JPS61163936A - ポリアミドとそれのアミド−エステル交換による製法 - Google Patents

ポリアミドとそれのアミド−エステル交換による製法

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JPS61163936A
JPS61163936A JP60003399A JP339985A JPS61163936A JP S61163936 A JPS61163936 A JP S61163936A JP 60003399 A JP60003399 A JP 60003399A JP 339985 A JP339985 A JP 339985A JP S61163936 A JPS61163936 A JP S61163936A
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    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/28Preparatory processes

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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】 発明の背景 成形用樹脂及び、フィルム及び繊維形成材料として有用
なポリアミドは、工業的には二塩基酸又は二塩基酸前駆
体をジアミンと反応させることにより製造される。一つ
の方法では、まず二塩基酸を水性媒体中でジアミ/と反
応させ、反応混合物から沈澱する固形ポリアンモニウム
塩をつくる。
次に、初期の爆発的脱水を調節する圧力の下で、続いて
ポリアンモニウム塩をポリアミドに変える減圧下で、固
形物をオートクレーブ反応器中で連続的に加熱する。こ
れは、高価な装置と、熱及び″9″″″″′″1ctA
*J+M)#”tKfft#t、−IS  。
管理を必要とする。初期にはかく拌できないほどの高融
点の固形塩は、反応器の温度が上がるにつれ、はとんど
爆発的な脱水をうける。固形塩は流動性の液体に変えら
れ、これは高圧蒸気として水をさらに除去するにつれ粘
度が増加する。
オートクレーブ使用に対する別の方法は、極性の大きい
溶剤中にポリアンモニウム塩を分散させ、溶液の温度を
上げることにより脱水し可溶化させることからなる。こ
の方法はオートクレーブの必要がなくなるが、非常に特
殊な高沸点溶剤の使用が必要となる。最終的に生成物は
固体として溶液から得られる。高価でしばしば有害な高
沸点極性溶剤は生成物から完全に取り除かれ、製造原価
を抑えるために効率よく再循環されなければならない。
さらに他の方法では、まず二塩基酸を二塩基酸塩化物誘
導体に変え、それを溶液中又は界面において比較的低い
温度でジアミンと反応させ、ポリアミドとする。腐食性
の大きい塩化水素がこの反応の副生物として生成する。
副生物の酸を重合体溶液又は分散体から除去し、反応溶
剤から重合体を分離しなければならない。また、溶剤を
効率よく再循環させなければならない。
一方、本発明の方法は円滑かつ迅速であシ、広い応用範
囲をもち、溶融加工可能、即ち熱分解温度より低い融点
をもたねばならない最終生成物知必須の性質によっての
み制限されるのは明らかである。実際には、比較的少な
いポリアミド、即ちp−フェニレンシアミン又1d m
−7二二レンシアミンとイソフタル酸及びテレフタル酸
のような芳香族二塩基酸から誘導された単位を含むポリ
アミドや、ジフェニルの4.4′−ジカルボン酸から誘
導されたポリアミド等のような高融点物質を除くだけで
ある。一般に、最終生成物が溶融加工できるという前述
の条件によると、二塩基酸ジエステルは5個及びそれ以
上の炭素原子を有するジカルボン酸、即ちグルタル酸、
アジピン酸、セパシン酸等のジアリールエステルでなけ
ればならない。
ジー第一アミンは4個及びそれ以上の炭素原子を含まな
ければならない、即ちテトラメチレンジアミン、ペンタ
メチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等である。
本方法による新規な生成物もまた、本発明の別の面であ
り、その多くは透明、強靭で耐溶剤性である。
発明の要約 本発明によると、エステル−アミド交換による溶融加工
しうるポリアミドの製法が提供される。
この製法は、実質的に溶剤のない状態で、少くとも6個
の炭素原子を有するジカルボン酸のジアリールエステル
少くとも1種類及び少くとも4個の炭素原子を有するジ
ー第一アミン少くとも1種類の混合物を、ポリアミドの
生成がほぼ完了するまで、フェノール化合物を除去しう
る条件下でポリアミドの融点以上の温度に加熱すること
から成る。
本方法によって製造されたポリアミドは非常に強く、一
般に透明であり、通常の溶剤には溶けず、食品の包装用
などとして特殊で有益な性質が付与される。
発明の詳細な記載 例をあげると、本発明方法に用いるのに適した有用なジ
カルボン酸のジアリールエステルは、フェノールならび
にo−lm−及びp−クレゾール、〇−及びp−クロロ
フェノール等のようなアルキル−又はハロー置換フェノ
