JPH08113643A - 窒素を含有するポリマー類を製造するための方法 - Google Patents
窒素を含有するポリマー類を製造するための方法Info
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- JPH08113643A JPH08113643A JP7261652A JP26165295A JPH08113643A JP H08113643 A JPH08113643 A JP H08113643A JP 7261652 A JP7261652 A JP 7261652A JP 26165295 A JP26165295 A JP 26165295A JP H08113643 A JPH08113643 A JP H08113643A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 芳香族多価ジアミン類と芳香族ポリカルボン
酸類とから誘導され、特に、高分子量および/または非
常に狭い分子量分布を有する、窒素を含有するポリマー
類、特に、ポリアミド類およびポリイミド類を製造す
る。 【解決手段】 窒素を含有する芳香族ポリマー類、例え
ば、ポリアミド類、ポリイミド類およびポリベンゾイミ
ダゾール類を製造するために、多価芳香族カルボン酸類
および芳香族ジアミン類および/またはアミノカルボン
酸類またはそれらの反応性誘導体を、高沸点不活性溶媒
中、熱安定な分散助剤を加えて反応させ、この反応で形
成される揮発性の副生物を留去する。反応が終了した時
点で、バッチを冷却し、形成されたポリマーを濾去す
る。
酸類とから誘導され、特に、高分子量および/または非
常に狭い分子量分布を有する、窒素を含有するポリマー
類、特に、ポリアミド類およびポリイミド類を製造す
る。 【解決手段】 窒素を含有する芳香族ポリマー類、例え
ば、ポリアミド類、ポリイミド類およびポリベンゾイミ
ダゾール類を製造するために、多価芳香族カルボン酸類
および芳香族ジアミン類および/またはアミノカルボン
酸類またはそれらの反応性誘導体を、高沸点不活性溶媒
中、熱安定な分散助剤を加えて反応させ、この反応で形
成される揮発性の副生物を留去する。反応が終了した時
点で、バッチを冷却し、形成されたポリマーを濾去す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水性分散液中
で、芳香族ポリアミド類、ポリアミド−イミド類、ポリ
イミド類およびポリベンズイミダゾール類を製造するた
めの方法に関する。芳香族ポリアミド類、ポリイミド類
およびポリアミド−イミド類の優れた性質およびポリベ
ンズイミダゾール類の優れた性質は、公知となってから
比較的長期に及ぶ。これらの傑出した熱安定性およびこ
れらの良好な機械的性質は、特に、より選られたもので
ある。
で、芳香族ポリアミド類、ポリアミド−イミド類、ポリ
イミド類およびポリベンズイミダゾール類を製造するた
めの方法に関する。芳香族ポリアミド類、ポリイミド類
およびポリアミド−イミド類の優れた性質およびポリベ
ンズイミダゾール類の優れた性質は、公知となってから
比較的長期に及ぶ。これらの傑出した熱安定性およびこ
れらの良好な機械的性質は、特に、より選られたもので
ある。
【0002】
【従来の技術】芳香族ジアミン類の反応性が脂肪族ジア
ミン類の反応性よりも低いので、脂肪族ポリアミド類に
対して公知の方法であっても、芳香族ポリアミド類に対
して例外なく適用できるものではない。芳香族ジアミン
類の芳香族ジカルボン酸類との直接縮合は、触媒を使用
してのみ可能である(DE- 39 42 941)。この場合、欠
点は、重縮合物中に、痕跡量の触媒(ジアルキルアミノ
ピリジン類および/またはホスホン酸)が残り、芳香族
ジアミン類の高温における酸化に鋭敏であることであ
る。
ミン類の反応性よりも低いので、脂肪族ポリアミド類に
対して公知の方法であっても、芳香族ポリアミド類に対
して例外なく適用できるものではない。芳香族ジアミン
類の芳香族ジカルボン酸類との直接縮合は、触媒を使用
してのみ可能である(DE- 39 42 941)。この場合、欠
点は、重縮合物中に、痕跡量の触媒(ジアルキルアミノ
ピリジン類および/またはホスホン酸)が残り、芳香族
ジアミン類の高温における酸化に鋭敏であることであ
る。
【0003】芳香族ポリアミド類は、活性化された芳香
族ジアミン類、好ましくは、アセチル化されたジアミン
類を、芳香族ジカルボン酸と、溶融して、220〜36
0℃で重縮合することによって製造することができる
(米国特許 4,758,651)。芳香族ジカルボン酸類の活性
化された誘導体、好ましくは、フェニルエステルの使用
も、また、可能である。しかし、記載されている方法の
条件は、形成されたポリアミド類が、反応温度で十分に
低い溶融粘度を有する条件である。大部分の芳香族ポリ
アミド類は、重縮合条件下で、非常に高い溶融粘度を有
するか、または、非常に結晶質であるので、これらの方
法は、全ての芳香族ポリアミド類には適用できず、達成
することのできる分子量には、限界がある。
族ジアミン類、好ましくは、アセチル化されたジアミン
類を、芳香族ジカルボン酸と、溶融して、220〜36
0℃で重縮合することによって製造することができる
(米国特許 4,758,651)。芳香族ジカルボン酸類の活性
化された誘導体、好ましくは、フェニルエステルの使用
も、また、可能である。しかし、記載されている方法の
条件は、形成されたポリアミド類が、反応温度で十分に
低い溶融粘度を有する条件である。大部分の芳香族ポリ
アミド類は、重縮合条件下で、非常に高い溶融粘度を有
するか、または、非常に結晶質であるので、これらの方
法は、全ての芳香族ポリアミド類には適用できず、達成
することのできる分子量には、限界がある。
【0004】芳香族ポリイミド類の製造用には、数種の
方法がある。ポリアミドカルボン酸類は、テトラカルボ
ン酸無水物とジアミン類とを、双極性非プロトン溶媒
