子価結合が互いにメタ
位置又は同等のねじれ位置にある2価の芳香族基である
ならば、これらの基は単環式もしくは多環式芳香族炭化
水素基、又は単環式もしくは多環式複素環式芳香族基で
ある。複素環式芳香族基は特に、芳香族核に1又は2個
の酸素、窒素又は硫黄原子を有する。
【0019】多環式芳香族基は互いに縮合しても、ある
いはC−C結合又はブリッジ基、例えばーO−、−CH
2−、ーCO−NH−、−S−、−CO−又はーSO2
を経て互いに結合していてもよい。
【0020】原子価結合が、メタ位置と同等のねじれ位
置にある多環式芳香族基の例は、1、6−ナフチレン、
2、7−ナフチレン又は3、4′ービフェニレンであ
る。
【0021】このタイプの単環式芳香族基の好ましい例
は、1、3−フェニレンである。
【0022】式IVの好ましい基R3及びR4は、ZがーO
−、−CH2−及び よりなる群から選ばれ、R6が水素、塩素、直鎖C1−C
6アルキル、特にメチル、又は直鎖C1−C6アルコキ
シ、特にメトキシである基である。
【0023】Zが基 又はーCH2−であり、R6が水素であると、特に好まし
い。
【0024】本発明のポリアミドは、不飽和基及び飽和
基を様々な割合で共に含有している。 さらに詳しく
は、ポリアミドは1種以上の置換基Ar1、Ar2
3、R4及びR5を含んでいてもよく;例えばこれはも
っぱらメチル置換された基を含んでいてもよく、あるい
は様々なアルキル置換基を有する及び/又はハロゲン置
換基を有する基をある割合で含んでいてもよい。
【0025】しかしながら、本発明のポリアミドはま
た、もっぱら置換された又は置換されていない基A
1、Ar2、R3、R4及びR5を含んでいてもよい。本
発明のポリアミドは、非置換基のみを含む、あるいは重
合体に基づいて約30モル%以下の置換基を含むこれら
のポリアミドが好ましい。
【0026】本発明のさらに好ましい芳香族共ポリアミ
ドは、破断伸びが3.5%を越える繊維又はフィラメン
トに加工することができる。これらの繊維又はフィラメ
ントはその上、すぐれた動的効率を示す。
【0027】この種の好ましい共ポリアミドには、R7
が1、4−フェニレンであり、R3が1、4−ビス(4
−アミノフェノキシ)ベンゼン又は4、4′ージアミノ
ジフェニルメタンの基であり、基R2、R3及びR7のモ
ル分率が以下の範囲内: 基R2: 10−50モル%、特に20−30モル%、 基R3: 20−50モル%、特に20−30モル%、 基R7: 20−55モル%、特に35−55モル%、 である、式Ia、Ib及びIeの繰り返し構造単位を含
む化合物がある。
【0028】本発明の非常に好ましい共ポリアミドは、
3が4、4′ージアミノジフェニルメタンの基であ
る、式Ia、Ib及びIeの繰り返し構造単位を含む。
これらの共ポリアミドから製造したフィラメント及び繊
維は、特に良好な耐屈曲摩耗性を示し、加工が容易であ
る。
【0029】繰り返し構造単位Ia、Ib及びIcそし
て任意にIdを含む共ポリアミドを製造するには、式V
のジカルボニルジクロリドを以下の式VI、VII及びVIII
そして任意にIXのジアミンの混合物と反応させるのが有
利である:ClOC−R1−COCl (V)、 H2
N−R2−NH2 (VI)、H2N−R3−NH2
(VII)、 H2N−R4−NH2(VIII)、H2N−R
5−NH2 (IX) , [式中、R1ないしR5はそれぞれ上で定義した通りであ
る]。
【0030】繰り返し構造単位Ia、Ib及びIeそし
て任意にIdを含む共ポリアミドを製造するには、上記
式Vのジカルボニルジクロリドを、上で定義した式VI、
VII及びXそして任意にIXのジアミンの混合物と反応させ
る: H2N−R7−NH2 (X)、 [式中、R7は上で定義した通りである]。
【0031】式Vのジカルボニルジクロリド及び個々の
ジアミンは、混合物の形で用いることもできる。
【0032】ここで、一方ではジアミンVI、VII及びVII
Iそして任意にIX、他方ではVI、VII及びXそして任意にI
X、の混合割合を、それぞれの場合において、上で定義
した割合の基R2、R3及びR4又はR2、R3及びR7を有
