JPH0637549B2 - 耐衝撃性の良好な芳香族ポリマ− - Google Patents

耐衝撃性の良好な芳香族ポリマ−

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JPH0637549B2
JPH0637549B2 JP61265704A JP26570486A JPH0637549B2 JP H0637549 B2 JPH0637549 B2 JP H0637549B2 JP 61265704 A JP61265704 A JP 61265704A JP 26570486 A JP26570486 A JP 26570486A JP H0637549 B2 JPH0637549 B2 JP H0637549B2
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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400℃以下で溶融成形可能で、すぐれた流動
性と耐熱性及び耐衝撃性を有する成形品を与え得る芳香
族ポリマーに関するものである。
〈従来の技術〉 近年プラスチックの高性能化に対する要求がますます高
まり、種々の新規性能を有するポリマが数多く開発さ
れ、市場に供されているが、なかでも特に分子鎖の平行
な配列を特徴とする光学異方性の液晶ポリマがすぐれた
機械的性質を有する点で注目されている。
この液晶ポリマとしては全芳香族ポリエステルが広く知
られており、例えばp−ヒドロキシ安息香酸のホモポリ
マおよびコポリマが知られている。しかしながらこのp
−ヒドロキシ安息香酸ホモポリマおよびコポリマはその
融点があまりにも高すぎて溶融流動性が不良であること
が多い。このためp−ヒドロキシ安息香酸に種々の成分
を共重合し、その融点を下げる方法が検討され、例えば
p−ヒドロキシ安息香酸にフエニルハイドロキノン、テ
レフタル酸および/または2,6−ナフタレンジカルボ
ン酸を共重合する方法(公表特許公報昭55−5002
15号)、p−ヒドロキシ安息香酸に2,6−ジヒドロ
キシナフタレンとテレフタル酸を共重合する方法(特開
昭54−50594号公報)およびp−ヒドロキシ安息
香酸に2,6−ジヒドロキシアンスラキノンとテレフタ
ル酸を共重合する方法(米国特許第4,224,433号)、p
−ヒドロキシ安息香酸に4,4′−ジヒドロキシビフエ
ニルとテレフタル酸、イソフタル酸を共重合する方法
(特公昭57−24407、60−25046号公報)
などが提案されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかるにこれらの方法で得られる芳香族ポリエステルは
多くのものが融点が400℃以下と比較的低い反面、流
動性が不十分であつたり、耐熱性や耐衝撃性が不十分で
あつたりしてより一層の良流動性化、高耐熱性化と高衝
撃化が望まれている。
これらのうちp−オキシ安息香酸と4,4′−ジヒドロ
キシビフエニル、テレフタル酸およびイソフタル酸から
なるポリエステルは、耐熱性が比較的良好であるという
特徴を有している反面、重合時の流動性が不良であり、
溶融重合のみで重合することが困難であつたり、耐衝撃
性も必ずしも十分ではないこともわかつた。一方、p−
オキシ安息香酸と2,6−ジヒドロキシナフタレンおよ
びテレフタル酸からなるポリエステルは流動性や耐衝撃
性が比較的良好であるが、耐熱性が不良であることがわ
かつた。よつて本発明は流動性と耐衝撃性及び耐熱性の
優れた芳香族ポリエステルの取得を目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結
果、p−ヒドロキシ安息香酸とt−ブチルハイドロキノ
ンと、4,4′−ジヒドロキシビフェニル、2,6−ジ
ヒドロキシナフタレンから選ばれた1種以上とテレフタ
ル酸からなる芳香族ポリエステルに前記芳香族ジオー
ル、p−アミノフエノール、p−フエニレンジアミンか
ら選ばれた1種以上とテレフタル酸および/またはイソ
フタル酸を共重合した芳香族ポリエステルまたは芳香族
ポリエステルアミドが上記目的に合致することを見い出
し、本発明をなすに到つた。
すなわち本発明は、下記構造単位(I)、(II)、(III)、
(V)と(IV)および/または(VI)からなり、構造単位(I)が
〔(I)+(II)+(III)+(IV)〕の40〜90モル%、構造
単位〔(II)+(III)+(IV)〕が〔(I)+(II)+(III)+(I
V)〕の60〜10モル%からなり構造単位(IV)および/
または(VI)が〔(II)+(III)+(IV)〕の1〜40モル%
