JPS6099133A - ポリアミドイミド成型品 - Google Patents

ポリアミドイミド成型品

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JPS6099133A
JPS6099133A JP20578183A JP20578183A JPS6099133A JP S6099133 A JPS6099133 A JP S6099133A JP 20578183 A JP20578183 A JP 20578183A JP 20578183 A JP20578183 A JP 20578183A JP S6099133 A JPS6099133 A JP S6099133A
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film
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Takuma Kanda
神田 拓馬
Toshikazu Matsuda
敏和 松田
Masanori Sakamoto
正典 坂本
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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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

(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】 本発明は高弾性率かつ耐熱性のりぐれたポリアミドイミ
ド成型品に関するものである。
全芳香族ポリイミドは有機ポリマのなかで最高の耐熱性
を有しており、その特徴を生かしてすでにフィルムや成
型物で実用化されている。しかしながら、それらの引張
特性はごくありふれたものであり、強度および弾性率は
決して高くない。近年、磁気テープのベースフィルムな
どの用途で、高弾性率と耐熱性を兼ね備えたフィルムに
対づる要望が高まっている。かかる要望に答えるものと
して、ポリ(2−クロル−P−フェニレンプレフタルア
ミド〉あるいはそれを主成分とづる全芳香族ポリアミド
のフィルムが過去に提案されている。
これらのフィルムは確かに高弾性率であり、また耐熱性
もポリイミドには及ばないりれど相当づぐれている。し
かしながら、これらのポリアミドフィルムは製造プロセ
ス而からみると必ずしも有利とは言いがたい。すなわら
、ポリイミドフィルl\は一般に乾式法で製膜可能であ
るのに対し、ポリアミドフィルムは必ず湿式1程を紅な
【プればならない。なぎならば、ポリアミドの溶液重合
には二塩基酸クロリドを使用するので、通常、炭酸リチ
ウム、水酸化カルシウムなどの無機塩基を添加して副生
ずる塩化水素を中和づ−る。したがって、溶液中に塩化
リチウム、塩化カルシウムなどの無機塩が生成し、これ
らは乾式製膜では除去できず、製膜工程の初期の段階で
水洗して除かなければならない。一旦、ポリマを単離、
乾燥後、アミド系溶媒に再溶解させる手法も考えられる
が、上記のポリアミドの場合は塩化リチウムなどの無瀕
塩が存在しな(プれば決して溶解しないから結局同じこ
とになる。
上記ポリアミドの湿式製膜においては以下の欠点がある
、第一に、溶媒を無機塩水溶液から分離して回収しな【
プればならない。また、中和剤の一部が未反応のまま残
るので濾過の負担が増大する。
さらに、水洗が不十分な場合、無機塩がフィルム中に残
り、フィルムの均質性を損なうだりでなく、力学特性や
電気特性を悪化さVる。したがって、溶液中に無機塩を
含まない、乾式製膜可能なポリマ溶液がプロセス面から
1よもっとも望ましいものである。
本発明者らは、乾式成型が可能であり、高弾性率と耐熱
性を兼ね備えた面内等方性あるいは一軸配向したフィル
ムなどの成型品を目標に鋭意検討した結果、特定の新規
全芳香族ポリアミドイミドおよびその前駆重合体がこの
目的に適していることを見出し、本発明に到達した。
本発明の成型品は、次式の構造単位から実υ(的になる
ポリアミドイミド成型品である。
本発明の成型品はフィルムを例にとると、面内等方性の
場合、強度20 k’l / mm2以上、弾性率80
0につ/’ n1m ”以上、また、−軸配向の場合、
延伸方向の強度30 kg / mm 2以上、弾性率
2500 kv/m112以上と高性能であり、さらに
、耐熱性、耐薬品性も極めて高く、多くの用途にイ1用
である。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明のポリア
ミドイミド成型品は、イi(幾溶剤にi」J溶な前駆重
合体であるポリアミド酸を千合し、ついでフィルムなど
に成型後、適当な手段を用いてアミド酸単位をイミド基
に環化させてつ・くられる。そこで、まず、ポリフッミ
ド酸の製)置方γ人について説明する。本発明で用いる
七ツマはジアミン成分がN、N’ ビス(2−クロル−
4−アミノフェニル)テレフタルアミド(DI−CI 
−P’T−P)であり、また、酸無水物成分は無水ピロ
メリト酸である。
アミド結合を含む芳香族ジアミンと無水ピロメリト酸の
重合例のいくつかはU、S、P、3,179.635で
公知であるが、上記組合わせのポリマは新規である。o
* −c+ −p−+−pは重合に用いるアミド系溶媒
に室温て易溶であり取扱いやすい。一方、上記構造で核
塩素置換のない七ツマ、すなわち、N、N’−ヒス(4
−7ミノフエニル)テレフタルアミドは極めて難溶であ
