JPS59179624A - フラン再含浸樹脂 - Google Patents

フラン再含浸樹脂

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JPS59179624A
JPS59179624A JP58223992A JP22399283A JPS59179624A JP S59179624 A JPS59179624 A JP S59179624A JP 58223992 A JP58223992 A JP 58223992A JP 22399283 A JP22399283 A JP 22399283A JP S59179624 A JPS59179624 A JP S59179624A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭素/炭素複合材のマルチ・サイクル再含浸
(reimpregnation )  に%に有用な
、ポリマー鎖中に化学結合した可変のタングステン対炭
素原子比を含む熱硬化性無溶媒ポリマーに関するO 航空宇宙製品の進歩に伴って、高密度を有する炭素/炭
素複合材が広く用いられるようになった。
炭素/炭素接合材の下記の3つの高密度化方法の1つ又
はそれらの組み合わせが通常用いられる0fl)  高
温圧密(consolidation )(2)化学蒸
着 (3)  マルチ・サイクル再含浸。
大型部品や複雑な形が関与する用途では、マルチ・サイ
クル再含浸が特別調合ポリマーの使用による耐酸化およ
びエネルギー吸収特性の最も有効な賦与方法であること
がわかった。
再含浸樹脂は、炭素/炭素複合材の特有のボイド中へ液
体として導入される熱硬化性ポリマーである。後でこの
樹脂を硬化させかつ熱処理して、複合材の密度を増加す
る。最終用途に応じて選ばれたポリマーが、複合材へ特
別な所望特性を賦与する。実用価値のある再含浸樹脂は
、再含浸工程中に適当に低い粘度を保たねばならず、加
えて比較的高い炭化生成物収量(char yield
 )  を示さねばならない。fマルチ・サイクル再含
浸lとは、再含浸プロセスを多数回反復するときに適用
される用語である。
ロバートC,シャファー(Robert C,5haf
fer)の米国特許第4,185,045号は、タング
ステンおよび(又は)モリブデン金属原子を組み込んだ
熱可塑性および熱硬化性樹脂を記載している。
金属原子は、少なくとも1個の遊離カルンIキンル基を
含むモノマー又はポリマーをタングステンカルボニル又
はモリブデンカルボニルとピロリジンとの反応生成物と
反応させてポリマーを得ることによってポリマー甲へ組
み込まれる。得られたポリマーは再含浸樹脂として有用
であると記載されている。しかし、上記特許に記載され
ているポリマーはマルチ・サイクル再含浸ポリマーとし
て使用するために特別に設計されたものでFiない。
本発明者らは、今回、2−フランアクリル酸又は2−フ
ランカルゲン酸全タングステンカルゲニルとピロリジン
との反応生成物と反応させることによって、適当なマル
チ・サイクル再含浸ポリマーを製造することができるこ
とを発見した。かくして得られた暗色粘稠ポリマーは、
そのまま使用することができ、あるいはフルフリルアル
コール又はジエノフイリツク(dlenophlllc
 )エステルと共重合させて種々の金属含量を含む熱硬
化性マルチ・サイクル再含浸樹脂を得ることができる。
本発明のポリマーは、中程度の温度で比較的低粘度であ
るので、溶媒無しでマルチ・サイクル再含浸に使用する
ことができる。さらに、反応成分の量を適当に選ぶこと
によって、ポリマー分子中でタングステンを原子形に保
持しながらタングステン含量を正確に変化させることが
できる。金楓含量を最高にするためには、ポリマー鎖中
に化学結合したタングステン原子を含むフランペースポ
リマーヲ、生のま\でマルチ・サイクル再含浸プロセス
で使用することができる。
本発明のポリマーを製造するためには、まずタングステ
ンカルボニルとピロリジンとを反応させて錯体を製造す
る。タングステンカルボニルとげロリジンとの反応は、
文献、例えばホウルズ(Fowles )  らのl■
族族金属カルデシルピロリジン、ピペラジン、モルホリ
ンとの反応(ThereacNons of Grou
o XAMetal Carbonyls WithP
yrrolidine、 Plperazine an
d Morpholine ) ’Chemistry
 )Vol、 3. A2. 1964.257−25
