JPS59223726A - Chemical ring closure of polyamic acid - Google Patents

Chemical ring closure of polyamic acid

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JPS59223726A
JPS59223726A JP9853383A JP9853383A JPS59223726A JP S59223726 A JPS59223726 A JP S59223726A JP 9853383 A JP9853383 A JP 9853383A JP 9853383 A JP9853383 A JP 9853383A JP S59223726 A JPS59223726 A JP S59223726A
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JP
Japan
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group
polyamic acid
cycloalkyl
anhydride
aralkyl
Prior art date
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Application number
JP9853383A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Nozawa
清一 野沢
Fumitoshi Sakaguchi
坂口 文敏
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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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)

Abstract

PURPOSE:To effect the chemical ring closure of a polyamic acid at a good degree of imidation with a prolonged gelation time in spite of its being a two- component system, by reacting an organic solvent solution of a polyamic acid in the presence of an imidazole and a carboxylic acid monoanhydride. CONSTITUTION:A polyamic acid obtained by reacting a diamine with a tetracarboxylic acid dianhydride is chemically ring-closed into an imide by reacting an organic solvent solution of the polyamic aicd at 170 deg.C or below in the presence of a carboxylic acid monoanhydride and an imidazoles of formula I (wherein R<1>, R<2>, and R<3> are each H, an aliphatic group, an aromatic group, cycloalkyl, or aralkyl), formula II (wherein R<4> is H, an aliphatic group, cycloalkyl or aralkyl, and R<5>, R<6>, R<7>, and R<8> are each H, a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, cycloalkyl, or aralkyl, or/and formula III (wherein R<9>, R<10>, R<11>, R<12>, R<13>, R<14>, and R<15> are each H, an aliphatic group, an aromatic group, cycloalkyl, or aralkyl, R<16> is alkylene, alkylidene or phenylene, and X is a halogen atom, cyano, nitro, or acetyl).

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリアミド酸を閉環させて、ポリイミドによる
新しい方法に関する。ポリアミド酸を閉環しぞポリイミ
ドを製造する方法としては熱閉環法と化学閉環法が知ら
れているが、熱閉環法は一般に/gO’Q以上でなけれ
ばイミド化反応が遅く、その場合ポリアミド酸のイミド
化とポリアミド酸の加水分解が協奏反応であるたする、
そのため、熱閉環法で作成しチクポリイミドフィルムは
機械的性質が著しくぞこ々われる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a new process for ring-closing polyamic acids with polyimides. Thermal ring-closing method and chemical ring-closing method are known as methods for producing polyimide by ring-closing polyamic acid, but in general, in the thermal ring-closing method, the imidization reaction is slow unless the polyamic acid is greater than /gO'Q. The imidization of and the hydrolysis of polyamic acid are concerted reactions,
Therefore, the mechanical properties of chikupolyimide films prepared by the thermal ring-closing method are extremely poor.

一方化学閉環法ではiqo’6以下で反応させるため、
ポリアミド酸の加水分解反応の進行が遅いので、生成し
たポリイミドの重合度の低下は少なく、そのため化学閉
環法で作成したポリイミドフィルムは機械的性質は良好
であるが大ア 量の第三級アミン化合物およびポリlミド酸のアミド結
合に対して等モル以上のカルボン酸無水物が、必要であ
る。第三級アミン化合物の中ではイソキノリンおよびピ
リジンがその使用量釦父1 を比較的少量で有効であるがその使用量はポリアミド酸
のアミド酸結合に対して1モル以上必要とされている。
On the other hand, in the chemical ring closure method, the reaction is carried out at iqo'6 or less, so
Since the hydrolysis reaction of polyamic acid progresses slowly, there is little decrease in the degree of polymerization of the produced polyimide.Therefore, polyimide films made by the chemical ring closure method have good mechanical properties but contain a large amount of tertiary amine compounds. The amount of carboxylic acid anhydride is required to be equal to or more than the amide bond of the polylamide acid. Among the tertiary amine compounds, isoquinoline and pyridine are effective when used in a relatively small amount, but the amount used is required to be 1 mole or more per amic acid bond of the polyamic acid.

しかもこのような化学閉環の場合カルボン酸−無水物と
第三級アミンをポリアミック酸溶液に加え、室温でIO
分間混合すると完全にゲル化してしまう欠点がある。そ
こで本発明者等はゲル化時間の長い化学閉環剤を見出す
べく、鋭意検討した結果、酸無水物とイミダゾール類と
の二成分系で、ゲル化時間を非常に延長出来しかもカル
ボン酸−無水物−第三級アミン系とほぼ同しベル如イミ
ド化可能な化学原剤を見出すことが出来本発明に達した
Moreover, in such chemical ring closure, carboxylic acid anhydride and tertiary amine are added to polyamic acid solution, and IO
It has the disadvantage that it completely gels when mixed for minutes. Therefore, the present inventors conducted intensive studies to find a chemical ring-closing agent with a long gelation time, and found that a two-component system consisting of an acid anhydride and an imidazole was able to significantly extend the gelation time. - We have discovered a chemical raw material that can be imidized in the same way as a tertiary amine type, and have thus arrived at the present invention.

