JPH0890677A - 高分子ウィスカー複合体の製造方法 - Google Patents

高分子ウィスカー複合体の製造方法

Info

Publication number
JPH0890677A
JPH0890677A JP6229631A JP22963194A JPH0890677A JP H0890677 A JPH0890677 A JP H0890677A JP 6229631 A JP6229631 A JP 6229631A JP 22963194 A JP22963194 A JP 22963194A JP H0890677 A JPH0890677 A JP H0890677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
monomer
whiskers
whisker
thermoplastic resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6229631A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3575077B2 (ja
Inventor
Takahiro Tochioka
孝宏 栃岡
Takashi Tomita
敬 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP22963194A priority Critical patent/JP3575077B2/ja
Publication of JPH0890677A publication Critical patent/JPH0890677A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3575077B2 publication Critical patent/JP3575077B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はマトリックス樹脂中でそこに微分散
したモノマーを重合成長させて高分子ウィスカーを直接
形成し、高分子ウィスカーを微分散した複合体を直接製
造する方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、高分子ウィスカーWを形成するモ
ノマー(Wm)を熱可塑性樹脂Mと非重合温度域で溶融
混練し、この混練物を成形型内に充填し、非剪断場また
は静置下に、そのモノマー(Wm)の重合温度域に加熱
し、上記熱可塑性樹脂M中に分散したモノマー(Wm
を重合することにより高分子ウィスカーWが熱可塑性樹
脂Mからなるマトリックス中に微分散した複合体を得る
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高分子ウィスカーを複合
体マトリックス中で直接重合成長させて高分子ウィスカ
ー複合体を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高分子ウィスカーとしてポリオキシベン
ゾイル、ポリ(2−オキシー6−ナフトイル)を高温下
高沸点パラフィン溶媒を熱媒として合成する方法として
特開昭61−136516号、特開昭61−27681
9号および特開昭61−285217号が提案されてい
る。他方、ポリ(p−メルカプトベンゾイル)の高分子
ウィスカーを熱媒中で製造する方法として特開平6−8
0781号が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの高分子ウィス
カーは長さ20〜70μm、直径0.5〜3μmの微小
サイズのものであるが、これらを補強材として他のマト
リックス樹脂と複合化する方法としては、溶融成形可能
な他の高分子とウィスカーとを溶融混合する方法、予め
ウィスカーを溶媒中に分散した後高分子を溶解、溶媒を
除去する方法、リアクションインジェクションモールデ
ィングにおいてマトリックス形成成分中にウィスカーを
分散させて反応成形品とする方法、マトリックス形成成
分を含む溶液中にウィスカーを分散させてマトリックス
形成成分を重合した後、溶媒を除去する方法などが用い
られる。しかしながら、いずれの方法も既に重合された
ウィスカーを用いるものであるから、ウィスカーの均一
分散が困難である場合、複合化工程中にウィスカーが欠
損する場合があり、また、一旦ウィスカーで複合化した
後複合材を成形する必要があり、製造工程数が増加する
だけでなく、成形工程中にウィスカーが欠損する場合が
あるなどの問題点がある。そこで、本発明はマトリック
ス樹脂中でそこに微分散したモノマーを重合成長させて
高分子ウィスカーを直接形成し、高分子ウィスカーを微
分散した複合体を直接製造する方法を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、高分子ウィス
カーWを形成するモノマー(Wm)を熱可塑性樹脂Mと
非重合温度域で溶融混練し、この混練物を成形型内に充
填し、非剪断場または静置下に、そのモノマー(Wm
の重合温度域に加熱し、上記熱可塑性樹脂M中に分散し
たモノマー(Wm)を重合することにより高分子ウィス
カーWが熱可塑性樹脂Mからなるマトリックス中に微分
散した複合体を得ることを特徴とする。
【0005】本発明でいう高分子ウィスカーは、形状が
直径3nm〜数μm,長さ0.5μm〜数mmの繊維状
結晶で、金属,グラファイト,酸化物,炭化物,窒化物
などから得られるウィスカー(ひげ結晶)と似ており、