9頁〕と題する論文中に記載されている数種の方法のう
ちの1つで達成され得る。ピロリジン−タングステンカ
ルボニル錯体からなる反応生成物を、次に行う反応のた
めに粉砕して微粉末にする。ピロリジン−タングステン
カル日?ニル錯体の反応生成物は、タングステン力ルゼ
ニル1モルに対シて少なくとも2モルのピロリジンを含
むと考えられる。
2−フランアクリル酸又は2−フランカル♂ン酸とピロ
リジン−タングステンカルボニル反応生成物との反応は
、再成分を混合し、好ましくは約150°〜1600の
範囲内で、約2〜4時11」、反応混合物を加熱するこ
とによって行われる。酸と反応させるビロリジンータン
グステンカルゲニル反応生成物の量は、広範囲に変える
ことができる。好1しくは、ビロリジンータングステン
カルデニル反応生成物1モルにつき約2モルのit−反
応させる。フランアクリル酸およびフランカル?ン酸の
融点が比較的低いので、溶媒を用いずに金属高含有ポリ
マーを合成することができる。この性質は、本発明のタ
ングステン含有ポリマーの比較的低粘度および炭化生成
物高収量と相俟って、これらのポリマーをマルチ・サイ
クル再含浸ポリマーとして特に好適なものにしている。
本発明のポリマーは、熱oJ塑性と熱硬化性の両性質を
具備している。すなわち、約180℃までの7゛晶度で
は熱可塑性であり、つまり、熱せられると低粘度の流動
性物質となり、冷時固化する。高温、すなわち約200
C以上では、熱可硬化性となり、つまり硬化可能ζなる
・ マルチ・サイクル再含浸ポリマー中の低金属量を得るこ
とが望ましい場合には1本発明のポリマーを、フルフリ
ルアルコール又はジエノフイリツク(dienophi
lic )−1−ステルのようなもう1つの物質と共重
合させることができる。最終樹脂、中の金属の量は、共
重合プロセス中に用いられる本発明(D yj? IJ
マ一対ゾレポリマーの比によって調節することができる
。本発明のタングステン含有ポリマーと重合させること
ができるジエノフイリツク(dienophilic 
)プレポリマーには、エチレン系不飽和ジカルボン酸又
は無水物をグリコールと反応させることによって得られ
るポリエヌテルゾレポリマーが含まれる。
以下の実施例は、本発明の実施のために意図される最良
の態様を示す0 実施例1 1モル当量のタングステンヘキサカルボニルシト過剰の
ピロリジンとを反応させて金属ピロリジン錯体を製造す
る。反応終了後、生成物を洗浄し。
微粉末に粉砕する。
このピロリジン−タングステンヘキサカルボニル反応生
成物1モルに2モルの2−フランアク】)ル酸を添加し
た後、反応混合物を、150〜160℃に約6時間加熱
する。透明な暗橙色ポ1ツマ−が得られる。このものは
、熱可塑性であり、室温で固体である。これを加熱して
溶融させた後。
炭素/炭素複合材のボイド中へ含浸させることによって
、炭素/炭素複合材中のマルチ噂サイクル再含浸樹脂と
して使用することができる。次にこの、3f l)マー
を210℃で4時間加熱することによって硬化させる。
この熱硬化樹脂を2次に800℃で1時間炭化させたと
き、約58重量係のタングステンを含む。
実施例2 2モルの2−フランカルボン酸ヲ加熱して溶融させる。
実施例1記載のようにして得たタングステンヘキサカル
ボニルとピロ1ノジンとの反応生成物1モルを、絶えず
攪拌しながら雄刃口する。次に2反応混合物を約150
℃に2時間力ロ熱する。透明な暗コハク色熱可塑性、J
P IJママ−得られ、このポリマーは室温で固体であ
る。このポリマーは、実施例1記載のようにマルチ・サ
イクル再含浸ポリマーとして用いることができる。
下記の実施例は、得られた樹脂の金属含量を調節するた
めの1本発明のポリマーとヅエノフーイリツク(die
nophilic )プレポリマーすなわちエチレング
リコール/無水マレイン*yevエステルプレIリマー
との共重合を示す。
実施例5 4tの反応釜中で、実施例1のポリマー490、[lO
rをフルフリルア# ニア −k 143.52tと混
合し、約60℃に加熱する。次に、反応釜をマントルか
ら取り出し、2:1モル比の無水マレイン酸/エチレン
グリコールルポリマー328、Ofを上記反応成分と完
全に混合させる。
次に2反応釜をマントルへ戻し、約150〜160℃に
、2時間加熱する。得られた生成物は。
透明、暗コハク色熱硬化性樹脂であシ、前述のように炭
素/炭素複合材用のマルチ・サイクル再含て18時間硬
化させた後、800℃に於て1時間炭化させたとき、約
26重量係のタングステンを含む炭化生成物が得られる