すなわち本発明の要旨はジアミンとテトラカルボン酸二
供水物との反応によって得られるポリアミド酸の有機溶
桿溶液を、一般式〔I〕、〔■〕または/訃よび〔開〕 H+ (式中、R1、R2およびR8は水素原子、脂肪族基、
芳香族基1.シクロアルキル基またはアラルまたはアル
コキシ基で置換されていてもよい。)(式中、R4は水
素原子、脂肪族基、芳香族基、シクロアルキル基または
アラルキル基を示し、R11,R6、R7、およびR♂
 は水素原子、ハロゲン原子、脂肪族基、芳香族基、シ
クロアルキル基またはアラルキル基を示す。但し、シク
ロアルキル基およびアラルキル基の水素原子の1個以上
はハロゲン原子またはアルコキシ基で置換されていても
よい。) 11 (式中、R11、RIO、R11、RI2、R13、R
I4およびR1うは水素原子、脂肪族基、芳香族基、シ
クロアルキル基またはアラルキル基を示す。但し、シク
ロアルキル基およびアラルキル基の水素原子の1個以上
はハロゲン原子またはアルコキシ基で置換されていても
よい。R1” t′iアルキレン、アルキリデン、フェ
ニレン基を示L、Xldハロケン原子、シアノ基、ニト
ロ基、アセチル基を示す。)で表わされるイミダゾール
領とカルボン酸−無水物の存在下で77θC以下で反応
させ、ポリアミド酸を化学閉環させイミド化する方法に
存する。
That is, the gist of the present invention is to convert an organic solution of a polyamic acid obtained by the reaction of a diamine and a tetracarboxylic acid dihydride into a solution of the general formula [I], [■] or / or [open] H+ (in the formula, R1, R2 and R8 are hydrogen atoms, aliphatic groups,
Aromatic group 1. It may be substituted with a cycloalkyl group or an aral or alkoxy group. ) (wherein, R4 represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a cycloalkyl group, or an aralkyl group, and R11, R6, R7, and R♂
represents a hydrogen atom, a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a cycloalkyl group, or an aralkyl group. However, one or more hydrogen atoms of the cycloalkyl group and the aralkyl group may be substituted with a halogen atom or an alkoxy group. ) 11 (wherein, R11, RIO, R11, RI2, R13, R
I4 and R1 represent a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a cycloalkyl group or an aralkyl group. However, one or more hydrogen atoms of the cycloalkyl group and the aralkyl group may be substituted with a halogen atom or an alkoxy group. Reacts with the imidazole region represented by R1"(t'i represents an alkylene, alkylidene, or phenylene group; The invention consists in a method of chemically ring-closing polyamic acid and imidizing it.

本発明をさらに詳細に説明するに本発明に用いられるポ
リアミド酸を製7fiするために用いられるジアミンと
してはどのようガ芳香族ジアミン、脂肪族夛アミンおよ
び複素環ジアミンを使用することも可能であるが、その
具体例としてはメタフェニレンジアミン、パラフェニレ
ンジアミン、g、p’−ジアミノジフェニルプロパン、
p4’−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、ぐ、
釘−ジアミノジフェニルスルフィド、グ、q′−ジアミ
ノジフェニルスルホン、J、3’−ジアミノジフェニル
スルホン、 p、p’−ジアミノジフェニルエーテル、
コ、6−ジアミツピリジン、ビス−(ターアミノフェニ
ル)ジエチルシラン、ビス=(ターアミノフェニル)ホ
スフィンオキサイド、ビス−(クーアミノフェニル)−
N−メチルアミン、1.S−ジアミノナフタリン、3.
.3’−ジメチル−ベンジジン1.?、3’−ジメトキ
シ−ベンゼン、 2.’I−ビス(β−アミノ−t −
メチル)トルエン、ビス−(ハラ−β−アミノ−t−メ
チルフェニル)エーテル、パラ−ビス(コーメチルーグ
ーアミノベンジル)ベンゼン、パラ−ビス(/、/−ジ
メチル−3−アミノペンチル)ベンゼン、m−キシレン
ジアミン、p−キシリレンジアミン、ビス(パラ−アミ
ノ−シクロヘキシル)メタン、ヘキサメチレンジアミン
、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、
ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3−メ
チル−ヘプタメチレンジアミン、1.4(’−ジメチル
へブタメチレンジアミン、4.//−ジアミノドデカン
、1.2−ビス−(3−アミノプロポキシ)−エタン、
λ、2−ジメチルプロピレンジアミン、3−メトキシ−
へキサメチレンジアミン、2.A;−ジメチルへキサメ
チレンジアミン、コ、S−ジメチルへブタメチレンジア
ミン、S−メチルノナメチレンジアミン、/、tI−ジ
アミノ−シクロヘキサン、/、/2−ジアミノオクタデ
カン、2.!;ジアミノー/、3.’I−オキザジアゾ
ール等が挙げられ、これらは単独もしくは混合物として
使用する。これらの中でダ、ダ′−ジアミノジフェニル
エーテルおよび3.3′−ジメチル−ベンジジンおよび
両者の混合物が特に好ましい。
To explain the present invention in more detail, as the diamine used to produce the polyamic acid used in the present invention, aromatic diamines, aliphatic diamines, and heterocyclic diamines can be used. However, specific examples include metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, g,p'-diaminodiphenylpropane,
p4'-diaminodiphenylmethane, benzidine,
Nail-diaminodiphenylsulfide, G, q'-diaminodiphenylsulfone, J, 3'-diaminodiphenylsulfone, p, p'-diaminodiphenyl ether,
Co, 6-diamitupyridine, bis-(ter-aminophenyl) diethylsilane, bis-(ter-aminophenyl) phosphine oxide, bis-(qua-aminophenyl)-
N-methylamine, 1. S-diaminonaphthalene, 3.
.. 3'-dimethyl-benzidine 1. ? , 3'-dimethoxy-benzene, 2. 'I-bis(β-amino-t-
methyl)toluene, bis-(hala-β-amino-t-methylphenyl)ether, para-bis(comethyl-guaminobenzyl)benzene, para-bis(/,/-dimethyl-3-aminopentyl)benzene, m-xylylene diamine, p-xylylene diamine, bis(para-amino-cyclohexyl)methane, hexamethylene diamine, heptamethylene diamine, octamethylene diamine,
Nonamethylene diamine, decamethylene diamine, 3-methyl-heptamethylene diamine, 1.4('-dimethylheptamethylene diamine, 4.//-diaminododecane, 1.2-bis-(3-aminopropoxy)-ethane ,
λ, 2-dimethylpropylenediamine, 3-methoxy-
Hexamethylene diamine, 2. A;-dimethylhexamethylenediamine, co,S-dimethylhexamethylenediamine, S-methylnonamethylenediamine, /,tI-diamino-cyclohexane, /,/2-diaminooctadecane, 2. ! ; Diaminor/, 3. 'I-oxadiazole and the like may be mentioned, and these may be used alone or as a mixture. Among these, particularly preferred are da, da'-diaminodiphenyl ether and 3,3'-dimethyl-benzidine and mixtures thereof.