ールを含む1(iltiフェノールなどのフェノール化
合物と、グルタル酸、5個の炭素原子を有するもの、約
30個までの炭素原子を有するその他のもの、ならび按
フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸のような芳香
族二塩基酸等のジカルボン酸とから誘導されたジフェノ
ールエステルである。合成を容易にするため、酸はフェ
ノールよりも高沸点でなければならない。
溶融加工性ポリアミドを生成しないため、芳香族ジカル
ボン酸のジフェノールエステルと芳香族ジアミノとの組
み合わせは一般に適当ではない。好ましい種類のジエス
テルはテレフタル酸、イノフタル酸及びそれらの混合物
のジフェノールエステルである。
本方法に特に有用なジー第一アミンの実例は、般式H2
N−R−NH,(式中Rは4〜30個程度の炭i総数を
有する2価の直鎖、枝分れ又は環状アルキレン又はアリ
一レンであって、任意にカルボニル、アミン、イオウ含
有基等が間に入ってよい。)をもつものである。例えば
1.4−テトラメチレンジアミン、1,6−へキサメチ
レンシアミニ/、1.12−ジアミノドデカン、ビス(
4−アミノシクロヘキシル)メタン、それらの混合物等
である。一般に、m−フェニレン二〉アミンやp−フ二
二レンジアミンのようなジー第一芳香族ジアミンは不適
当であシ、これらは特にイソフタル酸エステル及びテレ
フタル酸エステルと反応した場合、溶融加工できないよ
うな高融点のポリアミドを生成する傾向が一般にある。
概して、本方法は混合物を反応容器に入れ、溶融するま
で反応物質を加熱することにより行なわれる。エステル
−アミド交換反応は約り55℃〜約350℃の範囲の温
度及び大気圧から約13torr  までの圧力におい
て円滑かつ迅速におきる。
反応器は、副生物のフェノール化合物が生成した時これ
を除去できるものでなければならない。上述した範囲の
温度は、例えばフェノール、0−クレゾール、p−クロ
ロフェノール等の通常の副生物を蒸留により除去し易く
する。
別の重合及び重合体回収方法は、フェノール副生物を除
去せずに適当な交換が生じるまで混合物を加熱すること
から成る。重合体回収は、重合体を沈澱させるアンチ−
ツルペン) (antl−eolvent )を添加し
て行なわ・ルる。
重合体は慣用の方法で回収され、任意の所望形状に成形
することができ、電気器具における金属部品に代わる構
造材料及び工/ジニアリング材料として、レンズ、安全
シールド、計器の窓と1−て、また食品包装において有
用である。これらはこの種の重合体に既知の多くのその
他の用途に用いられる。
好ましい具体例の記載 以下に示す実施例において本発明をより詳しく記載する
。これらの実施例は、本発明の具体的例示であり、発明
を限定するものではない。重合生成物は、20℃/分の
走査速度でパーキン−エルマー (Perkln−Fi
lmer )  D80−2装置で測定したガラス転移
温度(T2)及び結晶融点(Tm)によって熱的性質が
定まる。相対的重合度は、30℃におけるテトラクロロ
エタン:フェノール(40:60)混合物中で固有粘度
(ttt / f )を測定することにより見積った。
実施例1 500d3つ日丸底ガラスフラスコに、ガラス製かい型
攪拌機、チッ素ブランケットロ及び取り出し用枝付還流
冷却器をつける。熱の供給にはマントルラ用いる。容器
へイソフタル酸ジフェニル190.8f及び1,6−ヘ
キサメチレンジアミン7五82を加える。混合物を大気
圧より低圧下で190℃〜256℃に40分間加熱し、
合計842の留出物(フェノール)を集める。透明なヘ
キサメチレンインフタルアミド重合物が反応フラスコ中
で固化する。これは非晶質であり、クロロホルムに溶け
ない。
実施例2 1.6−ヘキサメチレンジアミン119を及びインフタ
ル酸ジフェニル3102を用いて、実施例1の一般的操
作をくシ返す。この反応は2段階で行なわれる。反応の
第−相はプリポリマーの段階で止められる。生成物は反
応フラスコから容易に注ぎ出すことができる。ガラス転
移温度(T、)は78℃である。このプリポリマーの一
部を水・銀柱約11111の真空下で285℃において
さらに重合させる。このエワニ1−7で77 .5= 
116℃で、固有粘度(工、■、)が0.85dllt
の高分子量ポリアミドが得られる。
実施例5 インフタル酸ジフェニルにかえてテレフタル酸ジフェニ
ル及びイソフタル酸ジフェニルの1:1モル混合物を用
いて実施例2の一般的操作をくり返す。高分子量生成物
は’r、127℃、工V  1゜54dt/lである。
実施例4 1.6−ヘキサメチレ7°゛アミンにかえて1.12−
ジアミノドデカンを用いて、実施例2の一般]的操作を
くり返す。高分子量の生成物は86℃のT1  及び0
−86dlltの工V  を有する。
実施例5 1.6−ヘキサメチレンジアミンにかえて1.6−ヘキ
サメチレンジアミン及びビス(4−アミノシクロヘキン
ル)メタンのa7 : 0.3モル混合物を用いて、実
施例2の一般的操作をくり返す。高分子量生成物は13
5℃のTy  及びa 85 a / yの工V  を
有する。
実施例6 反応装置は実施例1に記載のものと同じである。これに