かつ結晶状態が一軸方向に結晶成長し、完全なものは結
晶欠陥をほとんど含まない単結晶状であることで高分子
ウィスカーと称する。こうしたウィスカーの特徴は、電
子顕微鏡観察,X線回折等で確認できる。
【0006】本発明でウィスカーとなる高分子は、複合
体の飛躍的な強度の向上を担うため、好ましくは、剛直
高分子であることが望ましい。剛直高分子とは、高分子
鎖を構成する結合が強固であり、高分子鎖の占有断面積
が小さく、かつ高分子鎖が伸びの小さい分子構造から構
成されていることを意味する。この定義にあてはまるも
のであれば、剛直高分子といい得ることができるが、よ
り具体的にこれを表現すると理論結晶弾性率Ecと破断
時における理論強度σbの両方で表わすことができる。
剛直高分子を力学物性の観点から指し示すと、現在得ら
れる情報としての理論結晶弾性率、理論強度、実際の繊
維についての引張弾性率、引張強度の到達度より、次の
ように示せるであろう。
【0007】
【表1】 理論値 到達値 理論結晶弾性率[GPa] 150以上 引張弾性率[GPa] 100以上 理論強度 [GPa] 2.0以上 引張強度 [GPa] 2.0以上
【0008】上記のような剛直高分子の物理的条件を生
かすものの例としては、次の(化1)で示される繰り返し
単位を有するポリマーが挙げられる。
【0009】
【化1】
【0010】式中、すべてのベンゼン環には置換基、例
えばアルキル基、ハロゲン等を有してもよい。このよう
な化学式で表わされる剛直性ポリマーの具体例はポリ
(p−オキシベンゾイル)、ポリ(p−ベンズアミ
ド)、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)、ポリ
アゾメチン、ポリ(p−フェニレンピロメリトイミ
ド)、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリベンゾビスチ
アゾール、ポリベンゾオキサゾール等が挙げられる。
【0011】特に、当該ウィスカーを形成する剛直高分
子の種類としては、出発物資であるモノマーが芳香族ヒ
ドロキシ酸類からなる全芳香族ポリエステルとその誘導
体、および芳香族アミノ酸類からなる全芳香族ポリアミ
ドとその誘導体が該当し、全芳香族ポリエステルではp
−アセトキシ安息香酸をモノマーとするポリ(p−オキ
シベンゾイル)、全芳香族ポリアミドでは、p−アセト
アミノ安息香酸をモノマーとするポリ(p−ベンズアミ
ド)を用いるのが好ましい。これらは、複合体のマトリ
ックスとなり得る熱可塑性樹脂と溶融混合により微分散
可能で、特定の溶融混合温度域ではほとんど重合しない
が、この溶融温度域以上の温度域においてはモノマーの
重合反応が活発に進行する重合温度域が存在する特徴を
有する。さらに、ポリ(p−オキシベンゾイル)ウィス
カーの場合には、p−アセトキシ安息香酸以外にも、p
−ヒドロキシ安息香酸クロリド、p−ヒドロキシ安息香
酸フェニル等、ポリ(p−ベンズアミド)ウィスカーの
場合には、p−アセトアミノ安息香酸以外にも、p−ア
ミノ安息香酸クロリド等を用いるのが好ましい。
【0012】本発明で用いるマトリックス樹脂は前記剛
直高分子の範ちゅうに入らない、複合体のマトリックス
樹脂として用いられる一般の熱可塑性樹脂が挙げられる
が、上記高分子ウィスカー形成モノマーとの溶融混合時
にそのモノマーの分散媒として作用するためには上記高
分子ウィスカー形成モノマーの非重合温度において変成
劣化しないものが求められる。ただし、不活性ガス雰囲
気下でモノマーの重合を行う場合は、熱酸化劣化に関し
ては回避できる。例えば、マトリックス樹脂として、ポ
リエ−テルスルホン、ポリスルホン、ポリエ−テルイミ
ド等を用いるのが好ましい。
【0013】本発明方法としては、第1工程において、
マトリックス樹脂と高分子ウィスカーを形成するための
モノマーとを無溶媒で即ちマトリックス樹脂を分散媒と
して、溶融混練するが、具体的にはマトリックス樹脂と
高分子ウィスカーを形成するモノマーとを2軸押し出し
機等で溶融混練するのがよく、例えばモノマーがp−ア
セトキシ安息香酸である場合は温度をその非重合温度で
あって、マトリックス樹脂の溶融温度である200〜2
50℃にあげることにより、上記モノマーの重合を進行
させることなく、溶融混練することができる。もちろん
無溶媒であれば押出機を用いずに行なってもよい。
【0014】溶融混合は剪断力下に行なわれる。上記モ
ノマーのマトリックス樹脂への微分散性を高めることが
できるからである。
【0015】上記マトリックス樹脂と高分子ウィスカー
を形成するモノマーを混練した後、第2工程ではその混
練物を成形型内に充填し、重合温度で非剪断場に静置す
る。その状態ではマトリックス樹脂中に微分散した高分
子ウィスカーを形成するモノマーは重合を開始し、結晶
を成長させて高分子ウィスカーを形成する。この重合反
応は非剪断場で行うのが好ましい。剪断は重合されたポ
リマーの結晶成長を阻害するからである。重合温度およ
び重合時間をコントロールすることにより、高分子ウィ
スカー(補強相)の直径および軸比が制御できる。結果
として、微細構造に依存した力学特性、特に高い引張強
度と高い耐衝撃性が得られる。
【0016】上記マトリックス樹脂に対する高分子ウィ
スカーを形成するモノマーの配合比は製造される複合体
の機械的特性によって決定されてよいが、例えば、マト
リックス樹脂がポリエーテルスルホン、モノマーがp−
アセトキシ安息香酸の場合、マトリックス樹脂に対しモ
