JPH0848775A - ポリアミド−イミド - Google Patents

ポリアミド−イミド

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JPH0848775A
JPH0848775A JP17378695A JP17378695A JPH0848775A JP H0848775 A JPH0848775 A JP H0848775A JP 17378695 A JP17378695 A JP 17378695A JP 17378695 A JP17378695 A JP 17378695A JP H0848775 A JPH0848775 A JP H0848775A
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JP
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polyamide
imide
synthesis
pai
mol
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JP17378695A
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Cornelis Eme Koning
エメ コニング コルネリス
Lilian M J Teuwen
マリー ジャンヌ トイヴェン リリアン
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DSM NV
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/14Polyamide-imides
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0346Organic insulating material consisting of one material containing N
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    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31721Of polyimide

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成形への使用に適当であり、200℃を
超える温度が生じる使用分野に用いることができる半結
晶質のポリアミド−イミド。 【解決手段】 Yはアリーレン基であり、R及びR′は
アルキレン基である下記式で示される繰返し単位を有す
るポリアミド−イミドにおいて、R及び/又はR′の少
なくとも50モル%がブチレン基である。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、式:
【0002】
【化2】
【0003】〔式中、Yはアリーレン基を表わし、R及
びR′はアルキレン基を表わす〕で示される繰返し単位
を有するポリアミド−イミドに関する。
【0004】
【従来の技術】このようなポリアミド−イミド及び該化
合物の製法は、米国特許第4066631号明細書から
公知である。
【0005】上記米国特許明細書に記載された実施例に
よって形成されたポリアミド−イミドは、非晶質であ
る。その非晶質の性質のために、該ポリアミド−イミド
は、多くの場合に透明フィルムに使用される。
【0006】米国特許第4066631号明細書によっ
て形成されたポリアミド−イミドの欠点は、その非晶質
の性質のために、該化合物を射出成形への使用に用いる
ことが困難であることである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、射出
成形に使用することができるポリアミド−イミドを得る
ことである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記式による
ポリアミド−イミド中のR及び/又はR′の少なくとも
50モル%がブチレン基であることによって特徴づけら
れる。このことによって、意外にも、半結晶質ポリアミ
ド−イミドが得られる。
【0009】これにより、本発明によるポリアミド−イ
ミドは、射出成形への使用に対して著しく安定し、この
射出成形への使用の場合には、短い作業周期時間も可能
である。
【0010】本発明によるポリアミド−イミドのさらな
る利点は、該化合物のより高い剛性及びより良好な耐溶
剤性である。
【0011】本発明によるポリアミド−イミドは、例え
ば、次の連続する3段階で合成される: 1. 中間体ジイミド−二酸を形成するための、脂肪族
ジアミンと芳香族トリカルボン酸無水物とのモル比1:
2での縮合反応、 2. 例えば塩化チオニル(SOCl2)との反応によ
る、中間体ジイミド二酸塩化物への中間体ジイミド−二
酸の変換、 3. 所望のポリアミド−イミドを形成するための、中
間体ジイミド二酸塩化物と脂肪族ジアミンとの反応。必
要に応じて、例えば、少量の塩化ベンゾイルを連鎖停止
剤としてか又は上記ポリマーをブロックするために添加
してもよい。
【0012】上記の合成方法は、米国特許第44066
631号明細書にも記載されている。
【0013】別の合成方法は、いわゆるナイロン塩(nyl
on salt)の形成を経由するポリアミド−イミドの合成で
ある。このために先ずモル比1:2での脂肪族ジアミン
と芳香族トリカルボン酸無水物の縮合反応が実施され、
この縮合反応によって中間体ジイミド−二酸が得られ