中、0〜150℃で反応させ、ついで イミド化によっ
てポリイミドへ転化させるにより形成される。溶液中脱
水剤を使用するかまたはバルク中加熱によって、水が分
離される。
方法がある。ポリアミドカルボン酸類は、テトラカルボ
ン酸無水物とジアミン類とを、双極性非プロトン溶媒
中、0〜150℃で反応させ、ついで イミド化によっ
てポリイミドへ転化させるにより形成される。溶液中脱
水剤を使用するかまたはバルク中加熱によって、水が分
離される。
【0005】ポリマー類の空時収率(space-time yield)
が低く、単離がやっかいであるのが、ここでは、欠点で
ある。反応温度(熱分解限界の直下)で十分に低い溶融
粘度を有するポリイミド類は、また、芳香族ジアミン類
とテトラカルボン酸無水物との150〜380℃での直
接溶融反応で得ることができる。非常に高い溶融粘度を
有するポリマー類は、この方法によっては製造すること
ができない。ポリベンズイミダゾール類は、一般に、芳
香族ジカルボン酸またはそのフェニルエステルと芳香族
テトラミン類との反応によって製造される。一般に、モ
ノマー類の溶融重縮合は、溶融物が固化するまで行わ
れ、ついで、この固体は、冷却および粉末化され、温度
400℃以下で第2工程の固相重縮合に付される(米国
特許 3,174, 974)。合成のための2工程の処理法は、こ
こでは欠点である。高沸点溶媒、例えば、ジフェニルス
ルホン中での沈殿縮合としての反応処理も、また、記載
されている(米国特許 3,784,517)。しかし、ここで
は、溶媒中のポリマー含量は、モノマーの高沸点溶媒へ
の溶解度によって限定される。これら欠点を迂回するた
めに、非水性分散液中で重縮合を行う試みが既になされ
ている。ドイツ特許DE-OS 2707491は、モノマー出発物
質が、高沸点炭化水素中、固体改質剤、例えば、微細に
分散された二酸化チタンの存在、および、安定剤、例え
ば、12−ヒドロキシステアリン酸を含有するブロック
コポリマーの存在で反応される、ポリマー粒子の安定な
分散液を製造するための方法を記載している。ポリウレ
タン類、ポリアミド類、ポリエステル類およびポリエス
テル−アミド類の製造が、記載されている。純粋な芳香
族ポリアミド類は、記載されていない。
が低く、単離がやっかいであるのが、ここでは、欠点で
ある。反応温度(熱分解限界の直下)で十分に低い溶融
粘度を有するポリイミド類は、また、芳香族ジアミン類
とテトラカルボン酸無水物との150〜380℃での直
接溶融反応で得ることができる。非常に高い溶融粘度を
有するポリマー類は、この方法によっては製造すること
ができない。ポリベンズイミダゾール類は、一般に、芳
香族ジカルボン酸またはそのフェニルエステルと芳香族
テトラミン類との反応によって製造される。一般に、モ
ノマー類の溶融重縮合は、溶融物が固化するまで行わ
れ、ついで、この固体は、冷却および粉末化され、温度
400℃以下で第2工程の固相重縮合に付される(米国
特許 3,174, 974)。合成のための2工程の処理法は、こ
こでは欠点である。高沸点溶媒、例えば、ジフェニルス
ルホン中での沈殿縮合としての反応処理も、また、記載
されている(米国特許 3,784,517)。しかし、ここで
は、溶媒中のポリマー含量は、モノマーの高沸点溶媒へ
の溶解度によって限定される。これら欠点を迂回するた
めに、非水性分散液中で重縮合を行う試みが既になされ
ている。ドイツ特許DE-OS 2707491は、モノマー出発物
質が、高沸点炭化水素中、固体改質剤、例えば、微細に
分散された二酸化チタンの存在、および、安定剤、例え
ば、12−ヒドロキシステアリン酸を含有するブロック
コポリマーの存在で反応される、ポリマー粒子の安定な
分散液を製造するための方法を記載している。ポリウレ
タン類、ポリアミド類、ポリエステル類およびポリエス
テル−アミド類の製造が、記載されている。純粋な芳香
族ポリアミド類は、記載されていない。
【0006】ヨーロッパ特許EP 306165に従えば、炭化
水素中の高分子量ポリアミド類の分散液は、ハイポホス
ファイト触媒の存在中におけるナイロン塩の重縮合によ
って製造される。ナイロン塩は、脂肪族、脂環式または
芳香族ジカルボン酸の脂肪族、脂環式または芳香族ジア
ミン類との反応によって製造される。使用されるナイロ
ン塩または製造されるポリアミドのいずれも、反応条件
下で、溶融させる必要がない。分散助剤も、したがっ
て、添加されない。
水素中の高分子量ポリアミド類の分散液は、ハイポホス
ファイト触媒の存在中におけるナイロン塩の重縮合によ
って製造される。ナイロン塩は、脂肪族、脂環式または
芳香族ジカルボン酸の脂肪族、脂環式または芳香族ジア
ミン類との反応によって製造される。使用されるナイロ
ン塩または製造されるポリアミドのいずれも、反応条件
下で、溶融させる必要がない。分散助剤も、したがっ
て、添加されない。
【0007】特開平1-129024に従えば、比較的低分子量
のポリフェニレン−テレフタルアミド結晶は、高沸点炭
化水素中、p−フェニレンジアミンをジフェニルジチオ
テレフタレートと重縮合させることによって製造され
る。分散助剤は、添加しない。
のポリフェニレン−テレフタルアミド結晶は、高沸点炭
化水素中、p−フェニレンジアミンをジフェニルジチオ
テレフタレートと重縮合させることによって製造され
る。分散助剤は、添加しない。
【0008】最後に、ヨーロッパ特許EP 0275164は、出
発物質が高沸点油に分散されている、アセチル化したジ
オール類またはヒドロキシカルボン酸あるいはその混合
物とジカルボン酸とを重縮合することによる、溶融物で
液晶物質である完全に芳香族のポリエステル類の製造を
記載している。
発物質が高沸点油に分散されている、アセチル化したジ
オール類またはヒドロキシカルボン酸あるいはその混合
物とジカルボン酸とを重縮合することによる、溶融物で
液晶物質である完全に芳香族のポリエステル類の製造を
記載している。
【0009】ポリマーおよびモノマー類が不溶性である