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2−フランアクリル酸又は2−フランカル?ン酸
    ト、タングステンカルブニルとピロリジンとの反応生成
    物である金属錯体との反応生成物。
  2. (2)上記酸が2−フランアクリル酸である、特許請求
    の範囲第1項記載の生成物。
  3. (3)上記酸が2−フランカルボン酸である、特許請求
    の範囲第1項記載の生成物。
  4. (4)  フルフリルアルコールおよび(又は)ジエノ
    フイリツクエステルと共重合させた、特許請求の範囲第
    1項記載の生成物。
  5. (5)  フルフリルアルコールおよび(又は)ジエノ
    フイリツクエステルと共重合させた、特許請求の範囲第
    2項記載の生成物。
  6. (6)  フルフリルアルコールおよび(1−j:)ジ
    エノフイリツクエステルと共重合させた、特許請求の範
    囲第3項記載の生成物。
  7. (7)上記ジエノフイリツクエステルが無水マレイン酸
    /エチレングリコールプレポリマーでアル、特許請求の
    範囲第4項記載の生成物。
  8. (8)、上記ジエノフイリツクエステルが無水マレイン
    酸/エチレングリコ〜ルプレポリマーである、特許請求
    の範囲第5項記載の生成物。
  9. (9)  上記ジエノフイリックエステルが無水マレイ
    ン酸/エチレングリコ〜ルプレポリマーである、特許請
    求の範囲第6項記載の生成物。 Ql  ヒロリジンータングステンカルゲニル反応生成
    物1モルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の範
    囲第1項記載の生成物。 αυ ピロリジン−タングステンカルボニル反応生成物
    1モルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の範囲
    第2項記載の生成物。 Hピロリジン−タングステンカルボニル反応生成物1モ
    ルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の範囲第5
    項記載の生成物。 噌 ピロリジン−タングステンカルボニル反応生成物1
    モルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の範囲第
    4項記載の生成物。 α1 ピロリジン−タングステンカルビニル反応生成物
    1モルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の範囲
    第5項記載の生成物。 崗 ピロリジン−タングステンカルボニル反応生成物1
    モルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の範囲第
    6項記載の生成物。 (le  ピロリジン−タングステンカルボニル反応生
    成物1モルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の
    範囲第7項記載の生成物。 (ロ) ピロリジン−タングステンカルぎニル反応生成
    物1モルにつき2モルの酸を反応させる、特許請求の範
    囲第8項記載の生成物。 (11ビロリジンータングステン力ルゼニル反応生成物
    1モルにつき2モルの酸を反応式せる、特許請求の範囲
    第9項記載の生成物。
JP58223992A 1983-03-29 1983-11-28 フラン再含浸樹脂 Expired JPS6042251B2 (ja)

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US06/479,926 US4540764A (en) 1983-03-29 1983-03-29 Reaction product of tungsten carbonyl/pyrrolidine complex with a furan acid

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Publication Number Publication Date
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JPS6042251B2 JPS6042251B2 (ja) 1985-09-20

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JP (1) JPS6042251B2 (ja)
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FR (1) FR2543557B1 (ja)
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US4540764A (en) 1985-09-10
GB8331188D0 (en) 1983-12-29
GB2137634B (en) 1986-05-14
GB2137634A (en) 1984-10-10
FR2543557B1 (fr) 1988-01-15
DE3342357A1 (de) 1984-10-11
DE3342357C2 (de) 1986-02-27
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