また本発明に用いられるポリアミド酸を製造するために
用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、どのよ
うか芳香族テトラカルボン酸二無水物および脂肪族テト
ラカルボン酸二無水物および複素環テトラカルボン酸無
水物を使用することも可能であるが、その具体例として
はピロメリット酸無水物、2,3.b、7−ナフタリン
テトラカルボン酸二無水物、3.3’、’I、’I’−
ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、/、2.!;、
b −ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、 2.2
’。
In addition, as the tetracarboxylic dianhydride used for producing the polyamic acid used in the present invention, aromatic tetracarboxylic dianhydride, aliphatic tetracarboxylic dianhydride, and heterocyclic tetracarboxylic acid It is also possible to use anhydrides, specific examples of which include pyromellitic anhydride, 2,3. b, 7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3.3', 'I, 'I'-
diphenyltetracarboxylic dianhydride, /2. ! ;,
b-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2.2
'.

3.3′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、コ、
ニービス(3,lI−ジカルボキシフェニル)プロパン
ニ無水物、ビス(、y、q−ジカルボキシフェニル)ス
ルホンニ無水物、3.q、9.lθ−ヘリレンチトラカ
ルボン酸二無水物、ビス(3,4L−ジカルボキシフェ
ニル)エーテルニ無水物、エチレンテトラカルボン酸二
無水物、ナフタリン−il、2.tt、s−テトラカル
ボン酸二無水物、ナフタリン−/、グ、39g−テトラ
カルボン酸二無水物、ビス(3,xi−ジカルボキシフ
ェニル)ケトンニ無水物、デカヒドロナフタリンー/、
tI、3.に−テトラカルボン酸二無水物、ダ、に一ジ
メチルー/。
3.3'-diphenyltetracarboxylic dianhydride,
Nibis(3,lI-dicarboxyphenyl)propanihydride, bis(,y,q-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, 3. q, 9. lθ-helentitracarboxylic dianhydride, bis(3,4L-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, ethylenetetracarboxylic dianhydride, naphthalene-il, 2. tt, s-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene/, 39g-tetracarboxylic dianhydride, bis(3,xi-dicarboxyphenyl)ketone dianhydride, decahydronaphthalene/,
tI, 3. di-tetracarboxylic dianhydride, di-dimethyl-/.

コ、、3.!rJ、、1−へキサヒドロナフタリン−/
、コ、!i。
Ko,,3. ! rJ,, 1-hexahydronaphthalene-/
,Ko,! i.

