JPS6034572B2 - ポリパラフエニレンテレフタルアミドの製造方法 - Google Patents
ポリパラフエニレンテレフタルアミドの製造方法Info
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- JPS6034572B2 JPS6034572B2 JP1151878A JP1151878A JPS6034572B2 JP S6034572 B2 JPS6034572 B2 JP S6034572B2 JP 1151878 A JP1151878 A JP 1151878A JP 1151878 A JP1151878 A JP 1151878A JP S6034572 B2 JPS6034572 B2 JP S6034572B2
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- reaction
- calcium oxide
- polyparaphenylene terephthalamide
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はポリパラフェニレンテレフタルアミドの製造方
法の改良に関する。
法の改良に関する。
その目的とするところは、濃硫酸に対するポリパラフェ
ニレンテレフタルァミドの安定性を大幅に改善せし、併
せて重合反応系の腐食性を著しく軽減せしめるにある。
ポリパラフェニレンテレフタルアミド(以下PPTAと
略称することがある。)に代表される全芳香族ポリァミ
ドをアミド系極性溶剤中で低温溶液重合して得ることは
公知である(例えば、特公昭35−1439叫号公報)
。また、この方法において高重合度のPPTAを与える
溶剤系としては、ヘキサメチルホスホルアミド単独系又
はへキサメチルホスホルアミドとN−メチルピロリドン
等の他のアミド系極性溶剤との混合物系(米国特許第3
86942y言明細書)と、N,N−ジメチルアセトア
ミドやNーメチルピロリドン等に塩化カルシウムが塩化
リチウムに代表される無機塩を添加した系(Vysok
omol.Soyed.AI2,2185(1970年
)等)とがニ大好適例として従来広く知られていた。
ニレンテレフタルァミドの安定性を大幅に改善せし、併
せて重合反応系の腐食性を著しく軽減せしめるにある。
ポリパラフェニレンテレフタルアミド(以下PPTAと
略称することがある。)に代表される全芳香族ポリァミ
ドをアミド系極性溶剤中で低温溶液重合して得ることは
公知である(例えば、特公昭35−1439叫号公報)
。また、この方法において高重合度のPPTAを与える
溶剤系としては、ヘキサメチルホスホルアミド単独系又
はへキサメチルホスホルアミドとN−メチルピロリドン
等の他のアミド系極性溶剤との混合物系(米国特許第3
86942y言明細書)と、N,N−ジメチルアセトア
ミドやNーメチルピロリドン等に塩化カルシウムが塩化
リチウムに代表される無機塩を添加した系(Vysok
omol.Soyed.AI2,2185(1970年
)等)とがニ大好適例として従来広く知られていた。
しかし上記へキサメチルホスホルアミドは、労働衛生上
その使用が好ましくないことが近年明らかになり、前記
無機塩添加系における重合の見直しが行なわれるに至っ
た。特に塩化カルシウム添加系については、特開昭51
一10909y号公報、特関昭52−71593号公報
等により、その改良技術が公開されている。しかし、前
者の方法(実施例)によれば、塩化カルシウム濃度が比
較的大きい場合には経済的に不利なばかりでなく、塩化
カルシウムがN−メチルピロリドンと持朱な付加物をつ
くるためか溶剤系がゲル化することが頻繁にみられ、こ
れりよってPPTAの重合が円滑に実施されない事態が
生じること、ポリマー濃度(Nーメチルピロリドンに対
して生成するPPTAの重量百分率ぜ表わしたもの。)
が、約9.5%未満の重合においては重合生成物が粘性
を示して移送などの取扱いが難しく、また重合装置等の
腐食性にも問題を残していることが判った。また後者の
方法によれば、主張されている塩化カルシウム濃度にあ
っては、工業的に有用な高ポリマー濃度の重合を実施し
た時に、溶剤系のポリマー溶解力が不足して重合途中で
PPTAの沈殿析出がおこり、その結果低重合度のPP
TAしか得られないことがいまいまみられた。
その使用が好ましくないことが近年明らかになり、前記
無機塩添加系における重合の見直しが行なわれるに至っ
た。特に塩化カルシウム添加系については、特開昭51
一10909y号公報、特関昭52−71593号公報
等により、その改良技術が公開されている。しかし、前
者の方法(実施例)によれば、塩化カルシウム濃度が比
較的大きい場合には経済的に不利なばかりでなく、塩化
カルシウムがN−メチルピロリドンと持朱な付加物をつ
くるためか溶剤系がゲル化することが頻繁にみられ、こ
れりよってPPTAの重合が円滑に実施されない事態が
生じること、ポリマー濃度(Nーメチルピロリドンに対
して生成するPPTAの重量百分率ぜ表わしたもの。)
が、約9.5%未満の重合においては重合生成物が粘性
を示して移送などの取扱いが難しく、また重合装置等の
腐食性にも問題を残していることが判った。また後者の
方法によれば、主張されている塩化カルシウム濃度にあ
っては、工業的に有用な高ポリマー濃度の重合を実施し
た時に、溶剤系のポリマー溶解力が不足して重合途中で
PPTAの沈殿析出がおこり、その結果低重合度のPP
TAしか得られないことがいまいまみられた。
そして両者共通して濃硫酸に対するPPTAの安定性が
低く、装置の腐食性の改善せられるべきことが指摘され
る。本発明者らは、塩化カルシウム添加系によるPPT
Aの溶液重合について、独自の重合方法一重合の途中で
生成する重合反応中間物の固化後も、これを粉砕し、か
つせん断力を与えつづけるという方法−を駆使して検討
した結果、特別な塩化カルシウム濃度及びポリマー濃度
で重合を実施する重合度の高いPPTAポリマーを安定
して製造できることを発見し、さきに別途特許出願した
