JPH09512582A - ポリ(イミド−エーテル) - Google Patents

ポリ(イミド−エーテル)

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JPH09512582A
JPH09512582A JP7528273A JP52827395A JPH09512582A JP H09512582 A JPH09512582 A JP H09512582A JP 7528273 A JP7528273 A JP 7528273A JP 52827395 A JP52827395 A JP 52827395A JP H09512582 A JPH09512582 A JP H09512582A
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ジエフリー・チヤールズ イーストモンド,
ジヤージイ パプロトニー,
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イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
ザ・ユニバーシテイ・オブ・リバプール
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract

(57)【要約】 本明細書中では、ポリマーの主鎖中にオルト置換を含む新規なポリ(イミド−エーテル)が開示される。これらのポリマーは、互いにオルト位置で芳香環に結合した二つのエーテル基を含む新規な芳香族ビス−カルボン酸無水物から作られる。これらのポリマーは、フィルム、繊維及びカプセル化、並びに熱可塑性プラスチックのために特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリ(イミド−エーテル) 発明の分野 本明細書中では、オルト位置で芳香環に結合した二つのエーテル基を含む新規 な芳香族ビス−カルボン酸無水物から誘導される芳香族ポリ(イミド−エーテル )が開示される。 技術的背景 ポリ(イミド−エーテル)は既知の種類のポリマーであり、それらの幾つかは 、例えば、射出成形部品のための熱可塑性プラスチックとしての使用のために市 販されている。それ故、特別に有用な特性を有するこのようなポリマーが、技術 者によって求められている。 米国特許第3,847,867号、第3,787,475号、第4,769, 439号、及びT.Takekoshiら,J.Polym.Sci.,Pol y.Symp.,74巻、93〜108頁(1986)は、ある種のポリ(イミ ド−エーテル)を述べている。これらの引例のいずれにおいても、芳香環に対し て互いにオルト結合されたエーテル結合を有するポリマーは、特に開示されてい ない。 米国特許第R3,879,428号及びTakekoshiら(上記参照)は 、エーテル結合も含むある種のビス−カルボン酸無水物の製造を述べている。エ ーテル結合が芳香環に対して互いにオルトに結合されているような化合物は、具 体的には述べられていない。 C.P.Yangら、Macromolecules、26巻、48 65〜4871頁(1993)及びC.P.Yangら、J.Polym.Sc i.,Part A,32巻、435〜444頁(1994)は、ポリ(イミド −エーテル)又はポリ(イミド−アミド−エーテル)に転換されるある種のオル ト置換ジアミノエーテルの合成を述べている。オルト置換ジカルボン酸無水物か らのポリ(イミド−エーテル)は述べられていない。 発明の要約 本発明は、繰り返し単位 [式中、 Ar1は、1,2−ナフチレン、2,3−ナフチレン又は であり、 Ar2は、一個以上の芳香環を含むアリーレン基であり、そして R1、R2、R3及びR4は、お互いに独立に、水素、塩素、フッ素、1〜10個 の炭素原子を含むアルキル、又はフェニルである] を含んで成るポリ(イミド−エーテル)に関する。 本発明はまた、式 [式中、 Ar1は、1,2−ナフチレン、2,3−ナフチレン又は であり、そして R1、R2、R3及びR4は、互いに独立に、水素、フッ素、塩素、1〜10個の 炭素原子を含むアルキル、若しくはフェニルである] の化合物に関する。 発明の詳細 本発明において述べられるポリ(イミド−エーテル)は、式(IV)、(V) 及び(VI)の新規なビス−カルボン酸無水物から作られる。式(IV)及び( V)の幾つかの無水物の製造は、実施例1〜7中に見い出され、そしてこれらの 及びその他の方法はまた、上のT.Takekoshiら中に述べられている。 式(VI)の無水物の製造は、カテコール又はカテコール誘導体との反応におい て3−ニトロフタロニトリル及び4−ニトロフタロニトリルの混合物を使用する ことによって行うことができる。当業者が認識するであろうように、式(IV) 、(V)及び(VI)のビス−カルボン酸無水物の混合物が得られるであろう。 これらは、慣用の手段例えば分別結晶化によって分離することができる。式(I V)及び(V)の無水物が好ましい。 R1、R2、R3及び/又はR4に関して水素以外の種々の基を有するビス−カル ボン酸無水物は、これらの実施例におけるものと類似の手順を使用して、しかし 適切に置換されたカテコールから出発することによって得ることができる。以下 の好ましい構造のすべてが、本発明において 特許請求されるビス−カルボン酸無水物及びポリ(イミド−エーテル)の両方に 対して適用可能である。Ar1が置換又は未置換1,2−フェニレンである場合 にはそれか好ましい。また、 R1、R2、R3及びR4が水素であるか、 R1及びR3が水素であり、そしてR2及びR4がt−ブチルであるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がt−ブチルであるか、 R1がメチルであり、そしてR2、R3及びR4が水素であるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がメチルであるか、又は R1がフッ素であり、そしてR2、R3及びR4が水素であれば、 それが好ましい。 また、 R1がアルキルであり、そして、R2、R3及びR4が水素であるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がアルキルであるか、又は R1及びR3がアルキルであり、そしてR2及びR4が水素であれば、 それが好ましい。R1、R2、R3及びR4が水素であれば、それが殊に好ましい。 これらのアルキル基が1〜4個の炭素原子を含むならば、それが好ましい。 本発明のポリ(イミド−エーテル)は、そのままのビス−カルボン酸無水物( 又はそれらの前駆体であるテトラカルボン酸)を、式H2N−Ar2−NH2[式 中、Ar2はポリ(イミド−エーテル)繰り返し単位の式におけるのと同じAr2 である]の芳香族ジアミンと反応させることによって製造することができる(代 わりの方法は、ビス−カルボン酸無水物とジイソシアネートとの反応である)。 