6−テトラカルボン酸二無水物、コ、6−ジクロルナフ
タリン−/、lI、3.g−テトラカルボン酸二無水物
、:127−ジクロルナフタリン−/、’I、A;、I
t−テトラカルボン酸二無水物、2,3./、、クーテ
トラクロルナフタリン−/、グ、!r、g−テトラカル
ボン酸二無水物、フェナントレン−/、g、9./ 0
−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−/、:
l、3.’l−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン
−λ、3.ダ、左−テトラカルボン酸二無水物、ピラジ
ン、2.、?jj−テトラカルボン酸二無水物、コ、コ
ービス(2,3−ジカルボキシフェニル)フロパンニ無
水物、l、/−ビス(S、3−ジカルボキシフェニル)
エタンニ無水物、/、/−ビス(34−ジカルボキシフ
ェニル)エタンニ無水物、ビス(,2,3−ジカルボキ
シフェニル)メタンニ無水物、ビス(3,q−ジカルボ
キシフェニル)メタンニ無水物、ベンゼン−/、a、3
.tt −テトラカルボン酸二無水物、/、2,3.’
Iタータンテトラカルボン酸二無水物、チオフェン−2
,3,JS−テトラカルボン酸二無水物などが洋げられ
、これらは単独もしくは混合物として使用する。
6-tetracarboxylic dianhydride, co,6-dichloronaphthalene-/, 1I, 3. g-tetracarboxylic dianhydride, :127-dichloronaphthalene-/,'I,A;,I
t-tetracarboxylic dianhydride, 2,3. /,, Cutetrachlornaphthalin-/, Gu,! r, g-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-/, g, 9. / 0
-Tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane-/:
l, 3. 'l-tetracarboxylic dianhydride, pyrrolidine-λ, 3. da, left-tetracarboxylic dianhydride, pyrazine, 2. ,? jj-tetracarboxylic dianhydride, co, corbis(2,3-dicarboxyphenyl) fropannianhydride, l, /-bis(S, 3-dicarboxyphenyl)
Ethani dianhydride, /, /-bis(34-dicarboxyphenyl)ethani dianhydride, bis(,2,3-dicarboxyphenyl)methani dianhydride, bis(3,q-dicarboxyphenyl)methani dianhydride, benzene -/, a, 3
.. tt-tetracarboxylic dianhydride, /, 2,3. '
I tartan tetracarboxylic dianhydride, thiophene-2
, 3, JS-tetracarboxylic dianhydride, etc., and these can be used alone or as a mixture.

これらの中でピロメリット酸無水物1.? 、 J’、
4t、 I’−ジーフェニルテトラカルボン酸二無水物
、ビス(3,tZ−ジカルボキシフェニル)ケトンニ無
水物およびこれらの2種および3種の混合物が特に好ま
しい。
Among these, pyromellitic anhydride 1. ? , J',
Particularly preferred are 4t, I'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, bis(3,tZ-dicarboxyphenyl)ketone dianhydride, and mixtures of two or three thereof.

ポリアミド酸の有機溶媒溶液を調製するために用いられ
る有機溶媒としてはポリアミド酸を合成するために使用
される有機溶媒で、その官能基は反応体ジアミンあるい
はテトラカルボン酸二無水物のどちらとも反応を行なわ
ない゛ようなものである。オたこの有機溶媒はポリアミ
ック酸とも反応せず、ポリアミック酸を溶解するもので
なければならない。
The organic solvent used to prepare the organic solvent solution of polyamic acid is the organic solvent used to synthesize polyamic acid, and its functional group does not react with either the reactant diamine or the tetracarboxylic dianhydride. It's like not doing it. The organic solvent of the octopus must not react with polyamic acid and must dissolve polyamic acid.

このような溶媒としては)JjJ−ジメチルホルムアミ
ド、 N、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジエチ
ルアセトアミド、N、N−ジメチルメトキシアセトアミ
ド、N−メチル力グロラクタム、ジメチルスルホキシド
、N−メテルーコーピロリドン、テトラメチルウレア、
テトラメチルチオウレア、ピリジン、ジメチルスルホン
、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチレンスルホ
ン、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ブチロラ
クトンおよびN−アセチルーコーピロリドンが挙げられ
るが必ずしもこれらに限定されるものではない。これら
の中でポリアミド酸溶液からポリイミドフィルムを製造
する際の溶   1媒の蒸発しやすさ、拡散のしやすさ
の点からN。
Such solvents include) JjJ-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, N-methyl glolactam, dimethyl sulfoxide, N-metelukopyrrolidone, tetramethylurea,
Examples include, but are not limited to, tetramethylthiourea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylphosphoramide, tetramethylenesulfone, formamide, N-methylformamide, butyrolactone, and N-acetyl-copyrrolidone. Among these, N is selected from the viewpoint of ease of evaporation and ease of diffusion of the solvent when producing a polyimide film from a polyamic acid solution.

N−ジメチルホルムアミド、およびN、N−ジメチルア
セトアミドが特に好ましい。溶媒は単独でも使用出来る
し、溶媒同志を相合せたり、あるいはベンゼン、ベンゾ
ニトリル、ジオキサン、キシレン、トルエンおよびシク
ロヘキサンのごとき貧溶媒と相合せても使用出来る。こ
の場合のポリアミド酸の有機溶媒溶液中のポリアミド酸
の濃度は/〜30重量係好ましくは3〜−〇重掃チであ
る。
Particularly preferred are N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide. The solvent can be used alone, or in combination with other solvents or with poor solvents such as benzene, benzonitrile, dioxane, xylene, toluene and cyclohexane. In this case, the concentration of polyamic acid in the organic solvent solution of polyamic acid is /~30% by weight, preferably 3~-0% by weight.

