JPH0688023A - 芳香族ポリアミド組成物及びその成形体 - Google Patents
芳香族ポリアミド組成物及びその成形体Info
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- JPH0688023A JPH0688023A JP12663092A JP12663092A JPH0688023A JP H0688023 A JPH0688023 A JP H0688023A JP 12663092 A JP12663092 A JP 12663092A JP 12663092 A JP12663092 A JP 12663092A JP H0688023 A JPH0688023 A JP H0688023A
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Abstract
とイソフタル酸及び/又はテレフタル酸から構成される
芳香族ポリアミドにおいて、その良好な成形性を維持し
ながら、より高いガラス転移温度の組成物を提供する。 【構成】 下記式(1−a)、(1−b)、(1−c)
の少くともいずれかの繰返し単位からなる芳香族ポリア
ミドと下記式(2)の繰返し単位を有する芳香族ポリイ
ミドとから構成され、芳香族ポリイミドの配合量が20
〜80重量%である芳香族ポリアミド組成物。これを成
形後300℃以上で熱処理すると高いガラス転移温度と
なる。
Description
ド組成物、及び、それを成形・熱処理して得られる繊維
又はフイルム状の成形体に関する。更に詳細には、該芳
香族ポリアミド組成物を成形・熱処理することにより耐
熱性に優れた成形体を与える新規な芳香族ポリアミド組
成物、及び、それを成形・熱処理した耐熱フイルム、耐
熱繊維に関する。
特性に優れ、繊維・フイルム等への工業的利用が広く進
められている。しかしながら、剛直な分子構造からなる
芳香族ポリアミドは一般に溶融成形が不可能であり、か
つ汎用的な成形溶媒への溶解性も低く、特殊な成形技術
が必要とされる。
ジアミンとイソフタル酸及び/又はテレフタル酸とから
構成されかつポリマー繰返し単位中に少なくとも1個の
m―フェニレン結合を有する芳香族ポリアミドは、アミ
ド系溶剤あるいはフェノール系溶剤に溶解し、乾式法あ
るいは湿式法で繊維あるいはフイルムへの成形が可能で
あることが知られている。しかしながら、このポリマー
は結晶性が低く、ガラス転移温度以上の温度では、機械
強度が低下し、実質的に使用に耐えない。
の如きエーテル結合を有する芳香族ジアミンとイソフタ
ル酸及び/又はテレフタル酸とから構成される芳香族ポ
リアミドにおいて、その良好な成形性を維持しながら、
より高いガラス転移温度を有する組成物及びそれを用い
た耐熱性の向上した成形体を提供することにある。
芳香族ポリアミド組成物及びそれを成形・熱処理してな
る成形体により達成される。すなわち、本発明は、前記
式(1―a)、(1―b)、(1―c)で示される繰返
し単位の少くとも1種から実質的になる芳香族ポリアミ
ドに、下記式(2)で示される繰返し単位から実質的に
なる芳香族ポリイミドを、全組成物の重量を基準にして
20〜80重量%配合したことを特徴とする芳香族ポリ
アミド組成物、ならびに、該芳香族ポリアミド組成物を
繊維又はフイルム状に成形した後、300℃以上の温度
で熱処理して得られる成形体である。
r2 は以下のいずれかである。
c)で示される繰返し単位から実質的になる全芳香族ポ
リアミドは、アミド系溶媒・フェノール系溶媒に可溶
で、これらの溶媒の濃厚溶液から繊維・フイルム等を成
形することが可能な、高いガラス転移温度を有する高耐
熱素材である。しかしながら、該芳香族ポリアミドは結
晶性が低くガラス転移温度以上の温度では機械的性質が
低下するため、成形体として実用的に使用することが困
難である。したがって、このガラス転移温度をさらに向
上させることにより、耐熱材料としての用途が大幅に拡
大することが期待される。
リアミドには、前記式(2)で示される繰返し単位から
実質的になる特定の芳香族ポリイミドが相溶性を示し、
この相溶性は熱処理によりさらに改良され、両者を混合
した組成物のガラス転移温度が該芳香族ポリアミド単体
以上に改善されるばかりでなく、両成分の加成性から期
待される値をも超えうることを見いだした。従来芳香族
ポリアミドと芳香族ポリイミドとが相溶性を示す系は報
告された例がなく、また従来の一般的知見に反し熱処理
により相溶性が向上すること、さらに同時にガラス転移
温度が向上するという現象も全く知られていない。した
がって、本発明は全く新規な原理に基づき、改良された
芳香族ポリアミド組成物を提供するものである。
物及びその成形体の製造方法について詳細に説明する。
的に次の二種類の方法で調製することができる。 (a)ポリアミド・ポリアミド酸溶液ブレンド法。 (b)ポリアミド・ポリイミド溶液ブレンド法。