。しかし、その後このようにして得られたポリマーから
各種の成形品(繊維やフィルムやファイブリッドなど)
を得る検討を行なううちに、塩化カルシウム添加系の溶
液重合により得られるPPTAに共通する欠点として、
PPTAが、その良溶剤の1つでありまたPPTAの成
形用原液の溶剤である濃硫酸に対する安定性、特にその
比較的高温における安定性に欠けることを究明した。ま
た該重合系の腐食という問題も、実際上是非解決しなけ
ればならない要請を含むものであった。このように濃硫
酸に対し安定性を欠くことは、たとし・重合反応により
得られたポリマーが高重合度であっても、成形原液とし
ての硫酸溶液を調整する工程で重合度の低下を起すとい
う重大な欠陥を有し、また重合系の腐食という問題を随
伴している。
低く、装置の腐食性の改善せられるべきことが指摘され
る。本発明者らは、塩化カルシウム添加系によるPPT
Aの溶液重合について、独自の重合方法一重合の途中で
生成する重合反応中間物の固化後も、これを粉砕し、か
つせん断力を与えつづけるという方法−を駆使して検討
した結果、特別な塩化カルシウム濃度及びポリマー濃度
で重合を実施する重合度の高いPPTAポリマーを安定
して製造できることを発見し、さきに別途特許出願した
。しかし、その後このようにして得られたポリマーから
各種の成形品(繊維やフィルムやファイブリッドなど)
を得る検討を行なううちに、塩化カルシウム添加系の溶
液重合により得られるPPTAに共通する欠点として、
PPTAが、その良溶剤の1つでありまたPPTAの成
形用原液の溶剤である濃硫酸に対する安定性、特にその
比較的高温における安定性に欠けることを究明した。ま
た該重合系の腐食という問題も、実際上是非解決しなけ
ればならない要請を含むものであった。このように濃硫
酸に対し安定性を欠くことは、たとし・重合反応により
得られたポリマーが高重合度であっても、成形原液とし
ての硫酸溶液を調整する工程で重合度の低下を起すとい
う重大な欠陥を有し、また重合系の腐食という問題を随
伴している。
本発明者等は、塩化カルシウム添加系の溶液重合により
得られるPPTAの対硫酸安定性を改良すべく種々研究
を重ねた結果、酸化カルシウムを特定の量その重合反応
系に添加するときは、重合反応直後の重合度を、酸化カ
ルシウム無添加系のそれと変らない状態で安定に保持し
得るとともに、濃硫酸中におけるPPTAの安定性を大
幅に改善できることを究明し、更に酸化カルシウムの添
加により重合反応系の腐食性が著しく軽減される事実を
確認し、この知見に基いて本発明を完成するに至った。
得られるPPTAの対硫酸安定性を改良すべく種々研究
を重ねた結果、酸化カルシウムを特定の量その重合反応
系に添加するときは、重合反応直後の重合度を、酸化カ
ルシウム無添加系のそれと変らない状態で安定に保持し
得るとともに、濃硫酸中におけるPPTAの安定性を大
幅に改善できることを究明し、更に酸化カルシウムの添
加により重合反応系の腐食性が著しく軽減される事実を
確認し、この知見に基いて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、実質的にバラフェニレンジアミン
とテレフタル酸ジクロラィドを反応させてポリパラフェ
ニレンテレフタルアミドを製造するに当り、胸N−メチ
ルピロリドン及びN,N−ジメチルアセトアミドの少な
くとも1種と、(B)塩化カルシウムと、‘C)上記反
応により発生する塩化水素に対して1〜45モル%量の
酸化カルシウムとから成る混合物中で上記反応を行なわ
しめることを特徴とするポリパラフェニレンテレフタル
アミドの製造方法である。以下、本発明の構成、実施態
様、効果について更に詳細に述べる。
とテレフタル酸ジクロラィドを反応させてポリパラフェ
ニレンテレフタルアミドを製造するに当り、胸N−メチ
ルピロリドン及びN,N−ジメチルアセトアミドの少な
くとも1種と、(B)塩化カルシウムと、‘C)上記反
応により発生する塩化水素に対して1〜45モル%量の
酸化カルシウムとから成る混合物中で上記反応を行なわ
しめることを特徴とするポリパラフェニレンテレフタル
アミドの製造方法である。以下、本発明の構成、実施態
様、効果について更に詳細に述べる。
本発明による方法は種々のやり方で実施することができ
る。
る。
例えば、N−メチルピロリドン及び/又はN,N−ジメ
チルアセトアミドに必要量の塩化カルシウム及び酸化カ
ルシウムを混合し、続いてバラフェニレンジアミンを、
及び激しく燈拝しながらテレフタル酸ジクロラィドを添
加することができる。或いは、反応系の成分を異なる順
序に、例えば、先ずN−メチルピロリドン及び/又はN
,N−ジメチルアセトアミドにバラフェニレンジアミン
を、続いて塩化カルシウム及び酸化カルシウムを添加し
、激しく燈拝しつつテレフタル酸ジクロラィドを添加す
る方法もよく、または、例えばN−メチルピロリドン及
び/又はN,N−ジメチルアセトアミドに塩化カルシウ
ム及び酸化カルシウムを添加した系に必要な混合比にお
けるバラフェニレンジアミンとテレフタル酸ジクロラィ
ドとの粉末混合物を激しい縄枠下に添加することにより
モノマ−を反応媒体中中へ同時に導入する方法も可能で
ある。更に、酸化カルシウムは塩化カルシウムと同時に
添加する方法に限るものでなく、上記例示の各方法に準
じて塩化カルシウム、バラフェニレンジアミン、テレフ
タル酸ジクロラィドと同時に或いは相前後して添加して
行なってもよい。特別な場合として、これらと粉末状酸
化カルシウムをあらかじめ混合して用いてもよく、更に
特別な場合として酸化カルシウムが分子状に分散して含
有されている塩化カルシウムを用いることができる。本
発明による方法は、回分式にも連続式にも或いは部分的
連続式にも実施することができる。
チルアセトアミドに必要量の塩化カルシウム及び酸化カ
ルシウムを混合し、続いてバラフェニレンジアミンを、
及び激しく燈拝しながらテレフタル酸ジクロラィドを添
加することができる。或いは、反応系の成分を異なる順
序に、例えば、先ずN−メチルピロリドン及び/又はN