不活性媒体中、高温での分散重縮合方法は、かくして、
原理的に、公知である。しかし、分散助剤での変形、変
更は、未だ、窒素を含有するポリマー類に拡張されてい
ない。
不活性媒体中、高温での分散重縮合方法は、かくして、
原理的に、公知である。しかし、分散助剤での変形、変
更は、未だ、窒素を含有するポリマー類に拡張されてい
ない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、芳香族多価ジアミン類と芳香族ポリカルボン酸
類とから誘導され、特に、高分子量および/または非常
に狭い分子量分布を有する、窒素を含有するポリマー
類、特に、ポリアミド類およびポリイミド類を製造する
ことである。
目的は、芳香族多価ジアミン類と芳香族ポリカルボン酸
類とから誘導され、特に、高分子量および/または非常
に狭い分子量分布を有する、窒素を含有するポリマー
類、特に、ポリアミド類およびポリイミド類を製造する
ことである。
【0011】
【課題を解決するための手段】さて、多塩基性カルボン
酸類および多価ジアミン類および/またはアミノカルボ
ン酸あるいはその反応性誘導体を、高沸点不活性溶媒中
で、熱安定な分散助剤を添加して反応せしめ、この反応
で形成される揮発性副生物を留去し、反応が終了した時
点で、バッチを冷却し、形成されるポリマーを濾去す
る、窒素を含有するポリマー類を製造するための方法が
見いだされた。本方法は、芳香族出発物質を使用するこ
とを含む。触媒は、必要としない。
酸類および多価ジアミン類および/またはアミノカルボ
ン酸あるいはその反応性誘導体を、高沸点不活性溶媒中
で、熱安定な分散助剤を添加して反応せしめ、この反応
で形成される揮発性副生物を留去し、反応が終了した時
点で、バッチを冷却し、形成されるポリマーを濾去す
る、窒素を含有するポリマー類を製造するための方法が
見いだされた。本方法は、芳香族出発物質を使用するこ
とを含む。触媒は、必要としない。
【0012】本発明に従う方法は、特に、ガラス転移温
度少なくとも200℃を有し、結晶溶融温度が反応温度
を上回るポリマー類の製造のために特に適当である。
度少なくとも200℃を有し、結晶溶融温度が反応温度
を上回るポリマー類の製造のために特に適当である。
【0013】本発明に従う方法は、特に、芳香族ポリア
ミド類の製造に適当である。この方法においては、芳香
族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸エステル、例
えば、フェニルエステルまたはチオフェニルエステル
を、芳香族ジアミンまたはそのN−アシル誘導体、特
に、アセチル誘導体と、適当とあらば、芳香族アミノカ
ルボン酸を添加して反応せしめ、形成されるポリアミド
を単離する。芳香族ポリアミド類を製造するためには、
好ましくは、ジカルボン酸類、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、ジフェニルエーテル−ジカルボン酸類、ビフェニ
ルジカルボン酸類または1,4−もしくは2,6−ナフ
タレンジカルボン酸類が使用される。芳香族アミノカル
ボン酸類、例えば、アミノフェノキシ安息香酸またはア
ミノ安息香酸をバッチに加えるか、あるいは、ジカルボ
ン酸類およびジアミン類なしで反応せしめられる。
ミド類の製造に適当である。この方法においては、芳香
族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸エステル、例
えば、フェニルエステルまたはチオフェニルエステル
を、芳香族ジアミンまたはそのN−アシル誘導体、特
に、アセチル誘導体と、適当とあらば、芳香族アミノカ
ルボン酸を添加して反応せしめ、形成されるポリアミド
を単離する。芳香族ポリアミド類を製造するためには、
好ましくは、ジカルボン酸類、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、ジフェニルエーテル−ジカルボン酸類、ビフェニ
ルジカルボン酸類または1,4−もしくは2,6−ナフ
タレンジカルボン酸類が使用される。芳香族アミノカル
ボン酸類、例えば、アミノフェノキシ安息香酸またはア
ミノ安息香酸をバッチに加えるか、あるいは、ジカルボ
ン酸類およびジアミン類なしで反応せしめられる。
【0014】使用される芳香族ジアミン類は、特に、以
下の構造を有するものである。
下の構造を有するものである。
【0015】
【化1】 本発明に従う方法は、また、芳香族ポリイミド類の製造
のためにも適当である。この方法において、芳香族テト
ラカルボン酸もしくはその酸無水物は、芳香族ジアミン
もしくはそのN−アシル誘導体と反応され、形成される
ポリイミドは、反応バッチから濾去される。例えば、以
下の構造を有するピロメリット酸無水物またはテトラカ
ルボン酸無水物が使用される。
のためにも適当である。この方法において、芳香族テト
ラカルボン酸もしくはその酸無水物は、芳香族ジアミン
もしくはそのN−アシル誘導体と反応され、形成される
ポリイミドは、反応バッチから濾去される。例えば、以
下の構造を有するピロメリット酸無水物またはテトラカ
ルボン酸無水物が使用される。
【0016】
【化2】 これら化合物の遊離テトラカルボン酸類または混合物
も、また、使用することができる。反応温度は、最初、
150〜300℃であり、反応の終了に向かって、23
0〜340℃とする。
も、また、使用することができる。反応温度は、最初、
150〜300℃であり、反応の終了に向かって、23
0〜340℃とする。
【0017】本発明に従う方法は、また、ポリベンゾイ
ミダゾール類の製造に使用することもできる。この方法
においては、芳香族ジカルボン酸もしくはそのフェニル
エステルを、芳香族テトラアミンと反応せしめ、形成さ
れるポリベンゾイミダゾールを濾過によって単離する。
反応温度は、最初、180〜300℃であり、反応の終
了に向かって、370℃とする。テトラアミン類は、以