液ブレンド法は、芳香族ポリアミドの溶液と芳香族ポリ
イミドの前駆体であるポリアミド酸の溶液とを混合し、
溶媒を脱離させた後、加熱下にイミド化反応をさせる方
法である。この方法で用いるポリアミド酸溶液は、下記
式(3)あるいは下記式(4)の芳香族ジアミンと下記
式(5)あるいは下記式(6)の芳香族テトラカルボン
酸無水物とをアミド系溶媒中で反応させることで調製す
ることができる。
a)、(1―b)及び/又は(1―c)の繰返し単位を
有する芳香族ポリアミドをアミド系溶媒に溶かした溶液
を混合することにより、均一な混合溶液が得られる。こ
のとき使用するアミド系溶媒は特に限定しないが、溶解
性の観点から、N―メチル―2―ピロリドン、ジメチル
アセトアミド、ジメチルホルムアミド等が好ましい。ま
た、溶液中のポリマー濃度はポリアミド酸溶液で5〜1
0重量%、芳香族ポリアミド溶液で5〜15重量%が好
ましい。この場合のポリアミド酸の固有粘度(ηin
h)は0.3以上、芳香族ポリアミドの固有粘度(ηi
nh)は0.5以上が好ましい。この混合溶液から溶剤
を脱離させた後、熱的にイミド化反応を行うことにより
本発明の芳香族ポリアミド組成物が調製される。
の実用的な製造法としては、前記の混合溶液をそのまま
成形用ドープとして用い、湿式法もしくは乾式法により
繊維・フイルムに成形し、溶剤脱離後、加熱下にイミド
化反応させることで、該芳香族ポリアミド組成物からな
る成形体とする方法を採用することができる。
ド溶液ブレンド法は、芳香族ポリアミドの溶液と芳香族
ポリイミドの溶液とを混合した後、溶媒を脱離させる方
法である。この方法で調製可能な芳香族ポリアミド組成
物は前記式(2)の繰返し単位を有する芳香族ポリイミ
ドが溶媒に可溶な場合に限定される。これに該当する例
としては、前記式(3)あるいは前記式(4)の芳香族
ジアミンと前記式(5)の芳香族テトラカルボン酸無水
物との反応により得られる芳香族ポリイミドがあげられ
る。該芳香族ポリイミド溶液は該当する芳香族ジアミン
と芳香族テトラカルボン酸無水物との反応をイミド化が
完了するまで行なった後、単離し、フェノール系の溶媒
に再溶解させることにより調製することができる。
a)、(1―b)及び/又は(1―c)の繰返し単位を
有する芳香族ポリアミドをフェノール系溶媒に溶解させ
た溶液を混合することによって、均一な混合溶液が得ら
れる。このとき使用するフェノール系溶媒は特に限定し
ないが、溶解性の観点から、フェノール、o―クロロフ
ェノール、p―クロロフェノール及びこれらの混合物等
が好ましい。
イミド溶液で5〜10重量%、芳香族ポリアミド溶液で
5〜15重量%が好ましい。この場合の芳香族ポリイミ
ドの固有粘度(ηinh)は0.5以上、芳香族ポリア
ミドの固有粘度(ηinh)も0.5以上が好ましい。
より本発明の芳香族ポリアミド組成物が調製される。こ
の場合も、該芳香族ポリアミド組成物からなる成形体の
実用的な製造法として、混合溶液をそのまま成形ドープ
として用い、湿式法もしくは乾式法により繊維・フイル
ムに成形した後、溶剤を脱離(除去)する方法を採用す
ることができる。
物、あるいはそれよりなる繊維・フイルム等の成形体
は、そのままでは組成物の各成分のガラス転移温度に対
しほぼ加成性に応じたガラス転移温度を有するものであ
るが、これを高温で熱処理することにより飛躍的にガラ
ス転移温度が向上する。このときの好ましい熱処理温度
は300℃以上であり、さらに好ましくは315℃以上
である。また熱処理温度の上限は前記式(1―a)、
(1―b)、(1―c)の繰返し単位からなる芳香族ポ
リアミドの分解温度である。熱処理時間は特に限定しな
いが、好ましくは1時間以上であり、熱処理時間の増加
とともにガラス転移温度の改良効果も増加し、およそ2
4時間でその効果は飽和する。
て、芳香族ポリアミドに対する芳香族ポリイミドの配合
量は、前記のポリアミド酸溶液と芳香族ポリアミド溶
液、あるいは芳香族ポリイミド溶液と芳香族ポリアミド
溶液の混合比により調整することができるが、配合量は
芳香族ポリアミド組成物中に前記式(2)の繰返し単位
からなる芳香族ポリイミドが全組成物(芳香族ポリアミ
ドと芳香族ポリイミドの合計)重量を基準にして20〜
80重量%となるようにすることが必要である。芳香族
ポリイミドの配合量が20重量%未満ではガラス転移温
度の改良効果が小さく、80重量%を超えると芳香族ポ
リイミド単体を用いる場合に対して改良効果がないか、
もしくは小さく、芳香族ポリイミドより安価な芳香族ポ
リアミドを用いることの経済効果が小さい。
に応じ、着色剤、充填剤、その他の添加剤を含んでもよ
く、また、炭素繊維、ガラス繊維、p―アラミド繊維な
どの強化材を含んでもよい。
からなる成形体の熱処理物は、ガラス転移温度の改良の
みならず熱分解温度も改良される。このことは、熱重量