Ar2は、それの二つの自由結合が芳香環の炭素原子の上にある(又は炭素原子 に結合している) アリーレン基である。これらの自由結合の各々は、同一の又は異なる芳香環にで 良く、そしてAr2は一以上の芳香環を含む。これらの環は、縮合され、共有結 合によって結合され、及び/又は不活性基を通して結合されていて良い。Ar2 のために適切な基は、1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、4,4’−ビ フェニレン、3,4’−ビフェニレン、3,3’−ビフェニレン、2,4’−ビ フェニレン、2,2’−ビフェニレン、2,6−ナフチレン、 [式中、 Xは、アルキレン、アルキリデン、−S−、−O−、−C(CF32−及び− SO2−である]、並びに [式中、 nは0若しくは1であり、そして mは0、1若しくは2であり、 但し、ベンゼン環の各々は、環を接続する結合若しくは基によってメタ若しく はパラ置換されているという条件がある] を含む。Ar2のための好ましい基は、1,4−フェニレン、1,3−フェニレ ン、又は である。 ビス−カルボン酸無水物をジアミンと反応させて(ポリアミン(polyam ic)酸)を生成させた後で、加熱及び/又は化学的手段によってポリアミン酸 をポリ(イミド−エーテル)に転換させる。これらのタイプの反応は、当業者に は良く知られていて、例えば上で述べた米国特許、B.Elversら、編集、 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、A21巻、VCH Verlagsgesellsch aft mbH、Weinheim,1992、253〜272頁、及び本明細 書中の実施例17〜45を参照せよ。 本発明におけるポリマーはコポリマーで良く、即ち、異なるAr2基を含んで 良く、1よりも多い上の無水物から誘導されて良く、又は本明細書中で開示され ているものとは異なるアミン及び/又はカルボン酸無水物から誘導されるポリ( イミド−エーテル)繰り返し単位を含んで良い。 本発明におけるポリ(イミド−エーテル)がポリマー連鎖中にオルト置換基( Ar1)を含むという事実を前提とすれば、それらの多くは、驚くべきことに、 比較的高いガラス転移温度(Tg)、ある場合には類似のメタ置換ポリ(イミド −エーテル)とほぼ同じTgを有する。実施例中の表7を参照のこと。このこと は、しばしば、普通の有機溶媒中で の周囲温度での良好な溶解度と組み合わせられ(類似のメタ及びパラ置換ポリマ ーは、これらの条件下でしばしばずっと溶解性が小さい)、本発明のポリマーを 、コーティング、繊維、フィルムのためにそしてカプセル化樹脂のために特に有 用にする。ある種の本発明のポリマーはまた、典型的な熱可塑性用途、例えば成 形部品のために又は電線絶縁のために使用することができる。これらのポリイミ ドの幾つかはまた無色である。 実施例1 1,2−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンの製造 51.9g(0.3モル)の4−ニトロフタロニトリルを、撹拌機、窒素ガス 入り口及び温度計を備えた500mlの三ッ口フラスコ中で200mlの無水ジ メチルスルホキシド(DMSO)中に溶かした。16.5g(0.15モル)の カテコール(Aldrichによって供給された)、引き続いて23gの無水炭 酸カリウムをこの混合物に添加した。この混合物を、乾いた酸素を含まない窒素 の流れをフラスコを通して流しながら20時間の間室温で撹拌した。その時間の 後で、追加の2g(0.011モル)の4−ニトロフタロニトリルを、引き続い て16gの炭酸カリウムを添加し、そしてこの混合物を更に6時間の間撹拌した 。次に、反応混合物を31の水の中に注いで固体生成物を製造し、それを水で5 回そしてメタノールで3回洗浄した。白い粉末の形の生成物(50g、92.1 %収率)をアセトニトリルから再結晶させて、式: を有する1,2−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)ベンゼンの白い結晶を 生成させた。この生成物の融点は190.1〜190.6℃であった。C2210 42の元素分析は、計算値:C、72.92%;H、2.76%;N、15. 67%;測定値:C、72.83%;H、2.76%;N、15.57%であっ た。 実施例2 1,2−ビス−(2,3−ジシアノフェノキシ)ベンゼンの製造 実施例1中で使用したのと同じ装置をこの実施例でもまた使用した。3g(0 .0173モル)の3−ニトロフタロニトリルを、三ッ口フラスコ中で15ml の無水ジメチルスルホキシド中に溶かした。0.95g(0.00863モル) のカテコール及び2gの炭酸カリウムを反応混合物に添加した。この混合物を、 乾いた酸素を含まない窒素の流れをフラスコを通して流しながら26時間の間室 温で撹拌した。反応混合物を300mlの水の中に注ぐことによって生成物を単 離した。生成した固体の沈殿を濾過しそして流出液が中性になるまで洗浄した。 生成物(これは灰色がかった白色粉末であった)を、メタノール/アセトニトリ ル(20/80)から再結晶させて、式: を有する1,2−ビス−(2,3−ジシアノフェノキシ)ベンゼンの灰色がかっ た白い結晶を生成させた。融点は158〜159℃であった。C221042の 元素分析は、計算値:C、72.92%;H、2.7 6%;N、15.67%;測定値:C、72.57%;H、2.72%;N、1 5.43%であった。 実施例3 1,2−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)−3,5−ジ−tert.−ブ チルベンゼンの製造 3.60g(0.02モル+0.14gの過剰)の4−ニトロフタロニトリル を、磁気撹拌機バー、窒素ガス入り口及び温度計を備えた100mlの三ッ口フ ラスコ中で50mlの無水DMSO中に溶かした。2.22g(0.01モル) の3,5−ジ−tert.−ブチルカテコール(Flukaによって供給された )、引き続いて5gの無水炭酸カリウムをこの混合物に添加した。この混合物を 、室温で24時間撹拌し、そしてこの混合物を400mlの水の中で沈殿させた 。白い固体生成物を水で3回そして更にメタノールで3回洗浄すると、4.70 g(理論の収率の99.1%)の雪のように白い生成物が得られ、これを更にア セトニトリルから再結晶させると式: を有する4.1gの生成物が生成された。この生成物の融点は247〜248℃ であった。C302642の元素分析は、計算値:C、75.94%;H、5. 48%;N、11.81%;測定値:C、76.07%;H、5.51%;N、 11.86%であった。 