JPH0819237B2 - 全芳香族ポリイミドエステル及びその製法 - Google Patents

全芳香族ポリイミドエステル及びその製法

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JPH0819237B2
JPH0819237B2 JP25952788A JP25952788A JPH0819237B2 JP H0819237 B2 JPH0819237 B2 JP H0819237B2 JP 25952788 A JP25952788 A JP 25952788A JP 25952788 A JP25952788 A JP 25952788A JP H0819237 B2 JPH0819237 B2 JP H0819237B2
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淳 若林
日出夫 林
健一 藤原
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は寸法安定性に優れた熱可塑性の全芳香族ポリ
イミドエステル及びその製法に関する。さらに詳しく
は、流動方向(MD)とそれに直角方向(TD)共に優れた
寸法安定性、寸法精度を要求される電気・電子部品など
に好適に用いられる新規なポリイミドエステルに関す
る。
〔従来の技術〕
近年、MDで線膨張係数が極めて小さい熱可塑性樹脂が
知られるようになった。これらはサーモトロピック液晶
高分子と呼ばれる一群の樹脂で、例えば、特開昭54−77
691号公報などに記載されている全芳香族共重合ポリエ
ステルなどを挙げることができる。
これらのポリエステルはMDでの線膨張係数は小さい
が、TDでは線膨張係数は通常の熱可塑性樹脂と同程度で
あり、寸法安定性が十分であるとはいえなかった。
また、重合体分子中に、イミド結合とエステル結合を
含むポリイミドエステルはよく知られている。例えば、
米国特許第3542731号明細書には耐熱性の高いものが、
特開昭58−67725号公報には、耐熱性、機械的物性、加
工性の改良されたものが、特開昭55−84326号公報には
高弾性率のものが、特開昭58−113222号公報には強靭性
のものが、特開昭60−4531号公報には高剛性のものが記
載されているが、これらのポリイミドエステルも寸法安
定性が十分であるとはいえなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明はMDとTD共に優れた寸法安定性、寸法精度を有
する新規な熱可塑性の全芳香族ポリイミドエステル及び
その好適な製法を提供することを目的とするものであ
る。
本発明はまた、射出成形が可能で、強度、耐熱性にお
いても優れており、電気・電子部品用等の素材として有
用な全芳香族ポリイミドエステルを提供することを目的
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは前記問題点を解決するために鋭意研究を
行い、芳香族ポリエステルに特定のイミド基を導入して
得られたポリイミドエステルにより前記目的が達成され
ることを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記I、II、III及びIV aで表さ
れる構造単位 (式中、単位IIIの2つのカルボニル基は互いにパラ位
又はメタ位に存在し、単位IV aのアミド基と2つのイミ
ド基は、それぞれ互いにパラ位又はメタ位に存在する。
また、単位I、II、III及びIV aの両端はエステル結合
により連結されている。)からなり、I:II+III+IV a
のモル比が20:80〜90:10であり、II:IV aのモル比が0.
1:99.9〜99.9:0.1、II+IV a:IIIのモル比が1:1である
剪断応力0.025MPa、300〜400℃における溶融粘度が1.0
〜1.0×105Pa・sである熱可塑性の全芳香族ポリイミド
エステルを提供するものである。
本発明はまた、下記I、II、III及びIV bで表される
構造単位 (式中、単位IIIの2つのカルボニル基は互いにパラ位
又はメタ位に存在し、単位IV bのアミド基と2つのイミ
ド基は、それぞれ互いにパラ位又はメタ位に存在する。
また、単位I、II、III及びIV bの両端はエステル結合
により連結されている。)からなり、I:II+III+IV b
のモル比が20:80〜90:10であり、II:IV bのモル比が0.