,N−ジメチルアセトアミドにバラフェニレンジアミン
を、続いて塩化カルシウム及び酸化カルシウムを添加し
、激しく燈拝しつつテレフタル酸ジクロラィドを添加す
る方法もよく、または、例えばN−メチルピロリドン及
び/又はN,N−ジメチルアセトアミドに塩化カルシウ
ム及び酸化カルシウムを添加した系に必要な混合比にお
けるバラフェニレンジアミンとテレフタル酸ジクロラィ
ドとの粉末混合物を激しい縄枠下に添加することにより
モノマ−を反応媒体中中へ同時に導入する方法も可能で
ある。更に、酸化カルシウムは塩化カルシウムと同時に
添加する方法に限るものでなく、上記例示の各方法に準
じて塩化カルシウム、バラフェニレンジアミン、テレフ
タル酸ジクロラィドと同時に或いは相前後して添加して
行なってもよい。特別な場合として、これらと粉末状酸
化カルシウムをあらかじめ混合して用いてもよく、更に
特別な場合として酸化カルシウムが分子状に分散して含
有されている塩化カルシウムを用いることができる。本
発明による方法は、回分式にも連続式にも或いは部分的
連続式にも実施することができる。
本重合反応に包含される物質は最少量の不純物舎量でな
ければならない。特に全反応混合物に基づいて計算して
約0.05重量%よりも多量の水の存在は低い重合度の
ポリマーしか与えないという結果をもたらす。従って、
2つのモノマー、Nーメチルピロリドン、N,N−ジメ
チルアセトアミド、塩化カルシウム及び酸化カルシウム
は実際上水を含有しないものであるべきである。塩化カ
ルシウム及び酸化カルシウムが水を含まないようにする
には粉末物を例えば200o○又はそれ以上の温度にお
いて真空下又は常圧下に乾燥することによって行なうこ
とができる。粉末化した塩化カルシウム及び酸化カルシ
ウムは、溶剤中において迅速・効果的に分散しうるとい
う長所もある。本発明において用いるべき酸化カルシウ
ムの量は、反応により発生する塩化水素の1〜45モル
%にすべきである。1モル%未満の酸化カルシウム量を
用いたのでは、本発明の目的とするPPTAの濃硫酸中
での安定性が十分でなく、また重合時の腐蝕性も改善さ
れない。
ければならない。特に全反応混合物に基づいて計算して
約0.05重量%よりも多量の水の存在は低い重合度の
ポリマーしか与えないという結果をもたらす。従って、
2つのモノマー、Nーメチルピロリドン、N,N−ジメ
チルアセトアミド、塩化カルシウム及び酸化カルシウム
は実際上水を含有しないものであるべきである。塩化カ
ルシウム及び酸化カルシウムが水を含まないようにする
には粉末物を例えば200o○又はそれ以上の温度にお
いて真空下又は常圧下に乾燥することによって行なうこ
とができる。粉末化した塩化カルシウム及び酸化カルシ
ウムは、溶剤中において迅速・効果的に分散しうるとい
う長所もある。本発明において用いるべき酸化カルシウ
ムの量は、反応により発生する塩化水素の1〜45モル
%にすべきである。1モル%未満の酸化カルシウム量を
用いたのでは、本発明の目的とするPPTAの濃硫酸中
での安定性が十分でなく、また重合時の腐蝕性も改善さ
れない。
逆に45モル%を越える酸化カルシウムを用いると、高
い重合度のポリマーが最早や得られなくなる。なお、好
ましくは反応により発生する塩化水素の2.5〜35モ
ル%の酸化カルシウムを用いるべきで、このときより高
重合度のポリマーがより腐蝕性の軽減された条件下に得
られ、しかもこのようにして製造されたポリマーの耐硫
酸性がより優れている。酸化カルシウム及び塩化カルシ
ウムは、重合反応開始時には一部だけが溶解し部分的に
けんだくした状態で存在させることもよい。
い重合度のポリマーが最早や得られなくなる。なお、好
ましくは反応により発生する塩化水素の2.5〜35モ
ル%の酸化カルシウムを用いるべきで、このときより高
重合度のポリマーがより腐蝕性の軽減された条件下に得
られ、しかもこのようにして製造されたポリマーの耐硫
酸性がより優れている。酸化カルシウム及び塩化カルシ
ウムは、重合反応開始時には一部だけが溶解し部分的に
けんだくした状態で存在させることもよい。
ことに、酸化カルシウムはNーメチルピロリドンやN,
N−ジメチルアセトアミド‘こ対する溶解度がかなり小
さいため、実際上、微粉末の固相にて反応媒体中に分散
させておくのが好ましい実施型態の1つである。固相で
存在する酸化カルシウム及び塩化カルシウムは反応の開
始とともに次第に溶解していく現象はたびたび観察され
る。本発明の方法において、塩化カルシウムの用いるべ
き量はもっぱら高重合度のポリマーを得るための要請で
決められるべきで、好ましくはバラフェニレンジアミン
に対し少なくとも等モル用いるのがよい。
N−ジメチルアセトアミド‘こ対する溶解度がかなり小
さいため、実際上、微粉末の固相にて反応媒体中に分散
させておくのが好ましい実施型態の1つである。固相で
存在する酸化カルシウム及び塩化カルシウムは反応の開
始とともに次第に溶解していく現象はたびたび観察され
る。本発明の方法において、塩化カルシウムの用いるべ
き量はもっぱら高重合度のポリマーを得るための要請で
決められるべきで、好ましくはバラフェニレンジアミン
に対し少なくとも等モル用いるのがよい。
なぜなら、等モルよりも少なく用いると、ポリマーが重
合反応中に沈殿するために低重合度のポリマーしか得ら
れないという結果をいまいま招くからである。なお、塩
化カルシウム量が多いときには、酸化カルシウムの存在
しない系では、塩化カルシウムがNーメチルピロリドン
やN,N−ジメチルアセトアミドと特殊な付加物を形成
して反応媒体がゲル化することがあるが、本発明の方法
則ち酸化カルシウムを含む系においては、酸化カルシウ
ムがゲル化防止剤として機能しこれに原因する低重合度
ポリマーの生成という結果を招かないという利点も有し
ている。塩化カルシウム量の上限が特に限定されないこ
とも本発明の特徴であって、経済的理由からこれを決め
ればよい。本発明の方法において、重合反応時のモノマ
−濃度は、溶剤(Nーメチルピロリドン及び/又はN,
N−ジメチルアセトアミド)1のこ対し少なくとも0.