実施例4 2,3−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)ナフタレンの製造 3.60g(0.02モル+0.14gの過剰)の4−ニトロフタロニトリル を、磁気撹拌機バー、窒素ガス入り口及び温度計を備えた100mlの三ッ口フ ラスコ中で50mlの無水DMSO中に溶かした。1.60g(0.01モル) の2,3−ジヒドロキシナフタレン(Aldrichによって供給された)、引 き続いて5gの無水炭酸カリウムをこの混合物に添加した。反応混合物を、室温 で24時間撹拌し、そして次に500mlの水の中に注いだ。灰色がかった白色 生成物を濾別し、そして洗浄液が中性になるまで水で、そして次にメタノールで 洗浄すると、4.12g(理論収率の99.2%)の粗製テトラニトリルが得ら れたが、これを更に240mlのアセトニトリルから再結晶させた。この生成物 は。式: 及び265〜266℃の融点を有していた。C261242の元素分析は、計算 値:C、75.72%;H、2.91%;N、13.59%;測定値:C、75 .50%;H、2.89%;N、13.51%であった。 実施例5 1,2−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)−3−メチルベンゼンの製造 3.60g(0.02モル+0.14gの過剰)の4−ニトロフタロニトリル を、磁気撹拌機バーを備えた100mlの三ッ口フラスコ中で窒素下で50ml の無水DMSO中に溶かした。1.24g(0.01モル)の3−メチルカテコ ール(Aldrich)、引き続いて5gの無水炭酸カリウムをこの混合物に添 加した。この混合物を、室温で24時間撹拌し、そして次に400mlの水の中 で沈殿させた。黄色い固体を、洗浄液が中性になるまで水で洗浄した。湿った生 成物をメタノール/アセトニトリル(4:1)から2回再結晶させると、2.8 0gの純粋な白いテトラニトリル及び0.35gのそれほど純粋でない生成物( 83.8%の理論収率)。この生成物は式: を有していた。融点は194.3〜195.3℃であった。C231242の元 素分析は、計算値:C、73.40%;H、3.19%;N、14.89%;測 定値:C、73.38%;H、3.16%;N、14.95%であった。 実施例6 1,2−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)−4−メチルベンゼンの製造 3.60g(0.02モル+0.14gの過剰)の4−ニトロフタロ ニトリルを、磁気撹拌機バーを備えた100mlの三ッ口フラスコ中で窒素下で 50mlの無水DMSO中に溶かした。1.24g(0.01モル)の4−メチ ルカテコール(Aldrich)、引き続いて5gの無水炭酸カリウムをこの混 合物に添加した。この混合物を、室温で24時間撹拌した。後処理は実施例5中 で述べたようであり、そして標題の化合物の3.08gの灰色がかった白い結晶 が生成した(81.2%の理論収率)。この生成物は式: を有していた。融点は194〜195℃であった。C231242の元素分析は 、計算値:C、73.40%;H、3.19%;N、14.89%;測定値:C 、73.31%;H、3.15%;N、14.99%であった。 実施例7 1,2−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)−4−tert.−ブチルベン ゼンの製造 実験手順及び反応条件は、実施例5及び6のために述べたのと同じであった。 使用した薬剤は、3.60g(0.02モル+0.14gの過剰)の4−ニトロ フタロニトリル及び1.66g(0.01モル)の4−tert.−ブチルカテ コール(Aldrich)であった。後処理及び再結晶の後で、3.2g(76 .55%の理論収率)の灰色がかった白い結晶が得られた。この生成物は式: を有していた。融点は161〜162℃であった。C261842の元素分析は 、計算値:C、74.64%;H、4.30%;N、13.99%;測定値:C 、74.55%;H、4.25%;N、13.39%であった。 実施例8 1,2−ビス−(3,4−ジシアノフェノキシ)−3−フルオロベンゼンの製造 3.60g(0.02モル+0.14gの過剰)の4−ニトロフタロニトリル を、磁気撹拌機バーを備えた100mlの三ッ口フラスコ中で窒素下で50ml の無水DMSO中に溶かした。1.28g(0.01モル)の3−フルオロカテ コール(Aldrich)、引き続いて5gの無水炭酸カリウムをこの混合物に 添加した。この混合物を、室温で24時間撹拌した。後処理は実施例5中で述べ たようであり、そして標題の化合物の3.04gの灰色がかった白い結晶が生成 した(80%の理論収率)。この生成物は式: を有していた。融点は198.5〜199.5℃であった。C239FN42の 元素分析は、計算値:C、69.47%;H、2.36%;N、14.73%; 測定値:C、69.47%;H、2.34%;N、14.80%であった。 実施例9 1,2−ビス−(3,4−シアノフェノキシ)ベンゼンの加水分解のための一般 的手順 0.1モルの1,2−ビス(3,4−シアノフェノキシ)ベンゼン(テトラニ トリル)を、水酸化カリウムの50重量%の100gの水性溶液中に懸濁させた 。次に、100ml (又は固体を濡らすことが必要である場合にはもっと)の メタノールを添加した。この混合物を還流下で煮沸した。最初の2〜4時間以内 に、固体のテトラニトリルは溶けた。アンモニアの放出が止まるまで還流を続け た。次に、溶液を脱イオン水によって1.5〜2リットルに希釈し、そして濃塩 酸で1.5〜2のpHに酸性化した。固体の四酸を濾別し、そして中性で塩化物 イオンが検出できなくなるまで脱イオン水で洗浄した。式: 殊に(式中、Ar= そしてR=H、F又はアルキル) を有する四酸生成物を乾燥させた。収率は一般に理論的の92〜98%の範囲に あったが、生成物は詳細には特性決定しなかった。実施例1〜9中で引用したテ トラニトリルから合成された酸を表1中に表示する。 実施例10 1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物の製造 実施例9において述べたようにして対応するテトラニトリル(実施例1)から 製造した53.9g(0.123モル)の1,2−ビス−(3,4−ジカルボキ シフェノキシ)ベンゼン(実施例9a)を、300mlの暖かい氷酢酸中に懸濁 させ、そして300mlの無水酢酸を添加した。この混合物を30分の間還流下 で煮沸し、そして一晩放置して結晶化せしめた。結晶性ビス無水物の回収された 針状晶を、200mlの無水酢酸から再結晶させると、187.1〜187.6 ℃の融点を有する式: の無水物の41gの灰色がかった白く長い針状晶が得られた。C22108の元 素分析は、計算値:C、65.67%;H、2.48%;測定値:C、65.6 9%;H、2.45%であった。 