測定において熱分解による重量減少開始温度あるいは熱
分解による5%あるいは10%重量減少温度が本発明の
芳香族ポリアミド組成物では芳香族ポリアミド単体より
も改良されることにより明かである。
熱処理効果の作用機構は明確ではないが、熱処理により
特殊な凝集構造が発現することが推定される。また、熱
処理により見かけの透明性や動的粘弾性のプロフィール
から判定した相溶性は良好となり、従来考えられてきた
熱処理により相分離が進行するとの常識を覆すものであ
り、きわめて新規で特異的なものである。
組成物は、熱処理により大幅にガラス転移温度を向上し
うるものであり、前記式(1―a)、(1―b)、(1
―c)の少なくとも1種を繰返し単位とする芳香族ポリ
アミド単体に比べ、ガラス転移温度が少なくとも5℃以
上は向上し、より好ましい条件では10℃以上、さらに
条件の選択によっては20℃以上も向上する。
は、良好な湿式あるいは乾式による溶液成形性を有して
おり、本発明の芳香族ポリアミド組成物より成形・熱処
理して得られる繊維・フイルムは優れた耐熱素材として
各種用途に用いられ、工業的に有用である。
g)、10%重量減少温度(T10)、5%重量減少温度
(T5 )及び固有粘度(ηinh)の測定方法は、それ
ぞれ次のとおりである。 (i)ガラス転移温度(Tg) 示差走査型熱量計を用い20℃/分の昇温速度で測定し
た。
測定における損失弾性率のピーク温度をもって代用し
た。これは以下、Tg(DMA)で表わす。なお、動的
粘弾性測定は10Hz、2℃/分の昇温速度で行なっ
た。 (ii)10%重量減少温度(T10)、5%重量減少温度
(T5 ) 熱重量測定装置により、空気中10℃/分の昇温速度で
測定した。 (iii )ポリマーの固有粘度(ηinh) 芳香族ポリアミド及びポリアミド酸については、濃度
0.5g/dlのN―メチル―2―ピロリドン溶液として
30℃で測定した。また、芳香族ポリイミドについて
は、溶媒としてo―クロロフェノールを用い全く同様の
条件で測定した。
更に詳細に説明する。これらは本発明の理解を助けるた
めのものであって、本発明はこれらによって限定される
ものではない。
ルとイソフタル酸クロライドとの溶液重合により得られ
た固有粘度1.4の芳香族ポリアミドをNMP(N―メ
チル―2―ピロリドン)に溶解させ10重量%の芳香族
ポリアミド溶液を調製した。次に、4,4′―ジアミノ
ジフェニルエーテル100重量部と3,3′,4,4′
―ビフェニルテトラカルボン酸無水物147重量部を2
500重量部のNMPを溶媒として室温で5時間反応さ
せることで固有粘度0.51のポリアミド酸の溶液を調
製し、これに前記芳香族ポリアミド溶液を後掲の表1に
示す各種の配合比で混合した。この混合溶液からドクタ
ーナイフを用いてフイルムをキャストし、減圧下に溶媒
を乾燥脱離させた後、300℃で処理することでイミド
化反応を完了させた。得られたフイルムはさらに330
℃で13時間熱処理した。
びT10(10%重量減少温度)を表1に示す。これらの
値は、後述の比較例1〜5に示す芳香族ポリアミド単体
の値に比して大幅に改善されたものである。また熱処理
によるガラス転移温度の向上も明らかである。
の調製のためにアミンとして3,4′―ジアミノジフェ
ニルエーテルを用いることを除き実施例1〜4と全く同
様にして調製したフイルムを各種の熱処理条件で熱処理
したときのフイルムのTgを表2に示す。
5)の調製のために4,4′―ジアミノジフェニルエー
テル100重量部とピロメリット酸無水物109重量部
とNMP2500重量部を用いることを除き実施例1〜
4と全く同様にして調製したフイルムを各種の熱処理条
件で熱処理したときのフイルムのTgを表3に示す。但
し、ここでは動的粘弾性測定から求めた値Tg(DM
A)を用いた。
く、芳香族ポリアミド溶液のみから実施例1〜4と同様
の方法でフイルムを調製し、各種の条件で熱処理した。
その結果を表4に示す。
ーテルとテレフタル酸クロライドとの溶液重合により得
られた固有粘度1.9の芳香族ポリアミドをNMP(N
―メチル―2―ピロリドン)に溶解させ10重量%の芳
香族ポリアミド溶液を調製した。次に、4,4′―ジア
ミノジフェニルエーテル100重量部と3,3′,4,
4′―ビフェニルテトラカルボン酸無水物147重量部
を2500重量部のNMPを溶媒として室温で5時間反
応させることで固有粘度0.51のポリアミド酸溶液を
調製し、これに前述の芳香族ポリアミド溶液を各種の配
合比で混合した。この混合溶液からドクターナイフを用
いてフイルムをキャストし、減圧下に溶媒を乾燥脱離さ
せた後、300℃で処理することでイミド化反応を完了
させた。得られたフイルムはさらに330℃で12時間
熱処理した。
これらの値は、後述の比較例6に示す芳香族ポリイミド
単体の値に比して大幅に改善されたものである。また熱