る。引き続き、脂肪族ジアミンが、N−メチルピロリド
ン(NMP)中の、この中間体の二酸の溶液に添加さ
れ、かつ塩が沈殿する。この塩は、プレポリマーを形成
するために高沸点溶剤、例えばシクロヘキシルピロリド
ン中で240〜260℃で重合することができる。所望
のモル重量のポリアミド−イミドは、常法で、後縮合時
間及び温度の変化によって得られる。
【0014】脂肪族ジアミンとして、式: H2N-R-NH2 又は H2N-R′-NH2 〔式中、R及びR′は炭素原子2〜9個を有するアルキ
レン基を表わす〕で示されるジアミン及びジアミンの混
合物は、使用される。炭素原子2〜9個を有するアルキ
レン基の例は、エチレン基、ブチレン基、ペンチレン
基、ヘキシレン基及びノニレン基である。
【0015】本発明によるポリアミド−イミドの場合に
は、R及び/又はR′の少なくとも50モル%は、線状
ブチレン基である。
【0016】有利にR及び/又はR′は、ブチレン基で
ある。
【0017】特に有利にR及びR′の両方がブチレン基
である。
【0018】従って特に有利に、最初に記載した合成方
法の第1段階及び第3段階の両方の場合に、1,4−ジ
アミノブタンは、脂肪族ジアミンとして添加される。
【0019】芳香族トリカルボン酸無水物として、式:
【0020】
【化3】
【0021】〔式中、Yはアリーレン基を表わしかつ少
なくとも2個のカルボキシル基でオルト位で置換されて
おり、その結果、無水物を形成することができる〕で示
される芳香族化合物は、使用される。
【0022】芳香族トリカルボン酸無水物は、炭素原子
9〜20個を有する。
【0023】アリーレン基Yは、場合によっては置換さ
れていてもよく、かつ例えばフェニレン基、トリレン
基、キシリレン基、ナフチレン基又はビフェニレン基で
ある。
【0024】有利にYは、フェニレン基である。有利に
使用される芳香族トリカルボン酸無水物は、トリメリッ
ト酸無水物である。
【0025】さらに、本発明によるポリアミド−イミド
は、常用の添加剤、例えば繊維、充填剤、核剤、可塑
剤、難燃剤、安定剤及び耐衝撃性改良剤を含有していて
もよい。
【0026】著しく改善された性質のため、本発明によ
ポリアミド−イミドは、著しく広い範囲の使用、例えば
射出成形への使用、構造用成形品、フィルム、被覆及び
繊維に適当である。これらは有利に、200℃を超える
温度が生じる使用分野、例えば、260℃を超える温度
でロウ付けされる電気及び電子関係の使用のためのコネ
クタ、高い温度に耐えることができなければならないエ
レクトロニクスの絶縁フィルム、高温ガス用の隔膜、柔
軟印刷回路基板、断熱衣料用の繊維及び自動車のエンジ
ンルームのための射出成形への使用に用いられる。
【0027】次に、本発明を例につき詳説し、この場
合、この例は、本発明を限定するものではない。
【0028】合成されたポリアミド−イミドの融点(T
m)及びガラス転移温度(Tg)を示差走査熱量測定法
(DSC)によって測定した。加熱速度及び冷却速度
は、1分あたり20℃であった。測定は、ポリマー粉末
で行なった。融点を一次発熱曲線及び二次発熱曲線(T
m,1及びTm,2)で測定し;ガラス転移温度を二次発熱曲
線(Tg,2)で測定した。さらに融解熱を一次発熱曲線
中及び二次発熱曲線中の両方で測定した(△Hm,1及び
△Hm,2)。
【0029】曲げ弾性率をASTM D790に従って
測定した。
【0030】
【実施例】
例 I ポリアミド−イミド(PAI 4,4)の合成 1. テトラメチレン−ビス−(N−トリメリットイミ
ド)の合成 n−メチル−2−ピロリドン(NMP)950ml中の
トリメリット酸無水物333g(1.7モル)を温度
計、撹拌機、還流冷却器及び窒素取入口を備えた2リッ
トル入りの容器中に導入した。NMP300ml中の
1,4−ジアミノブタン75g(0.85モル)の溶液
を撹拌下で室温で滴加した。撹拌された反応混合物を5
時間で70℃に加熱した。キシレン約50mlをこの澄
明溶液に添加した。この溶液を還流温度(155℃)に
加熱し、この場合、水をディーン・スターク・トラップ
(Dean-Stark trap)を使用して共沸除去した。冷却の際
に白色の結晶生成物が沈殿した。該生成物を濾別し、メ
タノールで洗浄し、かつ真空下で80℃で乾燥した。テ
トラメチレン−ビス−(N−トリメリットイミド)36
1gが得られた。
【0031】2. テトラメチレン−ビス−(N−トリ
メリットイミド)の二酸塩化物誘導体の合成 テトラメチレン−ビス−(N−トリメリットイミド)1
75g(0.4モル)を塩化チオニル(SOCl2
と、窒素ガス取入口、温度計、撹拌機及び、頭頂部にガ
ス吸収装置(水200ml中のNaOH40g)が備え
られている還流冷却器を備えた1リットル入りの容器中
で混合した。N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)
2mlを触媒として使用した。該混合物を還流温度(8
0℃)で22時間撹拌した。この後に、過剰量のSOC
2を留去し、引き続き、ヘキサンを添加し、かつさら
に蒸留を実施して全ての痕跡のSOCl2を除去した。
得られた白色の生成物をn−ヘキサンで洗浄し、窒素雰
囲気下で80℃で乾燥した。二酸塩化物185.5gが
得られた。
【0032】3. 1,4−ジアミノブタンとテトラメ
チレン−ビス−(N−トリメリットイミド)の二酸塩化
物誘導体とのポリアミド−イミド(ポリアミド−イミド
(4,4)もしくはPAI 4,4)の合成 NMP/2%LiCl中に溶解されたジアミノブタン
(DAB)0.16g(0.18モル)をトリメチルア