実施例11 1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ナフタレン二無水物の製造 実施例4において合成したテトラニトリルから実施例9において述べた手順に 従って合成した3.47g(0.007モル)の2,3−ビス−(3,4−ジカ ルボキシフェノキシ)ナフタレン(実施例9h)を、15mlの酢酸中に懸濁さ せそして煮沸せしめ、100mlの無水酢酸を少しずつ添加し、そしてこの混合 物を40分間穏やかに煮沸させた。一晩放置して冷却せしめた後で、沈殿した白 い結晶を濾別しそして140℃で真空オーブン中で乾燥させると、264.6〜 265.4℃の融点を有する式: を有する3.05g(理論的収率の95%)のビス無水物が得られた。C2612 8の元素分析は、計算値:C、69.02%;H、2.65%;測定値:C、 68.95%;H、2.57%であった。 実施例12 1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)−3,5−ジ−tert.− ブチルベンゼン二無水物の製造 実施例3中で述べたテトラニトリルを、加水分解(実施例9f)の後で、実施 例10中で述べたのと同じ手順を使用して標題の無水物に転換させた。式 を有する無水物を、アセトニトリル/無水酢酸(6:1 v/v)から再結晶さ せた。分析データ、収率及び融点を、表2中に与える。 実施例13 1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)−3−メチルベンゼン二無水 物の製造 実施例5からの生成物テトラニトリルを、加水分解(実施例9c)の後で、実 施例10中で述べた手順を使用して標題の二無水物に転換させた。式 の二無水物を、アセトニトリル/無水酢酸(1:1 v/v)から再結晶させた 。分析データ、収率及び融点を、表2中に与える。 実施例14 1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)−4−メチルベンゼン二無水 物の製造 実施例6からの生成物テトラニトリルを、加水分解(実施例9d)の 後で、実施例10中で述べた手順を使用して標題の二無水物に転換させた。式 の二無水物を、アセトニトリル/無水酢酸(3:1 v/v)から再結晶させた 。分析データ、収率及び融点を、表2中に与える。 実施例15 1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)−4−tert.−ブチルベ ンゼン二無水物の製造 実施例7からの生成物テトラニトリルを、加水分解(実施例9e)の後で、実 施例10中で述べた手順を使用して標題の二無水物に転換させた。式 の二無水物を、アセトニトリル/無水酢酸(9:1 v/v)から再結晶させた 。分析データ、収率及び融点を、表2中に与える。 実施例16 1,2−ビス−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)−3−フルオロベンゼン二 無水物の製造 実施例8からの生成物テトラニトリルを、加水分解(実施例9g)の後で、実 施例10中で述べた手順を使用して標題の二無水物に転換させた。式 の二無水物を、アセトニトリル/無水酢酸(10:1 v/v)から再結晶させ た。分析データ、収率及び融点を、表2中に与える。 ポリマー合成 実施例10〜16において合成されたカテコールベースの二無水物から誘導さ れたポリ(エーテル−イミド)はすべて、実施例17において十分に述べられた 一般的な手順によって合成された。あり得る変更は、特定の実施例において引用 されている。幾つかの合成において使用されたジアミンは、実施例の標題中のコ ードによってそして表3中のそれらの構造式によって同定される。製造されたポ リマー及びコポリマーの特性決定の詳細は表4及び5中に与えられ、そしてこれ らの及びその他の表においては、使用された二無水物は、実施例17〜45中の 無水物の系統的な名前によって与えられるコードによって識別される。 実施例17 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びm−フェニレンジアミン(MPD)からのポリマーの製造 2.702g(0.025モル)の昇華させたm−フェニレンジアミン(Fl uka)を、磁気撹拌機バーを備えたフラスコ中で100mlの無水ジメチルア セトアミド(DMAC)中に溶かした。10.05g(0.025モル)の1, 2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)(実施 例1において合成されたテトラニトリル及び実施例9aにおける無水物から実施 例10において合成された)を、室温で撹拌しながら一度に添加した。20時間 後に、粘性溶液を無水酢酸とピリジンの40mlの50:50混合物によってイ ミド化した。この混合物を、撹拌しながら、6時間の間放置せしめた。次に、混 合物を41のメタノール中に沈殿せしめ、そしてメタノール中で煮沸して残留溶 媒を除去した。ポリマーを濾別しそして乾燥させ、100mlのクロロホルム中 に再溶解させそして再沈殿させた。最後の収量は、塩素化炭化水素(CH2Cl2 、CHCl3)、DMAC、NMP及びクレゾール中に可溶性の11.9gの白 いポリマーであった。このポリマーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ ーによって測定して、分子量Mn=11,700、Mw=44,000及びMpeak =62,000g モル-1を有していた。このポリマーのガラス転移温度は表4 中に与える。360℃で溶融した時に、溶融液から長い繊維を引くことができた 。 実施例18 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びp−フェニレンジアミン(PPD)からのポリマーの製造 ポリマーをイミド化に際して沈殿させた以外は、実施例17中で述べた手順に 従って0.001モルのPPD(Aldrich Chem.Co.)及び0. 001モルのCBAからポリマーを製造した。生成物 をメタノール中で煮沸した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例19 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 び4,4’−ジアミノフェニルエーテル(ODA)からのポリマーの製造 0.200g(0.001モル)の4,4’−ジアミノフェニルエーテル(超 純粋、BPからの)を、磁気撹拌機バーを備えたフラスコ中で5mlの無水DM AC中に溶かした。0.402g(0.001モル)の1,2−ビス(3,4− カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(実施例11に従って合成された)を 、室温で撹拌しながら一度に添加した。