するポリアミドが製造されるように選択しなければなら
ない。
【0033】芳香族酸から誘導される全ての構造単位の
合計と、芳香族アミンから誘導される全ての構造単位の
合計は実質的に同じであり、すなわち、特に実際の測定
及び計量の場合、多くとも約1%、好ましくは互いに多
くとも約0.2%であることは、当業者であれば自明の
ことである。
【0034】得られるポリアミドの分子量は、特に、芳
香族アミンに対する芳香族酸の割合を選択することによ
って調整することができる。これらの選択基準は重縮合
の分野に詳しい業者には明らかなことである。
【0035】式Vのジカルボニルジクロリドを誘導する
適した芳香族ジカルボン酸の例は、ナフタレンー1、4
−ジカルボン酸、ナフタレンー1、5−ジカルボン酸、
ナフタレンー2、6−ジカルボン酸、ビフェニルー4、
4′ージカルボン酸、2−クロロテレフタル酸、2−ブ
ロモテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、そして特
にテレフタル酸である。
【0036】5モル%以下のジカルボニルジクロリドを
基Ar2から誘導することもできる。そのようなジカル
ボニルジクロリドが誘導される酸の例は、ナフタレンー
1、6−ジカルボン酸、ナフタレンー1、7−ジカルボ
ン酸、ナフタレンー2、7−ジカルボン酸、ビフェニル
ー3、4′ージカルボン酸、そして特にイソフタル酸で
ある。
【0037】式Xの適したジアミンの例は、ナフタレン
ー1、4−ジアミン、ナフタレンー1、5−ジアミン、
ナフタレンー2、6−ジアミン、ベンジジン、そして特
に4、4′ージアミノベンズアニリド及びp−フェニレ
ンジアミンである。
【0038】式IXの適したジアミンの例は、ナフタレン
ー1、6−ジアミン、ナフタレンー1、7−ジアミン、
ナフタレンー2、7−ジアミン、ビフェニルー3、4′
ージアミン、3、4′ージアミノベンズアニリド及びm
−フェニレンジアミンである。 式VII及びVIIIの適し
たジアミンの例は、4、4′−ジアミノジフェニルエー
テル、4、4′−ジアミノジフェニルスルフィド、4、
4′−ジアミノジフェニルケトン、4、4′−ジアミノ
ジフェニルスルホン、4、4′−ジアミノジフェニルー
2、2−プロピリデン、そして特に1、4、ービス
(4′ーアミノフェノキシ)ベンゼン及び4、4′−ジ
アミノジフェニルメタン、そしてまたこれらのジアミン
の相当する3、3′ージクロロー、3、3′ージメチル
又は3、3′ージメトキシー置換誘導体である。
【0039】上記単量体化合物の共重合は一般に、溶液
重合として行われる。
【0040】このためには、互いに反応させる芳香族単
量体化合物を一般に、有機溶媒に溶解する。この有機溶
媒は少なくとも1種のアミン系の溶媒、例えばN−メチ
ルー2−ピロリドン、N、N−ジメチルアセトアミド、
テトラメチル尿素、N−メチルー2−ピペリドン、N、
N′−ジメチルエチレン尿素、N、N、N′、N′ーテ
トラメチルマレアミド、N−メチルカプロラクタム、N
−アセチルピロリジン、N、Nージエチルアセトアミ
ド、N−エチルー2−ピロリドン、N、N′ージメチル
プロピオンアミド、N、N−ジメチルイソブチルアミ
ド、N−メチルホルムアミド又はN、N′ージメチルプ
ロピレン尿素である。
【0041】本発明の方法に重要で好ましい有機溶媒
は、N−メチルー2−ピロリドン、N、N−ジメチルア
セトアミド及びこれらの混合物である。
【0042】溶液重合を行う好ましい形では、芳香族単
量体ジアミンをアミド溶媒に溶解する。このようにして
得られた溶液を次に、芳香族ジカルボニルジハライドの
形の少なくとも1種の芳香族単量体化合物と、共重合を
開始するために激しく撹拌混合する。
【0043】ここでアミド溶媒は芳香族単量体化合物及
びこれから得られる芳香族共ポリアミドのための溶媒と
して働くだけでなく、芳香族単量体化合物の共重合の副
生成物として形成されるハロゲン化水素、例えば塩化水
素のための酸受容体としても働く。場合によっては、溶
解性促進添加剤、例えば周期律表のIまたはII族の1種
の金属の金属ハライドを用いると有利であり、これは共
重合の前、間又は後に共重合混合物に加える。
【0044】そのような添加剤の例は、塩化リチウムの
ようなアルカリ金属ハロゲン化物、又は塩化カルシウム
のようなアルカリ土類金属ハロゲン化物である。
【0045】溶液重合の場合の重縮合温度は普通、−2
0℃ないし+120℃、好ましくは+10ないし+10
0℃である。特に、+10ないし+80℃の反応温度で
良好な結果が得られる。
【0046】重合混合物溶液中の芳香族単量体化合物の
合計濃度は、好ましい重合度、重合混合物の好ましい粘
度、用いる芳香族単量体化合物の性質、使用溶媒の性質
及び好ましい重合温度を考慮して設定することができ
る。最も好ましい合計濃度は、重合中の何回かの予備実
験に基づいて決めることができる。
【0047】重縮合反応は、反応終了後、2−15重量
%、好ましくは3.5−10重量%の重縮合物が溶液中
に存在するように行うのが好ましい。5.0−7.5重
量%の濃度で、特に良好な結果が得られる。
【0048】重縮合中、重合体の分子量が増加し、従っ
て反応バッチの粘度も増加する。
【0049】重縮合中に得られる重合体溶液の粘度が、
約2.5−7.0dl/gの重合体の対数粘度数と一致
するとき、重合体分子は適切な鎖長に達している。
【0050】対数粘度数ηinhは以下のように定義され
る: [式中、ηrelは相対粘度であり、cは濃度(g/d
l)である]。
【0051】本発明の目的の場合、対数粘度数は、25
℃の、100mlの98重量%硫酸に0.5gの重合体を
含めた溶液で測定する。
【0052】それ自体公知の芳香族ポリアミドを製造す
るためのだいたいプロセスは、本発明の上記芳香族ポリ
アミドの製造に関する限り、同様に本発明の趣旨の一部
を形成する。
【0053】重合体溶液がその後の加工に必要な粘度に
達したとき、塩化アセチルのような一官能価化合物を加
えることによる一般的な方法で重縮合を停止することが
できる。その後、アミド溶媒にゆるく結合している形成
された塩化水素を、塩基性物質を加えることによって中
和することができる。これに適したものは例えば、水酸
化リチウム、水酸化カルシウムであるが、特に酸化カル
シウムが適している。本発明の方法で得られる芳香族共
ポリアミドは、沈殿のような分離方法によって、共重合
混合物から単離することができる。共ポリアミドの押し
出し用溶液を製造するには、このようにして得た芳香族
共ポリアミドをその後適当な有機溶媒に溶解する。
【0054】しかしながら、本発明の芳香族共ポリアミ
ドを溶液重合法で製造する場合、重合用溶媒中に易溶性
の共ポリアミドがもちろんすでに完全に溶解した状態に
あるので、本発明の方法を工業的に実施する際、重合し
たままの混合物を、芳香族共ポリアミド押し出し用の溶
液として直接用いるのが好都合である。
【0055】本発明の芳香族共ポリアミドは有機溶媒、
例えばアミド系の有機溶媒に易溶性であり、そしてすぐ
れた耐熱性及び耐薬品性を有する。本発明の芳香族共ポ
リアミドは種々の成形品、例えばフィラメント、繊維、
糸、フィルム及びシートの製造に特に有用であり、これ
らは本発明の趣旨の一部を形成する。これらの構造物は
すぐれた耐熱性及び耐薬品性を有するばかりでなく、す
ぐれた機械的性質、例えばすぐれた引っ張り強さ、耐摩
耗性及び弾性率を有する。芳香族共ポリアミドの溶液は
同様に、例えば繊維、フィルム、シート状部材、繊維材
料及び他の成形品等、様々な状態で用いることができ
る。
【0056】芳香族共ポリアミドの押し出し用溶液を製
造するには、使用溶媒はアミド系の溶媒、特にアミド系
の上記溶媒の1種、あるいはこれらの化合物2種以上の
混合物であるのが好ましい。
【0057】押し出し溶液を製造するには、芳香族共ポ
リアミドの濃度を4−5重量%、特に6−10重量%の
範囲内に維持するのが有利である。必要ならば、押し出
し溶液に、溶解性を高めるための添加剤を含有させても
よい。この場合は、周期律表のI及びII族の金属の金属
ハロゲン化物、例えば塩化リチウム、塩化カルシウム又
は臭化マグネシウムの少なくとも1種を、押し出し溶液
の全重量に基づいて、0.2−10%、好ましくは0.