下の構造を有する。
ミダゾール類の製造に使用することもできる。この方法
においては、芳香族ジカルボン酸もしくはそのフェニル
エステルを、芳香族テトラアミンと反応せしめ、形成さ
れるポリベンゾイミダゾールを濾過によって単離する。
反応温度は、最初、180〜300℃であり、反応の終
了に向かって、370℃とする。テトラアミン類は、以
下の構造を有する。
【0018】
【化3】 これら式において、Rは、二価の基、例えば、単結合、
または、以下の式で表される基である。
または、以下の式で表される基である。
【0019】
【化4】 典型的なジカルボン酸類は、イソフタル酸、テレフタル
酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタ
レンジカルボン酸および4,4’−ジカルボキシビフェ
ニル、またはこれらのフェニルエステルである。遊離の
ジカルボン酸を使用する場合には、0.5〜2重量%の
触媒、例えば、トリフェニルホスフィン、ジクロロフェ
ニルホスフィン、クロロジフェニルホスフィン、トリフ
ェニルホスファイト、または、他のホスフィンもしくは
ホスファイトタイプの触媒が使用される。
酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタ
レンジカルボン酸および4,4’−ジカルボキシビフェ
ニル、またはこれらのフェニルエステルである。遊離の
ジカルボン酸を使用する場合には、0.5〜2重量%の
触媒、例えば、トリフェニルホスフィン、ジクロロフェ
ニルホスフィン、クロロジフェニルホスフィン、トリフ
ェニルホスファイト、または、他のホスフィンもしくは
ホスファイトタイプの触媒が使用される。
【0020】最後に、本発明の方法は、芳香族ポリアミ
ド−イミド類の製造に適当である。このためには、芳香
族トリカルボン酸無水物(例えば、トリメリット酸無水
物)を、芳香族ジアミンまたはそのアシル誘導体と反応
せしめ、最後に、形成されたポリマーを濾去する。ポリ
アミド酸の形成は、150〜300℃で行われ、ポリア
ミド−イミドの形成は、230〜340℃で行われる。
記載したモノマー類は、個々に、または、混合物とし
て、官能基の当量が維持される条件下で使用される。し
かし、分子量を制限するために、酸類またはジアミン類
の量基準で、10モル%以下の単官能性物質をバッチに
加えて、官能基の当量から変位させることも可能であ
る。
ド−イミド類の製造に適当である。このためには、芳香
族トリカルボン酸無水物(例えば、トリメリット酸無水
物)を、芳香族ジアミンまたはそのアシル誘導体と反応
せしめ、最後に、形成されたポリマーを濾去する。ポリ
アミド酸の形成は、150〜300℃で行われ、ポリア
ミド−イミドの形成は、230〜340℃で行われる。
記載したモノマー類は、個々に、または、混合物とし
て、官能基の当量が維持される条件下で使用される。し
かし、分子量を制限するために、酸類またはジアミン類
の量基準で、10モル%以下の単官能性物質をバッチに
加えて、官能基の当量から変位させることも可能であ
る。
【0021】使用される高沸点不活性溶媒は、特に、高
沸点炭化水素混合物である。しかし、十分に高い沸点を
有し、合成されたポリマーを溶解せず、モノマーまたは
ポリマーと副反応をしない他の不活性反応媒体も、使用
することができる。重縮合で形成される低分子量の副生
物と共沸混合物を形成し、それにより、蒸留によって反
応システムから非常に有効に除去される溶媒は、特に、
好ましい。
沸点炭化水素混合物である。しかし、十分に高い沸点を
有し、合成されたポリマーを溶解せず、モノマーまたは
ポリマーと副反応をしない他の不活性反応媒体も、使用
することができる。重縮合で形成される低分子量の副生
物と共沸混合物を形成し、それにより、蒸留によって反
応システムから非常に有効に除去される溶媒は、特に、
好ましい。
【0022】このような不活性溶媒の例は、 (a) 水素化されたターフェニル類、商標名“サント
サーム(Santotherm)"、(Monsanto); (b) 商標名マルロサーム"(Marlotherm)"のトリアリ
ールジメタン類(HulsAG); (c) 高沸点炭化水素混合物、例えば、“ターミノー
ルE(Terminol E)"(Shell AG); (d) オリゴマーフッ素化合物の混合物、例えば、Ho
echst AG社製の登録商標“ホスチナート(Hostinert)";
およびこれら溶媒の混合物である。
サーム(Santotherm)"、(Monsanto); (b) 商標名マルロサーム"(Marlotherm)"のトリアリ
ールジメタン類(HulsAG); (c) 高沸点炭化水素混合物、例えば、“ターミノー
ルE(Terminol E)"(Shell AG); (d) オリゴマーフッ素化合物の混合物、例えば、Ho
echst AG社製の登録商標“ホスチナート(Hostinert)";
およびこれら溶媒の混合物である。
【0023】添加される分散助剤は、反応の全温度範囲
においてモノマー粒子の凝集および形成される100μ
mより大きなポリマー粒子の凝集を防止する。一般に、
分散媒基準で1〜50重量%の分散助剤をバッチに加
え、安定な分散液を得る。1〜10重量%の量、特に、
2〜4重量%の量が好ましい。分散助剤は、モノマーと
反応して、それにより重縮合を損なう官能基を有しな
い。分散助剤による官能基の当量のシフトは、達成する
ことのできる重縮合の最大度を低下させ、特に、望まし
くない。分散助剤は、当然のことながら、重縮合条件下
で熱に十分に安定である必要がある。何故ならば、分解
生成物が、重縮合物の性質の劣化をもたらし、分散液に
ついて安定化作用を低下させるからでる。
においてモノマー粒子の凝集および形成される100μ
mより大きなポリマー粒子の凝集を防止する。一般に、
分散媒基準で1〜50重量%の分散助剤をバッチに加
え、安定な分散液を得る。1〜10重量%の量、特に、
2〜4重量%の量が好ましい。分散助剤は、モノマーと