ノマー0.5〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量
%である。マトリックス樹脂がエチレン−プロピレン共
重合体で、モノマーがp−アセトキシ安息香酸である場
合は、マトリックス樹脂に対しモノマー0.5〜3重量
%、好ましくは0.5〜2重量部である。マトリックス
樹脂がポリエーテルスルホン、モノマーがp−アセトア
ミノ安息香酸の場合、マトリックス樹脂に対しモノマー
0.5〜13重量%、好ましくは0.5〜7重量%であ
る。上限値を越えると一軸方向にひげ結晶を形成するよ
う、結晶成長しなくなり、アスペクト比(軸比)10以
下の塊上となり本発明の目的に合致しない。下限値以下
であると、高分子ウィスカーが存在することの効果が得
られない。
【0017】本発明の溶融混練時に、必要に応じて添加
剤や重合開始剤等を配合してもよい。
【0018】
【作用および発明の効果】本発明によれば、成形型内へ
の充填時には補強材はウィスカー状態でないので、溶融
状態の複合体の流動性が損なわれず、しかもウィスカー
の欠損も生じない。また、モノマーのマトリックス樹脂
への分散性は高分子ウィスカーよりも優れたものである
から、均一分散性に富んだ複合体を提供することができ
ることになる。さらに、本発明によれば、マトリックス
樹脂Mとモノマー(Wm)との溶融混合物を成形型内に
充填して複合体の成形時に高分子ウィスカーの重合を行
うことができるので、成形工数が少なく、生産能率に優
れる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を具体例に基づき、詳細に説明
する。 実施例1 実施例1−1 ポリエ−テルスルホン1.26g、p−アセトキシ安息
香酸0.14g(重量比90/10)を、ミニチュア混
練機(MINI.MAX. MOLDERCS−183
MMX,Custom Scientific Instruments.INC.)にて、
240℃×4min.混練し、均一にブレンドする。こ
の均一混合融体を窒素雰囲気下に設置した金型温度30
0℃の成形型内に充填し、型内で3時間、無剪断場(静
置下)にて熱重合し、重合結晶化によりウィスカー成長
させ、ポリエーテルスルホン/ポリオキシベンゾイル・
ウィスカー(90/10)複合体を得た。 本複合体内
で生成したウィスカーの形態は、マトリックスをDMF
で抽出した後、走査型電子顕微鏡で観察し、計測した。
【0020】実施例1−2 ポリエ−テルスルホン1.33g、p−アセトキシ安息
香酸0.07g(重量比95/5)を、ミニチュア混練
機(MINI.MAX. MOLDER CS−183
MMX,Custom Scientific Instruments.INC.)にて、
240℃×4min.混練し、均一にブレンドする。こ
の均一混合融体を窒素雰囲気下に設置した金型温度30
0℃の成形型内に充填し、型内で3時間、無剪断場(静
置下)にて熱重合し、重合結晶化によりウィスカー成長
させ、ポリエーテルスルホン/ポリオキシベンゾイル・
ウィスカー(95/5)複合体を得た。本複合体内で生
成したウィスカーの形態は、マトリックスをDMFで抽
出した後、走査型電子顕微鏡で観察し、計測した。
【0021】実施例1−1および1−2と同様にして、
ポリオキシベンゾイル含量0.5〜10wt%でウィス
カー複合体(アスペクト比>10)を得た。
【0022】実施例2 実施例2−1 エチレン−プロピレンラバー1.358g、p−アセト
キシ安息香酸0.042g(重量比97/3)を、ミニ
チュア混練機(MINI.MAX. MOLDER C
S−183MMX、Custom Scientific Instruments.IN
C.)にて、200℃×4min.混練し、均一にブレン
ドする。この均一混合融体を窒素雰囲気下に設置した金
型温度270℃の成形型内に充填し、型内で3〜12時
間、無剪断場(静置下)にて熱重合し、重合結晶化によ
りウィスカー成長させ、エチレン−プロピレンラバー/
ポリオキシベンゾイル・ウィスカー(97/3)複合体
を得た。本複合体内で生成したウィスカーの形態は、マ
トリックスをDMFで抽出した後、走査型電子顕微鏡で
観察し、計測した。
【0023】実施例2−1と同様にして、ポリオキシベ
ンゾイル含量0.5〜3wt%でウィスカー複合体(ア
スペクト比>10)を得た。
【0024】実施例3 実施例3−1. ポリスルホン1.33g、p−アセトアミノ安息香酸
0.14g(重量比95/5)を、ミニチュア混練機
(MINI.MAX. MOLDER CS−183M
MX、Custom Scientific Instruments.INC.)にて、2
20℃×4min.混練し、均一にブレンドする。この
均一混合融体を窒素雰囲気下に設置した金型温度300
℃の成形型内に充填し、型内で3hr.無せん断場(静
置下)にて熱重合し、重合結晶化によりウイスカー成長
させ、ポリスルホン/ポリ−p−ベンズアミド・ウイス
カー(95/5)複合体を得た。本複合体内で生成した
ウィスカーの形態は、マトリックスをDMFで抽出した
後、走査型電子顕微鏡で観察し、計測した。
【0025】実施例3−1.と同様にして、ポリーp−
ベンズアミド含量0.5〜13wt%で、ウイスカー複
合体(アスペクト比>10)を得た。
【0026】上記実施例の結果を下記表2に要約する。
【0027】
【表2】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子ウィスカーWを形成するモノマー
    (Wm)を熱可塑性樹脂Mと非重合温度域で溶融混練