1モル使用して行なうのが好ましい。
合反応中に沈殿するために低重合度のポリマーしか得ら
れないという結果をいまいま招くからである。なお、塩
化カルシウム量が多いときには、酸化カルシウムの存在
しない系では、塩化カルシウムがNーメチルピロリドン
やN,N−ジメチルアセトアミドと特殊な付加物を形成
して反応媒体がゲル化することがあるが、本発明の方法
則ち酸化カルシウムを含む系においては、酸化カルシウ
ムがゲル化防止剤として機能しこれに原因する低重合度
ポリマーの生成という結果を招かないという利点も有し
ている。塩化カルシウム量の上限が特に限定されないこ
とも本発明の特徴であって、経済的理由からこれを決め
ればよい。本発明の方法において、重合反応時のモノマ
−濃度は、溶剤(Nーメチルピロリドン及び/又はN,
N−ジメチルアセトアミド)1のこ対し少なくとも0.
1モル使用して行なうのが好ましい。
0.1モル/Z未満のモマー濃度では経済的に不利であ
るからである。
るからである。
このように選択したモノマー濃度の重合反応においては
、重合反応系は反応の中間段階で固化現象をおこし、後
述する独特の縄梓・混合方法を好ましく適用できる。な
お、酸化カルシウムを存在させない系においては、重合
反応系の腐蝕性を軽減させるために相当の高モノマー濃
度にする必要があるが、本発明の酸化カルシウムを添加
使用する重合反応系では0.1モル/そという濃度にお
いてさえ腐蝕性が軽減されている。バラフェニレンジア
ミン及びテレフタル酸ジクロラィドは等モル量又はそれ
らのいずれかを他に比較してわづかに過剰に使用する。
重合度調節物質及び他の常用の添加剤もまた使用するこ
とができる。本発明の方法において溶剤としては、Nー
メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド又は
これらの任意の割合の混合物が用いられる。
、重合反応系は反応の中間段階で固化現象をおこし、後
述する独特の縄梓・混合方法を好ましく適用できる。な
お、酸化カルシウムを存在させない系においては、重合
反応系の腐蝕性を軽減させるために相当の高モノマー濃
度にする必要があるが、本発明の酸化カルシウムを添加
使用する重合反応系では0.1モル/そという濃度にお
いてさえ腐蝕性が軽減されている。バラフェニレンジア
ミン及びテレフタル酸ジクロラィドは等モル量又はそれ
らのいずれかを他に比較してわづかに過剰に使用する。
重合度調節物質及び他の常用の添加剤もまた使用するこ
とができる。本発明の方法において溶剤としては、Nー
メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド又は
これらの任意の割合の混合物が用いられる。
これらの間の優劣は、もっぱら、価格、回収の難易、安
定性など重合工程以外の因子により決定されるできであ
る。なお、約10%以下の量だけ、異なる溶剤例えば他
のアミド系溶剤やクロロホルム、酢酸ッーブチロラクト
ン、nーヘキサンなどを反応系に存在させることができ
る。本発明の実施においては、特にバラフェニレンジア
ミンとテレフタル酸ジクロライドとが互いに十分に混合
されて反応できるように反応混合物を激しく混合するこ
とが必要である。
定性など重合工程以外の因子により決定されるできであ
る。なお、約10%以下の量だけ、異なる溶剤例えば他
のアミド系溶剤やクロロホルム、酢酸ッーブチロラクト
ン、nーヘキサンなどを反応系に存在させることができ
る。本発明の実施においては、特にバラフェニレンジア
ミンとテレフタル酸ジクロライドとが互いに十分に混合
されて反応できるように反応混合物を激しく混合するこ
とが必要である。
混合が不十分であると、目的とする高重合度のポリマー
が得られないという結果をもたらすからである。混合は
、重合反応の開始時より、PPTAがその最終重合度に
達するまで行なうのが好ましく、重合反応開始時の激し
い蝿拝とともに、重合反応系が固化してからも、粉砕及
び特殊なせん断力を付与するのが望ましい。より望まし
くは、重合反応中間物に与えるせん断力として、10$
ec‐1以上のせん断速度又は50肌/sec以上の鯛
梓翼先端速度にて行なうことである。重合装置の具体例
としては、一般のたて型櫨梓槽やいわゆるワーリングブ
レンダー、ダブルモーション蝿梓槽、遊星運動型櫨梓槽
、ヘンシェルミキサーなどを用いることもできるが、好
ましいのは、一般のたて型損梓槽や望ましくは本発明者
らが先に提案した回転連動と往復連動の可能な蝿梓槽(
特開昭50−108381号)、回転半径可変型燈梓槽
(美顔昭49−6382号)などを重合前半の激しい混
合作用を付与する第1段重合装置として用い、スクリュ
ー式混合機、回分式又は連続式ニーダー、加圧型ニーダ
ー、コニーダー、たて型ニーダー、バンバリーミキサー
、インターナルミキサー・ヘンシェルミキサー、ボテー
ター、往復回転式反応機等を重合後半の高粘度物又は固
化物を更に損拝して、粉砕及びせん断力付与を行なう第
2段重合装置として用い2段式に組合わせる方法である
。
が得られないという結果をもたらすからである。混合は
、重合反応の開始時より、PPTAがその最終重合度に
達するまで行なうのが好ましく、重合反応開始時の激し
い蝿拝とともに、重合反応系が固化してからも、粉砕及
び特殊なせん断力を付与するのが望ましい。より望まし
くは、重合反応中間物に与えるせん断力として、10$
ec‐1以上のせん断速度又は50肌/sec以上の鯛
梓翼先端速度にて行なうことである。重合装置の具体例
としては、一般のたて型櫨梓槽やいわゆるワーリングブ
レンダー、ダブルモーション蝿梓槽、遊星運動型櫨梓槽
、ヘンシェルミキサーなどを用いることもできるが、好
ましいのは、一般のたて型損梓槽や望ましくは本発明者
らが先に提案した回転連動と往復連動の可能な蝿梓槽(