り、塩化リチウムのような無我塩を共存さぜないと室温
のアミド系i8媒に溶解しない。したがって、無)幾」
ん存在下の重合が不可避であり、そのため、乾式成型す
ることはできない。
−E記のDi −CI −PTPと無水ピロメリト酸を
アミド系溶媒中で重合させ把とポリアミド酸の溶液か得
られる。用いるアミド系?8煤としてはN−メチルピロ
リドン<NMP) 、N、N−ジメチルアセトアミド、
NXN−ジメチルホルムアミドなどがある。
本発明のポリマを1qるのに上記モノマ以外の他のモノ
マを少量、共重合させても差支えない。かかるコモノマ
として、ジアミン成分ぐはp−フ1゜ニレンジアミン、
m−フェニレンジj7.E、ン、ベンジジン、2.2′
−ジク[]ルベンシジン、2.7−ジアミツフルオレン
、1.1′−ジアミノシフJニルメタン、4.4′ジア
ミノジフエニルT−テル、3.3′−ジアミノシフ1ニ
ルスルホンなどがある。また、酸無水物成分としては3
.3′、4.4′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水
物、3.3′、4.4′−ベンゾフエノンデ1〜ラカル
ボン酸二無水物、2.3.6.7−ナノタリンーアトラ
カルボン酸二無水物なとが螢りられる。これらの共重合
成分の使用量は約30しル%以内である。
かくして得たポリアミド酸の溶)(りを用い−C乾式成
型する。その方法は大別して三つに分類される。
第一の方法はポリアミド酸の溶液をそのまま平面の板の
上に流延するか、あるいはスリットダイを通じてベルト
またはドラム上に押し出してフィルムなどに成型し、つ
いで温度を上げて溶媒を蒸発させるとともに熱環化を進
める。第二の方法は上記の手段でフィルムなどに成型後
、溶媒の一部を蒸発させ、ついで成型品を化学環化剤中
に浸漬して化学的にイミド化させる。かがる化学環化剤
どしては無水酢酸、無水プロピΔン酸などの脂肪族酸無
水物が適している。この化学環化にはピリジン、3−メ
チルビリジン、3.5−ルチジン、キノリンなどの有機
塩基を触媒として用いてもよい。
また、化学環化時に他の有機溶剤を希釈剤として共存さ
せることもできる。かがる希釈剤どじではジオキサン、
ベンゼン、1−ルエン、り[10ボルム、四塩化炭素、
アセトニトリルなどがある。化学環化の処理糸イ9は温
度15〜50℃、また、処理時間は10分から1日であ
る。
第三の方法では、ポリアミド酸溶液に、実質的に環化が
進まないような温度条M(10’C以下)で化学環化剤
を加え、ついでフィルムなどに成型後、環化が起こる温
度に上げてゲル化させ、形態保持性を与える。用いる化
学環化剤は既述のしのと同じであり、その添加量はアミ
ド酸単位に刑し1〜4当mが好ましい。ゲル化した成ハ
リ品はさらに湿度を上げて溶媒を蒸発させるとともに■
環化を完全に進めることができる。
面内等方性フィルムでは上記、L稈のどの段階(−も特
に熱延伸操作を必要どじ4丁いが、J、り烏い引張特性
を希望する場合(ま二軸延伸してしよい。この延伸は同
時二軸、逐次二i+bのいり゛れも適用可能であり、倍
率は各々1.05〜1.4倍である。
一方向にのみ特に高い引張特性を要求される場合には一
輔延伸しな(プればならない。その倍率は1.3〜2.
5(6である。上記の一軸dするいは丁−軸延伸は溶媒
の一部が残っている状態で実施しCもよいし、また、溶
媒を完全に蒸発さμだ後、(1なってもよい。一般には
前当のプjか、J、り低6晶(゛延伸可能であり、プロ
セス上好ましい。J、た、この熱延伸は段階的に調度を
上げC実施してもよい。
この熱延伸した、あるいは熱延伸しない成型品をより高
い温度で最終的に熱処理づる。その湿度(よ350℃以
上が好ましく、また、雰囲気は空気あるい1.a: I
素などの不活性気体である。
本発明のポリアミドイミド成型品はまた、湿式成型によ
ってつくることもできる。この場合はポリアミド酸溶液
をスリットダイを通じて水系凝固浴中に押し出して成型
づる。その後の環化、熱延伸あるいは熱処理の処方は乾
式成型の場合とほぼ同じである。
本発明のポリアミドイミド成型品は、フィルムを例にと
ると面内等方性の場合、強度2 OS / mm以上、
弾性率8001(g / mm 2以上、また、−軸配
向の場合、延伸方向の強度30 k、1 / mm 2
以上、弾性率2500 ki / mm 2以上と高性
能であり、ざらに耐熱性、耐薬品性も極めて高く多(の
用途に有用である。たとえば、磁気テープのベースフィ
ルム、耐熱電絶用途などである。また、積層したフィル
ムを構造材として用いることもできる。
以下の実施例Jシよび比較例によって、本発明をさらに
詳細に説明する。
間中の固有粘度はボリア0.5g/溶Ut 100m1
の割合になるよう、ポリマ溶液をN M pて希釈し、
25℃で測定したものである。
また、引張特性は東洋側器く株)製テンシロンを用い、
試量25mm、引張速度10n+m/minの条件で測
定した。なお、面内等方性フィルムの場合、試料幅は5
 mmである。
実施例 本実施例はDi −CI −′P丁Pと無水ピ[1メリ
ト酸かIうのポリアミド酸の重合例とその溶液を用いて
乾式法でつくった次式の構造単位からなるポリアミドイ
ミドフィルムの製膜結果を示づ。
n12水したNMP106mlk−Di −CI −P
’rP9.553Qを溶解さu−120℃(D 水浴で
冷1i11 L、激しく攪拌しながら無水ピロメリト酸
5.0170を添加した。さらに5時間、室福1−トで
重合を絖け、ポリマ濃度12.1%、固有粘度2.70
、溶液粘度44501]oise (25℃)のポリア