    し、この混練物を成形型内に充填し、非剪断場または静
    置下に、そのモノマー(Wm)の重合温度域に加熱し、
    上記熱可塑性樹脂M中に分散したモノマー(Wm)を重
    合することにより高分子ウィスカーWが熱可塑性樹脂M
    からなるマトリックス中に微分散した複合体を得ること
    を特徴とする高分子ウィスカー複合体の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記高分子ウィスカーWを形成するモノ
    マー(Wm)がポリオキシベンゾイルまたはポリ−p−
    ベンズアミドのモノマーである請求項1記載の高分子ウ
    ィスカー複合体の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記モノマー重合温度が250〜350
    ℃である請求項1記載の高分子ウィスカー複合体の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 モノマー重合を不活性ガス雰囲気下で行
    う請求項1記載の高分子ウィスカー複合体の製造方法。
JP22963194A 1994-09-26 1994-09-26 高分子ウィスカー複合体の製造方法 Expired - Fee Related JP3575077B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22963194A JP3575077B2 (ja) 1994-09-26 1994-09-26 高分子ウィスカー複合体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22963194A JP3575077B2 (ja) 1994-09-26 1994-09-26 高分子ウィスカー複合体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0890677A true JPH0890677A (ja) 1996-04-09
JP3575077B2 JP3575077B2 (ja) 2004-10-06

Family

ID=16895229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22963194A Expired - Fee Related JP3575077B2 (ja) 1994-09-26 1994-09-26 高分子ウィスカー複合体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3575077B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3575077B2 (ja) 2004-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0558453B2 (ja)
WO2019011244A1 (zh) 一种高强高韧热固性树脂基复合材料的制备方法及应用
JPS60500538A (ja) 液晶質のポリマ−組成物、製法および生成物
US4614784A (en) Homogeneous molecular composites, process for their production and articles made therefrom
CN114075331A (zh) 聚乙醇酸组合物及其制备方法与应用
JP3575077B2 (ja) 高分子ウィスカー複合体の製造方法
CN116875027A (zh) 介电阻燃复合材料及其制备方法
JPH0696668B2 (ja) 樹脂組成物
JPH0873597A (ja) 高分子複合体の製造方法
JP3193164B2 (ja) 高分子複合体およびその製法
JP3109133B2 (ja) ポリフェニレンスルフィド樹脂の製造方法
JP4414577B2 (ja) 高分子ウィスカー複合体の製造方法
US5248759A (en) Method of producing aromatic heterocyclic copolymer and molecular composite material containing same
JPH0665705B2 (ja) ポリアルキレンテレフタレ−トと高分子量完全芳香族ポリエステルとのブレンドおよびその製法
JP3430423B2 (ja) ポリベンザゾールポリマーのブロックを含有するブロックコポリマー
JP2003301325A (ja) 芳香族ポリアミドウィスカーおよびその製造方法
JPS6286035A (ja) ゴム組成物
JPS5865629A (ja) 新規なポリエステル繊維またはフイルムおよびそれらの製法
JPH04114062A (ja) 芳香族ポリチアゾールの分子複合材の製造方法
JPS6173766A (ja) ポリイミド樹脂組成物の製造方法
JP4051439B2 (ja) シンジオタクチックポリスチレン/ポリフェニレンオキシドブレンドフイルムの製造方法
KR970007241B1 (ko) 고강도 탄소섬유용 아크릴공중합체의 제조방법
JPH07258411A (ja) 芳香族ポリチアゾール分子複合材及びその製造方法
KR20240105907A (ko) Pvdf 기반의 항균 조성물 및 그 제조방법
JPS6051718A (ja) 芳香族ポリエステル

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees