JPH0613594B2 - Method for producing polyamide and / or polyimide - Google Patents

Method for producing polyamide and / or polyimide

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JPH0613594B2
JPH0613594B2 JP60030529A JP3052985A JPH0613594B2 JP H0613594 B2 JPH0613594 B2 JP H0613594B2 JP 60030529 A JP60030529 A JP 60030529A JP 3052985 A JP3052985 A JP 3052985A JP H0613594 B2 JPH0613594 B2 JP H0613594B2
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carbonate
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公平 静
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多価カルボン酸とジイソシアネートからのポリ
アミドおよび/またはポリイミドの改良された製造方法
に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an improved process for producing polyamides and / or polyimides from polycarboxylic acids and diisocyanates.

〔従来技術〕[Prior art]

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
すること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
酸を製造すること、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っ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ことも知られ
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
酸の製造は、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℃の温度におい
て、1〜20時間反応させることにより行われる。しか
し、通常、この反応生成物は、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
であった。
It is already known to produce a polyamide from a dicarboxylic acid and a diisocyanate, similarly producing a polyamic acid from a tricarboxylic acid or a tetracarboxylic acid and a diisocyanate, and further by using this polyamic acid as a precursor, an imide by intramolecular dehydration ring closure reaction. It is also known to form bonds to produce polyamide-imides or polyimides. Then, the production of the polyamide, the polyamic acid or the polyamic acid containing an imide bond in a part of the molecular chain by the reaction is generally a polyvalent carboxylic acid and a polyisocyanate in an organic polar solvent, at room temperature to 250 ° C. At a temperature of 1 to 20 hours. However, usually, this reaction product, compared to a polyamide produced from a diamine and a dibasic acid dihalide, or a polyamic acid produced from a diamine and a tricarboxylic acid anhydride halide or a tetracarboxylic acid dianhydride, Since a polymer having a low molecular weight and often a branched or crosslinked polymer is easily formed, problems such as increase in melt viscosity of the polymer and decrease in solubility occur, and thus a high molecular weight linear polymer which can be subjected to melt processing or solution processing is selected. It was difficult to get.

本発明者等は、多価カルボン酸とジイソシアネートとか
ら高分子量のポリアミドを製造する画期的な方法として
特開昭57-151615号で開示した多価カルボン酸のアルカ
リ金属塩を触媒とする方法、特開昭58-13629号で開示し
たアルカリ金属炭酸塩または炭酸水素塩を触媒とする方
法、特開昭58-67723号に開示したアルカリ金属水酸化物
を触媒とする方法等を発明し、さらに特願昭59-134130
号、同134131号において精製スルフォランを溶媒として
用いる方法を提案している。
The present inventors, as an epoch-making method for producing a high-molecular weight polyamide from a polyvalent carboxylic acid and a diisocyanate, a method using an alkali metal salt of a polyvalent carboxylic acid disclosed in JP-A-57-151615 as a catalyst. Inventing a method using an alkali metal carbonate or hydrogen carbonate as a catalyst disclosed in JP-A-58-13629, a method using an alkali metal hydroxide as a catalyst disclosed in JP-A-58-67723, and the like, Japanese Patent Application Sho 59-134130
No. 134131 proposes a method using purified sulfolane as a solvent.

同様の反応に用いる触媒としては、米国特許4061622号
明細書に記載のアルカリ金属アルコキシドおよびフェノ
キシド、同4094866号明細書に記載のアルカリ金属ラク
タメート、同4156065号明細書又は特開昭53-92703号に
記載の環状ホスホラスオキシド等も知られている。これ
らの技術においては溶媒として、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリド
ン、γ−ブチロラクトン、ヘキサメチル燐酸トリアミド
のような鎖状も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、ジフェニル
スルホン、ジメチルスルホキシドのようなスルホキシド
あるいはスルホン類、あるいはテトラメチル尿素などが
使用されている。
Examples of the catalyst used in the similar reaction include alkali metal alkoxides and phenoxides described in U.S. Pat.No. 4061622, alkali metal lactamates described in 4094866, and 4156065 or JP-A-53-92703. The described cyclic phosphorous oxide and the like are also known. In these techniques, as a solvent, a chain or cyclic amide such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, hexamethylphosphoric acid triamide or phosphorylamide, or tetramethylene sulfone, diphenyl Sulfoxides or sulfones such as sulfone and dimethyl sulfoxide, or tetramethylurea are used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、これらの先行技術においても、極性溶媒の存在
下に、高温でジイソシアネートと多価カルボン酸とを反
応させる場合、ポリマーが黄色ないし茶色に着色し、製
品の商品価値を低下させる等の問題もあった。また原料
モノマーの特定の組合せによっては生成ポリマーの溶媒
に対する溶解度が低い為に、重合途中で、未だ低分子量
のポリマーが析出分離してしまったり、あるいは重合終
了後の後処理工程が複雑となって工業的な生産を困難に
するなどの問題もあった。これらの問題点を同時に、か
つ充分に解決することは長年の課題であった。
However, even in these prior arts, when the diisocyanate and the polycarboxylic acid are reacted at a high temperature in the presence of a polar solvent, the polymer is colored yellow or brown, and there is a problem that the commercial value of the product is reduced. there were. In addition, depending on the specific combination of raw material monomers, the solubility of the produced polymer in the solvent is low, so that a low molecular weight polymer may be precipitated and separated during the polymerization, or the post-treatment process after the completion of the polymerization becomes complicated. There were also problems such as making industrial production difficult. It has been an issue for many years to solve these problems simultaneously and sufficiently.