ミン36.5g(0.36モル)と一緒に、撹拌機、温
度計、滴下漏斗及び窒素ガス取入口を備えた2リットル
入りの容器に装入した。該溶液を固体CO2/アセトン
浴中で−15℃に冷却した。NMP/2%LiCl中の
二酸塩化物85g(0.18モル)を滴加した。連鎖停
止剤として塩化ベンゾイル0.25g(0.002モ
ル)を添加した。合計でNMP1500mlを溶剤とし
て使用した。反応混合物を30分間強力に撹拌し、この
際、温度を−15℃で維持した。この後に、温度を2時
間で室温に上昇させた。引き続き、反応混合物を60℃
で4時間撹拌した。このポリマー溶液をメタノール中に
注入した。白色のポリマー沈殿物をメタノールで十分に
洗浄し、濾別しかつ真空下で120℃で48時間乾燥し
た。ポリマー84gが得られた。
【0033】例 II ポリアミド−イミド(PAI 6,4)の合成 1.及び2. テトラメチレン−ビス−(N−トリメリ
ットイミド)の二酸塩化物誘導体の合成を例Iに記載さ
れたとおりにして実施した。
【0034】3. 1,6−ジアミノヘキサンとテトラ
メチレン−ビス−(N−トリメリットイミド)の二酸塩
化物誘導体とのポリアミド−イミド(ポリアミド−イミ
ド(6,4))の合成を例Iの第3段階の場合と同様に
して実施した。
【0035】比較試験 A〜C ポリアミド−イミド(PAI 3,3)、(PAI
6,6)及び(PAI 9,9)の合成 ポリアミド−イミド(3,3)、(6,6)及び(9,
9)の合成を例Iに記載されているとおりにして実施し
た。ジアミンとして、第1段階及び第3段階で、1,3
−ジアミノプロパン、1,6−ジアミノヘキサン及び
1,9−ジアミノノナンをそれぞれの場合に使用した。
【0036】形成されたトリメチレン−ビス−(N−ト
リメリットイミド)及びノナメチレン−ビス−(N−ト
リメリットイミド)を反応混合物から沈殿させるため
に、蒸留水を反応の第1段階で添加した。
【0037】
【表1】
【0038】比較試験A〜Cによるポリアミド−イミド
が二次発熱曲線中に融点を有しておらず、かつ従って該
化合物がいかなる結晶化度も有していないことは、明白
である。
【0039】例 III〜V テトラメチレン−ビス−(N−トリメリットイミド)
と、1,4−ジアミノブタン及び1,6−ジアミノヘキ
サンの混合物とのコポリアミド−イミドの合成1.及び
2. テトラメチレン−ビス−(N−トリメリットイミ
ド)の二酸塩化物誘導体の合成を例Iに記載されたとお
りにして実施した。
【0040】3. 1,4−ジアミノブタン(DAB)
及び1,6−ジアミノヘキサン(DAH)の混合物とテ
トラメチレン−ビス−(N−トリメリットイミド)の二
酸塩化物誘導体とのコポリアミド−イミドの合成 コポリアミド−イミドを例Iに記載された合成方法によ
って製造し;第3段階の1,4−ジアミノブタンの代り
に等モル量の、1,4−ジアミノブタンと1,6−ジア
ミノヘキサンの混合物を使用した。
【0041】
【表2】
【0042】例VI及び比較試験D PAI(4,4)及びPAI(6,6)の両方を射出成
形してバーに形成した。引き続き、射出成形されたポリ
アミド−イミドの特性を測定した。
【0043】
【表3】
【0044】その結晶化度のため、例VIのPAI
(4,4)の弾性率の方が、著しく高い。
【0045】例VII及び比較試験E 例 VII 射出成形されたPAI(4,4)のバーを35℃及びR
H(相対湿度)90%で、最大吸湿量が達成されるまで
状態調整した。さらに該バーを温度260℃を有するロ
ウ付け用錫中に10秒間浸した。該バーは、ふくれ形成
及び/又はゆがみをまったく示さなかった。
【0046】比較試験 E 射出成形されたPAI(6,6)のバーを35℃及びR
H(相対湿度)90%で、最大吸湿量が達成されるまで
状態調整した。さらに該バーを温度260℃を有するロ
ウ付け用錫中に10秒間浸した。
【0047】該バーは、ゆがみを示した。
【0048】非晶質PAI(6,6)は、高い温度に対
して明らかに耐性がなく、一方で半結晶質PAI(4,
4)は、この高い温度でまったく変化しない。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: 【化1】 〔式中、Yはアリーレン基を表わし、R及びR′はアル
    キレン基を表わす〕で示される繰返し単位を有するポリ
    アミド−イミドにおいて、R及び/又はR′の少なくと
    も50モル%がブチレン基であることを特徴とするポリ
    アミド−イミド。
  2. 【請求項2】 R及び/又はR′がブチレン基である、
    請求項1記載のポリアミド−イミド。
  3. 【請求項3】 R及びR′がブチレン基である、請求項
    1又は2記載のポリアミド−イミド。
  4. 【請求項4】 Yがフェニレン基である、請求項1から
    3までのいずれか1項に記載のポリアミド−イミド。
  5. 【請求項5】 造形品において、請求項1から4までの
    いずれか1項に記載のポリアミド−イミドを含有してい
    ることを特徴とする造形品。
JP17378695A 1994-07-11 1995-07-10 ポリアミド−イミド Pending JPH0848775A (ja)

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BE9400643A BE1008499A3 (nl) 1994-07-11 1994-07-11 Polyamide-imide.

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