JPS62121731A - 圧縮成形用芳香族ポリアミド粒子 - Google Patents

圧縮成形用芳香族ポリアミド粒子

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JPS62121731A
JPS62121731A JP2801486A JP2801486A JPS62121731A JP S62121731 A JPS62121731 A JP S62121731A JP 2801486 A JP2801486 A JP 2801486A JP 2801486 A JP2801486 A JP 2801486A JP S62121731 A JPS62121731 A JP S62121731A
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molding
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秀夫 松井
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藤江 廣
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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】 産業上の利用分野 本発明は圧縮成形によつ【すぐれた成形品となし得る新
規な芳香族ポリアミド粒子に関するものである。更に詳
しくは、そのまま圧縮成形するだけで耐熱性、硬度、可
撓性9表面平滑性、切削加工性等にすぐれた成形品とな
し得る特殊な形態。
構造を有する芳香族ポリアミド粒子に関するものである
従来技術 ポリマーの主たる繰返し単位がメタフェニレンインフタ
ル7ミドからなる重き体は、耐熱性及び難燃性にすぐれ
、かつ溶媒に対する溶解性も良いため、該重合体のIW
液から乾式法又は湿式法により繊維、フ・fルム、フィ
ブリッド等を製造することはよく知られており、特に繊
維は「コーネツクス」(登録商標)、rNoMaxJ 
(登録商標)などの名称で市販され広く使用されている
しかし%該1合体はs’、a成形が不可能なため、肉厚
の成形品をつくることが燻しいという欠点があり、これ
までに知られている唯一の方法は、゛特公昭56−20
291号公報に記載された、芳香族ポリアミドの固体粒
子を旬砕した粉末を予備成形し。
予備成形品を高温にて長時間加熱することにより予備成
形品を焼結させて成形品とする方法である。
この方法によれば、溶液重合等により得られた芳香族ポ
リアミドの重合体溶液を沈澱剤に添加してスラリーを生
成せしめ、該スラリーを攪拌後濾過して重合体を固体粒
子として取出し、該固体粒子を洗浄・乾燥後、粉砕して
見掛けのかさ密度が0.2g/ff1以上1表面積が4
0rrj19以上の粉末を製造し、該粉末を1)000
0p+以上に加圧して予備成形品となし、これを不活性
雰囲気下に260〜320℃の温度で数時間加熱して予
備成形品を構成する粉末を焼結させた所望の成形品が形
成される。
しかしながら、この方法は、予備成形及び焼結という2
工程を必要とするばかりでなく、焼結工程では粉末を焼
結して十分な強度をもつ成形品とするKは、相当長時間
を要するとい5問題が存する。
発明の目的 本発明者らは、前述の如き予備成形及び焼結という2工
程を要することなく、圧縮成形により一挙に良好な物性
を有する成形品を製造し得る方法について鋭意研究の結
果、特殊な芳香族ポリアミド粒子を用いることにより、
従来不可能視され曵いた芳香族ポリアミドの圧縮成形が
可能になることを見い出した。
したがって、本発明の主な目的は、圧縮成形により一挙
に良好な物性を有する成形品となし得る新規な芳香族ポ
リアミド粒子を提供することkある。本発明の他の目的
は、従来の沈澱−粉砕法に比べて製造が簡単であり、製
造コストも低摩な圧縮成形用芳香族ポリアミド粒子を提
供するととKある。
発明の構成 前述の目的を達成し得る本発明に係る圧縮成形用芳香族
ポリアミド粒子は、ポリマー繰返し単位の40モル係以
上がメタフエニレンイソフタルアミド単位である芳香族
ポリアミドから成る粒子であつτ、平均粒径0.I N
10μm(好ましくは0.2〜5μ)の微小粒子が多数
凝集して多孔質の粒状物(凝集粒子)を形成しており、
かつ該凝集粒子の平均粒径がJQ〜400μm(好まし
くはSO〜300μ)であり表面積がL 〜20 m 
、/ g(好ましくは3〜lo m’ / 1) )で
あることを特徴とするものである。
本発明の粒子を形成する芳香族ポリアミドとし【は、ポ
リマー繰返し単位の40モルチ以上好ましくは55モル
チ以上がメタフェニレンイソフタルアミド単位であるホ
モポリアミド又はコポリ7ミドがあげられる。
かかるホモポリアミド又はコポリ7ミドは、酸成分とし
てインフタル酸ハライド、ジアミン成分としてメタフェ
ニレンジアミンを用い、更に必要に応じて少量の第=成
分、例えば、テレフタル酸ハライド、メチルテレフタル
酸/1ライド、す7りにノー2,6−ジカルボン酸ハラ
イド、メタフェニレンジアミン、 3.4’−又は4.