本発明の目的は色相の良い、高分子量のポリアミドおよ
び/またはポリイミドの製造方法の提供にある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a high molecular weight polyamide and / or polyimide having a good hue.

本発明の別の目的は重合中に低分子量のポリマーが析出
分離することがなく、重合終了後の後処理工程が複雑化
しないポリアミドおよび/またはポリイミドの製造方法
の提供にある。
Another object of the present invention is to provide a method for producing a polyamide and / or polyimide in which a low molecular weight polymer is not separated and separated during the polymerization and the post-treatment step after the completion of the polymerization is not complicated.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によって次のポリアミドおよび/またはポリイミ
ドの製造方法が提供される。
The present invention provides the following method for producing polyamide and / or polyimide.

式 R1(COOH)n (I) 〔式中、R1は存在しないか、または2〜4価の有機基
であり、3価の場合には、R1に結合する3個のカルボ
キシル基のうちの2個は酸無水物を形成し得る位置に結
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し得る位置に結
合しており、 nは2〜4の整数である。〕 で表わされる多価カルボン酸と、 式 OCN-R2-NCO (II) 〔式中、R2は2価の有機基である。〕 で表わされるジイソシアネートとを、アルカリ金属炭酸
塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属水酸化物ま
たは式 R1(COOH)l(COOM)m (III) 〔式中、R1は式(I)における定義と同じ定義を有し、 lは0〜3の整数、 mは1〜4の整数であり、かつl+mは2〜4であ
る。〕 で表わされる多価カルボン酸のアルカリ金属塩から選ば
れる1種または2種以上のアルカリ金属化合物の存在下
に100℃以上の温度において重縮合させてポリアミドお
よび/またはポリイミドを製造するに当って、 式 〔式中、pは2または3である。〕 で表わされるN,N′−ジメチルアルキレンウレア化合物
を溶媒として用いることを特徴とするポリアミドおよび
/またはポリイミドの製造方法。
Formula R 1 (COOH) n (I) [In the formula, R 1 is absent or is a divalent to tetravalent organic group, and in the case of trivalent, it is one of the three carboxyl groups bonded to R 1 . Two of them are bonded to the position capable of forming an acid anhydride, and in the case of tetravalent, the four carboxyl groups bonded to R 1 are at the positions capable of forming two sets of acid anhydrides. And n is an integer of 2 to 4. And a polycarboxylic acid represented by], wherein OCN-R 2 -NCO (II) [wherein, R 2 is a divalent organic group. And a diisocyanate represented by the formula: an alkali metal carbonate, an alkali metal hydrogen carbonate, an alkali metal hydroxide or a formula R 1 (COOH) 1 (COOM) m (III) [wherein R 1 is a formula (I) Has the same definition as in 1., l is an integer from 0 to 3, m is an integer from 1 to 4, and l + m is 2 to 4. In producing a polyamide and / or a polyimide by polycondensing at a temperature of 100 ° C. or higher in the presence of one or more alkali metal compounds selected from alkali metal salts of polyvalent carboxylic acids represented by , Expression [In formula, p is 2 or 3. ] The manufacturing method of polyamide and / or polyimide characterized by using the N, N'- dimethylalkylene urea compound represented by these as a solvent.

本発明によって製造される重合体は、その優れた耐熱
性、断熱性、耐放射線性、熱寸法安定性、機械特性、電
気特性、耐薬品性さらに難燃性等を生かして各種の産業
資材、防護材料、複合材、補強材、電気絶縁材料等の高
機能性工業材料として有用で、電気、電子分野、自動
車、車輌、航空機工業分野および衣料、インテリア分野
で、成形品、フィルム、紙、繊維、ワニス、接着剤等に
広く利用することができる。
Polymer produced by the present invention, various heat resistance, heat insulation, radiation resistance, thermal dimensional stability, mechanical properties, electrical properties, chemical resistance further various industrial materials, taking advantage of flame retardancy, etc. It is useful as a high-performance industrial material such as protective material, composite material, reinforcing material, and electrical insulating material, and is used in electric, electronic fields, automobiles, vehicles, aircraft industry fields, clothing and interior fields, and molded articles, films, papers, fibers. It can be widely used for varnishes, adhesives and the like.