であり対数粘度(0.1g/dl濃度でペンタフルオロフ
エノール中、60℃で測定)が1.0〜8.0dl/gである
ことを特徴とする耐衝撃性の良好な芳香族ポリマーを提
供するものである。
(式中Xは から選ばれた1種以上の基を、Yは および/または を示す) 本発明の芳香族ポリマーにおいて上記構造単位(I)はp
−ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位の、上記構
造単位(II)はt−ブチルハイドロキノンから生成した構
造単位を、構造単位(III)は4,4′−ジヒドロキシビ
フェニル、2,6−ジヒドロキシナフタレンから選ばれ
た1種以上から生成した構造単位を、構造単位(IV)はp
−アミノフェノールおよび/またはp−フェニレンジア
ミン、好ましくは、p−アミノフェノールから生成した
構造単位を、構造単位(V)はテレフタル酸から生成した
構造単位を、構造単位(VI)はイソフタル酸から生成した
構造単位をそれぞれ示す。
上記構造単位(I)は〔(I)+(II)+(III)+(IV)〕の40
〜90モル%であることが必須であり、構造単位(I)が
〔(I)+(II)+(III)+(IV)〕の90〜100モル%また
は0〜40モル%では流動性が不良で本発明の目的を達
成することが困難であり、最も好ましい組成は構造単位
(I)が〔(I)+(II)+(III)+(IV)〕の60〜80モル%
である。
上記構造単位(II)は〔(II)+(III)〕に対して20〜8
0モル%含有していることが好ましい。
一方、(IV)および/または(VI)が〔(II)+(III)+(I
V)〕の1〜40モル%であり、好ましくは5〜30モル
%である。
また、上記構造単位のポリマーから得られる射出成形品
の熱変形温度(18.56kg/cm2)が150℃以上になる組
成が好ましい。
本発明の芳香族ポリマーは従来のポリエステルまたはポ
リエステルアミドの重縮合に準じて製造でき、製法につ
いては特に制限がないが、代表的な製法としては例えば
次の(1)〜(4)法が挙げられる。
(1)p−アセトキシ安息香酸およびt−ブチルハイドロ
キノンジアセテート、4,4′−ジアセトキシビフエニ
ル、2,6−ジアセトキシナフタレンなどの芳香族ジヒ
ドロキシ化合物のジアシル化物とp−アセトキシアセト
アニリド、p−フエニレンビスアセトアミドなどのアシ
ル化物とテレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸から脱
酢酸重縮合反応によつて製造する方法。
(2)p−オキシ安息香酸、t−ブチルハイドロキノン、
4,4′−ジヒドロキシビフエニル、2,6−ジヒドロ
キシナフタレンなどの芳香族ジヒドロキシ化合物やp−
アミノフエノール、p−フエニレンジアミンなどとテレ
フタル酸などの芳香族ジカルボン酸および無水酢酸また
はジフエニルカーボネートから脱酢酸または脱フエノー
ル重縮合反応によつて製造する方法。但し2,6−ジヒ
ドロキシナフタレンのみは、ジアセチル化物を使用する
のが好ましい。
(3)p−オキシ安息香酸のフエニルエステルおよびt−
ブチルハイドロキノン、4,4′−ジヒドロキシビフエ
ニル、2,6−ジヒドロキシナフタレンなどの芳香族ジ
ヒドロキシ化合物やp−アミノフエノール、p−フエニ
レンジアミンなどとテレフタル酸などの芳香族ジカルボ
ン酸のジフエニルエステルから脱フエノール重縮合によ
り製造する方法。
重縮合反応に使用する触媒としては酢酸第1錫、テトラ
ブチルチタネート、酢酸鉛、三酸化アンチモン、マグネ
シウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムおよびリン酸三
ナトリウムなどの金属化合物が代表的である。脱酢酸重
縮合の際には必ずしも使用する必要はないが、ポリエス
テルアミドの際には少量添加する方が好ましい時もあ
る。
本発明の芳香族ポリマーの対数粘度(0.1g/d濃度
でペンタフルオロフエノール中、60℃で測定)は1.0
〜8.0d/gであり、特に2.0〜6.0d/gが好まし
い。
また本発明の芳香族ポリマーの溶融粘度は10〜15,000
ポイズが好ましく、特に500〜10,000ポイズが好まし
い。
なお、この溶融粘度は(液晶開始温度+50℃)でずり
速度3000(1/秒)の条件下で高化式フローテスタ
ーによつて測定した値である。
なお、本発明の芳香族ポリマー重縮合する際には上記
(I)〜(VI)を構成する成分以外に2,6−ジカルボキシ
ナフタレン、4,4′−ジフエニルジカルボカルボン
酸、2,2′−ジフエニルジカルボン酸、1,2−ビス
(フエノキシ)エタン−4,4′−ジカルボン酸、1,
