JPS5811455B2 - ポリイミド粉体の製造方法 - Google Patents

ポリイミド粉体の製造方法

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JPS5811455B2
JPS5811455B2 JP7533281A JP7533281A JPS5811455B2 JP S5811455 B2 JPS5811455 B2 JP S5811455B2 JP 7533281 A JP7533281 A JP 7533281A JP 7533281 A JP7533281 A JP 7533281A JP S5811455 B2 JPS5811455 B2 JP S5811455B2
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polyimide
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reaction
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五十嵐一雅
山口勝彦
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Nitto Denko Corp
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Nitto Electric Industrial Co Ltd
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はポリイミド粉体の製造方法に関し、さらに詳
しくはポリイミド前駆体たとえばポリアミド酸の溶液か
ら直接ポリイミド粉体を製造する方法に関する。
従来、ポリイミド粉体の製造は、たとえば水の如きポリ
マー不溶溶媒などにポリアミド酸溶液を投じ、生成する
沈殿を回収し、これを加熱などの方法で閉環(イミド化
)シ、機械的に粉砕してポリイミド粉体としていた。
また、他の方法として、エチレングリコールなどのポリ
マー不溶溶媒中でポリアミド酸スラリーを合成し、F側
稜加熱閉環してポリイミド粉体を形成していた。
しかし、これら従来公知の粉体製造方法では程度の差こ
そ有れ、沈殿、分離、加熱閉環、粉砕、分級などの粉体
製造のための多くの工程を経ることになり、工程増加と
それに伴う最終製品のコストアップを免れず、また各工
程に必要とされる副資材ないし装置その他の設備上の不
利をさけられなかった。
この発明者らは、どのような情況を考え、工程の簡素化
を計らんがため親電検討した結果、ポリアミド酸溶液か
ら直接ポリイミド粉体を製造し得る方法を確立するに到
ったものである。
すなわち、この発明はポリイミド前駆体溶液の液面にイ
ミド化皮膜を形成してこの皮膜により上記溶液を密閉系
とする第1の工程と、密閉系内の筆記溶液を加熱処理し
てイミド化(閉環)反応を行なわせる一方、この反応で
副生じかつ密閉系内に取り込まれる低分子化合物によっ
てイミド化生成物を粒子状に析出させる第2の工程とを
含むことを特徴とするポリイミド粉体の製造方法に係る
ものである。
このように、この発明においては、ポリイミド前駆体溶
液の液面にまず適度な厚みのイミド化皮膜を形成して上
記溶液を密閉系となし、そのご密閉系内の上記溶液を加
熱処理してイミド化反応を行なわせ、この反応で副生ず
る低分子化合物、たとえばポリイミド前駆体がポリアミ
ド酸つまりテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの縮
合物であれば水、またテトラカルボン酸の低級エステル
とジアミンとの縮合物であれば低級アルコールなどを密
閉系内に取り込ませることにより、この低分子化合物の
ポリイミド前駆体ないし生成ポリイミドに対する溶解度
低下機能を利用して、連続的なイミド化反応によって生
成するイミド化生成物を粒子状に沈殿析出させるように
したものである。
この方法によれば、ポリイミド前駆体溶液の液面部分を
僅かに皮膜形成する以外は、前駆体溶液から直接粒状の
ポリイミドを析出生成させることができ、塊状のポリイ
ミドを形成し粉砕していた従来の方法に較ベポリイミド
粉体の製造が著るしく簡単となる。
この発明の第1の工程においては、ポリイミド前駆体溶
液の液面にイミド化皮膜を形成するが、この皮膜形成は
一般に液面部分に熱風を吹き付けることにより行なうこ
とができる。
イミド化皮膜は飽くまでも上記溶液を密閉系とするもの
であるから、これが完全にイミド化されていることはと
くに要求されない。
したがって、上記熱風の温度は液面に皮膜状物を形成し
うる程度の温度であればよい。
通常は150〜200℃である。イミド化皮膜の厚みは
、とくに限定されないが。
一般には10〜100μ、好ましくは20〜50μとす
るのがよい。
この厚みは、熱風の温度、時間などによって適宜設定で
きるものであり、実用上、150〜200℃で1〜3時
間程度の条件で充分である。
この発明の第2の工程は、上記イミド化皮膜を形成した
のち、密閉系内のポリイミド前駆体溶液を適宜の手段で
加熱処理することからなり、その処理温度は通常200
〜300℃程度、処理時間は12〜24時間程度である
この処理中、イミド化反応が進行し、この進行に伴なっ
て粒状のイミド化生成物が沈殿析出してくる。
処理の終点は、密閉系内にとじ込められた低分子化合物
によって内圧が増加し、液面部分に形成したイミド化皮
膜にクラックが生じ、系内の低分子化合物が大気中に放
出されるような状態となったときとするのが便利である
この発明に適用されるポリイミド前駆体溶液は、前駆体
がポリアミド酸からなるもの、すなわちイミド化反応に
よって副成する低分子化合物が縮合水となるものがとく
に好適である。
しかし上記低分子化合物として低級アルコール類を副生
ずるようなポリイミド前駆体からなるものであってもよ