このような濃度のポリアミド酸に一般式〔I〕、CIO
または/およびCI)で表わされるイミダゾール化合物
およびカルボン酸r無水物を加えて混合攪拌し/70C
以下好ましく 11J/Io ′C〜/LOT::で反
応させ、ポリアミド酸を化学閉環によジイミド化する。
General formula [I], CIO
or/and CI) and the carboxylic acid r anhydride are added and stirred at 70C.
The reaction is preferably carried out in the following manner: 11J/Io'C~/LOT:: The polyamic acid is diimidized by chemical ring closure.

/70Cを超えると、分子量が低下し、機械的性質が悪
化する。イミダゾール化合物としては、一般式〔I〕、
C1f〕および〔l)で表わされる化合物のうちの/ 
4f1以上を使用する。
When it exceeds /70C, the molecular weight decreases and mechanical properties deteriorate. As the imidazole compound, general formula [I],
/ of the compounds represented by C1f] and [l)
Use 4f1 or higher.

脂肪族基、芳香族基としてはアルキル基、ヒドロキシア
ルキル基、シアノアルキル基、アリール基等が挙げられ
る。もちろんこれらの基は、シクロアルキル基、アラル
キル基と同様に、その水素原子の7個以上がハロゲン原
子また(げアルコキシ基で置換されていてもよい。その
代表例トシてHlN−シア/エチル−a−コニチルダー
メチルイミダゾール、N−シアノエチルλ−メチルイミ
ダゾール、N−シアノエチル−12−フェニルイミダゾ
ール、コーフェニル−4(−メチル−5ヒドロキシメチ
ルイミダゾール、コーンユニルータ。左−ジヒドロキシ
メチルイミダゾール、イミダゾール、コーメチルイミダ
ゾール、コーエテルーグーメチルイミダゾール、ダーメ
テルイミダゾール、コーウンデシルイミダゾール、2−
フェニルーダーメチルイミダゾール、N−メチルイミダ
ゾール、コーフェニルイミダゾール、ターメチルイミダ
ゾール、N−フェニルイミダゾール、コーペンジルイミ
ダゾール、N−ベンジルイミダゾール、N−ベンジル、
2−メチルイミダゾール、ベンズイミダゾール、+j、
6.?−テトラクロルベンズイミダゾール、S−メチル
ベンズイミダゾール、コーメチルペンズイミダゾール、
6−ベンジルベンズイミダゾール等が挙げられるが必ず
しもこれらに限定されるものではaい。またこれらのイ
ミダゾールを混合して使用してもよい。
Examples of aliphatic groups and aromatic groups include alkyl groups, hydroxyalkyl groups, cyanoalkyl groups, and aryl groups. Of course, these groups, like cycloalkyl groups and aralkyl groups, may have seven or more of their hydrogen atoms substituted with halogen atoms or (gel alkoxy groups). Representative examples include HlN-thia/ethyl- a-conityldermethylimidazole, N-cyanoethyl λ-methylimidazole, N-cyanoethyl-12-phenylimidazole, cophenyl-4(-methyl-5-hydroxymethylimidazole, Cohn uniluta. Left-dihydroxymethylimidazole, imidazole, Cophenyl-4(-methyl-5-hydroxymethylimidazole) Methyl imidazole, Coether-goomethylimidazole, Dermeter imidazole, Coundecyl imidazole, 2-
Phenyludamethylimidazole, N-methylimidazole, cophenylimidazole, termethylimidazole, N-phenylimidazole, copenzylimidazole, N-benzylimidazole, N-benzyl,
2-methylimidazole, benzimidazole, +j,
6. ? -tetrachlorobenzimidazole, S-methylbenzimidazole, comethylpenzimidazole,
Examples include, but are not necessarily limited to, 6-benzylbenzimidazole. Further, these imidazoles may be used in combination.