アジピン酸ジフェニル74.6ノ及び1゜6−ヘキサメ
チレンジアミン2942の原料を入れる。反応混合物を
、副生物としてフェノールを除去せずに40分間にわた
り195℃て加熱する。
重合体溶液の一部を次に、激しく攪拌されているメタノ
ールに注ぎ入れ、重合体を沈澱させる。沈澱した重合体
をさらにメタノールで数回洗い、ろ過し乾燥させる。こ
の方法で回収された重合体は、結晶融点が250℃であ
シ、工V がcL69dt/2であると同定した。残り
の反応混合物中のポリアミドは減圧上高温でフェノール
を除去して分離される。このヘキサメチレンアジパミド
重合体(へ6−ナイロン)部分は250℃の結晶融点と
0.78dl / tの工v を有する。この実施例は
同じ重合方法に対して、2つの異なる分離操作を例示す
るものである。
実施例7 アジピン酸ジフェニル1aor(o、os4モル)及び
1.4−ジアミノ/ブタ75.Of([1057モル)
の混合物を、攪拌機及びチッ素ブランケットを備えた枝
付試験管内に置く。テストチェーブを油浴中で140℃
に加熱し、45分間そのままの状態を保つ。次いで温度
を180℃I::上げ、20分間そのままの状態を保つ
。最後に温度を295℃に上げ、副生物フェノールを減
圧下でゆっくり除去する。得られる結晶性重合体のTm
 は28′9℃で、工V はαs o it /りであ
る。
これまでの詳細な記載は、この分野の技術者にとって数
多くの変形がありえることを示唆している。例えば、テ
レフタル酸ジーオルトクレシル及ヒテレフタル酸ジーパ
ラークロロフェ= /l/ ヲテレフタル酸ジフェニル
のかわシに用いることができる。アジピン酸ジフェニル
をテレフタル酸ジフェニルの代わりに用いられる。そし
て、1.6−ヘキサメチレンジアミンのかわりにデトラ
メチレンジアミンを使用できる。これらの変形はすべて
本願特許請求の範囲内に含まれるものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、実質的に溶剤のない状態で、少くとも6個の炭素原
    子を有するジカルボン酸のジアリールエステル少くとも
    1種と少くとも4個の炭素原子を有するジアミン少くと
    も1種との混合物を、フェノール化合物を除去する条件
    下でポリアミドの融点より高い温度において、ポリアミ
    ドの生成がほぼ完了するまで加熱することから成る、エ
    ステル−アミド交換による溶融加工しうるポリアミドの
    製造方法。 2、ジカルボン酸のジエステルが、テレフタル酸ジアリ
    ール、イソフタル酸ジアリール及びそれらの混合物から
    成る群より選ばれる特許請求の範囲第1項に記載の方法
    。 3、テレフタル酸ジアリールがテレフタル酸ジフェニル
    である特許請求の範囲第2項に記載の方法。 4、イソフタル酸ジアリールがイソフタル酸ジフェニル
    である特許請求の範囲第2項に記載の方法。 5、ジアリールエステルがアジピン酸ジフェニルである
    特許請求の範囲第1項に記載の方法。 6、ジアミンが1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,
    12−ジアミノドデカン、ビス(4−アミノシクロヘキ
    シル)メタン及びそれらの任意の混合物から成る群より
    選ばれる特許請求の範囲第1項に記載の方法。 7、前記条件下でアジピン酸ジフェニルと1,4−ジア
    ミノブタンとの混合物を加熱することから成る特許請求
    の範囲第1項に記載の方法。 8、実質的に溶剤のない状態で、少くとも6個の炭素原
    子を有するジカルボン酸のジアリールエステル少くとも
    1種と少くとも4個の炭素原子を有するジアミン少くと
    も1種との混合物を、フェノール化合物を除去する条件
    下でポリアミドの融点より高い温度において、ポリアミ
    ドの生成がほぼ完了するまで加熱することにより得られ
    る、エステル−アミド交換による溶融加工しうるポリア
    ミド。 9、ジカルボン酸のジエステルが、テレフタル酸ジアリ
    ール、イソフタル酸ジアリール及びそれらの混合物から
    成る群より選ばれる特許請求の範囲第8項に記載のポリ
    アミド。 10、テレフタル酸ジアリールがテレフタル酸ジフェニ
    ルである特許請求の範囲第9項に記載のポリアミド。 11、イソフタル酸ジアリールがイソフタル酸ジフェニ
    ルである特許請求の範囲第9項に記載のポリアミド。 12、ジアリールエステルがアジピン酸ジフェニルであ
    る特許請求の範囲第8項に記載のポリアミド。 13、ジアミンが1,6−ヘキサメチレンジアミン、1
    ,12−ジアミノドデカン、ビス(4−アミノシクロヘ
    キシル)メタン及びそれらの任意の混合物から成る群よ
    り選ばれる特許請求の範囲第8項に記載のポリアミド。 14、前記条件下でアジピン酸ジフェニルと1,4−ジ
    アミノブタンとの混合物を加熱することから成る特許請
    求の範囲第8項に記載のポリアミド。
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