20時間後に、粘性溶液を無水酢酸とピ リジンの1.4mlの50:50混合物によってイミド化して、塩素化炭化水素 (CH2Cl2、CHCl3)、DMAC、NMP及びクレゾール中に可溶性な0 .56gのレモン色のポリマーを生成させた。このポリマーは208℃のガラス 転移温度を有していた。 実施例20 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 び3,4’−ジアミノフェニルエーテル(3,4−ODA)からのポリマーの製 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルの3,4−ODA(Ken ,nedy and Klim)及び0.001モルのCBAからポリマーを製 造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例21 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(C BA)及びTPE−Qからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのTPE−Q(Kenne dy and Klim)及び0.001モルのCBAからポリマーを製造した 。3時間のイミド化の後で、ポリマーはゲルを生成させたが、これをメタノール との煮沸によって抽出した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例22 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びTPE−Rからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのTPE−R(Kenne dy and Klim)及び0.001モルのCBAからポリマーを製造した 。3時間のイミド化の後で、この系は半透明なゲルになったが、これをメタノー ルとの煮沸によって抽出した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例23 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びBAPBからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのBAPB(Kenned y and Klim)及び0.001モルのCBAからポリマーを製造した。 2時間のイミド化の後で、ポリマーが沈殿したが、これを煮沸メタノールで洗浄 した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例24 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びテトラメチルフェニレンジアミン(TMpPD)からのポリ マーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのTMpPD(Aldri ch Chem.Co.)及び0.001モルのCBAからポリマーを製造した 。このポリマーはイミド化に際して溶液中に留まった。生成物の詳細を表4中に 与える。 実施例25 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 び3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)からのポリマーの製 0.243g(0.001モル)の3,3’,5,5’−テトラメチルベンジ ジン(Aldrich Chem.Co.)を、磁気撹拌機バーを備えたフラス コ中で5mlの無水DMAC中に溶かした。0.402g(0.001モル)の 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(実施例11 に従って合成された)を、室温で撹拌しながら一度に添加した。20時間後に、 粘性溶液を無水酢酸とピリジンの1.4mlの50:50混合物によってイミド 化して、塩素化炭化水素CHCl3、DMAC、NMP及びクレゾール中に可溶 性な0.60gのポリマーを生成させた。 実施例26 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びBAPからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのBAP(Kennedy Kilm Inc.)及び0.001モルのCBAからポリマーを製造した。 生成物の詳細を表4中に与える。 実施例27 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びBAAFからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのBAAF(Britis h Petroleum)及び0.001モルのCBAからポリマーを製造した 。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例28 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びMBXDからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのMBXD(Kenned y and Klim Inc.)及び0.001モルのCBAからポリマーを 製造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例29 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)及 びDApTPからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って0.001モルのDApTP(Lanca ster Synthesis)及び0.001モルのCBAからポリマーを製 造した。イミド化の間に、ポリマーが半透明なゲルとして析出した。生成物の詳 細を表4中に与える。 実施例30 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−3−メチルベンゼン二無水物 (3−MCBA)及びODAからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのODA及び0.001 モルの3−MCBA(実施例5において合成されそして実施例1 0における手順に従って加水分解されたテトラニトリルから実施例13における ようにして合成された)からポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与え る。 