1:99.9〜99.9:0.1であり、II:III+IV bのモル比が1:1
である剪断応力0.025MPa、300〜400℃における溶融粘度
が1.0〜1.0×105Pa・sである熱可塑性の全芳香族ポリ
イミドエステルを提供するものである。
本発明のポリイミドエステルは、熱可塑性であり、M
D、TD共に優れた寸法安定性、寸法精度を有している。
構造単位のモル比がこの範囲外になると目的とする寸
法安定性、寸法精度を十分満足できなくなる。IV a若し
くはIV b(以下、IVと記載することがある。)のモル分
率は0.1〜30モル%とすることが好ましく、特に0.2〜20
モル%とすることがより好ましい。IVのモル分率が0.1
モル%未満だと、線膨張係数、収縮率などの方向性改良
効果がなく、30モル%を超えると強度が低下するなどの
不都合が生じる。
また、本発明のポリイミドエステルは剪断応力0.025M
Pa、300〜400℃における溶融粘度が1.0〜1.0×105Pa・
sのものであり、熱可塑性であり、射出成形等成形が容
易である。
本発明のポリイミドエステルは例えば次のようにして
製造することができる。
下記I′、II′、III′及びIV′a若しくはIV′b
(以下、IV′と記載することがある。)で表される化合
物を (式中、Wはそれぞれ独立に、水素又はRCOであり、R
はそれぞれ独立に、炭素数1〜18の炭化水素基を表し、
Zはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1〜18の炭化水素
基を表す。また、化合物III′の2つのカルボニル基は
互いにパラ位又はメタ位に存在し、化合物IV′のアミド
基と2つのイミド基は、それぞれ互いにパラ位又はメタ
位に存在する。) 化合物IV′がIV′aである場合には、I′:II′+II
I′+IV′のモル比が20:80〜90:10、II′:IV′のモル比
が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′+IV′:III′のモル比が1:
1となるように反応させ、化合物IV′がIV′bである場
合には、I′:II′+III′+IV′のモル比が20:80〜90:
10、III′:IV′のモル比が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′:I
II′+IV′のモル比が1:1となるように反応させ、一般
式WOZで示される一種又は二種以上の化合物を脱離させ
ることにより、あるいは、下記I′、II′、III′及びI
V″a若しくはIV″b(以下、IV″と記載することがあ
る。)で表される化合物を (式中、Wはそれぞれ独立に、水素又はRCOであり、R
はそれぞれ独立に、炭素数1〜18の炭化水素基を表し、
Zはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1〜18の炭化水素
基を表す。また、化合物III′の2つのカルボニル基は
互いにパラ位又はメタ位に存在し、化合物IV″aのWO基
とアミド基及び化合物IV″bのZOOC基とアミド基及び化
合物IV″の中央のアミド基は他のアミド基に対し、それ
ぞれ互いにパラ位又はメタ位に存在する。)、 化合物IV″がIV″aである場合には、I′:II′+II
I′+IV″のモル比が20:80〜90:10、II′:IV″のモル比
が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′+IV″:III′のモル比が1:
1となるように反応させ、 化合物IV″がIV″bである場合には、I′:II′+II
I′+IV″のモル比が20:80〜90:10、III′:IV″のモル
比が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′:III′+IV″のモル比が
1:1となるように反応させ、化合物IV″のイミド環化と
一般式WOZで示される一種又は二種以上の化合物の脱離
を行うことにより製造することができる。
原料I′としては、パラヒドロキシ安息香酸あるいは
これをRCOOH又はその誘導体(Rは前記と同じ意味を有
する。)を用いてアシル化して得られた化合物、あるい
はこれらをZOH(Zは前記と同じ意味を有する。)を用
いてエステル化して得られた化合物が挙げられる。これ
らの中でパラヒドロキシ安息香酸、パラアセトキシ安息
香酸が好ましく用いられる。
原料II′としてはハイドロキノン、4,4′−ジヒドロ
キシビフェニルあるいは各々をRCOOCOR(Rは前記と同
じ意味を有する。)を用いてアシル化を行った化合物が
用いられる。好ましくは、ハイドロキノン、4,4′−ジ
ヒドロキシビフェニル、1,4−ジアセトキシベンゼン、
4,4′−ジアセトキシビフェニルなどが用いられる。
原料III′としては、テレフタル酸誘導体、イソフタ