4′−ジアミノジフェニルエーテル、メタキシリレンジ
アミン等あるいはメタ又はバラ安息香酸ノ・ライド等を
用いて、これらを縮合させることKよって製造すること
ができる。
ポリ(メタフエニレンイソフタルアミド)又はメタフェ
ニレンイソフタルアミド単位を85モルチ以上含むコポ
リアミドは、成形物の耐熱性、硬度、可撓性等において
すぐれているが、耐衝撃性において若干劣る面がある。
このため、耐衝撃性の要求される分野には、ポリマー繰
返し単位の20〜60モル%(好ましくは30〜45モ
ル%)カメタフエニレンテレフタルアミド単位であり、
80〜40モル%(好ましくは70〜55モルチ)がメ
タフェニレンインフタル7ミド単位であるコポリ7ミド
が好ましい。
かかるコポリアミドは、酸成分としてイン7タル酸ハラ
イド、テレフタル酸ハライド、シフξン成分としてメタ
フェニレンジアミンを用い、更に必l!に応じて少量(
例えば全体の10モル以下)の第4成分1例えば、メチ
ルテレフタル酸ハライド、ナフタレン−2,6−ジカル
ボン酸ハライド。
バラフェニレンジ7ミン+3.4’−又は4.4′−ジ
アミノジフェニルエーテル、メタキシリレンジアミン等
あるいはメタ又はパラ安息香酸ハライF等を用いて、こ
れらを縮重合させることKよって製造することができる
。このようなコポリアミドにおいてテレフタル7ミド単
位の含有率が20モルチ未満のものに、耐衝撃性の改善
された成形品となる。ただしテレフタル7ミド単位が6
0モルチを超えると成形性が悪化する。
従来、一般にホモポリマーに対して第3成分を導入して
コポリマーとすると、成形品の物性が悪化すると考えら
れているが、本発明の芳香族ポリアミド粒子にあっては
、従来の常識とは逆に、コポリマーとすることにより【
かえって圧縮成形した成形品の物性が向上するという特
異な現象がみられる。
かかる芳香族ポリアミド粒子を形成するホモポリアミド
又はコポリアミドは、ポリマーo、s gをN−メチル
−2−ピーリドン100ゴに溶解した30℃の溶液で測
定した固有粘度(′″Linh  )が0.5〜4.0
のものが好ましく、特に固有粘度0.7〜2.5のもの
が成形性にすぐれかつ成形品の物性が良好であるため好
適である。
また、成形品の耐熱性を向上させる為Ki!、芳香族ポ
リアミドにおけるポリマー鎖の末端をアニリン、ベンゾ
イルクロライドの如き一宮能性芳香族化合物により封鎖
したものを用いるのが好ましく、特に、ポリマー全末端
基量に対する芳香族末端の量を20〜50モルチとした
ものが好ましい。
、こ・の芳香族ポリアミドには、必要に応じて、艶消剤
2着色剤、充填剤等を含むことができるが。
成形物の耐熱性を損うような物質、例えば塩化リチウム
、塩化カルシウム等の無機塩は含まない方がよい。
本発明の圧縮成形用粒子は、前述の如き芳香族ポリアミ
ドによって構成されるが、従来の沈澱−粉砕法による粉
末とは異なり、特定の平均粒径を有する微小粒子が多数
凝集して前記微小粒子に比べて非常に大きい特定の平均
粒径な有する多孔質の凝集粒子を形成している。前記微
小粒子の平均粒径はo、i〜10μm、好ましくは0.