5−5%の濃度で用いてもよい。溶解性促進剤はまた、
高温での押し出し溶液の安定性を促進する。
【0058】成形品を得るための溶液の押し出しは、適
当な乾式、湿式又は乾湿プロセスで行うことができる。
湿式プロセスを用いる場合、例えば押し出し溶液をフィ
ラメントにするには、押し出し溶液すなわちこの場合は
紡糸溶液を、紡糸ダイ又は紡糸口金等のダイを通して凝
固液に押し出すか、あるいはより正確には紡糸する。こ
こで、通常、凝固液は極性有機溶媒を含有する水又は水
溶液であると都合がよい。この極性有機溶媒は、芳香族
共ポリアミドの溶解に通常用いられる同じアミド溶媒の
中から選ぶことができる。凝固液に用いる好ましい極性
有機溶媒は、押し出し溶液中に存在するのと同じ溶媒で
あるのが好ましい。凝固液は0℃ないし凝固液の大気圧
沸点の間の温度で用いるのが好ましい。極性有機溶媒
は、凝固液中に70重量%以下、特に50重量%以下の
濃度で存在するのが好ましい。
【0059】上記押し出し法は、押し出し可能な溶液か
らフィルム又はフィラメントを製造するのに特に適して
いる。
【0060】芳香族共ポリアミドからフィラメントを製
造する際、押し出しすなわち紡糸溶液を複数の孔を有す
る紡糸口金を通して押し出し、紡糸溶液のフィラメント
の流れを上記凝固液の1種中で(湿式)又は蒸発を促す
雰囲気中で(乾式)固結させる。紡糸は一般的な水平又
は垂直湿式紡糸機、乾燥ジェット湿式紡糸機、又は材料
が張力を受けて下方に流れる紡糸機を用いて行う。同様
に適した変形法は例えば、US−A−3 414 64
5に記載の乾燥ジェット湿式紡糸法である。
【0061】本発明の芳香族共ポリアミドの湿式紡糸で
は、凝固促進添加剤を含有する凝固液を用いて凝固を行
うのが好ましく、この凝固の後、さらに凝固工程が続
き、この工程で芳香族共ポリアミドの凝固フィラメント
を0−100℃に維持した水浴に通す。この追加凝固工
程は、溶媒を除去することによって凝固を完了させる働
きをする。また、凝固促進添加剤を用いるならば、これ
らを凝固フィラメントから洗い流す。
【0062】上記の記載から、濃硫酸のような危険な又
は有害な溶媒を用いることなく、通常の紡糸法及び装置
を用いて、本発明の芳香族共ポリアミドをフィラメント
に容易に加工できることは明らかである。これによっ
て、作業する人への危険性も少なくなる。また、本発明
の共ポリアミドから製造されるフィラメントは、緻密な
内部構造を有する。
【0063】押し出し溶液はまた、通常の塗布又は押し
出しプロセスを用いて、フィルムに加工することもでき
る。
【0064】上記の押し出しプロセスによって製造した
フィラメント又はフィルムは、通常延伸プロセスを行っ
て、製造したフィラメント又はシートの引っ張り強さ及
び弾性率のような機械的性質ばかりでなく、熱安定性の
ような熱的性質も改良する。本発明の芳香族共ポリアミ
ドのフィラメントは一般に、延伸すると高い機械的強度
及び高い弾性率が得られる。用いる延伸比は通常約1:
3ないし1:15である。延伸温度は一般に250−5
00℃、好ましくは300−450℃である。 延伸
は、ホットプレート又は円筒ヒーターを用いて、単一工
程、2工程又は数工程で行うことができる。さらに、結
晶構造を改良するため、延伸フィラメント又はシートを
さらに同じ又はそれより高い温度で熱処理してもよい。
このように、本発明の芳香族共ポリアミドは、通常の有
機溶媒における溶解度の点ばかりでなく、フィラメント
又はシートの製造の後、「穏やかな」操作条件下で容易
に延伸しうるという意外な利点を持つことを示してい
る。
【0065】すぐれた機械的及び熱的性質そして高い動
的効率を有する本発明の芳香族共ポリアミドで製造した
フィラメント、繊維又は繊維材料は、例えば耐熱絶縁材
料としての車のタイヤ及び他のゴム物品の織物層用の、
並びに濾布製造用の強化材料として、そして軽量絶縁材
料として、様々な用途に工業的に用いられる。本発明の
芳香族共ポリアミドで製造したフィルム又はシートも、
耐熱電気絶縁材料として用いうる。
【0066】本発明のさらに別の性質及び利点を実施例