このようなイミダゾール類の使用量・はポリアミド酸の
アミド結合1モルに対して0.07モル以上、好寸しく
は0.1モル以上である。カルボン酸−無水物としては
脂肪族カルボン酸−無水物、芳香族カルボン酸−無水物
、脂環式カルボン酸−無水物、複素環式カルボン酸−無
水物のいずれも使用出来るが、その具体例としては酢酸
無水物、プロピオン酸無水物、酪酸無水中の、イソ酪酸
無水物、吉草酸無水物、ギ酸舒水物、マロン酸無水物、
コハクG′l無水物、マレイン酸無水物、フタル酸無水
物、安息香酸無水物、0゜mおよびP−)ルイル酸無水
物、mおよびp −エチル安息香酸無水物、p −n−
プロピル安息香酸無水物、p−イソプロピル安息香酸無
水物、アニル酸無水物、o、mおよびp−ニトロ安息香
酸無水物、o、mおよびp−クロロ安息香酸無水物、各
種のジブロモおよびジクロロ安息香酸無水物、トリブロ
モおよびトリクロロ安息香酸無水物、ヘメリチツク酸無
水物、3.’I−キシリル酸無水物、イソキシリル酸無
水物、メシチレニツク酸無水物、ベラトルム酸無水物、
トリメトキシ安息香酸無水物、αおよびβ−ナフトエ酸
無水物、p−フェニル安息香酸無水物、ヘキサヒドロ無
水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルへキサ
ヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸ナジック酸
無水物、無水クロレンド酸、無水ニコチン酸、無水イン
ニコチン酸、無水ピコリン酸、無水キノリン酸などが挙
げられるが必ずしもこれらに限定されるものではない。
The amount of such imidazole used is 0.07 mol or more, preferably 0.1 mol or more per 1 mol of amide bond of the polyamic acid. As the carboxylic acid anhydride, any of aliphatic carboxylic acid anhydrides, aromatic carboxylic acid anhydrides, alicyclic carboxylic acid anhydrides, and heterocyclic carboxylic acid anhydrides can be used, and specific examples thereof include: Examples include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, valeric anhydride, formic acid anhydride, malonic anhydride,
Succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, benzoic anhydride, 0゜m and P-) ruyl anhydride, m and p-ethylbenzoic anhydride, p -n-
Propylbenzoic anhydride, p-isopropylbenzoic anhydride, anilic anhydride, o, m and p-nitrobenzoic anhydride, o, m and p-chlorobenzoic anhydride, various dibromo and dichlorobenzoic acids anhydride, tribromo and trichlorobenzoic anhydride, hemeritic anhydride, 3. 'I-xylylic anhydride, isoxylylic anhydride, mesitylenic anhydride, veratrum acid anhydride,
Trimethoxybenzoic anhydride, α and β-naphthoic anhydride, p-phenylbenzoic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, nadic anhydride, anhydride Examples include, but are not limited to, chlorendic acid, nicotinic anhydride, innicotinic anhydride, picolinic anhydride, quinolinic anhydride, and the like.

このようなカルボン酸−無水物の使用量はポリアミド酸
のアミド結合1モルに対して115モル以上好オしくは
1モル以上である。
The amount of such carboxylic acid-anhydride used is 115 mol or more, preferably 1 mol or more per 1 mol of amide bond of the polyamic acid.

なお、ポリイミドフィルムを作成する場合にはポリアミ
ド酸溶液に一般式〔I〕、[I[)またけ/および〔量
〕で表わされるイミダゾール類を加え攪拌混合後、ガー
ドナー社製ドクターナイフにてガラス板上に薄膜を形成
し、/20C,10分間熱風乾燥炉中にて乾燥し化学閉
環させた。
In addition, when creating a polyimide film, add imidazoles represented by the general formula [I], [I [)] and [amount] to the polyamic acid solution, stir and mix, and then apply the glass using a Gardner doctor knife. A thin film was formed on the plate and dried in a hot air drying oven at /20C for 10 minutes to effect chemical ring closure.

次いで、この半乾燥フィルムを金属枠に固定し、さらに
/20υよυ、2s o C’!で15分間で加熱昇温
し、最後に3 !; OtTT4’分間熱処理を行々い
/θμのポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフ
ィルムは機械的性質、耐熱性、熱分解開始温度、電気的
性質、寸法安定性に優れ、透明である。
Next, this semi-dry film is fixed on a metal frame, and further /20υ υ, 2s o C'! The temperature was raised in 15 minutes, and finally 3! ; A polyimide film of OtTT/θμ was obtained by heat treatment for 4' minutes. This polyimide film has excellent mechanical properties, heat resistance, thermal decomposition onset temperature, electrical properties, dimensional stability, and is transparent.

なお実施例において、ポリアミド酸のηinhはポリア
ミド酸をN−メチルλ−ピロリドンo、sy/dt溶液
に調整し1.30Cで測定した。
In the examples, the ηinh of the polyamic acid was measured at 1.30C after adjusting the polyamic acid to an N-methyl λ-pyrrolidone o,sy/dt solution.

またイミド化率は赤外線吸収スペクトル法を用い723
 cm−’のイミド基の吸収あるいは/’110t”m
−1のイミド基の吸収を用い、イミドによる吸光量Aを
計算し、他に定めたイミド化率100チの薄膜のイミド
基吸収の吸光量に対する百分率として定義した。
In addition, the imidization rate was determined using infrared absorption spectroscopy.
Absorption of imide group of cm-' or /'110t"m
Using the imide group absorption of −1, the amount of light absorption A due to imide was calculated, and was defined as the percentage of the light absorption amount of the imide group absorption of a thin film with an imidization rate of 100, which was determined elsewhere.

またゲル化時間はB型粘度計による測定(20C)にお
いて粘度が1000ボイズに達するまでの時間を示す。
Moreover, the gelation time indicates the time until the viscosity reaches 1000 voids as measured by a B-type viscometer (20C).

以下に実施例を示す。Examples are shown below.