前記式(I)および(III)における2〜4価の有機基R1
よび前記式(II)における2価の有機基R2は、好ましく
は脂肪族基、芳香族基、脂環式基または複素環基であ
り、これらはカルボキシル基およびイソシアネート基と
実質的に反応しない基または原子、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、ハロゲ
ン原子などで置換されていてもよい。また、これらの基
の2種以上が例えば炭素−炭素で結合してもよいし、あ
るいはアルキレン、-O-,-S-, 等(式中、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っていても
よい)を介して結合されていてもよい。
The divalent to tetravalent organic group R 1 in the formulas (I) and (III) and the divalent organic group R 2 in the formula (II) are preferably aliphatic groups, aromatic groups, alicyclic groups or Heterocyclic groups, which are groups or atoms that do not substantially react with carboxyl groups and isocyanate groups, such as alkyl groups,
It may be substituted with a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a halogen atom or the like. Two or more of these groups may be bonded, for example, at carbon-carbon, or may be alkylene, -O-, -S-, And the like (in the formula, R is an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and when two Rs are bonded, they may be different).

前記式(I)で示される多価カルボン酸の例は、特開昭57-
151615号、特開昭57-179223号、特開昭58-13629号およ
び特開昭58-67723号に記載されている。前記式(I)にお
いてn=2の場合の例は、フマール酸、マロン酸、アジ
ピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルエー
テル-4,4′−ジカルボン酸、ピリジン-2,6-ジカルボン
酸である。n=3の場合の例は、ブタン-1,2,4-トリカ
ルボン酸、ベンゼン-1,2,4-トリカルボン酸(トリメリ
ット酸)、ナフタレン-1,2,4-トリカルボン酸である。
またn=4の場合の例は、ブタン-1,2,3,4-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、ベ
ンゼン-1,2,4,5-テトラカルボン酸(ピロメリツト
酸)、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸、3,3′,4,4′−ドフェニルエーテルテトラカルボン
酸である。これらの多価カルボン酸は分子内酸無水物基
を一部含有してもよい。多価カルボン酸は2種以上を用
いてもよい。
Examples of the polycarboxylic acid represented by the formula (I) are described in JP-A-57-
151615, JP-A-57-179223, JP-A-58-13629 and JP-A-58-67723. Examples of n = 2 in the formula (I) are fumaric acid, malonic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid and pyridine-2,6-dicarboxylic acid. . Examples of n = 3 are butane-1,2,4-tricarboxylic acid, benzene-1,2,4-tricarboxylic acid (trimellitic acid), and naphthalene-1,2,4-tricarboxylic acid.
Examples of n = 4 are butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid. Acids (pyromellitic acid), 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid, and 3,3', 4,4'-dophenyl ether tetracarboxylic acid. These polyvalent carboxylic acids may partially contain an intramolecular acid anhydride group. You may use 2 or more types of polyvalent carboxylic acid.

前記式(II)で表わされるジイソシアネートの例は、特開
昭57-151615号、特開昭57-179233号、特開昭58-13629号
および特開昭58-67723号に記載されている。代表的な例
は、1,2-ジイソシアネートエタン、シクロヘキサン-1,4
-ジイソシアネート、フェニレン-1,3-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、ジフェニルメタン-4,4′−ジイソ
シアネートである。ジイソシアネートは2種以上を用い
ることもできる。
Examples of the diisocyanate represented by the formula (II) are described in JP-A-57-151615, JP-A-57-179233, JP-A-58-13629 and JP-A-58-67723. Typical examples are 1,2-diisocyanateethane, cyclohexane-1,4
-Diisocyanate, phenylene-1,3-diisocyanate, toluylene-2,4-diisocyanate, toluylene-2,
6-diisocyanate and diphenylmethane-4,4'-diisocyanate. Two or more kinds of diisocyanates can be used.

前記式(I)および(II)で表わされる多価カルボン酸およ
びジイソシアネートとして、前記のような種々の骨格及
び結合をもった化合物を組合せることにより、生成ポリ
マーの加工性、化学的、熱的、電気的性質及び機械的性
質を自由にコントロールすることができる。
By combining compounds having various skeletons and bonds as described above as the polyvalent carboxylic acid and diisocyanate represented by the formulas (I) and (II), the processability, chemical and thermal properties of the resulting polymer can be improved. , Electrical properties and mechanical properties can be freely controlled.

本発明の方法において触媒として用いられるアルカリ金
属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水素塩の例は特開昭58
-13629号に記載されており、特に炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸水素カリウムおよび炭酸水素ナトリウム
が好ましい。
Examples of alkali metal carbonates and alkali metal hydrogen carbonates used as catalysts in the process of the present invention are disclosed in JP-A-58.
-13629, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate and sodium hydrogen carbonate are particularly preferred.