で詳しく説明する。しかしながら、本発明が具体例に限
定されないことは無論のことである。それどころか、具
体例に基づいて当業者は、本発明の基本的概念から逸脱
することなく、自由に変更及び/又は追加することがで
きる。
【0067】
【実施例】実施例1 100モル%のテレフタロイルジクロリド、50モル%
のp−フェニレンジアミン、25モル%の4、4′ージ
アミノジフェニルメタン及び25モル%の3、4′ージ
アミノジフェニルエーテルからの芳香族共ポリアミド 21.6g(0.2mol)のp−フェニレンジアミン、
20.1g(0.1mol)の3、4′ージアミノジフェ
ニルエーテル及び19.8g(0.1mol)の4、4′
ージアミノジフェニルメタンを、2100gのN−メチ
ルピロリドンに窒素の下で溶解し、91.2g(0.4
mol)のテレフタロイルジクロリドを20−50℃に
て、60分間で加える。その後、溶液を72℃で撹拌す
る。好ましい粘度(ηinh=3.5dl/g)に達した
ら、塩化アセチルを添加することによって重縮合を停止
し、24.5gの酸化カルシウムで中和する。溶液を濾
過、蒸発及び湿式紡糸する。このためには、直径がそれ
ぞれ0.1mmの100個の孔を有する紡糸口金から、1
6.1m/分の速度で、水に35%のN−メチルピロリ
ドンを含む熱(80℃)溶液よりなる凝固浴に紡糸す
る。得られるフィラメントを、2つの水浴、1つの洗浄
器に通して、乾燥ゴデット及び最後には460℃のホッ
トプレート上で延伸比1:8.1にて延伸する。
【0068】フィラメントの線密度は1.83dtex、
靭性は146cN/tex、伸び率は4.7%そして10
0%の伸び率に基づく初期モジュラスは30N/texで
ある。
【0069】実施例2−19 実施例1の手順を用いて、さらに別の芳香族共ポリアミ
ドの製造、紡糸及び試験を行う。以下の表1に用いたジ
アミン、それらの混合割合、得られた重合体の溶液粘
度、紡糸条件及び得られた繊維の性質を記す。それぞれ
の場合に用いたジカルボン酸成分はテレフタロイルジク
ロリドである。ジアミンについて表1で用いた略号は次
の通りである: PPD=p−フェニレンジアミン DADPE=3、4′ージアミノジフェニルエーテル BAPOB=1、4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベ
ンゼン DABA=4、4′ージアミノベンズアニリド DADPM=4、4′ージアミノジフェニルメタン表1 実施例番号 2 3 4 5 6 PPD(モル%) 60 50 25 50 25 DADPE(モル%) 20 25 50 10 25 DABA(モル%) ー ー ー ー ー BAPOB 20 25 25 40 50 フィラメント線密度(dtex) 1.65 1.84 1.93 0.70 1.71 破断強さ(cN/tex) 46 98 39 119 78 伸び率(%) 2.4 3.6 1.9 3.9 4.0 初期モジュラス(N/tex) 24 32 25 31 25 延伸比 1: 3.4 6.0 5.0 6.8 4.6実施例番号 7 8 9 10 11 12 13 PPD(モル%) 25 25 30 40 40 50 60 DADPE(モル%) 50 25 35 30 20 30 20 DADPM(モル%) 25 50 35 30 40 20 20 フィラメント線密度(dtex) 1.84 1.53 1.55 1.91 2.07 1.68 1.96 破断強さ(cN/tex) 75 41 39 42 43 72 47 伸び率(%) 4.3 4.9 3.3 3.4 5.8 3.5 2.7 初期モジュラス(N/tex) 24 12 14 17 11 27 21 延伸比 1: 5.5 5.0 7.2 5.4 4.3 5 4.0実施例番号 14 DADPE(モル%) 25 DADPM(モル%) 25 BAPOB 50 フィラメント線密度(dtex) 4.38 破断強さ(cN/tex) 28 伸び率(%) 5.1 初期モジュラス(N/tex) 9 延伸比 1: 2.2実施例番号 15 