く、他に密閉系内に閉じ込められたときポリイミド前駆
体ないし生成ポリイミドの溶解度を効率的に低下させう
るような低分子化合物を副生しうるものであれば広く適
用できる。
ポリイミド前駆体溶液の濃度は、イミド化皮膜の形成、
ポリイミドの沈殿析出、析出ポリイミドの粒度などに影
響するため、前駆体や有機溶剤の種類などに応じて適宜
の範囲に設定されることが望ましい。
一般には、5〜35重量係重量くに好適には15〜25
重量係と重量のがよい。
この発明においてとくに好適に適用できるポリアミド酸
溶液は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機
溶媒中で縮合反応させることにより得ることができる。
テトラカルボン酸二無水物としては通常は芳香族系のも
のが好ましく用いられる。
上記に用いるテトラカルボン酸二無水物は、つぎ一般式
(■); (Arは4価の有機基である) で表わされるものであり、その具体例としては、たとえ
ばピロメリット酸二無水物、3・3′・4・41−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3・3′・4・
4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2・3・
3′04′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2
・3・6・7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、
1・2・5・6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
、1・4・5・8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、2・2′−ビス(3・4−ジカルボキシフェニル)
プロパンニ無水物、ビス(3・4−ジカルボキシフェニ
ル)スルホンニ無水物、ビス(3・4−ジカルボキシフ
ェニル)エーテルニ無水物、2・2′−ビス(2・3−
ジカルボキシフェニル)フロパンニ無水物、1・1′−
ビス(2・3−ジカルボキシフェニル)エタンニ無水物
、ベンゼン−1・2・3・4−テトラカルボン酸二無水
物、2・3・6・7−アントラセンテトラカルボン酸二
無水物、■・2・7・8−フェナントレンテトラカルボ
ン酸二無水物などがある。
ジアミンはつぎの一般式(2); %式%(2) (Rは2価の有機基である) で示されるものであって、芳香族ジアミン、脂肪族ジア
ミン、脂環族ジアミンがいずれも使用可能であるが、好
適なるジアミンは芳香族ジアミンである。
この芳香族ジアミンの具体例はあえて列挙するまでもな
いが、その代表例につき例示すれば。
たとえばパラフェニレンジアミン メタフェニレンジア
ミン、4・4′−ジアミノジフェニルメタン、4・4′
−ジアミノジフェニルエーテル、2・2′−ビス(4−
アミノフェニル)プロパン、3・3′〜ジアミノジフエ
ニルスルホン 4・4′−ジアミノジフェニルスルホン
、4・4′−ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジジ
ン、パラ−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、メ
タ−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、メタキシ
リレンジアミン、パラキシリレンジアミンなどが挙げら
れる。
テトラカルボン酸二無水物とジアミンとからポリイミド
前駆体ポリマーであるポリアミド酸を合成する際の原料
上ツマ−の使用割合は、当モルとなるようにするのが好
ましいが、わずかの範囲内であればどちらかが過剰量に
なっていても差しつかえない。
重合反応は従来公知の方法に準じて行なえばよく、一般
に有機溶媒の存在下、窒素ガス気流中で重合発熱を勘案
して通常60℃以下、とくに好適には30℃以下に制限
しながら高い重合度が得られるまで反応させればよい。
この重合度は反応物の固有粘度〔η〕を調べることによ
って簡単に検知できるものである。
有機可溶性溶媒としては、たとえばN−メチル−2−ピ
ロリドン、N−N’−ジメチルアセトアミド、N−N’
−ジメチルホルムアミド、NQN’−ジメチルスルホキ
シド ヘキサメチルホスホルアミドなどの高極性塩基性
溶媒が用いられる。
この種の溶媒はいずれも吸湿性が大きく、吸湿された水
は重合時の分子量の低下、貯蔵安定性の低下の原因とな
るので使用に先だって脱水剤で充分に脱水しておくのが
よい。
またこれらの溶媒とともにトルエン、キシレン、ベンゾ
ニトリル、ベンゼン、フェノールの如き汎用溶媒を併用
することもできる。
しかしその使用量は生成ポリアミド酸の溶解度を低下さ
せない範囲にすべきである。
以下に、この発明の実施例を記載する。
以下においてポリアミド酸の重合度(分子量)を示すパ
ラメーターとして固有粘度〔η〕を用いるが、この固有
粘度は溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを使用し
、測定湯度30±0.01℃(恒温槽)で次式にしたが
って求めたものである。
(η)=ln(t/lo)/C t:ウベローデ粘度計で測定されるポリマー溶液の落下
時間 to;上記同様に測定される溶媒の落下時間C;ポリア
ミド酸の濃度(9,5重量係とした)また、生成するポ
リイミド粉体の重量平均粒子径(X)は、セイシン企業
■製5KN−500型光透過式粒度分布測定機を用いて
、重量累積分布を求め、分布50重量%の粒子径を平均
粒径として求めたものである。
実施例 1 攪拌装置、冷却管、温度計、窒素置換装置を付した50
0m1フラスコに、五酸化リンで一昼夜乾燥し、その後
減田蒸留した精製N−メチル−2−ピロリドン279.