ル酸誘導体、あるいは各々をZOH(Zは前記と同じ意味
を有する。)を用いてエステル化を行った化合物が用い
られる。好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、テ
レフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチルなどが用い
られる。
原料IV′としては、種々の製造法により得られた前記
イミド化合物が用いられる。製造方法としては、例えば
一般式 〔式中、TはCOOZ又はOWであり、Z及びWは前記と同じ
意味を有する〕で示される、トリメリット酸無水物誘導
体又はヒドロキシフタル酸無水物誘導体と、 で表されるジアミノベンツアニリドとの反応により一般
〔式中、Tとカルボキシル基とは互いにメタ又はパラ位
に存在する。〕で示されるアミド酸を生成させ、次いで
これを脱水、環化することにより、 一般式 で示されるイミド化合物が得られる。
上記のヒドロキシフタル酸無水物誘導体又はトリメリ
ット酸無水物誘導体〔A〕と、ジアミノベンツアニリド
〔B〕の反応は、両成分を好ましくは溶液として接触さ
せるだけで容易に進行し、難溶性のアミド酸〔C〕を生
成し、通常は沈澱として析出する。反応は室温で十分に
進行するが好ましい反応温度条件は−50℃〜100℃の範
囲であり、多くの場合0〜80℃の範囲で実施される。反
応は短時間で進行し、通常特別な触媒の存在を必要とし
ない。
上記で示されるアミド酸の脱水環化には種々の方法が
用いられている。具体的な例としては、(1)カルボン
酸無水物の共存下に脱水環化する方法、(2)脱水作用
を有する無機酸およびその縮合物により脱水環化する方
法、(3)酸触媒存在下における共沸脱水環化する方
法、(4)特殊な脱水剤を使用する環化法、(5)加熱
による脱水環化法などが挙げられる。
〔D〕の化合物において、TがCOOZ又はOWの場合のW
及びZが水素以外の基であるイミド化合物はそれぞれの
対応する置換基を有する〔A〕及び〔B〕の各出発原料
を用いる反応によっても得ることもでき、また〔A〕又
は〔B〕のW及びZが水素であるイミド化合物から二次
的に誘導することもできる。
また、〔C〕及び〔D〕は単離して合成反応に用いて
もよいし、単離せず〔C〕又は〔D〕の合成反応に引き
続いてI′、II′、III′を反応させてもよい。
化合物I′、II′、III′においてY及びZが水素以
外の基である化合物は、それぞれ個別に合成してもよい
し、同時に合成してもよい。
化合物I′、II′、III′及びIV′又はIV″との反応
は、通常200〜400℃、好ましくは230〜370℃の温度で、
通常大気圧以下で行われ、重縮合の後半段階では好まし
くは300〜0.01Torrで行われる。反応時間は、目的とす
るポリマーの溶融粘度に応じて、通常数分〜数10時間行
われる。反応温度でのポリマーの劣化を回避するために
は数分〜数時間とすることが好ましい。
上記反応には触媒は特に必要としないが、適当な重縮
合触媒、例えば、酸化アンチモン、酸化ゲルマニウムな
どが使用できる。
反応原料の添加時期については、最初の段階で全ての
反応原料を混合して反応を行ってもよいし添加時期を変
えて反応を行ってもよい。この結果、ポリイミドエステ
ルの組成分布を制御することができ、ランダムコポリエ
ステル、ブロックコポリエステルまで任意に制御するこ
とが可能である。
上記のように反応を行って、式WOZで表される一種又
は二種以上の化合物を脱離させて反応を完結させる。W
中のR及びZの具体的な例としては、メチル、エチル、
n−ブチル、t−ブチル、n−アミル、neo−ペンチ
ル、n−ヘキシル、iso−オクチル、ノニル、デシル、
フェニル、トリル、ナフチル、アリル、シクロペンチ
ル、シクロヘキシルなどの基を挙げることができる。
本発明により得られたポリイミドエステルは、通常の
成形温度(400℃以下)で射出成形することができ、ま
た、押出成形、圧縮成形、紡糸など一般的に熱可塑性樹
脂に用いられる成形法がいずれも可能である。さらに、
成形品は適当な温度と時間、熱処理することもできる。
従って、本発明のポリイミドエステルは寸法精度、寸
法安定性を要求される精密射出成形部品、フィラメン
ト、フイルム、シートなどの材料として有用である。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。
合成例1 化合物IV′aの合成 無水ヒドロキシフタル酸59.08g(0.36モル)とジアミ
ノベンツアニリド40.91g(0.18モル)を200mlのDMFに溶
解した。DMF還流開始後ただちに黄色粉末結晶が析出し
た。2時間還流したのち、冷却した。濾過して、DMFで
洗浄したのち、アセトンで洗浄して乾燥した。元素分析
の結果(%)は次のとおりであった(かっこ内が実測値
である)。C:67.1(66.9)、H:3.3(3.1)、N:8.1(8.