処理によるガラス転移温度の向上も明らかである。
4′―ジアミノジフェニルエーテルとイソフタル酸クロ
ライドとの溶液重合により得られた固有粘度1.5のポ
リマーを用いることを除き実施例15〜17と全く同様
にして調製したフイルムを同様の条件で熱処理したとき
のフイルムのTgを表6に示す。
ミドを全く配合することなく、固有粘度0.51のポリ
アミド酸の溶液のみから実施例15〜17と同様の方法
でフイルムを調製し、実施例15〜17と同様の条件で
熱処理した。
理後のフイルムのTgは291℃であった。
ーテルとテレフタル酸クロライドとの溶液重合により得
られた固有粘度1.90の芳香族ポリアミドをNMP
(N―メチル―2―ピロリドン)に溶解させ10重量%
の芳香族ポリアミド溶液を調製した。次に、4,4′―
ジアミノジフェニルエーテル100重量部とピロメリッ
ト酸無水物109重量部を2500重量部のNMPを溶
媒として室温で12時間反応させることで固有粘度2.
24のポリアミド酸の溶液を調製し、これに前記芳香族
ポリアミド溶液に後掲の表7に示す各種の配合比で混合
した。この混合溶液からドクターナイフを用いてフイル
ムをキャストし、減圧下に溶媒を乾燥脱離させた後、3
00℃で1時間処理することでイミド化反応を完了させ
た。
少温度T5 を表7に示す。これらの値から、芳香族ポリ
アミド単体の値に比して大幅に改善されたものであるこ
とが明らかである。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記式(1―a)、(1―b)及び/又
は(1―c)に示す繰返し単位を有する芳香族ポリアミ
ドと下記式(2)に示す繰返し単位を有する芳香族ポリ
イミドとから構成され、かつ、該全芳香族ポリイミドの
配合量が20〜80重量%であることを特徴とする芳香
族ポリアミド組成物。 【化1】 但し、前記式(2)においてAr1 及びAr2 は以下の
いずれかである。 【化2】 - 【請求項2】 請求項1に記載の芳香族ポリアミド組成
物を繊維又はフイルム状に成形した後、300℃以上の
温度で熱処理して得られる繊維又はフイルム状の成形
体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4126630A JP3022676B2 (ja) | 1991-04-24 | 1992-04-21 | 芳香族ポリアミド組成物及びその成形体 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11900591 | 1991-04-24 | ||
JP11900491 | 1991-04-24 | ||
JP3-119005 | 1991-04-24 | ||
JP3-119004 | 1991-04-24 | ||
JP4126630A JP3022676B2 (ja) | 1991-04-24 | 1992-04-21 | 芳香族ポリアミド組成物及びその成形体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0688023A true JPH0688023A (ja) | 1994-03-29 |
JP3022676B2 JP3022676B2 (ja) | 2000-03-21 |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004197008A (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Nippon Kayaku Co Ltd | ポリイミド前駆体組成物 |
JP2006291147A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Nippon Kayaku Co Ltd | ポリイミド前駆体組成物 |
KR20180110794A (ko) * | 2017-03-30 | 2018-10-11 | 주식회사 엘지화학 | 고분자 수지 조성물 및 고분자 필름 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4126630A patent/JP3022676B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR20180110794A (ko) * | 2017-03-30 | 2018-10-11 | 주식회사 엘지화학 | 고분자 수지 조성물 및 고분자 필름 |
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JP3022676B2 (ja) | 2000-03-21 |
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