2〜5μmの範囲内圧あり、これらが凝集した多孔質の
凝集粒子の平均粒径はJO〜400prn、好ましくは
50〜300μmの範囲内にある。そして、該凝集粒子
は多孔質であるKも拘らず表面積は従来の沈澱−粉砕法
によるものが50〜80rrl/I!であるのに比べは
るかく小さく1〜20ぜ/1.好ましくは3〜xOrr
t/Iの範囲にある。
本発明者らの研究によれば、前述のような各条件を満た
す芳香族ポリアミド粒子に限って、そのまま圧縮成形す
るだけで良好な成形品とすることができ、例えば、前記
微小粒子を分離して圧縮成形に供しても良好な成形品と
なり得ないことが確認された。
第1図及び第2図は、本発明に係る圧縮成形用粒子の一
例を示す顕微鏡写真であり、第1図は各凝集粒子の外観
を示す顕微鏡写真(倍″410θ倍)第2図は凝集粒子
を構成する微小粒子の表面外観を示す顕微鏡写真(倍率
5000倍)である。
第1図によって明らかな如く、本発明に係る圧縮成形用
粒子は、全体としてほぼ球形9円柱形に近い塊をなして
いるが、あたかも軽石の如く多孔質である。この多孔質
構造は、第2図によって明らかな如く微小な粒子が無数
により集って凝集することにより形成されている。した
がって、該凝集粒子の表面及び内部には無数の微小な空
隙部又は空洞部が存する。このため該粒子の見掛は密度
は、通常、0.2〜a、49/crlの範囲内にあり、
重合体の密度に比べかなり小さい値を示す。
そして、該粒子が多孔質構造であるKも拘らず表面積が
1〜20ぜ/yと比較的小さい値を示すことは、粒子内
の空洞部や空隙部の殆んどが独立して存在し、表面まで
連通していないことを意味すると推定される。
(各指標の測定法) 本発明で特定した粒子の平均粒径9表面積、見掛は密度
等の測定法は次の通りである。
+a+  平均粒径 凝集粒子を顕微鏡写真(100倍)K撮り、無造作に選
んだ100個の粒子の粒径を顕微鏡写真より求め、その
平均値を凝集粒子の平均粒径とする。また、そのうちの
10個の凝集粒子について倍率を5000倍に拡大した
顕微鏡写真をルリ、各写真において凝集粒子の表面に見
える微小粒子を無造作に10個選び、それぞれの粒径を
顕微鏡写真より求め、その平均値を微小粒子の平均粒径
とする。
(b)  表面積 米国ミクロメトリックス・インストルメント社製の自動
表面積測定機2200聾を用いて。
窒素吸着法により乾燥した粒子の表面積を測定する。
(e)  かさ密度 乾燥した粒子な濾斗屋の入口部を有するメスシリンダー
(容積5m/)の内壁に沿って流し落すように該メスシ
リンダーに入れ、該メスシリンダーを叩くことなくゆる
く充填した試料の容積及び重量から求める。
(粒子の製造法) 以上のような構造・特性を有する本発明の芳香族ポリア
ミド多孔質凝集粒子は、基本的には、特公昭47−10
863号公報に記載の界面重合法に従って製造すること
ができるが、この際、圧縮成形に適した本発明の粒子を
得るKは、前記昇天重合法における第1次反応及び/又
は第2次反応の条件を適宜コントロールすることが必要
である。
特に、前記界面重合において、本発明の粒子を製造する
Kは、第2次反応の条件を次のように調整することが好
ましい。
(1)  初期給金物の分散液と炭酸ンーダー等の水溶
液との体積比(υ)を0.4〜0.6とすること。
但し、 初期給金物の分散液(vol−)十炭酸ソーダ等の水溶
液(vol、)(2)2次反応槽中の攪拌翼の末端速度
(財)をIon/ Sec以上とすること。
なお、第1次反応において、アニソノ等の一官能性芳香
族化合物を適宜添加することKよって、ポリマー鎖の末
端を一官能性芳香族化合物で封鎖し、重合体の熱安定性
を向上させることができる。
前記界面重合法により得られた粒子は、そのまま、ある
いは更に水洗、乾燥し、必要に応じ更に篩分けして、本
発明の圧縮成形用粒子とすることかできる。
(好適な圧縮成形条件) このような圧縮成形用粒子を用いて成形する条件は、特
に制限されないが、例えば、従来の熱硬化性樹脂あるい