また、触媒として用いられるアルカリ金属水酸化物の例
は特開昭58-67723号に記載されており、特に水酸化カリ
ウムおよび水酸化ナトリウムが好ましい。
Further, examples of alkali metal hydroxides used as catalysts are described in JP-A-58-67723, and potassium hydroxide and sodium hydroxide are particularly preferable.

さらに、触媒として用いられる前記式(III)で表わされ
る多価カルボン酸のアルカリ金属塩は、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
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。例えばジカルボン酸、トリカルボン酸及びテトラカ
ルボン酸のモノおよび/またはジおよび/またはトリお
よび/またはテトラチリウム塩、ナトリウム塩、カリウ
ム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、フランシウム塩等が
あげられ、更に好ましくは、イソフタル酸又はテレフタ
ル酸のモノナトリウム塩あるいはモノカリウム塩があげ
られる。
Further, as the alkali metal salt of the polyvalent carboxylic acid represented by the formula (III) used as a catalyst, it is preferable to use one which is industrially and economically advantageous, but similar to the polyvalent carboxylic acid used for polymerization. Particularly preferable effects can be exhibited by using an alkali metal salt of a polycarboxylic acid having the above structure. Examples thereof include mono- and / or di- and / or tri- and / or tetratylium salts of dicarboxylic acids, tricarboxylic acids and tetracarboxylic acids, sodium salts, potassium salts, rubidium salts, cesium salts and francium salts, and more preferably isophthalic acid. Examples thereof include monosodium salt and monopotassium salt of acid or terephthalic acid.

上記の3種のアルカリ金属化合物触媒は、その効果にお
いて特に差を認められないが、これら化合物に通常含有
される不純物などの影響を考慮すると前記式(III)の多
価カルボン酸のアルカリ金属塩の使用が好ましい。
The above-mentioned three kinds of alkali metal compound catalysts have no particular difference in their effects, but in consideration of influences of impurities usually contained in these compounds, the alkali metal salt of the polyvalent carboxylic acid represented by the formula (III) is used. Is preferably used.

本発明方法において触媒として用いられる前記式(IV)の
N,N′−ジメチルアルキレンウレアはN,N′−ジメチルエ
チレンウレアまたはN,N′−ジメチルプロピレンウレア
であるが、特にN,N′−ジメチルエチレンウレアが好ま
しい。この溶媒は、実質的に無水の状態で使用すること
が必要である。重合反応に不活性な他の溶媒、例えばベ
ンゼン、トルエン、キシレン等を混合して使用すること
ができる。
Of the above formula (IV) used as a catalyst in the method of the present invention
The N, N'-dimethylalkyleneurea is N, N'-dimethylethyleneurea or N, N'-dimethylpropyleneurea, with N, N'-dimethylethyleneurea being particularly preferred. This solvent needs to be used in a substantially anhydrous state. Other solvents inert to the polymerization reaction, such as benzene, toluene and xylene, can be mixed and used.

本発明の方法においては、多価カルボン酸とジイソシア
ネートとから色相の良い高分子量のポリアミドおよび/
またはポリイミドを製造するには前記触媒の使用は前提
であり、そして前記式(IV)で表わされるN,N′−ジメチ
ルアルキレンウレアを重合触媒として使用することが必
須の要件である。前記触媒とN,N′−ジメチルアルキレ
ンウレア溶媒との併用により、多価カルボン酸とジイソ
シアネートとからポリアミドを製造するのに汎用的に使
用されていたアミド系溶媒、例えばN-メチル-2-ピロリ
ドンまたはN,N-ジメチルアセトアミド等において問題で
あったイソシアネートとの副反応によると思われる著し
い着色がなく、極めて良い色相のポリマーが生成され、
かつ前記触媒の併用効果も前記アミド系溶媒における場
合よりも更に良く、高分子量ポリマーの生成が可能とな
った。
In the method of the present invention, a high-molecular weight polyamide having a good hue and / or a polyvalent carboxylic acid and a diisocyanate are used.
Alternatively, the use of the above catalyst is a prerequisite for producing a polyimide, and the use of N, N′-dimethylalkylene urea represented by the above formula (IV) as a polymerization catalyst is an essential requirement. By using the catalyst and N, N'-dimethylalkylene urea solvent in combination, an amide solvent generally used for producing a polyamide from a polycarboxylic acid and a diisocyanate, for example, N-methyl-2-pyrrolidone. Or, N, N- dimethylacetamide and the like, there is no significant coloration that seems to be due to a side reaction with isocyanate, which is a problem, and a polymer with an extremely good hue is produced,
In addition, the combined effect of the catalysts was even better than in the case of using the amide-based solvent, and it became possible to produce a high molecular weight polymer.

本発明において、重縮合反応温度は100℃以上で溶媒の
沸点以下の温度が好ましい。100℃以下の温度では反応
の完結が不充分で高分子量で熱安定性のよいポリマーは
得られない。反応時間は、通常1〜20時間である。そ
して副生する二酸化炭素が実質的に認められなくなる時
点をもって反応の完結点とすることができる。
In the present invention, the polycondensation reaction temperature is preferably 100 ° C. or higher and not higher than the boiling point of the solvent. At a temperature of 100 ° C or lower, the reaction is not completely completed, and a polymer having a high molecular weight and good thermal stability cannot be obtained. The reaction time is usually 1 to 20 hours. The reaction can be completed at the time when carbon dioxide produced as a by-product is substantially not recognized.

ジイソシアネートの多価カルボン酸に対するモル比は0.
70〜1.30の範囲で、特に0.95〜1.10の範囲で実質的に当
量であることが好ましい。
The molar ratio of diisocyanate to polycarboxylic acid is 0.
In the range of 70 to 1.30, particularly preferably in the range of 0.95 to 1.10.

原料モノマーおよび触媒のアルカリ金属塩の添加方法、
添加順序は任意に選ぶことができるが、簡便にはこれら
は室温て同時もしくは連続的に溶媒中に溶解される。ま
た、場合によっては原料モノマーのいずれか一方を、好
ましくはジイソシアネートを反応温度下に連続的に添加
することも可能である。
Method of adding raw material monomer and catalyst alkali metal salt,
The order of addition can be arbitrarily selected, but conveniently, they are dissolved in the solvent simultaneously or successively at room temperature. Further, depending on the case, it is possible to continuously add one of the raw material monomers, preferably diisocyanate, at the reaction temperature.

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/l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って行
なわれる。高濃度で重合を開始した場合には、重合途中
で増粘により攪拌に支障が起きないように、場合によっ
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。
Generally, the concentration of the raw material monomer (polyvalent carboxylic acid + diisocyanate) at the start of the polymerization reaction is selected in the range of 50 to 400 g / l solvent, but the selection of this concentration depends on the reactivity of the raw material monomer and the polymer in the polymerization solvent. It is carried out depending on the solubility and the like. When the polymerization is started at a high concentration, it is preferable to add the solvent continuously or discontinuously in some cases so that the stirring may not be hindered by the increase in viscosity during the polymerization.

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又は脱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、副生物により副反応やポリマーの
劣化が起こる心配もない。
Further, the reaction of the present process is de-CO 2 reaction, moreover CO 2
Is produced in the form of gas, its removal is extremely easy as compared with the de-HCl or de-H 2 O reaction between an amino group and an acid halide or acid, and by-products cause side reactions and polymer deterioration. Don't worry.

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。例えばフィルム、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
く行なうこと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。
Further, generally used chemical or physical methods can be used to form an imide bond from the substantially linear high molecular weight polyamic acid obtained by the method of the present invention. It depends on the final form of each. For example, in the case of film and molded products,
A product free from voids can be obtained by careful simultaneous heating in the range of 150 to 350 ° C and removal of condensation water, and when fibers are spun from a solution, heat treatment should be carefully performed or acetic anhydride should be used. Other methods such as addition of a dehydrating agent are used.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の方法を実施例によって説明するが、これ
らによって本発明が限定されるものではない。
Hereinafter, the method of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

なお、実施例中において対数粘度(ηinh)は で表わされ、ここで t0=粘度計中の溶媒の流下時間。In the examples, the logarithmic viscosity (ηinh) is Where t 0 = flow time of the solvent in the viscometer.

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。
t = flow time of dilute polymer solution in the same solvent in the same viscometer.

C=溶媒100ml中のポリマーをグラム数で表わし
た濃度。
C = concentration in grams of polymer in 100 ml of solvent.

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。ポリアミド酸(あるいは部分ポリイ
ミド)の場合はN,N′−ジメチルアセトアミドを溶媒と
して用いた。
Is. In the examples, the concentration was 0.1 g polymer / 100 ml solvent, the temperature was 30 ° C., and 95% concentrated sulfuric acid was used as the solvent unless otherwise specified. In the case of polyamic acid (or partial polyimide), N, N'-dimethylacetamide was used as a solvent.

実施例1 攪拌機、温度計、コンデンサー、滴下ロート、窒素導入
口を備えた500mlセパラブルフラスコにイソフタル酸8.3
0g(0.05モル)、テレフタル酸8.30g(0.05モル)、イ
ソフタル酸モノナトリウム塩0.188g(0.001モル)及び
無水N,N′−ジメチルエチレンウレア370mlを投入し、窒
素雰囲気中で攪拌しながら油浴上で200℃に加熱して内
容物を完全に溶解させた。
Example 1 Isophthalic acid 8.3 was added to a 500 ml separable flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser, dropping funnel, and nitrogen inlet.
0 g (0.05 mol), terephthalic acid 8.30 g (0.05 mol), isophthalic acid monosodium salt 0.188 g (0.001 mol) and anhydrous N, N'-dimethylethylene urea 370 ml were added, and the oil bath was stirred under nitrogen atmosphere. The contents were completely dissolved by heating above to 200 ° C.

次に17.76g(0.102モル)のトルイレン-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)を50mlの無水N,N′−ジメチルエチレン
ウレアに溶解した溶液を滴下ロートより6時間かけて滴
下した。反応液は微黄色を保って、粘度を増してきた。
更に2時間反応を継続した後に加熱を止め、攪拌しなが
ら室温迄冷却した。この冷却された反応液の一部(約20
ml)をミキサー中で攪拌している500mlの水中に投入し
てポリマーを沈澱させた。別ポリマーを500mlのメタ
ノールで攪拌洗滌することを2回繰返した後に、150
℃、3時間、2〜3mmHgの減圧下に乾燥して乳白色のポ
リマー粉末を得た。このもののηinhは2.15であった。
Next, a solution prepared by dissolving 17.76 g (0.102 mol) of toluylene-2,4-diisocyanate / toluylene-2,6-diisocyanate mixture (molar ratio = 80: 20) in 50 ml of anhydrous N, N′-dimethylethyleneurea was added. It dripped over 6 hours from the dropping funnel. The reaction solution remained slightly yellow and increased in viscosity.
After continuing the reaction for another 2 hours, the heating was stopped and the mixture was cooled to room temperature with stirring. A portion of this cooled reaction mixture (about 20
ml) was poured into 500 ml of stirred water in a mixer to precipitate the polymer. After repeating washing with stirring the other polymer with 500 ml of methanol twice,
It was dried at a temperature of 3 ° C. for 3 hours under a reduced pressure of 2 to 3 mmHg to obtain a milky white polymer powder. The ηinh of this product was 2.15.

比較例1 実施例1の無水N,N′−ジメチルエチレンウレアの替り
に、無水N−メチル-2-ピロリドンを使用した他は実施例
1と同様に反応を行なった。
Comparative Example 1 The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that anhydrous N-methyl-2-pyrrolidone was used instead of the anhydrous N, N′-dimethylethyleneurea of Example 1.

反応液は褐色を帯び、得られたポリマーの粉末は、淡黄
色でありηinhは1.56であった。
The reaction solution was brownish, the obtained polymer powder was pale yellow, and ηinh was 1.56.

実施例2 実施例1と同様な装置に、イソフタル酸16.61g(0.10モ
ル)、無水炭酸ナトリウム0.212g(0.002モル)及び無
水N,N′−ジメチルエチレンウレア370mlを投入し、窒素
雰囲気中で攪拌しながら油浴上で200℃に加熱して内容
物を完全に溶解させた。
Example 2 16.61 g (0.10 mol) of isophthalic acid, 0.212 g (0.002 mol) of anhydrous sodium carbonate and 370 ml of anhydrous N, N′-dimethylethyleneurea were added to the same apparatus as in Example 1 and stirred in a nitrogen atmosphere. While heating to 200 ° C on an oil bath, the contents were completely dissolved.

次に17.76g(0.102モル)のトルイレン-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=65:35)を50mlのN,N′−ジメチルエチレンウレ
アに溶解した溶液を滴下ロートより6時間かけて滴下し
た。更に2時間反応を継続した後に加熱を止め、攪拌し
ながら室温まで冷却した。
Next, a solution prepared by dissolving 17.76 g (0.102 mol) of toluylene-2,4-diisocyanate / toluylene-2,6-diisocyanate mixture (molar ratio = 65: 35) in 50 ml of N, N′-dimethylethyleneurea was added dropwise. It dripped from the funnel over 6 hours. After continuing the reaction for another 2 hours, the heating was stopped and the mixture was cooled to room temperature with stirring.

この冷却された反応液を2の水中に実施例1と同様な
方法で投入してポリマーを沈澱させた。別ポリマーを
2のメタノールで攪拌洗浄することを2回繰返した後
に、150℃、5時間、2〜3mmHg減圧下に乾燥して乳白
色のポリマー粉末を得た。このもののηinhは1.95であ
った。
The cooled reaction solution was poured into 2 of water in the same manner as in Example 1 to precipitate a polymer. Another polymer was washed twice with stirring with methanol twice, and then dried under reduced pressure of 2 to 3 mmHg at 150 ° C. for 5 hours to obtain a milky white polymer powder. The ηinh of this product was 1.95.

比較例2 実施例2の無水N,N′−ジメチルエチレンウレアをN,N′
−ジメチルアセトアミドに替え、反応温度を200℃から1
60℃に替えた他は実施例2と同様に反応を行なった。
Comparative Example 2 The anhydrous N, N'-dimethylethylene urea of Example 2 was converted into N, N '.
-Change the reaction temperature from 200 ° C to 1
The reaction was performed in the same manner as in Example 2 except that the temperature was changed to 60 ° C.

反応液は褐色を帯び、得られたポリマーの粉末は、淡黄
色であり、ηinhは0.93であった。
The reaction liquid was brownish, the obtained polymer powder was pale yellow, and ηinh was 0.93.

実施例3 実施例2のイソフタル酸をテレフタル酸に替え、無水炭
酸ナトリウム0.212g(0.002モル)をテレフタル酸モノ
カリウム0.204g(0.001モル)に替え、かつ、N,N′−ジ
メチルエチレンウレアを無水N,N′−ジメチルプロピレ
ンウレアに替えた以外は、実施例2と同様に反応を行な
った。乳白色のポリマー粉末を得た。このもののηinh
は2.23であった。
Example 3 In Example 2, the isophthalic acid was replaced with terephthalic acid, 0.212 g (0.002 mol) of anhydrous sodium carbonate was replaced with 0.204 g (0.001 mol) of monopotassium terephthalate, and N, N'-dimethylethyleneurea was replaced with anhydrous. The reaction was performed in the same manner as in Example 2 except that N, N'-dimethylpropyleneurea was used. A milky white polymer powder was obtained. Ηinh of this thing
Was 2.23.

実施例4 実施例1と同様な装置に、トリメリット酸21.0g(0.10
モル)、イソフタル酸モノナトリウム0.188g(0.001モ
ル)及び無水N,N′−ジメチルエチレンウレア400mlを投
入し、窒素雰囲気下で攪拌しながら油浴上で160℃に加
熱し内容物を完全に溶解させた。
Example 4 Trimellitic acid 21.0 g (0.10
Mol), 0.188 g (0.001 mol) of monosodium isophthalate and 400 ml of anhydrous N, N'-dimethylethyleneurea, and heated to 160 ° C on an oil bath while stirring under a nitrogen atmosphere to completely dissolve the contents. Let

次に17.59g(0.101モル)のトルイレン-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)を50mlのN,N′−ジメチルエチレンウレア
に溶解した溶液を滴下ロートより3時間かけて滴下し
た。更に2時間反応を継続した後に加熱を止め、攪拌し
ながら15℃まで冷却した。この溶液を2の冷水中に実
施例1と同様な方法で投入してポリマーを沈澱させた。
別ポリマーを2の冷メタノールで攪拌洗浄すること
を2回繰返した後に、100℃、15時間、2〜3mmHg減圧
下に乾燥して乳白色のポリマー粉末を得た。このものを
DMAcに溶解してηinhを測定したところ1.28であった。
Next, a solution of 17.59 g (0.101 mol) of toluylene-2,4-diisocyanate / toluylene-2,6-diisocyanate mixture (molar ratio = 80: 20) dissolved in 50 ml of N, N′-dimethylethyleneurea was added dropwise. It dripped from the funnel over 3 hours. After continuing the reaction for another 2 hours, the heating was stopped and the mixture was cooled to 15 ° C with stirring. This solution was poured into 2 cold water in the same manner as in Example 1 to precipitate the polymer.
Another polymer was washed twice with stirring with cold methanol twice, and then dried under reduced pressure of 2-3 mmHg at 100 ° C. for 15 hours to obtain a milky white polymer powder. This thing
When dissolved in DMAc and measured ηinh, it was 1.28.

実施例5 実施例1と同様な装置に3,3′,4,4′−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸17.90g(0.05モル)、テレフタル酸モ
ノカリウム0.102g(0.0005モル)及び無水N,N′−ジメ
チルエチレンウレア370mlを投入し、窒素雰囲気下で攪
拌しながら油浴上で160℃に加熱し内容物を完全に溶解
させた。
Example 5 In the same apparatus as in Example 1, 17,90 g (0.05 mol) of 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 0.102 g (0.0005 mol) of monopotassium terephthalate and anhydrous N, N'-dimethyl were used. 370 ml of ethylene urea was added, and the contents were completely dissolved by heating to 160 ° C. on an oil bath while stirring under a nitrogen atmosphere.