0) 合成例2 化合物IV′bの合成 無水トリメリット酸69.17g(0.36モル)とジアミノベ
ンツアニリド40.91g(0.18モル)を200mlのDMFに溶解し
た。DMF還流開始後ただちに黄色粉末結晶が析出した。
2時間還流したのち、冷却した。濾過して、DMFで洗浄
したのち、アセトンで洗浄して乾燥した。
元素分析の結果(%)は次のとおりであった(かっこ
内が実測値である)。C:64.7(64.6)、H:3.0(3.0)、
N:7.3(7.2) 実施例1 無水ヒドロキシフタル酸 8.21g(0.050モル) ジアミノベンツアニリド 5.68g(0.025モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し、室温で1時間撹拌し、化合物IV″a(W:H)の
沈澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 88.45g(0.475モル) テレフタル酸 62.30g(0.375モル) イソフタル酸 20.77g(0.125モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
しメチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸の
還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し水及び酢酸
を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行させ
た。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2To
rrの減圧で15分間重合を進行させた。得られたポリマー
を溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.5 3.5 0.3 実測値(%) 72.4 3.4 0.3 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
高化式フローテスター(島津フローテスター、CFC−5
00)を用いて直径1.0mm、L/D=10のダイを使って、10kg
f/cm2の押出圧力にて、370℃における溶融粘度を測定
したところ62Pa・sであった。上記測定条件からみかけ
の剪断応力を求めると0.025MPaとなる。
このポリマーは溶融状態で光学異方性を示した。光学
異方性はリンカム社製ホットステージ付のニコン製偏光
顕微鏡を用いて観察を行った。
実施例2 無水ヒドロキシフタル酸 24.62g(0.15モル) ジアミノベンツアニリド 17.05g(0.075モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し、室温で1時間撹拌し、化合物IV″a(W:H)の
沈澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 79.14g(0.425モル) テレフタル酸 62.30g(0.375モル) イソフタル酸 20.77g(0.125モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
しメチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸の
還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び酢
酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行させ
た。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2To
rrの減圧で6分間重合を進行させた。得られたポリマー
を溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.0 3.5 0.9 実測値(%) 71.8 3.4 0.8 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で219Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
得られたポリマーのIRスペクトルを第1図に示す。
実施例3 無水ヒドロキシフタル酸 41.03g(0.25モル) ジアミノベンツアニリド 28.41g(0.125モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し室温で1時間撹拌し、化合物IV″a(W:H)の沈
澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 46.55g(0.25モル) ハイドロキノン 13.76g(0.125モル) テレフタル酸 41.53g(0.25モル) イソフタル酸 41.53g(0.25モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で1分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 70.9 3.4 1.4 実測値(%) 70.9 3.2 1.2 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で315Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例4 無水ヒドロキシフタル酸 80.06g(0.50モル) ジアミノベンツアニリド 56.82g(0.25モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し室温で1時間撹拌し、化合物IV″a(W:H)の沈
澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 46.55g(0.25モル) テレフタル酸 41.53g(0.25モル) イソフタル酸 41.53g(0.25モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
しメチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸の
還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び酢
酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行させ
た。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2To