反応して、それにより重縮合を損なう官能基を有しな
い。分散助剤による官能基の当量のシフトは、達成する
ことのできる重縮合の最大度を低下させ、特に、望まし
くない。分散助剤は、当然のことながら、重縮合条件下
で熱に十分に安定である必要がある。何故ならば、分解
生成物が、重縮合物の性質の劣化をもたらし、分散液に
ついて安定化作用を低下させるからでる。
【0024】分散助剤の安定化作用は、それらの構造に
応じ、不活性溶媒の粘度が重縮合反応領域で増大すると
いう事実に基づく[例:Rheox Inc.社製の登録商標ベン
トン38(Bentone 38)]。安定化作用は、また、分散
助剤が両親媒性特性を有する、すなわち、分散助剤のあ
る官能基は、不活性(通常、非極性)溶媒に対して高い
親和性を有し、他の官能基は、重縮合物に対して高い親
和性を有するという事実に基づく。これは、重縮合物と
不活性溶媒との境界領域に分散助剤の集中をもたらす。
このような物質の例は、ブロックコポリマー類およびポ
リマー類であり、特に、極性および非極性のモノマー類
であり、例えば、DuPont社製の登録商標名“サーリン(S
urlyn)”で市販されているコポリマーである。しかし、
この群としては、また、低分子量の両親媒性化合物、例
えば、界面活性剤が挙げられる。例えば、一方におい
て、長鎖N−アルキル基、例えば、C6〜C26アルキル
基、特に、C9〜C22アルキル基を有するポリピロリド
ン類が非極性不活性溶媒に対して高い親和性とモノマー
またはポリマーに対する高い親和性とを有する。分散助
剤の安定化作用は、さらに、これらがモノマーおよびポ
リマーの分散粒子の表面張力を改質するという事実に基
づく。疎水性処理された粘土無機物、例えば、ベントン
38の脂肪族ポリアミド類および液晶芳香族ポリエステ
ル類の製造のための使用は、ヨーロッパ特許EP 0 275 1
63より公知である。1つの成分が、例えば、モノマー類
の分散液を安定化し、他の成分が、ポリマー分散液につ
いて安定化作用を有する数種の分散助剤を同時に使用す
ることも可能である。
応じ、不活性溶媒の粘度が重縮合反応領域で増大すると
いう事実に基づく[例:Rheox Inc.社製の登録商標ベン
トン38(Bentone 38)]。安定化作用は、また、分散
助剤が両親媒性特性を有する、すなわち、分散助剤のあ
る官能基は、不活性(通常、非極性)溶媒に対して高い
親和性を有し、他の官能基は、重縮合物に対して高い親
和性を有するという事実に基づく。これは、重縮合物と
不活性溶媒との境界領域に分散助剤の集中をもたらす。
このような物質の例は、ブロックコポリマー類およびポ
リマー類であり、特に、極性および非極性のモノマー類
であり、例えば、DuPont社製の登録商標名“サーリン(S
urlyn)”で市販されているコポリマーである。しかし、
この群としては、また、低分子量の両親媒性化合物、例
えば、界面活性剤が挙げられる。例えば、一方におい
て、長鎖N−アルキル基、例えば、C6〜C26アルキル
基、特に、C9〜C22アルキル基を有するポリピロリド
ン類が非極性不活性溶媒に対して高い親和性とモノマー
またはポリマーに対する高い親和性とを有する。分散助
剤の安定化作用は、さらに、これらがモノマーおよびポ
リマーの分散粒子の表面張力を改質するという事実に基
づく。疎水性処理された粘土無機物、例えば、ベントン
38の脂肪族ポリアミド類および液晶芳香族ポリエステ
ル類の製造のための使用は、ヨーロッパ特許EP 0 275 1
63より公知である。1つの成分が、例えば、モノマー類
の分散液を安定化し、他の成分が、ポリマー分散液につ
いて安定化作用を有する数種の分散助剤を同時に使用す
ることも可能である。
【0025】本発明に従う方法は、従来、溶融重縮合ま
たは重縮合の有効性を限定していた、溶融過程中の高粘
度または低い重縮合温度でのポリマー類の結晶化の上記
問題点を克服するものである。本発明に従う方法の非常
に優れた有利性の理由は、恐らく、分散されたポリマー
粒子の高い比表面積と蒸留による重縮合の副生物の除
去、特に、これら副生物が不活性溶媒と共沸混合物を形
成することである。驚くべきことに、重縮合物が、高度
に結晶質であるか、一部結晶質であるか、または、非晶
質であるかは、本方法にとって、無関係である。さらに
驚くべきことに、芳香族鎖メンバーは、比較的低い連鎖
移動のみが可能であるものの、本発明に従う方法によっ
て、高分子量の生成物が得られる。
たは重縮合の有効性を限定していた、溶融過程中の高粘
度または低い重縮合温度でのポリマー類の結晶化の上記
問題点を克服するものである。本発明に従う方法の非常
に優れた有利性の理由は、恐らく、分散されたポリマー
粒子の高い比表面積と蒸留による重縮合の副生物の除
去、特に、これら副生物が不活性溶媒と共沸混合物を形
成することである。驚くべきことに、重縮合物が、高度
に結晶質であるか、一部結晶質であるか、または、非晶
質であるかは、本方法にとって、無関係である。さらに
驚くべきことに、芳香族鎖メンバーは、比較的低い連鎖
移動のみが可能であるものの、本発明に従う方法によっ
て、高分子量の生成物が得られる。
【0026】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に例
示する。
示する。
【0027】実施例1(非晶質ポリアミド):窒素導入
口、撹拌器、内部温度計および滴下ロートを備えた2リ
ットルの三径フラスコを窒素で数回減圧および再加圧す
ることによって窒素雰囲気としたフラスコに、71.8
4g(0.175mol)の2,2−ビス[4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]プロパン(=BAB)を入れ
る。フラスコの内容物を溶融し、約140℃で、0.3
5mol(34.2ml)の無水酢酸を滴下することによっ
てアセチル化する。蒸留ブリッジを取り付け、ついで、
形成された酢酸を留去する。フラスコには、合計86.