は熱可塑性樹脂の圧縮成形に用いられると同様の成形装
置を用いて、温度200〜400℃+%に好ましく ハ
280〜330tl:、圧力10〜1o00kf/cd
特に好ましくは3oo〜5o。
ゆ/dの条件で加熱加圧し、その状態で20分〜5時間
程度保持することKより、良好な物性を有する成形品と
することができる。
なお、本発明に係る圧縮成形用粒子は、これを成形する
に当り、成形用粒子を予熱したのち成形装置に供給しズ
もよい。また、高温での成形時には、成形部を窒素、ヘ
リウム等の不活性ガスでシールしたり、実質的に真空に
したりすることにより、芳香族ポリアミドが空気と接し
ないようにするのが好ましい。
なお、本発明の圧縮成形用粒子は、成形に際して補強用
の耐熱性繊維、充填剤、その他の添加剤と併用すること
ができる。また、他の耐熱性の樹脂と併用し【もよい。
発明の効果 以上の如き本発明の圧縮成形用芳香族ポリアミド粒子は
、従来の芳香族ポリアミド粉末と異なり。
圧縮成形によって一挙に所望の成形品とすることができ
る。
成形性はきわめて良く、特に1本発明に係る粒子から成
形したものは離型性がすぐれており、成形に際して離型
剤を用いる必要がない。しかも、得られた成形物は芳香
族ポリアミドのもつすぐれた耐熱性、S燃性及び十分な
引張り強伸度、圧縮強度1曲げ強度等の機械的特性をそ
なえているばかりでなく、驚くべきことKは、成形品は
硬度が高く、良好な自己潤滑性を有し、また切削加工も
容易である。また、前記フポリアミドからなる粒子は成
形品の耐衝撃性もきわめ【良好である。
したがって、成形品は、機械部品、例えば、軸受、歯車
ローラ、プリント基板等の分野に#に好適であるが、そ
の他の分野にも勿論有用である。
また1本発明の粒子は、界面重合によって効率的に製造
できるので、従来のように沈澱−粉砕の各工程を必要と
せず、製造コストも従来の粉末に比べて大幅に低下する
実施例 次K、本発明の実施例を詳述するが、本発明はこれによ
って限定されるものではない。
実施例1〜3 (a)  M合体粒子の製造 特公昭47−10863号公報記載の界面重合法に準じ
て、無機塩を含まないポリ(メタフェニレンインフタル
7ミド)系重合体を製造した。
すなわち、メタフェニレンジアミン173.9 全金属
ナトリウムで脱水したテトラヒドロ7ランlJK溶解し
、これをOtl:IC冷却した。一方、インフタル酸り
pライド325gを金属ナトリウムで脱水したテトラヒ
ドロ7ランl/に溶解し0℃に冷却した。次に、前記テ
トラヒドロフラン溶液を0℃に保ちながら攪拌し、これ
に前記インフタル酸クロライド溶液を細流として序々に
加えて初期縮合物の分散液を得た(第1次反応)。
続い【、前記初期縮合物の分散液を炭酸ソーダ200g
を水21に溶解した溶液中に高速攪拌下に速かに加えて
、固有粘度1.8の白色重合体粒子を得た(第2次反応
)。
この際、第2次反応の攪拌条件、及び初期縮合物の分散
液と炭酸ソーダ水溶液との体積比部を第1表に示す如く
変化させて糧々の平均粒径のものをつくった。
これらの粒子を水洗、乾燥後、各粒子を顕微鏡で観察し
たところ、いずれも第1図及び第2図のような外観を呈
する多孔質凝集粒子であった。
次に、各実験における粒子の平均粒径、見掛けかき密度
1表面積等を測定したところ1次の第1表の通りであっ
た。
第1表:芳香族ポリアミド粒子 (b)  圧縮成形 前記実験により得られた各種の粒子を用いて、次の条件
で圧縮成形を行い、厚さ3龍の平板状の成形品とした。
加熱温度・、    320 ℃ 加圧圧力     33okg/c++1加圧時間  
    40 分 なお、成形時には、予め成形部を窪素置換し、成形中に
重合体が空気と接しないよう配慮した。
実施例1〜3とも成形品の離型性はきわめて良好で、表
面が平滑で艶があり、かつpツクウェル硬度(Mスクー
ル)が約125度の硬い成形品が得られた。
これらの強伸度、モジュラス及びフイゾット衝撃値(ノ
ツチ付)(ASTMD256による)を測定すると、次
の第2表の通りであった。