rrの減圧で5分間重合を進行させた。得られたポリマー
を溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 70.5 3.3 2.5 実測値(%) 70.3 3.2 2.5 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で28Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例5 無水ヒドロキシフタル酸 24.62g(0.15モル) ジアミノベンツアニリド 17.05g(0.075モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し、室温で1時間撹拌し、化合物IV″a(W:H)の
沈澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 172.65g(1.25モル) ジヒドロキシビフェニル 102.4 g(0.55モル) テレフタル酸 74.76g(0.45モル) イソフタル酸 29.07g(0.175モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で5分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.6 3.5 0.8 実測値(%) 72.3 3.2 0.7 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で194Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例6 無水ヒドロキシフタル酸 24.62g(0.15モル) ジアミノベンツアニリド 17.05g(0.075モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し室温で1時間撹拌し、化合物IV″a(W:H)の沈
澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 241.71g(1.75モル) ジヒドロキシビフェニル 55.86g(0.3モル) テレフタル酸 33.23g(0.2モル) イソフタル酸 29.07g(0.175モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
しメチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸の
還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び酢
酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行させ
た。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2To
rrの減圧で13分間重合を進行させた。得られたポリマー
を溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 71.4 3.4 0.9 実測値(%) 71.2 3.1 0.9 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で381Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例7 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 79.14g(0.425モル) テレフタル酸 62.30g(0.375モル) イソフタル酸 20.77g(0.125モル) 化合物IV′a(W:H) 38.96g(0.075モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を、ダブルヘリカル翼の付いた1.4オートクレーブに
投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、1時間無水酢酸の還流を行った。続いて90分間で35
0℃まで昇温し、酢酸を留去させ、重合を進行させた。
その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2Torrの
減圧で5分間重合を進行させた。得られたポリマーを溶
融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.0 3.5 0.9 実測値(%) 71.8 3.4 0.9 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で306Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例8 p−アセトキシ安息香酸 270.24g(1.5モ
ル) 4,4′−ジアセトキシビフェニル 114.87g(0.425モ
ル) テレフタル酸 62.30g(0.375モ
ル) イソフタル酸 20.77g(0.125モ
ル) 化合物IV′a(W:CH3CO) 45.27g(0.075モル) を、ダブルヘリカル翼の付いた1.4オートクレーブに
投入し、窒素気流下で、撹拌しながら90分間で350℃ま
で昇温し、酢酸を留去させ、重合を進行させた。その
後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2Torrの減圧
で9分間重合を進行させた。得られたポリマーを溶融状
態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.0 3.5 0.9 実測値(%) 71.9 3.3 0.8 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で405Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例9 無水トリメリット酸 9.61g(0.050モル) ジアミノベンツアニリド 5.68g(0.025モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し室温で1時間撹拌し化合物IV″b(Z:H)の沈澱