55gのアセチル化された化合物が入っている。
口、撹拌器、内部温度計および滴下ロートを備えた2リ
ットルの三径フラスコを窒素で数回減圧および再加圧す
ることによって窒素雰囲気としたフラスコに、71.8
4g(0.175mol)の2,2−ビス[4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]プロパン(=BAB)を入れ
る。フラスコの内容物を溶融し、約140℃で、0.3
5mol(34.2ml)の無水酢酸を滴下することによっ
てアセチル化する。蒸留ブリッジを取り付け、ついで、
形成された酢酸を留去する。フラスコには、合計86.
55gのアセチル化された化合物が入っている。
【0028】23.25gのテレフタル酸(0.14mo
l)と5.815g(0.035mol)のイソフタル酸と
を加える(モノマーの合計量115.6g)。蒸留中、
分散器を使用して、400gのサントサームを18.6g
の登録商標ベントン38(サントサームの合計量基準で
4%)と混合する。10分後、6.15g(5.16mo
l)のプロピレンカーボネート(ベントン38基準で3
3%)を加え、ベントン38についての剪断作用を改良
し、サントサーム/ベントン38混合物の粘度を増大さ
せる。
l)と5.815g(0.035mol)のイソフタル酸と
を加える(モノマーの合計量115.6g)。蒸留中、
分散器を使用して、400gのサントサームを18.6g
の登録商標ベントン38(サントサームの合計量基準で
4%)と混合する。10分後、6.15g(5.16mo
l)のプロピレンカーボネート(ベントン38基準で3
3%)を加え、ベントン38についての剪断作用を改良
し、サントサーム/ベントン38混合物の粘度を増大さ
せる。
【0029】温度230℃を有する高温モノマー類にこ
の混合物を緩やかに加える。ミキサーを66gのサント
サームでフラッシュし、これらを、同様に、反応バッチ
に加える。可能な限り激しく撹拌しつつ、温度を最終的
に280℃に高める。合計反応時間は、8時間である。
縮合が終了した時、混合物を撹拌しつつ(少なくとも分
散された粒子の固化が生ずるまで)冷却し、反応バッチ
を濾過し、(ミキサー内を)トルエンで洗浄し、乾燥さ
せる。
の混合物を緩やかに加える。ミキサーを66gのサント
サームでフラッシュし、これらを、同様に、反応バッチ
に加える。可能な限り激しく撹拌しつつ、温度を最終的
に280℃に高める。合計反応時間は、8時間である。
縮合が終了した時、混合物を撹拌しつつ(少なくとも分
散された粒子の固化が生ずるまで)冷却し、反応バッチ
を濾過し、(ミキサー内を)トルエンで洗浄し、乾燥さ
せる。
【0030】スタンジンガー指数[Standinger index
(固有粘度)]0.7dl/g(25℃のNMP中)とガラ
ス転移温度220℃とを有する、94gの淡いベージュ
色の粉末が得られる。平均粒子寸法は、50μmであ
る。
(固有粘度)]0.7dl/g(25℃のNMP中)とガラ
ス転移温度220℃とを有する、94gの淡いベージュ
色の粉末が得られる。平均粒子寸法は、50μmであ
る。
【0031】実施例2(一部結晶質のアラミド):窒素
導入口、撹拌器、内部温度計および滴下ロートを備えた
1リットルの三径フラスコを窒素で数回減圧および再加
圧することによって窒素雰囲気としたフラスコに、14
3.7g(0.35mol)のBABと5.33g(0.0
39mol)のp−アミノ安息香酸とを入れる。フラスコ
の内容物を溶融し、約140℃で、0.74mol(70m
l)の無水酢酸を滴下することによってアセチル化す
る。蒸留ブリッジを取り付け、ついで、形成された酢酸
を留去する。フラスコには、合計180.1gのアセチ
ル化された化合物が入っている。
導入口、撹拌器、内部温度計および滴下ロートを備えた
1リットルの三径フラスコを窒素で数回減圧および再加
圧することによって窒素雰囲気としたフラスコに、14
3.7g(0.35mol)のBABと5.33g(0.0
39mol)のp−アミノ安息香酸とを入れる。フラスコ
の内容物を溶融し、約140℃で、0.74mol(70m
l)の無水酢酸を滴下することによってアセチル化す
る。蒸留ブリッジを取り付け、ついで、形成された酢酸
を留去する。フラスコには、合計180.1gのアセチ
ル化された化合物が入っている。
【0032】58.15g(0.35mol)のテレフタル
酸を加える(モノマーの合計量238.25g)。蒸留
中、分散器を使用して、400gのサントサームを1
4.3gのベントン38(サントサームの合計量基準で
3%)と混合する。10分後、4.71g(4ml)のプ
ロピレンカーボネート(ベントン38基準で33%)を
加える。
酸を加える(モノマーの合計量238.25g)。蒸留
中、分散器を使用して、400gのサントサームを1
4.3gのベントン38(サントサームの合計量基準で
3%)と混合する。10分後、4.71g(4ml)のプ
ロピレンカーボネート(ベントン38基準で33%)を
加える。
【0033】温度230℃を有する高温アセチル化され
た化合物にこの混合物を緩やかに加える。ミキサーを7