ミド° 酸溶液を得た。 ゝ 上記溶液34.8CJをとりNMP11mlr希釈後、
−10℃のドライアイス−アセトン浴で冷却し、無水酢
酸1.32g(アミド酸単位の2倍当量)、ピリジン0
.51(](アミド酸単位と当量)およびNMP5ml
からなる混合物を5分間で滴下し、さらに10分間攪拌
を続(プた(ポリマ濃度7.9%)。この溶液をカラス
板上に流延し、70℃のオーブン中で1時間加熱してポ
リマ濃度85%の化学環化フィルムを1qだ。このフィ
ルムをガラス板からはがし、5c+++角のアルミ枠に
固定し、空気中、250 ’Cで30分、さらに450
℃で4分間、熱処理した。得られた面内等方性フィルム
(厚み12.1μ)の引張特性は強度32 ki / 
mm 。
伸度4.6%、弾性率1300 r / mm 2であ
った。
なお、ポリ(4,4’ −Jキシジフェニレンピロメリ
トイミド)からなる市販のK aptonフィルムの引
張特性は強度201/1Tlff12、伸度72%、弾
性率300 kg/ mm 2であり、これと比較する
と本実施例のフィルムは強度で1.6倍、弾性率で4.
3倍高い。
一方、上記方法で得1c、ポリマ1I11度85%の化
学環化乾式フィルムを5(財)幅に切断し、190℃の
熱板を用いて1.7iaに延伸した。ついで空気中、2
50℃で30分開始理後、400℃の熱板を使って5秒
間、緊張熱処理し、さらに空気中、450℃で1分弛緩
熱処理しIζ。得られた一軸延伸フィルム(幅2.1m
m、厚み12.5μ)の引張特性は強度52 ki /
 mm 2.、イIS麿0.8%、弾性率4900 k
l / mm 2であった。なお、このフィルムのS−
8曲線の初めの部分はやや下に凸の曲線であり、t[線
部の傾斜からめた弾性率は74001/簡2であった。
比較例 本比較例はポリ(p−〕Jニレンビ[1メリトイミド)
の化学環化乾式法による製膜結果を示す。
実施例1とほぼ同じ処方でN M、 P中、p−7Tニ
レンジアミンと無水ピロメリト酸を反応さヒ、ポリマl
Ia+3i[10,0%、固有語[2,75のポリアミ
ド酸溶液を得た。
この溶液の一部をとり、NMPで希釈後、−10℃に冷
却し、アミド酸単位の2倍当量の無水酢酸、当量のピリ
ジンを滴下した(ポリマIl[6゜9%)。この溶液を
ガラス板上に流延し一70℃のオーブン中で1時間処理
後、8cm角のアルミ枠に固定し、300℃のオーブン
中で30分間熱処理した。とりだしたフィルムは破れて
おり、また、その破片はほとんど手でされれないほども
ろかった。
本比較例のポリイミドは、高弾性率フィルムに漕した十
分剛直な構造を有しており、さらに前駆1重合体である
ポリアミド酸の固有粘度も高いにかかわらず、高性能の
フィルムが19られなかった。
特許出願人 工 業 技 術 院 長 手 続 補 正 書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和58年特許願第205781号 2、発明の名称 ポリアミドイミド成型品 5、補正により増加する発明の数 なし6、補正の対象 願書および明細書 7、補正の内容 願書および明細書を別紙のζおり(内容に変更なし)補
正り゛る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 次式の構造単位から実質的になるポリアミドイミド成型
    品。
JP20578183A 1983-11-04 1983-11-04 ポリアミドイミド成型品 Granted JPS6099133A (ja)

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JP20578183A JPS6099133A (ja) 1983-11-04 1983-11-04 ポリアミドイミド成型品

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JPS6099133A true JPS6099133A (ja) 1985-06-03
JPH0345732B2 JPH0345732B2 (ja) 1991-07-12

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ID=16512560

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939039A (en) * 1986-09-29 1990-07-03 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Flexible base materials for printed circuits and method of making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939039A (en) * 1986-09-29 1990-07-03 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Flexible base materials for printed circuits and method of making same

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JPH0345732B2 (ja) 1991-07-12

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