16 17 18 19 DADPE(モル%) 25 20 25 25 50 DABA(モル%) 50 65 25 50 25 DADPM(モル%) 25 15 ー ー ー BAPOB ー ー 50 25 25 フィラメント線密度(dtex) 131 266 177 151 90 破断強さ(cN/tex) 102 37 101 134 117 伸び率(%) 3.4 1.3 4.0 3.8 3.8 初期モジュラス(N/tex) 33 33 28 37 36 延伸比 1: 5.8 11.6 6 5.6 6.5実施例20 本発明の共ポリアミドで製造した糸の耐屈曲摩耗性の測
定 実施例1の共ポリアミドで製造した糸について、所定の
荷重の下で、標準糸(=摩耗試験を行う糸と同じ)から
の繰り返し摩耗試験を行う。測定する値は、動く糸が切
れるまでのサイクル数である。同一試験条件下で、同じ
材料を用いた2つの試験を行った。以下の結果が得られ
た: 第1の試験 第2の試験 荷重(cN/dtex) サイクル サイクル 0.2 22,820 ー1) 0.4 13,976 8,482 0.6 4,329 3,567 1) 測定せず
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/80 331 7199−3B // C08L 77:00 (72)発明者 カルル・ハインリツヒ ドイツ連邦共和国デー−8934 グロサイテ インゲン,カルヴエンデルシユトラーセ 2

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基本的に少なくとも95モル%の下記の
    式Ia、Ib及びIcの繰り返し構造単位及び、任意に
    5モル%以下の下記の式Idの繰り返し構造単位からな
    る、有機ポリアミド溶媒に可溶性の芳香族共ポリアミ
    ド: [−OC−R1−CO−NH−R2−NH−] (Ia) [−OC−R1−CO−NH−R3−NH−] (Ib) [−OC−R1−CO−NH−R4−NH−] (Ic) [−OC−R1−CO−NH−R5−NH−] (Id) [式中、 全ての基R1の少なくとも95モル%は式IIaの構造を
    有し、全ての基R1の5モル%以下は式IIbの構造を有
    し: ーAr1− (IIa)、 −Ar2− (IIb) Ar1は、原子価結合が互いにパラ位置又は同等の同軸
    もしくは平行な位置にあり、そして任意に、1又は2個
    の不活性基で置換されている、2価の芳香族基であり、 Ar2は、原子価結合が互いにメタ位置又は同等のねじ
    れ位置にあり、そして任意に、1又は2個の不活性基で
    置換されている、2価の芳香族基であり、 R2は、式III: の基であり、 R3は式IV: の基[式中、各R6は他の水素とは無関係の基又は不活
    性基であり、ZはーO−、−S−、−CO−、ーSO2
    −、−Cn2n−及び−O−Ar1−O−(式中、nは1
    ないし10の整数であり、Ar1は上記の通りである)
    よりなる群から選ばれる]であり、 R4は、R3について定義した構造の1つから選ばれたR
    3とは異なる基であり、 R5は、Ar2について定義し
    た構造の1つから選ばれる基であり、 但し、基R2、R3及びR4のモル分率は、これらの基の
    合計に基づいて、下記の範囲内: R2:5−70モル%、 R3:5−70モル%、そして R4:5−70モル%、である]。
  2. 【請求項2】 基本的に少なくとも95モル%の式I
    a、Ib及びIeの繰り返し構造単位及び、任意に5モ
    ル%以下の式Idの繰り返し単位からなる、有機ポリア
    ミド溶媒に可溶性の芳香族共ポリアミド: [−OC−R1−CO−NH−R2−NH−] (Ia) [−OC−R1−CO−NH−R3−NH−] (Ib) [−OC−R1−CO−NH−R7−NH−] (Ie) [−OC−R1−CO−NH−R5−NH−] (Id) [式中、R1、R2、R3及びR5はそれぞれ請求項1で定