6.5gのサントサームでフラッシュし、これらを、同
様に、反応バッチに加える。可能な限り激しく撹拌しつ
つ、温度を最終的に280℃に高める。この操作中、さ
らなる酢酸を留去する。縮合が終了した時、混合物を撹
拌しつつ(少なくとも分散された粒子の固化が生ずるま
で)冷却し、反応バッチを濾過し、(ミキサー内を)ト
ルエンで洗浄し、乾燥させる。
た化合物にこの混合物を緩やかに加える。ミキサーを7
6.5gのサントサームでフラッシュし、これらを、同
様に、反応バッチに加える。可能な限り激しく撹拌しつ
つ、温度を最終的に280℃に高める。この操作中、さ
らなる酢酸を留去する。縮合が終了した時、混合物を撹
拌しつつ(少なくとも分散された粒子の固化が生ずるま
で)冷却し、反応バッチを濾過し、(ミキサー内を)ト
ルエンで洗浄し、乾燥させる。
【0034】固有粘度0.6dl/gを有する、205gの
淡いベージュ色の粉末が得られる。ポリマーのガラス転
移温度は、215℃であり、結晶融点は、328℃であ
る。実施例3(ポリアミド−イミド): 窒素導入口、撹拌
器、内部温度計および滴下ロートを備えた2リットルの
三径フラスコを窒素で数回減圧および再加圧することに
よって窒素雰囲気としたフラスコに、143.7g
(0.35mol)のBABを入れる。フラスコの内容物
を溶融し、約140℃で、0.725mol(68.4m
l)の無水酢酸を滴下することによってアセチル化す
る。
淡いベージュ色の粉末が得られる。ポリマーのガラス転
移温度は、215℃であり、結晶融点は、328℃であ
る。実施例3(ポリアミド−イミド): 窒素導入口、撹拌
器、内部温度計および滴下ロートを備えた2リットルの
三径フラスコを窒素で数回減圧および再加圧することに
よって窒素雰囲気としたフラスコに、143.7g
(0.35mol)のBABを入れる。フラスコの内容物
を溶融し、約140℃で、0.725mol(68.4m
l)の無水酢酸を滴下することによってアセチル化す
る。
【0035】蒸留ブリッジを取り付け、ついで、形成さ
れた酢酸を留去する。フラスコには、合計173.1g
のアセチル化された化合物が入っている。
れた酢酸を留去する。フラスコには、合計173.1g
のアセチル化された化合物が入っている。
【0036】蒸留中、850gのサントサームを2.2
9gのサーリン601と6.875gの登録商標エアロシ
ルR972(Aerosil R 972)(Degussa AG)とミキサー
内で混合する。温度210℃を有する高温アセチル化さ
れた化合物にこの混合物を緩やかに加える。ミキサーを
66gのサントサームですすぎ、これらを、同様に、反
応バッチに加える。0.336mol(モノマー量の96
%)または64.55gのトリメリット酸無水物を3部
に分けて、緩やかに、形成された乳濁液に加える。
9gのサーリン601と6.875gの登録商標エアロシ
ルR972(Aerosil R 972)(Degussa AG)とミキサー
内で混合する。温度210℃を有する高温アセチル化さ
れた化合物にこの混合物を緩やかに加える。ミキサーを
66gのサントサームですすぎ、これらを、同様に、反
応バッチに加える。0.336mol(モノマー量の96
%)または64.55gのトリメリット酸無水物を3部
に分けて、緩やかに、形成された乳濁液に加える。
【0037】可能な限り激しく撹拌しつつ、温度を最終
的に300℃に高める。この操作中、さらなる酢酸を留
去する。反応の終了に向けて、縮合を300℃で1時間
行う。縮合が終了した時、混合物を撹拌しつつ(少なく
とも分散された粒子の固化が生ずるまで)冷却し、反応
バッチを濾過し、(ミキサー内を)トルエンで洗浄し、
乾燥させる。
的に300℃に高める。この操作中、さらなる酢酸を留
去する。反応の終了に向けて、縮合を300℃で1時間
行う。縮合が終了した時、混合物を撹拌しつつ(少なく
とも分散された粒子の固化が生ずるまで)冷却し、反応
バッチを濾過し、(ミキサー内を)トルエンで洗浄し、
乾燥させる。
【0038】固有粘度0.5dl/gを有する、198.3
gの黄色のポリアミド−イミド粉末が得られる。平均粒
子寸法は、35μmである。ポリマーのガラス転移温度
は、256℃である。
gの黄色のポリアミド−イミド粉末が得られる。平均粒
子寸法は、35μmである。ポリマーのガラス転移温度
は、256℃である。
【0039】実施例4(結晶質芳香族ポリアミド):窒
素導入口、撹拌器、内部温度計および滴下ロートを備え
た1リットルの三径フラスコを窒素で数回減圧および再
加圧することによって窒素雰囲気としたフラスコに、3
4.95gのp−アミノ安息香酸(0.225mol)を入
れる。フラスコの内容物を溶融し、約140℃で、0.
255mol(25ml)の無水酢酸を滴下することによっ
てアセチル化する。フラスコには、合計45.66gの
アセチル化合物が入っている。
素導入口、撹拌器、内部温度計および滴下ロートを備え
た1リットルの三径フラスコを窒素で数回減圧および再
加圧することによって窒素雰囲気としたフラスコに、3
4.95gのp−アミノ安息香酸(0.225mol)を入
れる。フラスコの内容物を溶融し、約140℃で、0.