9gを加え、4・4′−ジアミノジフェニルエーテル2
0.0g(0,10モル)を仕込み、溶解するまで攪拌
した。
完全に溶解した後、3・3′・4・4′−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物29.4g(0,10モル)を
徐々に加え、透明粘稠溶液となるまで攪拌した。
生成ポリアミド酸の固有粘度は〔η)=2.00であっ
た。
この溶液100gをアルミニウムシャーレに移し、15
0℃の熱風乾燥機中に1時間放置し、液面に透明ポリイ
ミド皮膜を形成した。
その後容器を250℃固定式乾燥機に移し換え24時間
加熱処理した。
この時点でポリイミド皮膜にクラックが生じ、X=25
.5μmの黄色ポリイミド粒子の粉体が13.3g得ら
れた。
この様にして形成されたポリイミド粉体の赤外吸収スペ
クトルは、1780cm−1および1720m”にイミ
ド基形成に基づく〉C=0の吸収が認められた。
実施例 2 実施例1と同様にして精製N−メチル−2−ピロリドン
236.9g、 ピロメリット酸二無水物21.8g(
0,10モル)、4・4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル20.0g(0,10モル)より固有粘度〔η〕=1
.97のポリアミド酸溶液を作成した。
この溶液100gをアルミニウムシャーレに移し、17
0℃熱風乾燥機中に2時間放置して液面にポリイミド皮
膜を形成し、ついで300℃固定式乾燥機に12時間放
置したところ、X=22.3μmの黄色ポリイミド粉体
が得られた。
この粉体は、1780cm−’と1720cm−”にイ
ミド基ンC=Oの吸収が認められた。
実施例 3 実施例1と同様にして精製N−N’−ジメチルホルムア
ミド227.8g、3・3′・4・4′−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物29.4g(0,10モル)、
パラフェニレンジアミンxo、sg(o、i。
モル)より固有粘度〔η〕=1.87のポリアミド酸溶
液を作成した。
この溶液100gをアルミシャーレに移し、150℃熱
風乾燥機中に1時間放置して液面にポリイミド皮膜を形
成し、ついで250℃固定式乾燥機に12時間放置して
X=23.0μmの黄褐色ポリイミド粉体を形成した。
この粉体は、1780cm−1および1720cm−1
にイミド基形成に基づ<>C=Oの吸収が認められた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリイミド前駆体溶液の液面にイミド化皮膜を形成
    してこの皮膜により上記溶液を密閉系となす第1の工程
    と、密閉系内の上記溶液を加熱処理してイミド化(閉環
    )反応を行なわせる一方、この反応で副生じかつ密閉系
    内に取り込ませる低分子化合物によってイミド化生成物
    を粒子状に析出させる第2の工程とを含むことを特徴と
    するポリイミド粉体の製造方法。 2 ポリイミド前駆体溶液がポリアミド酸溶液からなり
    、イミド化反応で副生ずる低分子化合物が縮合水からな
    る特許請求の範囲第1項記載のポリイミド粉体の製造方
    法。
JP7533281A 1981-05-18 1981-05-18 ポリイミド粉体の製造方法 Expired JPS5811455B2 (ja)

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JPS62250921A (ja) * 1986-04-25 1987-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 浴槽水浄化装置

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