特開昭50−108381号)、回転半径可変型燈梓槽
(美顔昭49−6382号)などを重合前半の激しい混
合作用を付与する第1段重合装置として用い、スクリュ
ー式混合機、回分式又は連続式ニーダー、加圧型ニーダ
ー、コニーダー、たて型ニーダー、バンバリーミキサー
、インターナルミキサー・ヘンシェルミキサー、ボテー
ター、往復回転式反応機等を重合後半の高粘度物又は固
化物を更に損拝して、粉砕及びせん断力付与を行なう第
2段重合装置として用い2段式に組合わせる方法である
。
また、好ましい重合装置の別の例として、連続的に重合
を実施する方法があり、噴射衝突型ミキサー(米国特許
第3849074号)や高せん断速度をもった連続混合
機等と、スクリュー押出機や連続ニーダ−(好ましくは
米国特許第3195868号等に開示されているいわゆ
る全表面更新型連続2藤ニーダーJ等を縄合せたもので
ある。
を実施する方法があり、噴射衝突型ミキサー(米国特許
第3849074号)や高せん断速度をもった連続混合
機等と、スクリュー押出機や連続ニーダ−(好ましくは
米国特許第3195868号等に開示されているいわゆ
る全表面更新型連続2藤ニーダーJ等を縄合せたもので
ある。
連続的に重合する方法は、重合反応に伴なう相変化を最
も合理的に吸収しつつ、激しい混合、粉砕、せん断力の
付与等の混合効果を重合反応系に与えることが出来ると
いう点で最も好ましい方法であり、その実施に当って、
特関昭50−128793号や特開昭51−14210
ぴ号で既に本発明者らが明らかにした一且プレポリマー
を経由して行なう方法を本発明に援用するのも望ましい
実施態様の1つである。本発明の方法は70oo以下の
温度で実施する。モノマ−を急速に合体した直後に温度
の急上昇を、つづいて蝿洋機の機械的エネルギーによっ
て起る温度の漸次的上昇を観察することができる。好適
には、本発明は、反応混合物の温度が−20〜60oo
の範囲内にあるように実施する。これは反応前、反応の
間、及び/又は反応後冷却することによって達成せられ
る。実際の重合反応は速やかに進行して通常30分間以
内に完結する。
も合理的に吸収しつつ、激しい混合、粉砕、せん断力の
付与等の混合効果を重合反応系に与えることが出来ると
いう点で最も好ましい方法であり、その実施に当って、
特関昭50−128793号や特開昭51−14210
ぴ号で既に本発明者らが明らかにした一且プレポリマー
を経由して行なう方法を本発明に援用するのも望ましい
実施態様の1つである。本発明の方法は70oo以下の
温度で実施する。モノマ−を急速に合体した直後に温度
の急上昇を、つづいて蝿洋機の機械的エネルギーによっ
て起る温度の漸次的上昇を観察することができる。好適
には、本発明は、反応混合物の温度が−20〜60oo
の範囲内にあるように実施する。これは反応前、反応の
間、及び/又は反応後冷却することによって達成せられ
る。実際の重合反応は速やかに進行して通常30分間以
内に完結する。
モノマーはできるだけ迅速に、例えば10〜2硯砂以下
の間に添加すべきであり、その後、PPTAの重合度が
その最終値に達するまで混合を継続するのが好ましい。
普通、ゲル状物質に形成せられる反応生成物を凝固に適
する粒子径に粉砕するため、必要ならば燈梓をひきのば
すこともできる。PPTAは、つづいて、反応混合物か
ら分離しなければならない。
の間に添加すべきであり、その後、PPTAの重合度が
その最終値に達するまで混合を継続するのが好ましい。
普通、ゲル状物質に形成せられる反応生成物を凝固に適
する粒子径に粉砕するため、必要ならば燈梓をひきのば
すこともできる。PPTAは、つづいて、反応混合物か
ら分離しなければならない。
これは、例えば前記ワーリング混合機中において、或い
は反応混合物をチップ状に成形して通常の糟中において
、反応混合物を水もしくは水性アルカリと緊密に混合す
ることによって行なうことができる。なお、本発明の酸
化カルシウムを含有する反応混合物はチップ状に成形す
ることが非常に容易で、従来の酸化カルシウムを含まな
い反応混合物に比べてチップ状に成形することにより後
処理操作がやり易いという利点がある。得られた微粉末
状又はチップ状のPPTAは炉別又は遠心分離をうけ、
水により精製した後に乾燥する。Nーメチルピロリドン
及び/又はN,N−ジメチルアセトアミド、塩化カルシ
ウム(反応前に添加したものと、重合反応により生成す
る塩化水素が酸化カルシウムと反応して出来たものとを
含む。
は反応混合物をチップ状に成形して通常の糟中において
、反応混合物を水もしくは水性アルカリと緊密に混合す
ることによって行なうことができる。なお、本発明の酸
化カルシウムを含有する反応混合物はチップ状に成形す
ることが非常に容易で、従来の酸化カルシウムを含まな
い反応混合物に比べてチップ状に成形することにより後
処理操作がやり易いという利点がある。得られた微粉末
状又はチップ状のPPTAは炉別又は遠心分離をうけ、
水により精製した後に乾燥する。Nーメチルピロリドン
及び/又はN,N−ジメチルアセトアミド、塩化カルシ
ウム(反応前に添加したものと、重合反応により生成す
る塩化水素が酸化カルシウムと反応して出来たものとを
含む。
)反応中に生成した塩化水素及び水より成る炉液からN
−メチルピロリドン又は/及びN,N−ジメチルアセト
アミド及び塩化カルシウムを回収することが出来る。こ
の様にして製造されたポリマーは、例えば濃硫酸等に溶
かした溶液から湿式、乾式、空間吐出後湿式などの方法
により繊維やフィルム、ファイブリッド等に成形される
。
−メチルピロリドン又は/及びN,N−ジメチルアセト
アミド及び塩化カルシウムを回収することが出来る。こ
の様にして製造されたポリマーは、例えば濃硫酸等に溶
かした溶液から湿式、乾式、空間吐出後湿式などの方法
により繊維やフィルム、ファイブリッド等に成形される