2−ビス(2−クロルフエノキシ)エタン−4,4′−
ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、ヘキサヒドロ
テレフタル酸などの脂環式ジカルボン酸、ハイドロキノ
ン、ビスフエノールA、ビスフエノールS、レゾルシ
ン、4,4′−ジヒドロキシジフエニルエーテル、4,
4′−ジヒドロキシジフエニルエーテルなどの芳香族ジ
ヒドロキシ化合物、m−オキシ安息香酸、2,6−オキ
シナフトエ酸などの芳香族オキシカルボン酸およびp−
アミノ安息香酸などを本発明の目的を損わない程度の少
割合の範囲でさらに共重合せしめることができる。
かくしてなる本発明の芳香族ポリマーは融点が400℃
以下と低く、押出成形、射出成形、圧縮成形、ブロー成
形などの通常の溶融成形に供することができ、繊維、フ
ィルム、三次元成形品、容器、ホースなどに加工するこ
とが可能である。
なお成形時には本発明の芳香族ポリマーに対し、ガラス
繊維、炭素繊維、アスベストなどの強化剤、充填剤、核
剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、難型剤
および難燃剤などの添加剤や他の熱可塑性樹脂を添加し
て、成形品に所望の特性を付与することができる。
なお、このようにして得られた成形品は、熱処理によつ
て強度を増加させることができ、弾性率をも多くの場合
増加させることができる。
この熱処理は、成形品を不活性雰囲気(例えば窒素、ア
ルゴンヘリウムまたは水蒸気)中または酸素含有雰囲気
(例えば空気)中または減圧下でポリマの融点以下の温
度で熱処理することによつて行うことができる。この熱
処理は緊張下であつてもなくてもよく数十分〜数日の間
で行うことができる。
本発明の新規な芳香族ポリマーから得られる成形品は、
その平行な分子配列に起因して良好な光学異方性と耐熱
性を有し、機械的性質および流動性が極めて優れてい
る。
〈実施例〉 以下に実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1 重合用試験管にp−アセトキシ安息香酸51.89g(28.8
×10−2モル)、t−ブチルハイドロキノンジアセテ
ート9.31g(3.72×10−2モル)、4,4′−ジアセ
トキシビフエニル20.22g(7.48×10−2モル)、テ
レフタル酸16.61g(10.0×10−2モル)、イソフタ
ル酸1.99g(1.2×10−2モル)を仕込み次の条件下
で脱酢酸重合を行つた。
まず窒素ガス雰囲気下に250〜340℃で3.2時間反
応させた後1.0mmHgに減圧し、さらに340〜365℃
で0.8時間重縮合反応を行い茶色のポリマーを得た。更
に同一条件で5バツチ重合を行い、朋来(株)製粉砕機
でポリマを粉砕した。このポリマーの理論構造式は次の
とおりであり、そのポリエステルの元素分析結果は第1
表のとおり理論値とよい一致を示した。
/m/n=72/9.3/18.7 /(m+n)=72/28 m/n=3.3/6.7 〔イソフタル酸/(テレフタル酸+イソフタル酸)〕=
10.7モル% このポリエステルの対数粘度をペンタフルオロフエノー
ル中(0.1g/d濃度、60℃)で測定したところ4.1
d/gであつた。
また、このポリエステルを偏光顕微鏡の試料台にのせ、
昇温して光学異方性の確認を行つたところ、308℃以
上で良好な光学異方性を示した。
このポリエステルを住友ネスタール射出成形機・プロマ
ツト40/25(住友重機械工業株製)に供し、シリン
ダー温度360℃、金型温度30℃の条件で、1/8″
厚×1/2″幅×5″長のテストピースおよび1/8″
厚×2・1/2″長のモールドノツチ衝撃試験片を作成
した。このテストピースを東洋ボールドウイン社製テン
シロンUTM−100を用いて、ひずみ速度1mm/分、
スパン間距離50mmの条件で曲げ弾性率を測定したとこ
ろ、14GPaであつた。アイゾツト衝撃値(モールドノ
ツチ)は、30kg・cm/cmと高い値を示した。また東洋
精機製の熱変形測定装置を用いて1/8″厚の試験片の
熱変形温度を測定したところ232℃(18.56kg/cm2
と優れた耐熱性を有していた。
なおこのポリマーの溶融粘度は360℃、ずり速度30
00(1/秒)で2200ポイズと流動性が良好であつ
た。
実施例2 重合用試験管にp−アセトキシ安息香酸51.89g(28.8
×10−2モル)、t−ブチルハイドロキノンジアセテ
ート9.26g(3.7×10−2モル)、4,4′−ジアセ
トキシビフエニル14.87g(5.5×10−2モル)、p−
アセトキシアセトアニリド3.86g(2.0×10−2
ル)およびテレフタル酸18.61g(11.2×10−2