を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 93.11g(0.5モル) テレフタル酸 58.15g(0.35モル) イソフタル酸 20.77g(0.125モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で12分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.6 3.5 0.3 実測値(%) 72.2 3.4 0.3 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で283Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例10 無水トリメリット酸 28.82g(0.15モル) ジアミノベンツアニリド 17.05g(0.075モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し、室温で1時間撹拌し化合物IV″b(Z:H)の沈
澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 93.11g(0.5モル) テレフタル酸 49.84g(0.3モル) イソフタル酸 20.77g(0.125モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で5分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.3 3.5 0.9 実測値(%) 72.0 3.5 0.9 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で415Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
得られたポリマーのIRスペクトルを第2図に示す。
実施例11 無水トリメリット酸 48.03g(0.25モル) ジアミノベンツアニリド 28.41g(0.125モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼のついた1.4のオートクレーブに
投入し、室温で1時間撹拌し、化合物IV″b(Z:H)の
沈澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 46.55g(0.25モル) ハイドロキノン 27.53g(0.25モル) テレフタル酸 20.77g(0.125モル) イソフタル酸 41.53g(0.25モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で1分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 70.9 3.4 1.4 実測値(%) 70.7 3.3 1.2 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で317Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例12 無水トリメリット酸 96.07g(0.5モル) ジアミノベンツアニリド 56.82g(0.25モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼のついた1.4のオートクレーブに
投入し、室温で1時間撹拌し、化合物IV″b(Z:H)の
沈澱を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 93.11g(0.5モル) イソフタル酸 41.53g(0.25モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で3分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 71.6 3.4 2.4 実測値(%) 71.2 3.3 2.2 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で48Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例13 無水トリメリット酸 28.82g(0.15モル) ジアミノベンツアニリド 17.05g(0.075モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼をつけた1.4のオートクレーブに
投入し室温で1時間撹拌し化合物IV″b(Z:H)の沈澱
を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 172.65g(1.25モル) ジヒドロキシビフェニル 116.38g(0.625モル) テレフタル酸 62.30g(0.375モル) イソフタル酸 29.07g(0.175モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で6分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.9 3.5 0.8 実測値(%) 72.6 3.3 0.8 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で185Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例14 無水トリメリット酸 28.82g(0.15モル) ジアミノベンツアニリド 17.05g(0.075モル) メチルエチルケトン 100ml をダブルヘリカル翼のついた1.4のオートクレーブに
投入し室温で1時間撹拌し化合物IV″b(Z:H)の沈澱
を生成させた。
次いで、 p−ヒドロキシ安息香酸 241.71g(1.75モル) ジヒドロキシビフェニル 69.83g(0.375モル) テレフタル酸 20.77g(0.125モル) イソフタル酸 29.07g(0.175モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、メチルエチルケトンを留出させた。1時間無水酢酸
の還流を行った後、90分間で350℃まで昇温し、水及び
酢酸を留去させ、アミド酸の脱水環化及び重合を進行さ
せた。その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2
Torrの減圧で9分間重合を進行させた。得られたポリマ
ーを溶融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 71.7 3.5 0.9 実測値(%) 71.6 3.4 0.9 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で240Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例15 p−ヒドロキシ安息香酸 207.18g(1.5モル) ジヒドロキシビフェニル 93.11g(0.5モル) テレフタル酸 49.84g(0.3モル) イソフタル酸 20.77g(0.125モル) 化合物IV′b(Z:H) 43.16g(0.075モル) 無水酢酸 255.23g(2.5モル) を、ダブルヘリカル翼の付いた1.4オートクレーブに