。
このとき、本発明の方法に従って製造されたポリマーは
、その優れた耐硫酸性という特徴を遺憾なく発揮する。
これらの成形品の用途は、衣料用、産業資材用を問わず
幅広く利用され、例えば耐熱服、耐熱ホース、耐熱フィ
ルム、耐熱紙、耐熱接着剤、防燃カーテン、防燃織布、
防燃カーペット、バックフイルター、ロープ、また、タ
イヤ、ベルト、エアバック等のゴム補強材、樹脂の補強
材等の分野で、その耐熱性、高強力、高ヤング率などの
特徴が十分に発揮される。
、その優れた耐硫酸性という特徴を遺憾なく発揮する。
これらの成形品の用途は、衣料用、産業資材用を問わず
幅広く利用され、例えば耐熱服、耐熱ホース、耐熱フィ
ルム、耐熱紙、耐熱接着剤、防燃カーテン、防燃織布、
防燃カーペット、バックフイルター、ロープ、また、タ
イヤ、ベルト、エアバック等のゴム補強材、樹脂の補強
材等の分野で、その耐熱性、高強力、高ヤング率などの
特徴が十分に発揮される。
なお予想外の効果として、本発明方法によって製造され
たPPTAからの成形品は、耐湿熱性に優れていること
が最近のテストによって判明した。この性質を利用して
タイヤコードなどの製造工程で高温湿熱処理をうける用
途や、耐熱紙、耐熱フィルムなど高温湿熱状態で使用さ
れる用途に適用すれば特に有効である。本発明を更に下
記諸実施例によって説明する。重合度の目安としてのP
PTAの対数粘度りinhは次の通りで定義される。帆
=1帯, 式中、りre,は重合体溶液(9母重量%硫酸100泌
中0.5タPPTA)と純溶媒(98重量%硫酸)との
2500において毛細管粘度計にて測定した流出時間の
比である。
たPPTAからの成形品は、耐湿熱性に優れていること
が最近のテストによって判明した。この性質を利用して
タイヤコードなどの製造工程で高温湿熱処理をうける用
途や、耐熱紙、耐熱フィルムなど高温湿熱状態で使用さ
れる用途に適用すれば特に有効である。本発明を更に下
記諸実施例によって説明する。重合度の目安としてのP
PTAの対数粘度りinhは次の通りで定義される。帆
=1帯, 式中、りre,は重合体溶液(9母重量%硫酸100泌
中0.5タPPTA)と純溶媒(98重量%硫酸)との
2500において毛細管粘度計にて測定した流出時間の
比である。
また、耐硫酸性は、上記対数粘度測定用重合体溶液と全
く同様に約260で溶液を調製した後、7500にて3
時間静置し、75qo処理前後の対数粘度の比で表示し
た。実施例 1〜8、比較例 1〜4 本発明者等の提案に係る特開昭50−108381号公
報に記載の、回転運動とともに上下への往復運動も可能
な塊梓翼を備えた重合槽と加圧式回分ニーダ−とを組み
合せて用いて、PPTAの重合を行なった。
く同様に約260で溶液を調製した後、7500にて3
時間静置し、75qo処理前後の対数粘度の比で表示し
た。実施例 1〜8、比較例 1〜4 本発明者等の提案に係る特開昭50−108381号公
報に記載の、回転運動とともに上下への往復運動も可能
な塊梓翼を備えた重合槽と加圧式回分ニーダ−とを組み
合せて用いて、PPTAの重合を行なった。
即ち、内容積約50そのステンレス(SUS304)製
の上記重合槽を乾燥窒素を流すことにより良く乾燥し、
N−メチルピロリドンを30Z入れ、バラフェニレンジ
アミンを1.296k9添加して室温にて溶解した。
の上記重合槽を乾燥窒素を流すことにより良く乾燥し、
N−メチルピロリドンを30Z入れ、バラフェニレンジ
アミンを1.296k9添加して室温にて溶解した。
次に、各別々に約300ooで3昼夜常圧乾燥した塩化
カルシウム特級試薬(酸化カルシウム非検出)2.00
0k9と酸化カルシウム特級試薬必要量(下記表に掲示
)とを粉末状で混合して添加し櫨拝した。
カルシウム特級試薬(酸化カルシウム非検出)2.00
0k9と酸化カルシウム特級試薬必要量(下記表に掲示
)とを粉末状で混合して添加し櫨拝した。
更に、温度を約5〜1oo0に調整したあと、約110
〜12000に溶融したテレフタル酸ジクロラィドを2
.436k9一気に添加し、高速損梓した。このときの
損梓翼は重合槽底にかなり近いところに位置させた。テ
レフタル酸ジクロラィドの添加後3分で蝿梓を停止し、
ェアシリンダ−を作動させて礎梓翼を重合槽内の上部空
間に持ち上げた。この状態で5分間放置したのち、蝉梓
翼を低速回転させつつゆっくり下方に移動させた。擬伴
翼が最下点に来たとき重合槽排出弁を開けると、微粉末
を少し含むこぶし大の塊状物が落下し重合槽の真下に設
けられたステンレス(SUS304)製加圧式ニーダー
の中に入った。重合槽の鰯洋翼を低速回転させつつ上下
動を数回くり返して重合槽内の重合反応物をほぼ全部加
圧式ニーダーに移した。次に加圧式ニーダーの蓋をセッ
トして、2k9/塊Gにて加圧し、最大35伍ec‐1
のせん断速度で運転した。加圧式ニーダーのジャケット
には縄梓熱による温度上昇を防ぐために冷媒を通した。
8分間の運転後内容物をとり出した。
〜12000に溶融したテレフタル酸ジクロラィドを2
.436k9一気に添加し、高速損梓した。このときの
損梓翼は重合槽底にかなり近いところに位置させた。テ
レフタル酸ジクロラィドの添加後3分で蝿梓を停止し、
ェアシリンダ−を作動させて礎梓翼を重合槽内の上部空
間に持ち上げた。この状態で5分間放置したのち、蝉梓
翼を低速回転させつつゆっくり下方に移動させた。擬伴
翼が最下点に来たとき重合槽排出弁を開けると、微粉末
を少し含むこぶし大の塊状物が落下し重合槽の真下に設
けられたステンレス(SUS304)製加圧式ニーダー
の中に入った。重合槽の鰯洋翼を低速回転させつつ上下
動を数回くり返して重合槽内の重合反応物をほぼ全部加
圧式ニーダーに移した。次に加圧式ニーダーの蓋をセッ
トして、2k9/塊Gにて加圧し、最大35伍ec‐1