255mol(25ml)の無水酢酸を滴下することによっ
てアセチル化する。フラスコには、合計45.66gの
アセチル化合物が入っている。
【0040】蒸留中、分散器を使用して、400gのサ
ントサームを4.66gのベントン38(油基準で1
%)と混合する。10分後、1.54g(1.3ml)の
プロピレンカーボネート(ベントン38基準で、33
%)を加える。
ントサームを4.66gのベントン38(油基準で1
%)と混合する。10分後、1.54g(1.3ml)の
プロピレンカーボネート(ベントン38基準で、33
%)を加える。
【0041】温度200℃を有するN−アセチル−p−
アミノ安息香酸の高温溶融物にこの混合物を緩やかに加
える。ミキサーを66gのサントサームですすぎ、これ
らを、同様に、反応バッチに加える。可能な限り激しく
撹拌しつつ、温度を最終的に340℃に高める。縮合
は、この温度で、4時間行う。この操作中、さらなる酢
酸を留去する。縮合が終了した時、混合物を撹拌しつ
つ、冷却し、反応バッチを濾過し、(ミキサー内を)ト
ルエンで洗浄し、乾燥させる。
アミノ安息香酸の高温溶融物にこの混合物を緩やかに加
える。ミキサーを66gのサントサームですすぎ、これ
らを、同様に、反応バッチに加える。可能な限り激しく
撹拌しつつ、温度を最終的に340℃に高める。縮合
は、この温度で、4時間行う。この操作中、さらなる酢
酸を留去する。縮合が終了した時、混合物を撹拌しつ
つ、冷却し、反応バッチを濾過し、(ミキサー内を)ト
ルエンで洗浄し、乾燥させる。
【0042】固有粘度0.8dl/gを有する、30.1g
の微細な黄色のポリ−1,4−ベンズアミド粉末が得ら
れる。平均粒子寸法は、60μmである。
の微細な黄色のポリ−1,4−ベンズアミド粉末が得ら
れる。平均粒子寸法は、60μmである。
【0043】実施例5(ポリベンズイミダゾール):6
5.2gの3,3’,4,4’−テトラアミノビフェニ
ル(0.304mol)および50.56gのイソフタル酸
(0.304mol)を反応器に秤量し、反応器を窒素で
数回減圧および再加圧することによって窒素雰囲気下に
置く。400gの登録商標サントサーム、12gの登録商
標ベントン38および3.33mlのプロピレンカーボネ
ートを別個に混合し、混合物を反応器に導入する。3.
77gのトリフェニルホスファイトを触媒として加え
る。反応器を再度減圧にし、窒素雰囲気下に置く。温度
を240℃に上げ、この温度で縮合を1時間行う(水の
脱離)。ついで、温度を365℃に上げ、この温度で縮
合をさらに4時間行う。冷却後、濾過により単離され、
トルエンで2回洗浄されたポリベンズイミダゾールは、
平均粒子寸法10μmを有する微細な黄色の粉末の形態
であり、固有粘度0.65dl/g(30℃、0.5g/10
0mlの濃硫酸)を有する。
5.2gの3,3’,4,4’−テトラアミノビフェニ
ル(0.304mol)および50.56gのイソフタル酸
(0.304mol)を反応器に秤量し、反応器を窒素で
数回減圧および再加圧することによって窒素雰囲気下に
置く。400gの登録商標サントサーム、12gの登録商
標ベントン38および3.33mlのプロピレンカーボネ
ートを別個に混合し、混合物を反応器に導入する。3.
77gのトリフェニルホスファイトを触媒として加え
る。反応器を再度減圧にし、窒素雰囲気下に置く。温度
を240℃に上げ、この温度で縮合を1時間行う(水の
脱離)。ついで、温度を365℃に上げ、この温度で縮
合をさらに4時間行う。冷却後、濾過により単離され、
トルエンで2回洗浄されたポリベンズイミダゾールは、
平均粒子寸法10μmを有する微細な黄色の粉末の形態
であり、固有粘度0.65dl/g(30℃、0.5g/10
0mlの濃硫酸)を有する。
Claims (7)
- 【請求項1】 多価カルボン酸およびジアミンおよび/
またはアミノカルボン酸あるいはその反応性誘導体を、
高沸点不活性溶媒中、熱安定な分散助剤を添加して反応
せしめ、この反応で形成される揮発性の副生物を留去
し、反応が終了した時点で、バッチを冷却し、形成され
るポリマーを濾去する、窒素を含有するポリマーを製造
するための方法であり、該方法が、芳香族の出発物質を
使用することを含む方法。 - 【請求項2】 芳香族ジカルボン酸またはその反応性誘
導体を、芳香族ジアミンまたはそのN−アセチル誘導体
と、適当とあらば芳香族アミノカルボン酸を添加して反
応せしめ、形成されるポリアミドを単離する請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】 芳香族アミノカルボン酸またはその誘導
体を反応せしめ、形成されるポリアミドを単離する請求
項1に記載の方法。 - 【請求項4】 芳香族テトラカルボン酸またはその無水
物を芳香族ジアミンまたはそのN−アセチル誘導体と反
応せしめ、形成されるポリイミドを単離する請求項1に
記載の方法。 - 【請求項5】 芳香族トリカルボン酸無水物を芳香族ジ
アミンまたはそのアセチル誘導体と反応せしめ、形成さ
れるポリアミド−イミドを単離する請求項1に記載の方
法。 - 【請求項6】 芳香族ジカルボン酸またはそのフェニル
エステルを、芳香族テトラミンと、適当とあらば触媒を
添加して反応せしめ、形成されるポリベンズイミダゾー
ルを単離する請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 N−アルキルピロリドンを分散助剤とし
て添加する請求項1に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4435873.3 | 1994-10-07 | ||
DE4435873A DE4435873A1 (de) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Polymeren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08113643A true JPH08113643A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=6530203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7261652A Pending JPH08113643A (ja) | 1994-10-07 | 1995-10-09 | 窒素を含有するポリマー類を製造するための方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5703199A (ja) |
EP (1) | EP0705860A3 (ja) |
JP (1) | JPH08113643A (ja) |
DE (1) | DE4435873A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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