投入し、窒素気流下で、撹拌しながら150℃まで昇温
し、1時間無水酢酸の還流を行った。続いて90分間で35
0℃まで昇温し、酢酸を留去させ、重合を進行させた。
その後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2Torrの
減圧で5分間重合を進行させた。得られたポリマーを溶
融状態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.3 3.5 0.9 実測値(%) 71.9 3.4 0.8 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験測定
した結果、370℃で390Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
実施例16 p−アセトキシ安息香酸 270.24g(1.5モ
ル) 4,4′−ジアセトキシビフェニル 135.14g(0.5モル) テレフタル酸 49.84g(0.3モ
ル) イソフタル酸 20.77g(0.125モ
ル) 化合物IV′b(Z:H) 43.16g(0.075モル) を、ダブルヘリカル翼の付いた1.4オートクレーブに
投入し、窒素気流下で、撹拌しながら90分間で350℃ま
で昇温し、酢酸を留去させ、重合を進行させた。その
後、系内を100Torrの減圧で30分間、さらに2Torrの減圧
で7分間重合を進行させた。得られたポリマーを溶融状
態で取り出した。
得られたポリマーの元素分析結果は次の通りであっ
た。 C H N 計算値(%) 72.3 3.5 0.9 実測値(%) 72.1 3.3 0.9 これらの結果から下記式で示される構造単位と組成を
有するポリイミドエステルが得られていることがわか
る。
このポリマーの溶融粘度は実施例1と同様の試験法を
用いて測定した結果、370℃で362Pa・sであった。
また、このポリマーは溶融状態で光学異方性を示し
た。
比較例1 市販のポリブチレンテレフタレート(セラニーズ社製
ジュラネックス2000)を用いた。
比較例2 市販のポリカーボネート(出光石油化学(株)製A220
0)を用いた。
比較例3 市販のポリエーテルイミド(ジュネラルエレクトリッ
ク社製ウルテム1000)を用いた。
比較例4 市販のサーモトロピック液晶性共重合ポリエステル
(住友化学工業(株)製エコノールE6000)を用いた。
比較例5 市販のサーモトロピック液晶性共重合ポリエステル
(セラニーズ社製ベクトラA950)を用いた。
実施例1〜16及び比較例1〜5のポリマーの線膨張係
数、成形収縮率、曲げ特性、熱変形温度を表に示す。
なお、これらの特性の特定は次のようにして行った。
テストピースの成形 射出成形機(東芝IS45P)を用いて、成形温度250〜35
0℃、金型温度120℃で、成形した。
測定方法 1. 線膨張係数 セイコー熱分析装置SSC−300およびTMA−100を用い、
63.5×63.5×1.6mmの平板の中心部から約10(測定方
向)×5×1.6mmに切り出したテストピースを圧縮モー
ドにて荷重5g、昇温速度10℃/minで測定した。
2. 成形収縮率 上記平板のMD及びTDについて、次式により算出した。
3. 曲げ特性 東洋精機(株)製HTM250を用いて、127×12.7×3.2mm
の試験片について23℃で測定した。
その他の試験条件はASTM D790に準じた。
4. 熱変形温度 東洋精機(株)製の装置を用い、127×12.7×3.2mmの
試験片を用いて、荷重18.6kg/cm2で測定した。
その他試験条件はASTM D648に準じた。
本発明のポリイミドエステルは線膨張係数、成形収縮
率共に小さく、寸法安定性、寸法精度に優れていること
がわかる。また従来の液晶性ポリマーと比較して、MD、
TDの異方性が小さく、さらに、寸法安定性、寸法精度に
優れている。しかも、強度、弾性率の点でも大巾に優れ
ていることが明らかである。このことは、特に金属材
料、ガラス、セラミックなど無機材料との張り合わせで
の使用において、あるいは射出成形によるインサート成
形などでの使用において、温度変化による寸法変化に伴
い、剥離、曲がり、ねじれ、内部歪みの増大、内部応力
の増大など、従来の液晶性ポリマーで解決できなかった
問題点を回避することができる。また、ポリマー単体で
の使用においてもMDとTDの線膨張係数が共に0に近く、
異方性が小さいため、温度変化に伴う寸法変化の異方性
が小さく、そりや変形などの問題が生じにくいという極
めて優れた特性を有している。また、本発明のポリイミ
ドエステルは強度、耐熱性においても優れている。
〔発明の効果〕 本発明により得られた熱可塑性の全芳香族ポリイミド
エステルは、射出成形が可能で、流動方向及びこれに直
角方向共に優れた寸法安定性、寸法精度を有し、また、
強度、弾性率(剛性)、耐熱性においても優れており、
電気・電子部品用等の素材としてその工業的価値は極め
て大である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は実施例2及び実施例10で得られたポ
リイミドエステルのIRスペクトルを示すチャートであ
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記I、II、III及びIV aで表される構造
    単位 (式中、単位IIIの2つのカルボニル基は互いにパラ位
    又はメタ位に存在し、単位IV aのアミド基と2つのイミ
    ド基は、それぞれ互いにパラ位又はメタ位に存在する。
    また、単位I、II、III及びIV aの両端はエステル結合
    により連結されている。)からなり、I:II+III+IV a
    のモル比が20:80〜90:10であり、III:IV aのモル比が0.
    1:99.9〜99.9:0.1、II+IV a:IIIのモル比が1:1である
    剪断応力0.025MPa、300〜400℃における溶融粘度が1.0
    〜1.0×105Pa・sである熱可塑性の全芳香族ポリイミド
    エステル。
  2. 【請求項2】下記I、II、III及びIV bで表される構造
    単位 (式中、単位IIIの2つのカルボニル基は互いにパラ位
    又はメタ位に存在し、単位IV bのアミド基と2つのイミ
    ド基は、それぞれ互いにパラ位又はメタ位に存在する。
    また、単位I、II、III及びIV bの両端はエステル結合
    により連結されている。)からなり、I:II+III+IV b
    のモル比が20:80〜90:10であり、II:IV bのモル比が0.