    義した通りであり、R7は、原子価結合が互いにパラ位
    置又は同等の同軸もしくは平行な位置にある不飽和の2
    価芳香族基であり、但し、基R2、R3及びR7のモル分
    率は、これらの基の合計に基づいて、下記の範囲内: R2:5−70モル%、 R3:15−70モル%、そして R7:5−70モル%、である]。
  3. 【請求項3】 Ar1が1、4−フェニレンであり、A
    2が1、3−フェニレンであり、R7が1、4−フェニ
    レン及び4、4′ージアミノベンズアニリドの基よりな
    る群から選ばれ、R5が1、3−フェニレンであり、R3
    及びR4がそれぞれ請求項1の式IV[式中、ZはーO
    −、−CH2−又は である]の基よりなる群から選ばれ、そしてR6が水
    素、塩素、直鎖C1−C6アルキル又は直鎖C1−C6アル
    コキシである、請求項1及び2のいずれかの共ポリアミ
    ド。
  4. 【請求項4】 R3が4、4′ージアミノジフェニルメ
    タンの基であり、R4が1、4−ビス(4−アミノフェ
    ノキシ)ベンゼンの基であり、そしてR2、R3及びR4
    のモル分率が、これらの基の合計に基づいて、下記の範
    囲内: R2:20−30モル%、 R3:20−30モル%、そして R4:40−60モル%、 である、請求項1の共ポリアミド。
  5. 【請求項5】 R7が1、4ーフェニレンであり、R3
    1、4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン又は
    4、4′ージアミノジフェニルメタンの基であり、そし
    てR2、R3及びR7のモル分率が、これらの基の合計に
    基づいて、下記の範囲内: R2:20−30モル%、 R3:20−30モル%、そして R7:35−55モル%、 である、請求項2の共ポリアミド。
  6. 【請求項6】 R3が4、4′ージアミノジフェニルメ
    タンの基である、請求項5の共ポリアミド。
  7. 【請求項7】 式Vのジカルボニルジクロリドを、式V
    I、VII及びVIIIそして任意にIXのジアミンの混合物:C
    lOC−R1−COCl (V)、 H2N−R2−N
    2 (VI)、H2N−R3−NH2 (VII)、
    2N−R4−NH2 (VIII)、H2N−R5−N
    2 (IX) [式中、R1ないしR5はそれぞれ請求項1で定義した通
    りであり、式VIないしVIIIのジアミンの合計に基づくこ
    れらのジアミンのモル分率は、請求項1で定義した基R
    2、R3及びR4の割合を有する共ポリアミドが生成する
    ような範囲内で選ばれる]と反応させることよりなる、
    請求項1の共ポリアミドの製法。
  8. 【請求項8】 請求項7の式Vのジカルボニルジクロリ
    ドを、式VI、VII及びXそして任意にIXのジアミンの混合
    物:H2N−R2−NH2 (VI)、 H2N−R
    3−NH2 (VII)、 H2N−R7−NH2
    (X)、 H2N−R5−NH2 (IX) [式中、R2、R3及びR5はそれぞれ請求項1で定義し
    た通りであり、R7は請求項2で定義した通りであり、
    式VI、VII及びXのジアミンのモル分率は、これらのジア
    ミンの合計に基づいて、請求項2で定義した基R2、R3
    及びR7の割合を有する共ポリアミドが生成するような
    範囲内で選ばれる]と反応させることよりなる、請求項
    2の共ポリアミドの製法。
  9. 【請求項9】 請求項1−6のいづれかの芳香族共ポリ
    アミドよりなる、特にフィラメント、繊維、糸、フィル
    ム又はシートのような、成形品。
  10. 【請求項10】 強化プラスチック用、特に強化エラス
    トマー用の請求項1−6のいづれかの芳香族共ポリアミ
    ドで製造したフィラメント又は繊維への用途。
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