のせん断速度で運転した。加圧式ニーダーのジャケット
には縄梓熱による温度上昇を防ぐために冷媒を通した。
8分間の運転後内容物をとり出した。
温度は35〜50qoの間にあった。生成したPPTA
を含む重合混合物をガラス製容器に移し、水洗したPP
TAと他の成分とを炉別した。
を含む重合混合物をガラス製容器に移し、水洗したPP
TAと他の成分とを炉別した。
更に5回この操作をくり返した。得られたポリマーはこ
れを乾燥して対数粘度りinhを測定した。一方、炉水
は各々水洗段ごとN−メチルピロリドン濃度と金属イオ
ン(Fe.Ni)濃度に測定し、金属イオンのN−メチ
ルピロリドンに対する重量比を計算し、重合装置の腐食
度の目安とした。なお、各水洗段ごとのこの比は同じ重
合バッチに関しては測定誤差範囲内で一定であったので
、第1水洗炉水についての結果のみ下記の表に記入した
。なお重合槽の覗窓より観察した所見を付記すると、テ
レフタル酸ジクロラィド添加直前において酸化カルシウ
ムと推定される不溶微粒子が、比較例1,2及び実施例
1を除き全て存在していた。
れを乾燥して対数粘度りinhを測定した。一方、炉水
は各々水洗段ごとN−メチルピロリドン濃度と金属イオ
ン(Fe.Ni)濃度に測定し、金属イオンのN−メチ
ルピロリドンに対する重量比を計算し、重合装置の腐食
度の目安とした。なお、各水洗段ごとのこの比は同じ重
合バッチに関しては測定誤差範囲内で一定であったので
、第1水洗炉水についての結果のみ下記の表に記入した
。なお重合槽の覗窓より観察した所見を付記すると、テ
レフタル酸ジクロラィド添加直前において酸化カルシウ
ムと推定される不溶微粒子が、比較例1,2及び実施例
1を除き全て存在していた。
下記の表に示す結果より次のようなことがわかる。‘1
}酸化カルシウム添加量が反応により発生する塩化水素
の45モル%をこえると急激に重合度が小さくなる。■
酸化カルシウムが同じく1モル%禾満では重合装置の腐
食が進みやすく、重合混合物よりN−メチルピロリドン
等を押出する炉水中の金属イオン含量が多い。【3}酸
化カルシウム1モル%未満では耐硫酸性の極端に悪いP
PTAが製造される。実施例 9 本例はPPTAの連続的製造例を示すものである。
}酸化カルシウム添加量が反応により発生する塩化水素
の45モル%をこえると急激に重合度が小さくなる。■
酸化カルシウムが同じく1モル%禾満では重合装置の腐
食が進みやすく、重合混合物よりN−メチルピロリドン
等を押出する炉水中の金属イオン含量が多い。【3}酸
化カルシウム1モル%未満では耐硫酸性の極端に悪いP
PTAが製造される。実施例 9 本例はPPTAの連続的製造例を示すものである。
内容横約80そ燈杵槽を充分乾燥しておき、これにN−
メチルピロリドンを40.00k9糟秤して入れ、次に
渡梓下に工業用無水塩化カルシウム(1.母重量%の酸
化カルシウムを含有。)を4.000k9糟秤して添加
して、室温で溶解した。1時間後、バラフェニレンジア
ミンを2.160k9精秤して添加し約4び分間櫨枠を
つづけ、液温を約0℃にして、糟秤した粉末状のテレフ
タル酸ジクロラィド2.030k9を添加して、バラフ
ェニレンジアミン1モルに対してテレフタル酸ジクロラ
ィドが0.5モル入ったプレポリマー溶液をつくり、l
5qoに温調した。
メチルピロリドンを40.00k9糟秤して入れ、次に
渡梓下に工業用無水塩化カルシウム(1.母重量%の酸
化カルシウムを含有。)を4.000k9糟秤して添加
して、室温で溶解した。1時間後、バラフェニレンジア
ミンを2.160k9精秤して添加し約4び分間櫨枠を
つづけ、液温を約0℃にして、糟秤した粉末状のテレフ
タル酸ジクロラィド2.030k9を添加して、バラフ
ェニレンジアミン1モルに対してテレフタル酸ジクロラ
ィドが0.5モル入ったプレポリマー溶液をつくり、l
5qoに温調した。
一方、ジャケットに0.5k9/鮒Gの水蒸気を通すこ
とのできる内容積約15そのステンレス製タンクに、約
7k9のテレフタル酸ジクロラィドの塊を入れて、水蒸
気をジャケットに通し溶融した。
とのできる内容積約15そのステンレス製タンクに、約
7k9のテレフタル酸ジクロラィドの塊を入れて、水蒸
気をジャケットに通し溶融した。
プレポリマ−溶液及びテレフタル酸ジクロラィド溶融液
は各々定量ポンプで600夕/分、26.6夕/分の比
率で、連続混合機に注入した。連続混合機にて約2秒間
高速擬梓をうけ浪合された重合反応液は、連続混合機の
直下に直接接続された凸レンズ型の「パドル」をもつ2
軸「全表面更新型一連続ニーダーに導かれ、更に約50
$ec‐1の高せん断速度で混合されて、連続ニーダー
出口に取付けた5側めの孔をもつ多孔板より排出された
。
は各々定量ポンプで600夕/分、26.6夕/分の比
率で、連続混合機に注入した。連続混合機にて約2秒間
高速擬梓をうけ浪合された重合反応液は、連続混合機の
直下に直接接続された凸レンズ型の「パドル」をもつ2
軸「全表面更新型一連続ニーダーに導かれ、更に約50
$ec‐1の高せん断速度で混合されて、連続ニーダー
出口に取付けた5側めの孔をもつ多孔板より排出された
。
排出物は運転開始直後は流動性をもっていたが、やがて
固化状物に変り、うどん状で排出されるようになった。
固化状物に変り、うどん状で排出されるようになった。
運転開始より2び分後より終了までの間の排出重合物を
集め、約2物岬の長さに切ってチップと成したあと、約
100そのタンクで水洗し、乾燥した。計算上、重合反
応により発生する塩化水素の2.9モル%の酸化カルシ
ウムを含有する重合系より生成したことになる本例のポ
リマーの対数粘度は5.90で、耐硫酸性は92%であ
った。比較例 5使用に供した塩化カルシウムを、酸化
カルシウムが1.亀重量%含有されている工業用の代り
に、酸化カルシウム非検出の特級試薬を用いた以外は、