    1:99.9〜99.9:0.1であり、II:III+IV bのモル比が1:1
    である剪断応力0.025MPa、300〜400℃における溶融粘度
    が1.0〜1.0×105Pa・sである熱可塑性の全芳香族ポリ
    イミドエステル。
  3. 【請求項3】下記I′、II′、III′及びIV′aで表さ
    れる化合物を (式中、Wはそれぞれ独立に、水素又はRCOであり、R
    はそれぞれ独立に、炭素数1〜18の炭化水素基を表し、
    Zはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1〜18の炭化水素
    基を表す。また、化合物III′の2つのカルボニル基は
    互いにパラ位又はメタ位に存在し、化合物IV′aのアミ
    ド基と2つのイミド基は、それぞれ互いにパラ位又はメ
    タ位に存在する。) I′:II′+III′+IV′aのモル比が20:80〜90:10、I
    I′:IV′aのモル比が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′+IV′
    a:III′のモル比が1:1となるように反応させ、一般式WO
    Zで示される一種又は二種以上の化合物を脱離させるこ
    とを特徴とする請求項1記載の全芳香族ポリイミドエス
    テルの製法。
  4. 【請求項4】下記I′、II′、III′及びIV′bで表さ
    れる化合物を (式中、Wはそれぞれ独立に、水素又はRCOであり、R
    はそれぞれ独立に、炭素数1〜18の炭化水素基を表し、
    Zはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1〜18の炭化水素
    基を表す。また、化合物III′の2つのカルボニル基は
    互いにパラ位又はメタ位に存在し、化合物IV′bのアミ
    ド基と2つのイミド基は、それぞれ互いにパラ位又はメ
    タ位に存在する。) I′:II′+III′+IV′bのモル比が20:80〜90:10、II
    I′:IV′bのモル比が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′:III′
    +IV′のモル比が1:1となるように反応させ、一般式WOZ
    で示される一種又は二種以上の化合物を脱離させること
    を特徴とする請求項2記載の全芳香族ポリイミドエステ
    ルの製法。
  5. 【請求項5】下記I′、II′、III′及びIV″aで表さ
    れる化合物を (式中、Wはそれぞれ独立に、水素又はRCOであり、R
    はそれぞれ独立に、炭素数1〜18の炭化水素基を表し、
    Zはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1〜18の炭化水素
    基を表す。また、化合物III′の2つのカルボニル基は
    互いにパラ位又はメタ位に存在し、化合物IV″aのWO基
    と化合物IV a″の中央のアミド基は他のアミド基に対
    し、それぞれ互いにパラ位又はメタ位に存在する。) I′:II′+III′+IV″aのモル比が20:80〜90:10、I
    I′:IV″aのモル比が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′+IV″
    a:III′のモル比が1:1となるように反応させ、化合物I
    V″aのイミド環化と一般式WOZで示される一種又は二種
    以上の化合物の脱離を行うことを特徴とする請求項1記
    載の全芳香族ポリイミドエステルの製法。
  6. 【請求項6】下記I′、II′、III′及びIV″bで表さ
    れる化合物を (式中、Wはそれぞれ独立に、水素又はRCOであり、R
    はそれぞれ独立に、炭素数1〜18の炭化水素基を表し、
    Zはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1〜18の炭化水素
    基を表す。また、化合物III′の2つのカルボニル基は
    互いにパラ位又はメタ位に存在し、化合物IV″bのZOOC
    基とアミド基及び化合物IV″bの中央のアミド基は他の
    アミド基に対し、それぞれ互いにパラ位又はメタ位に存
    在する。)、 I′:II′+III′+IV″bのモル比が20:80〜90:10、II
    I′:IV″bのモル比が0.1:99.9〜99.9:0.1、II′:III′
    +IV″bのモル比が1:1となるように反応させ、化合物I
    V″bのイミド環化と一般式WOZで示される一種又は二種
    以上の化合物の脱離を行うことを特徴とする請求項2記
    載の全芳香族ポリイミドエステルの製法。
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JP2007314443A (ja) * 2006-05-24 2007-12-06 Manac Inc エステル基含有テトラカルボン酸化合物、ポリエステルイミド前駆体、ポリエステルイミドおよびこれらの製造方法

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