実施例31 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−4−メチルベンゼン二無水物 (4−MCBA)及びODAからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのODA及び0.001 モルの4−MCBA(実施例6において合成されそして実施例10における手順 に従って加水分解されたテトラニトリルから実施例14におけるようにして合成 された)からポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例32 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−4−tert.−ブチルベン ゼン二無水物(4−tBCBA)及びODAからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのODA及び0.001 モルの4−tBCBA(実施例7において合成されそして実施例10における手 順に従って加水分解されたテトラニトリルから実施例15におけるようにして合 成された)からポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例33 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−3,5−ジtert.−ブチ ルベンゼン二無水物(3,5−tBCBA)及びODAからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのODA及び0.001 モルの3,5−tBCBA(実施例6において合成されそして実施例3における 手順に従って加水分解されたテトラニトリルから実施例12におけるようにして 合成された)からポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例34 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−3−フルオロベンゼン二無水 物(3−FCBA)及びODAからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのODA及び0.001 モルの3−FCBA(実施例6において合成されそして実施例8における手順に 従って加水分解されたテトラニトリルから実施例16におけるようにして合成さ れた)からポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例35 2,3−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ナフタレン二無水物(2,3− NBA)及びODAからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルの2,3−NBA及び0 .001モルの2,3−NBA(実施例6において合成されそして実施例4にお ける手順に従って加水分解されたテトラニトリルから実施例11におけるように して合成された)からポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例36 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−3−メチルベンゼン二無水物 (3−MCBA)及びMPDからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのMPD及び0.001 モルの3−MCBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与える。 実施例37 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−3−メチルベンゼン二無水物 (3−MCBA)及びTPE−Qからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのTPE−Q及び0.0 01モルの3−MCBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与え る。 実施例38 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−4−メチルベンゼン二無水物 (4−MCBA)及びTPE−Qからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのTPE−Q及び0.0 01モルの4−MCBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与え る。 実施例39 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)−3,5−ジ−tert.−ブ チルベンゼン二無水物(3,5−tBCBA)及びPPDからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのPPD及び0.001 モルの3,5−tBCBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与 える。 実施例40 2,3−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ナフタレン二無水物 (2,3−NBA)及びMPDからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのMPD及び0.001 モルの2,3−NBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与える 。 実施例41 2,3−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ナフタレン二無水物(2,3− NBA)及びBAPBからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのBAPB及び0.00 1モルの2,3−NBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与え る。 実施例42 2,3−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ナフタレン二無水物(2,3− NBA)及びMBXDからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのMBXD及び0.00 1モルの2,3−NBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表4中に与え る。 