次にトルイレン-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)8.80g(0.
505モル)を50mlの無水N,N′−ジメチルエチレンウレア
に溶解した溶液を滴下ロートより3時間かけて滴下し
た。更に2時間反応を継続した後に加熱を止め、攪拌し
ながら15℃まで冷却した。このものを実施例4と同様な
方法で洗浄、乾燥を行ない、乳白色の粉末を得た。この
ものをDMAcに溶解してηinhを測定したところ1.40であ
った。
Then toluylene-2,4-diisocyanate / toluylene-2,
6-diisocyanate mixture (molar ratio = 80:20) 8.80 g (0.
A solution of 505 mol) dissolved in 50 ml of anhydrous N, N'-dimethylethyleneurea was added dropwise from the dropping funnel over 3 hours. After continuing the reaction for another 2 hours, the heating was stopped and the mixture was cooled to 15 ° C with stirring. This was washed and dried in the same manner as in Example 4 to obtain a milky white powder. This was dissolved in DMAc and measured for ηinh, which was 1.40.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、重合中に低分子量のポリマーの析出分
離がなく、重合終了後の後処理工程が複雑化することが
なく、色相の良い、実質的に線状の高分子量ポリアミド
および/またはポリイミドを得ることができる。
According to the present invention, there is no precipitation separation of a low molecular weight polymer during the polymerization, the post-treatment process after the completion of the polymerization is not complicated, and the hue is good, and the substantially linear high molecular weight polyamide and / or A polyimide can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 敏宏 神奈川県横浜市戸塚区飯島町2070 (72)発明者 中野 博美 神奈川県逗子市久木4丁目10番8号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshihiro Toyota 2070, Iijima-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (72) Inventor Hiromi Nakano 4-10-8, Kuki, Zushi, Kanagawa

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】式 R1(COOH)n (I) 〔式中、R1は存在しないか、または2〜4価の有機基
であり、3価の場合には、R1に結合する3個のカルボ
キシル基のうちの2個は酸無水物を形成し得る位置に結
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し得る位置に結
合しており、 nは2〜4の整数である。〕 で表わされる多価カルボン酸と、 式 OCN-R2-NCO (II) 〔式中、R2は2価の有機基である。〕 で表わされるジイソシアネートとを、アルカリ金属炭酸
塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属水酸化物ま
たは式 R1(COOH)l(COOM)m (III) 〔式中、R1は式(I)におけると同じ定義を有し、lは0
〜3の整数、 mは1〜4の整数であり、かつl+mは2〜4であ
る。〕 で表わされる多価カルボン酸のアルカリ金属塩から選ば
れる1種または2種以上のアルカリ金属化合物の存在下
に100℃以上の温度において重縮合させてポリアミドお
よび/またはポリイミドを製造するに当って、 式 〔式中、pは2または3である。〕 で表わされるN,N′−ジメチルアルキレンウレア化合物
を溶媒として用いることを特徴とするポリアミドおよび
/またはポリイミドの製造方法。
1. A compound represented by the formula R 1 (COOH) n (I) [wherein R 1 is absent or is a divalent to tetravalent organic group, and in the case of trivalent, 3 is bonded to R 1 Two of the carboxyl groups are bound to positions capable of forming an acid anhydride, and in the case of tetravalent, the four carboxyl groups bound to R 1 are two groups of acid anhydrides. It is bonded to a position where it can be formed, and n is an integer of 2 to 4. And a polycarboxylic acid represented by], wherein OCN-R 2 -NCO (II) [wherein, R 2 is a divalent organic group. And a diisocyanate represented by the formula: alkali metal carbonate, alkali metal hydrogen carbonate, alkali metal hydroxide or the formula R 1 (COOH) l (COOM) m (III) [wherein R 1 is the formula (I) Has the same definition as in, and l is 0
Is an integer of 3; m is an integer of 1 to 4; and l + m is 2 to 4. In producing a polyamide and / or a polyimide by polycondensing at a temperature of 100 ° C. or higher in the presence of one or more alkali metal compounds selected from alkali metal salts of polyvalent carboxylic acids represented by , Expression [In formula, p is 2 or 3. ] The manufacturing method of polyamide and / or polyimide characterized by using the N, N'- dimethylalkylene urea compound represented by these as a solvent.
【請求項2】前記N,N′−ジメチルアルキレンウレアが
N,N′−ジメチルエチレンウレアである特許請求の範囲
第1項記載の方法。
2. The N, N′-dimethylalkylene urea is
A method according to claim 1 which is N, N'-dimethylethylene urea.
【請求項3】前記アルカリ金属化合物が芳香族ジカルボ
ン酸のアルカリ金属塩である特許請求の範囲第1項記載
の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the alkali metal compound is an alkali metal salt of an aromatic dicarboxylic acid.
【請求項4】前記芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩
がイソフタル酸あるいはテレフタル酸のモノカリウム塩
あるいはモノナトリウム塩である特許請求の範囲第3項
記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein the alkali metal salt of aromatic dicarboxylic acid is a monopotassium salt or a monosodium salt of isophthalic acid or terephthalic acid.
【請求項5】前記アルカリ金属化合物が炭酸カリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウムまたは炭酸水素ナト
リウムである特許請求の範囲第1項記載の方法。
5. The alkali metal compound is potassium carbonate,
A method according to claim 1 which is sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate or sodium hydrogen carbonate.
【請求項6】前記アルカリ金属化合物が水酸化カリウム
または水酸化ナトリウムである特許請求の範囲第1項記
載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the alkali metal compound is potassium hydroxide or sodium hydroxide.
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