実施例−/ ピロメリット酸無水物(以下PMDAと略す)?’1.
!;!;’13 F (0,3!;左b root )
、り、り′−ジアミノシフェニルエーテ# 3s、tt
tgs y (0,/ ? b qmot )、3.3
′−ジメチルベンジジン37.!;、337f (0,
/ ? l、、r mol ) 、 p’l’ −N、
N−ジメf k ホ、TI/ムアミド(以下DMFと略
す)/+3tccから調整したポリアミド酸溶液(ポリ
マー濃度CP)= / 0.Owt%)を2o、o t
f (アミド酸単位でり、1III X / 0−3m
ole相当)ビーカーニ秤量り、i。
Example-/Pyromellitic anhydride (hereinafter abbreviated as PMDA)? '1.
! ;! ;'13 F (0,3!; left b root )
, ri, ri'-diaminocyphenylethe #3s, tt
tgs y (0,/?b qmot), 3.3
'-dimethylbenzidine37. ! ;, 337f (0,
/ ? l,,r mol), p'l'-N,
Polyamic acid solution (polymer concentration CP) prepared from N-dime f k e, TI/muamide (hereinafter abbreviated as DMF)/+3tcc = / 0. Owt%) 2o, o t
f (amic acid unit, 1III X / 0-3m
ole equivalent) Bikani weighing, i.

この時点で、ポリアミド酸のηinh値はユ1gd17
fであった。
At this point, the ηinh value of polyamic acid is 1gd17
It was f.

別に、λ〜フェニルイミダゾールOJOに31(,2,
g322 X / Omot)を、DMF//、6cc
中に溶解し、とのDMF溶液を、先に秤量し次ポリアミ
ド酸溶液に加え、均一に混合し、更に、無水酢酸をハワ
2t3’?(7g、glfgo×10  mot)加え
た。(この時点で(P) = l、、Owt% 、 P
MDA(mob)/無水酢酸(mol) / −27−
1−= ルイミタゾール(moz) = /、o / 
q、o / o、乙 である。)その9.2分間、無水
酢酸を充分にポリアミド酸と攪拌混合し、このポリアミ
ド酸溶液を用いて、ガードナー社製ドクターナイフにて
7エロ板上に75μフイルムをキャストし、(薄膜キャ
ストは1分間で行なった。)/20C−10分間、熱風
乾燥炉内にてイミド化を行なった。
Separately, 31(,2,
g322 X/Omot), DMF//, 6cc
First weigh the DMF solution, then add it to the polyamic acid solution and mix uniformly, and then add acetic anhydride to the solution. (7g, glfgo x 10 mot) was added. (At this point, (P) = l,, Owt%, P
MDA (mob) / acetic anhydride (mol) / -27-
1-= uimitazole (moz) = /, o /
q, o/o, otsu. ) For 9.2 minutes, acetic anhydride was thoroughly stirred and mixed with polyamic acid, and using this polyamic acid solution, a 75 μ film was cast on a 7-layer plate using a Gardner doctor knife. )/20C for 10 minutes in a hot air drying oven.

工Rにてイミド化率を測定L7たところ、)、g’ly
であった。
When the imidization rate was measured at R7, ), g'ly
Met.

一方、残存ポリアミド酸溶液を用い、ポリアミド酸溶液
がフィルムキャスト不可能となるまでの時間(ゲル化時
間)を測定したところ、aOC中で1時間であった。
On the other hand, using the remaining polyamic acid solution, the time until the polyamic acid solution became unable to be cast into a film (gelling time) was measured, and it was found to be 1 hour in aOC.

次いで、この半乾燥フィルムを金属枠に固定し、更に一
〇OC中で72分間、3!;Or:中でダ分間熱処理を
行ない最終的なイミド化率!rj−チの10μフイルム
を得た。
Next, this semi-dry film was fixed on a metal frame, and was further heated for 72 minutes at 10 °C for 3! ;Or: The final imidization rate after heat treatment in the chamber! A 10μ film of rj-chi was obtained.

実施例−2,3、ダ、左、6、および7コーフエニルイ
ミダゾールの代シに下記のイミダゾール誘導体をコーフ
ェニルイミダゾールと等mate量(2,g3×10 
 moz )用いた以外、実施例−/と同様の方法で/
20C−/θ分イミド化を行ないイミド化率、ゲル化時
間を測定した。その結果を表−7に示す。
Example-2, 3, Da, Left, 6, and 7 In place of cophenylimidazole, the following imidazole derivatives were added in an equal mate amount (2, g3 x 10
moz) in the same manner as in Example −/ except that /
Imidization was performed for 20C-/θ minutes, and the imidization rate and gelation time were measured. The results are shown in Table-7.

表−7 比較例−/ コーフェニルイミダゾールの代シに、インキノリンを等
mol骨(θ、J 66F 、 2.g J X / 
0−”mol )用いた以外、実施例−7と同様の方法
で/207::−70分イミド化を行ない、イミド化率
とゲル化時間を測定した。
Table 7 Comparative Example - Inquinoline was added in place of cophenylimidazole in an equal mol amount (θ, J66F, 2.g JX/
Imidization was carried out for 70 minutes in the same manner as in Example 7, except that 0-"mol) was used, and the imidization rate and gelation time were measured.

その結果、イミド化率はダθ係、ゲル化時間は20′c
で70分であった。
As a result, the imidization rate is dθ and the gelation time is 20′c.
It took 70 minutes.