実施例43 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)、 並びにMPD(0.9)及びPPD(0.1)からのコポリマーの製造 0.0225モルのMPD及び0.0025モルのPPDを、磁気撹拌機バー を備えたフラスコの中で、100mlの無水ジメチルアセトアミド(DMAC) 中で一緒に溶かした。0.025モルのCBAを、室温で撹拌しながら一度に添 加した。20時間後に、粘性溶液をイミド化 させ、そして実施例10中で述べたようにしてコポリマーを回収した。 実施例44 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)、 並びにMPD(0.7)及びPPD(0.3)からのコポリマーの製造 実施例43において述べた手順に従って0.0175モルのMPD、0.00 75モルのPPD及び0.025モルのCBAからコポリマーを製造した。1時 間のイミド化の後で、系はゲルになった。 実施例45 1,2−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(CBA)、 並びにMPD(0.5)及びPPD(0.5)からのコポリマーの製造 実施例43において述べた手順に従って0.0125モルのMPD、0.01 25モルのPPD及び0.025モルのCBAからコポリマーを製造した。1時 間のイミド化の後で、ゲルが生成した。 比較のポリマー 比較の目的のために、ビス(エーテル無水物)、HBA及びRBAのサンプル を、上の手順に従って、それぞれ、ヒドロキノン及びレゾルシノールから製造し た。まず、実施例1において述べたのと同じ手順を使用して4−ニトロフタロニ トリルによるニトロ置換によってテトラニトリルを製造した。次に、実施例9及 び10に従って、テトラニトリルを四酸にそしてそれ故無水物に転換させた。テ トラニトリル及び無水物に関する分析データは、理論とそしてTakekosh iによって以前に 報告されたデータ(T.Takekoshi,,J.Polym.Sci.,P olym.Symp.,1986 74 93)と一致した。無水物から製造さ れたポリマーを、以下の比較例において述べる。 比較例A 1,4−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(HBA及び MPDからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのMPD及び0.001 モルのHBAからポリマーを製造した。イミド化の間に、ポリマーはゲルの塊を 生成させたが、これをメタノールと共に煮沸させることによって抽出した。生成 物の詳細を表5中に与える。 比較例B 1,3−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(RBA及び MPDからのポリマーの製造 実施例17中で述べた手順に従って、0.001モルのMPD及び0.001 モルのRBAからポリマーを製造した。イミド化の間に、ポリマ ーは沈析したが、これをメタノールと共に煮沸させることによって抽出した。生 成物の詳細を表5中に与える。 比較例C 1,4−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(HBA及び ODAからのポリマーの製造 比較例B中で述べた手順に従って、0.001モルのODA及び0.001モ ルのHBAからポリマーを製造した。イミド化に際して、ポリマーは沈析したが 、これをメタノールと共に煮沸させることによって抽出した。生成物の詳細を表 5中に与える。 比較例D 1,3−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(RBA及び ODAからのポリマーの製造 比較例B中で述べた手順に従って、0.001モルのODA及び0.001モ ルのRBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表5中に与える。 比較例E 1,4−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(HBA及び MPDからの低分子量ポリマーの製造 比較例B中で述べた手順に従って、0.025モルのMPD及び0.0237 5モルのHBAからポリマーを製造したが、。イミド化に際してポリマーは溶液 中に留まりそして実施例1におけるように抽出された。生成物の詳細を表5中に 与える。より低い分子量のポリマーを製造するために化学量論的なアンバランス を使用し、段階重合の標準的な原理に従ってより大きな溶解度のポリマーを製造 することを試みた。 比較例F 1,4−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(HBA及び TPE−Rからのポリマーの製造 比較例B中で述べた手順に従って、0.001モルのTPE−R及び0.00 1モルのHBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表5中に与える。 比較例G 1,4−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(HBA及び TPE−Rからのポリマーの製造 比較例B中で述べた手順に従って、0.001モルのTPE−R及び0.00 1モルのRBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表5中に与える。 比較例H 1,4−ビス(3,4−カルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物(HBA及び BAPBからのポリマーの製造 比較例B中で述べた手順に従って、0.001モルのBAPB及び0.001 モルの2,3−NBAからポリマーを製造した。生成物の詳細を表5中に与える 。 ポリマー分子量 分子量は、溶出物として1モル濃度の塩化リチウムをそしてポリスチレン検量 を使用するゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定した。Mpeak として引用された分子量は、記されたポリマーに関するゲルパーミエーションク ロマトグラフィーのピークでの分子量である。 ポリマー溶解度及びガラス転移温度 ポリマーの溶解度を、クロロホルム、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF )、ジメチルアセトアミド(DMAC)、N−メチルピロリジノン(NMP)及 びクレゾール中で測定した。