ル)そして酢酸ナトリウム0.2gを仕込み次の条件下で
脱酢酸重合を行つた。
まず窒素ガス雰囲気下に250〜350℃で3.0時間反
応させた後0.8mmHgまで減圧し、減圧下で350〜36
0℃で0.8時間加熱し重縮合反応を行い茶色のポリマー
を得た。更に同一条件で5バツチ重合を行い、朋来
(株)製粉砕機でポリマを粉砕した。このポリマーの理
論構造式は次のとおりであり、そのポリエステルアミド
の元素分析結果は第2表のとおり理論値とよい一致を示
した。
/m/n/o=72/9.3/13.7/5 /(m+n+o)=72/28 m/n=5.7/4.3 o/(m+n+o)=17.8モル% このポリエステルアミドの対数粘度をペンタフルオロフ
エノール中(0.1g/d濃度、60℃)で測定したと
ころ3.2d/gであつた。
またこのポリエステルアミドは、312℃以上で良好な
光学異方性を示した。
このポリエステルアミドを実施例1と同様にしてシリン
ダー温度360℃で成形し、機械物性および熱特性を評
価したところ曲げ弾性率16GPaでアイゾツト衝撃値
(モールドノツチ)は34kgcm/cmと高い値を示した。
また熱変形温度は、251℃(18.56kg/cm2)であつ
た。
なお、このポリマーの溶融粘度は360℃、ずり速度3
000(1/秒)で4700ポイズと流動性が良好であ
つた。
実施例3〜10,比較実施例1〜5 丸底フラスコにp−オキシ安息香酸(I)、t−ブチルハ
イドロキノン(II),4,4′−ジヒドロキシビフエニル
(III),2,6−ジアセトキシナフタレン(IV)、p−ア
ミノフエノール(V)、p−フエニレンジアミン(VI)、テ
レフタル酸(VII)、イソフタル酸(VIII)を(II+III+IV
+V+VI)=(VII+VIII)(モル)となるように第3
表に示す組成で仕込み更に95%無水酢酸を〔(I)+2
×(II+III+V+VI)〕の1.05倍モル仕込んで次の条
件下で脱酢酸重合を行つた。なお実施例2〜8は酢酸ナ
トリウム1.0gを添加して行つた。
まず窒素ガス雰囲気下に130〜275℃で2時間反応
させた後、更に275〜360℃で3時間反応させた。
その後1.0mmHg以下に減圧しさらに360℃で1〜2時
間加熱し重縮合反応を行い茶色のポリマーを得た。
このポリマーの液晶開始温度および対数粘度を測定し
(液晶開始温度+50℃)で射出成形を行いアイゾツト
衝撃値(モールドノツチ)と熱変形温度(18.56kg/c
m2)を測定した。
実施例3〜10から明らかなように本発明のポリマーは
優れた耐衝撃性と耐熱性を有していることがわかる。こ
れに対して本発明以外のポリマーは耐熱性が145℃よ
り低かつたり(比較実施例1、3)、耐衝撃性が21kg
cm/cm(比較実施例2、6)と本発明よりも不良であつ
たり重合時の流動性の不良なこと(比較実施例4、5)
がわかる。
なお、実施例3〜10のポリマーの溶融粘度は(液晶開
始温度+50℃)の温度、ずり速度3000(1/秒)
で1000〜5000ポイズと良好な流動性を有してい
たが、比較実施例6のポリマは12000ポイズと流動
性が不良であつた。
〈発明の効果〉 本発明の芳香族ポリマーは、400℃以下で溶融成形が
可能であり、流動性と耐熱性及びアイゾツト衝撃強度に
代表される耐衝撃性が良好であるため、各種の薄肉、精
密成形品用途に使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−38426(JP,A) 特開 昭61−243826(JP,A) 特開 昭61−64728(JP,A) 特開 昭60−40127(JP,A) 特開 昭58−185616(JP,A) 特公 昭47−47870(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造単位(I)、(II)、(III)、(V)と(I
    V)および/または(VI)からなり、構造単位(I)が〔(I)+
    (II)+(III)+(IV)〕の40〜90モル%、構造単位
    〔(II)+(III)+(IV)〕が〔(I)+(II)+(III)+(IV)〕
    の60〜10モル%からなり構造単位(IV)および/また
    は(VI)が〔(II)+(III)+(IV)〕の1〜40モル%であ
    り対数粘度(0.1g/dl濃度でペンタフルオロフェノ
    ール中、60℃で測定)が1.0〜8.0dl/gであること
    を特徴とする耐衝撃性の良好な芳香族ポリマー。 (式中Xは から選ばれた1種以上の基を、Yは および/または を示す)
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