特許出願人  三菱化成工挙株式会社 手続補正書(自発) / 事件の表示  昭和Sざ年特許願第9g333号!
 発明の名称  ポリアミド酸の化学閉環法3 補正を
する者 出願人 (594)三菱化成工業株式会社 q代理人 〒io。
Patent applicant: Mitsubishi Kasei Kokyo Co., Ltd. Procedural amendment (voluntary) / Case indication: Showa Sza patent application No. 9g333!
Title of the invention Chemical ring closure method for polyamic acids 3 Amendment applicant Applicant (594) Mitsubishi Chemical Industries, Ltd. q Agent 〒io.

東京都千代田区丸の内二丁目に@2号 S 補正の対象  明細書の「発明の詳細な説明」の欄
乙 補正の内容 (1)  明細書簡1り頁第S〜7行に「N−シアノエ
チルーノーエチルグーメチルイミタソール。
@ No. 2 S, 2-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Subject of amendment Column B of “Detailed Description of the Invention” of the specification Contents of amendment (1) “N-cyanoethyl- No ethyl goo methyl imitasol.

N−シアンエチル!−メチルイミダゾール」。N-Cyanethyl! -Methylimidazole”.

同頁第1S行に[N−メチルイミダゾール」。On the same page, line 1S: [N-methylimidazole].

同頁第76〜/7行に「N−フェニルイ、hテ5[斉ゾ
ール」、及び同頁筒1g〜lq行に1−N−ベンジルイ
ミダゾール、N−ペンシルノ=メチルイミダゾール」と
あるをそれぞれ削1余する。
In lines 76 to 7 of the same page, "N-phenyl, hte 5[sai zole"] and in lines 1g to 1q of the same page, 1-N-benzylimidazole, N-pencylno-methylimidazole" were deleted. I have 1 extra.

以   上that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反
応によって得られるポリアミド酸の有機溶媒溶液を、一
般式〔1〕、〔11)または/およびC11l〕 1 (式中、R1,R2、およびR3は水素原子、脂肪族基
、芳香族基、シクロアルキル基またはアラルキル基を示
す。なおシクロアルキル基およびアラルキル基の水素原
子は)・ログン原子咬たはアルコキシ基で置換されてい
てもよい。)5 (式中、R′は水素原子、脂肪族基、芳香族基、シクロ
アルキル基またはアラルキル基を示し、R6、R6、R
?およびR8は水素原子、)・ロゲン原子、脂肪族基、
芳香族基、シクロアル4ル基またはアラルキル基を示す
。但し、シクロアルキル基およびアラルキル基の水素原
子の1個以上がハロゲン原子またはアルコキシ基で置換
されていてもよい。) 11 (式中、R11,RIOlRll、R12、Rls、、
RI4オヨヒR15は水素原子、脂肪族基、芳香族基、
シクロアルキル基またはアラルキル基を示す。但し、シ
クロアルキル基壇たけアラルキル基の水素原子の1個以
上がハロゲン原子またはアルコキシ基で置換されていて
もよい。RIOはアルキレン基、アルキリデン基または
フェニレン基を示し、Xはハロゲン原子、シアノ基、ニ
トロ基ま−たはアセチル基を示す。)で表わされるイミ
ダゾール類とカルボン酸−無水物の存在下で/7θC以
下で反応させ、ポリアミド酸を化学閉環させイミド化す
る方法
(1) An organic solvent solution of a polyamic acid obtained by the reaction of a diamine and a tetracarboxylic dianhydride is prepared using the general formula [1], [11) or/and C11] 1 (wherein, R1, R2, and R3 represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a cycloalkyl group, or an aralkyl group.The hydrogen atom of the cycloalkyl group and the aralkyl group may be substituted with a logone atom or an alkoxy group. )5 (wherein R' represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a cycloalkyl group, or an aralkyl group, R6, R6, R
? and R8 is a hydrogen atom, ), a rogen atom, an aliphatic group,
Indicates an aromatic group, a cycloalkyl group, or an aralkyl group. However, one or more hydrogen atoms of the cycloalkyl group and the aralkyl group may be substituted with a halogen atom or an alkoxy group. ) 11 (wherein, R11, RIOlRll, R12, Rls,,
RI4 Oyohi R15 is a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group,
Indicates a cycloalkyl group or an aralkyl group. However, one or more of the hydrogen atoms of the cycloalkyl radical or the aralkyl group may be substituted with a halogen atom or an alkoxy group. RIO represents an alkylene group, an alkylidene group or a phenylene group, and X represents a halogen atom, a cyano group, a nitro group or an acetyl group. ) in the presence of a carboxylic acid-anhydride at a temperature of /7θC or less to chemically close the polyamic acid and imidize it.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6416833A (en) * 1987-07-10 1989-01-20 Kanegafuchi Chemical Ind Polyamic acid copolymer, polyimide copolymer therefrom and production thereof
JPS6416834A (en) * 1987-07-10 1989-01-20 Kanegafuchi Chemical Ind Polyamic acid copolymer, polyimide copolymer therefrom and production thereof
JP2019108552A (en) * 2013-11-27 2019-07-04 宇部興産株式会社 Polyimide precursor composition, method for producing polyimide, polyimide, polyimide film, and substrate

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