実施例9と全く同様に連続重合させた。
集め、約2物岬の長さに切ってチップと成したあと、約
100そのタンクで水洗し、乾燥した。計算上、重合反
応により発生する塩化水素の2.9モル%の酸化カルシ
ウムを含有する重合系より生成したことになる本例のポ
リマーの対数粘度は5.90で、耐硫酸性は92%であ
った。比較例 5使用に供した塩化カルシウムを、酸化
カルシウムが1.亀重量%含有されている工業用の代り
に、酸化カルシウム非検出の特級試薬を用いた以外は、
実施例9と全く同様に連続重合させた。
連続ニーダ−出口の多孔板から排出される重合反応物は
崩れやすく、粉体状物がかなりの量で発生した。また、
得られたポリマーの対数粘度は6.05で実施例9より
やや大きかったが、耐硫酸性は71%で相当小さかった
。
崩れやすく、粉体状物がかなりの量で発生した。また、
得られたポリマーの対数粘度は6.05で実施例9より
やや大きかったが、耐硫酸性は71%で相当小さかった
。
実施例 10〜12
重合溶剤をN−メチルピロリドンの代物こN,N−ジメ
チルアセトアミド‘こし、酸化カルシウム量を反応によ
り発生する塩化水素の30モル%にし、酸化カルシウム
の添加法を変えた以外は、実施例1と全く同様にして重
合を実施した。
チルアセトアミド‘こし、酸化カルシウム量を反応によ
り発生する塩化水素の30モル%にし、酸化カルシウム
の添加法を変えた以外は、実施例1と全く同様にして重
合を実施した。
結果を次表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 実質的にパラフエニレンジアミンとテレフタル酸ジ
クロライドとを反応させてポリパラフエニレンテレフタ
ルアミドを製造するにあたり、(A)N−メチルピロリ
ドン及びN,N−ジメチルアセトアミドの少なくとも1
種と、(B)塩化カルシウムと、(C)上記反応におい
て発生する塩化水素に対し1〜45モル%量の酸化カル
シウムとから成る混合物中で上記反応を行なわせること
を特徴とするポリパラフエニレンテレフタルアミドの製
造方法。 2 塩化カルシウムをパラフエニレンジアミンに対して
少なくとも等モル用いる特許請求の範囲第1項に記載の
ポリパラフエニレンテレフタルアミドの製造方法。 3 酸化カルシウムを反応により発生する塩化水素に対
し2.5〜35モル%用いる特許請求の範囲第1項に記
載のポリパラフエニレンテレフタルアミドの製造方法。 4 酸化カルシウムを反応開始前に部分的に固相として
存在させる特許請求の範囲第1項に記載のポリパラフエ
ニレンテレフタルアミドの製造方法。5 パラフエニレ
ンジアミンをN−メチルピロリドンとN,N−ジメチル
アセトアミドの合計量1lに対し少なくとも0.1モル
を用いて、重合反応系を該反応の中間段階で固化させる
特許請求の範囲第1項に記載のポリパラフエニレンテレ
フタルアミドの製造方法。 6 重合反応系が固化しつつある時期に或いは固化後に
重合反応中間物を粉砕し、ついで粉砕された重合反応中
間物にせん断力を付与して重合反応を完結させる特許請
求の範囲第1項又は第5項のいずれかに記載のポリパラ
フエニレンテレフタルアミドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1151878A JPS6034572B2 (ja) | 1978-02-06 | 1978-02-06 | ポリパラフエニレンテレフタルアミドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1151878A JPS6034572B2 (ja) | 1978-02-06 | 1978-02-06 | ポリパラフエニレンテレフタルアミドの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54105198A JPS54105198A (en) | 1979-08-17 |
JPS6034572B2 true JPS6034572B2 (ja) | 1985-08-09 |
Family
ID=11780205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1151878A Expired JPS6034572B2 (ja) | 1978-02-06 | 1978-02-06 | ポリパラフエニレンテレフタルアミドの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6034572B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4309528A (en) * | 1980-01-16 | 1982-01-05 | Standard Oil Company (Indiana) | Injection moldable amide-imide copolymers |
CN1052247C (zh) * | 1995-03-14 | 2000-05-10 | 北京燕山石油化工公司研究院 | 合成聚对苯二甲酰对苯二胺聚合溶剂回收方法 |
CN116855284B (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-01 | 莱芜市兆信新材料股份有限公司 | 水煤浆减水剂、水煤浆减水剂的制备方法、水煤浆 |
-
1978
- 1978-02-06 JP JP1151878A patent/JPS6034572B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54105198A (en) | 1979-08-17 |
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