溶媒力は、 クロロホルム<DMF<DMAC<NMP<クレゾール の順序で増加し、そして表の中でポリマー溶解度を規定する際には、記号sは、 使用されたすべての溶媒における溶解度を示し、そして単一の溶媒が明記されて いる場合には、引用されたポリマーは室温でその溶媒中に、そして上の順序に従 って一層強力な溶媒中に可溶性であった。 ガラス転移温度は、Perkin Elmer DSC2で測定した。この仕 事において測定された温度は、転移開始温度であった。 CBAを基にした幾つかのポリマーの溶解度及びガラス転移温度を、同じジア ミンとHBA及びRBAを基にした対応するポリマーのものと比較する。データ を表4及び5中に提示し、そして表7中で集約する。 熱安定性 幾つかのポリマーの熱安定性を熱重力分析によって測定した。測定は、Per kin Elmer TGA7の助けによって行った。結果を表6中に提示する 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イーストモンド, ジエフリー・チヤール ズ イギリス・ウイラル エル63 5キユーエ イチ・ハイヤーベビントン(番地なし) (72)発明者 パプロトニー, ジヤージイ イギリス・リバプール エル17 1エイエ イチ・グリーンバンクレイン(番地なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 繰り返し単位 [式中、 Ar1は、1,2−ナフチレン、2,3−ナフチレン又は であり、 Ar2は、一個以上の芳香環を含むアリーレン基であり、そして R1、R2、R3及びR4は、互いに独立に、水素、塩素、フッ素、1〜 10個の炭素原子を含むアルキル、又はフェニルである] を含んで成るポリ(イミド−エーテル)。 2. 前記繰り返し単位が(I)又は(II)である、請求の範囲第1項に記 載のポリ(イミド−エーテル)。 3. Ar1である、請求の範囲第2項に記載のポリ(イミド−エーテル)。 4. R1、R2、R3及びR4が水素であるか、 R1及びR3が水素であり、そしてR2及びR4がt−ブチルであるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がt−ブチルであるか、 R1がメチルであり、そしてR2、R3及びR4が水素であるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がメチルであるか、又は R1がフッ素であり、そしてR2、R3及びR4が水素である、請求の範囲第3項 に記載のポリ(イミド−エーテル)。 5. R1がアルキルであり、そして、R2、R3及びR4が水素であるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がアルキルであるか、又は R1及びR3がアルキルであり、そしてR2及びR4が水素である、請求の範囲第 3項に記載のポリ(イミド−エーテル)。 6. R1、R2、R3及びR4が水素である、請求の範囲第3項に記載のポリ( イミド−エーテル)。 7. Ar2が1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、4,4’−ビフェ ニレン、3,4’−ビフェニレン、3,3’−ビフェニレン、2,4’−ビフェ ニレン、2,2’−ビフェニレン、2,6−ナフチレン、 [式中、 Xは、アルキレン、アルキリデン、−S−、−O−、−C(CF32−若しく は−SO2−である] であるか、又は [式中、 nは0若しくは1であり、そして mは0、1若しくは2であり、 但し、ベンゼン環の各々は、環を接続する結合若しくは基によってメタ若しく はパラ置換されているという条件がある] である、請求の範囲第1項に記載のポリ(イミド−エーテル)。 8. Ar2が1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、4,4’−ビフェ ニレン、3,4’−ビフェニレン、3,3’−ビフェニレン、2,4’−ビフェ ニレン、2,2’−ビフェニレン、2,6−ナフチレ ン、 [式中、 Xは、アルキレン、アルキリデン、−S−、−O−、−C(CF32−若しく は−SO2−である] か、又は [式中、 nは0若しくは1であり、そして mは0、1若しくは2であり、 但し、ベンゼン環の各々は、環を接続する結合若しくは基によってメタ若しく はパラ置換されているという条件がある] である、請求の範囲第2項に記載のポリ(イミド−エーテル)。 9. Ar2が1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、4,4’−ビフェ ニレン、3,4’−ビフェニレン、3,3’−ビフェニレン、2,4’−ビフェ ニレン、2,2’−ビフェニレン、2,6−ナフチレン、 [式中、 Xは、アルキレン、アルキリデン、−S−、−O−、−C(CF32−若しく は−SO2−である] か、又は [式中、 nは0若しくは1であり、そして mは0、1若しくは2であり、 但し、ベンゼン環の各々は、環を接続する結合若しくは基によってメタ若しく はパラ置換されているという条件がある] である、請求の範囲第5項に記載のポリ(イミド−エーテル)。 10. Ar2が1,4−フェニレン、1,3−フェニレン、又は である、請求の範囲第8項に記載のポリ(イミド−エーテル)。 11. R1、R2、R3及びR4が水素である、請求の範囲第10項に記載のポ リ(イミド−エーテル)。 12. 式 [式中、 Ar1は、1,2−ナフチレン、2,3−ナフチレン又は であり、そして R1、R2、R3及びR4は、互いに独立に、水素、フッ素、塩素、1〜10個の 炭素原子を含むアルキル、若しくはフェニルである] の化合物。 13. 前記式が(IV)又は(V)である、請求の範囲第12項に 記載の化合物。 14. Ar1である、請求の範囲第13項に記載の化合物。 15. R1、R2、R3及びR4が水素であるか、 R1及びR3が水素であり、そしてR2及びR4がt−ブチルであるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がt−ブチルであるか、 R1がメチルであり、そしてR2、R3及びR4が水素であるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がメチルであるか、又は R1がフッ素であり、そしてR2、R3及びR4が水素である、請求の範囲第14 項に記載の化合物。 16. R1がアルキルであり、そして、R2、R3及びR4が水素であるか、 R1、R3及びR4が水素であり、そしてR2がアルキルであるか、又は R1及びR3がアルキルであり、そしてR2及びR4が水素である、請求の範囲第 14項に記載のポリ(イミド−エーテル)。 17. R1、R2、R3及びR4が水素である、請求の範囲第14項に記載の化 合物。
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