第2表:圧縮成形による成形品 この板状物は260℃での連続使用にも安定で、耐摩耗
性にもすぐれたものであった。また切削加工が容易であ
り、市販の加工機により表面に模様を彫刻することがで
きた。
実施例4 (a)  重合体粒子の製造 第1次反応におけるメタフェニレンジアミン溶液及びイ
ンフタル酸クロライド溶液の温度を−15℃とし、第1
次反応の途中で反応系に590〜のアニリンを添加する
以外は、実施例1と同様にして界面重合を行わしめ、固
有粘度1.4の白色重合体粒子を得た。
この重合体は末端基の30%がアニリンで封鎖されてお
り、耐熱性の良好なものであった。
重合体粒子は、実施例1と同様に無数の微小粒子が凝集
した多孔質の粒子であり、微小粒子の平均粒径は0.9
μ、凝集粒子の平均粒径は200μ表面積は4.8 m
”/ 1)であり、見掛は密度は0.351)/dであ
った。
(b)  圧縮成形 前記1合体粒子を用いて、圧縮成形によりダンベル形の
試験片を作った。このときの成形条件は次の通りであっ
た。
加熱温度    300  ℃ 加圧圧力    310kg/cII 加圧時間      35 分 なお、この成形におい文は、成形開始前から成形終了に
至るまで、成形部を真空に保持した。
得られた試験片の物性は次の通りであった。
強  度          12.4 kg/d伸 
 度             5・Oチモジュラス 
     33xkg/一実施例5〜7 +a+  共重合体粒子の製造 特公昭47−10863号公報記載の界面重合法に従っ
て、ポリ(メタフェニレンインフタルテレフタルアミ)
’)系共重合体を製造した。
すなわち、メタフェニレンジアミン1731を金属ナト
リウムで脱水したテトラヒドロフラン1)′VC溶解し
、これを(IcK冷却した。一方、インフタル酸りpラ
イド227.5 、p及びテレフタル酸りpライド97
.5 &を金属ナトリウムで脱水したテトラヒドロフラ
ンlIK溶解し0℃に冷却した。
次に、前記テトラヒドロフラン溶液な0℃に保ちながら
攪拌し、これに前記イソフタル酸クロライドテレフタル
酸クロライド溶液を細流として序々に加えて初期縮合物
の分散液を得た(第1次反応)。
続いて、前記初期縮合物の分散液を炭酸ソーダ200g
を水21に溶解した溶液中に高速攪拌下に速かに加えて
、固有粘度1.8の白色重合体粒子を得た(第2次反応
)。
この際、第2次反応の攪拌条件、及び初期縮合物の分散
液と炭酸ソーダ水溶液との体積比等を変えて種々の平均
粒径のものをつくった。
これらの粒子を水洗、乾燥後、各粒子を顕微境で観察し
たところ、多孔質凝集粒子であった。
次K、各実験における粒子の平均粒径、見掛けかさ密度
9表面積等を測定したところ、次の第3表の通りであっ
た。
第3表:芳香族ポリアミド粒子 fbl  圧縮成形 前記実験により得られた共重合体よりなる各粒子を用い
て、夫々、次の条件で圧縮成形を行い。
厚さ3酊の平板状の成形品とした。
加熱温度    320℃ 加圧圧力    330に9/cli 加圧時間     40分 なお、成形時には、予め成形部を窒素置換し、成形中に
重合体が空気と接しないよう配慮した。
実験/1)〜3とも成形品のpaw性はきわめて良好で
1表面が平滑で艷のある成形品が得られた。
これら各成形品の強伸度、モジュラス及びフイゾット伽
寧値(ノツチ付)を測定すると、次の第4表の通りであ
った。
第4表:圧縮成形による成形品 この板状物は切削加工が容易であり、市販の加工機によ
り光面に模様を彫刻することができた。
実施例8 (al  共重合体粒子の製造 第1次反応におけるメタフェニレンジアミン溶液及びイ
ン7タル酸クジライド溶液及びテレフタル酸クロライド
溶液の温度を−15℃とし、g41次反応の途中で反応
系に590m9の7ニリンを添加する以外は、実施例1
と同様にして界面重合を行わしめ、固有粘度1.4の白
色共重合体粒子を得た。
この共重合体は末端基の30%がアニリンで封鎖されて
おり、耐熱性の良好なものであった。またこの共重合体
粒子は、実施例1と同様に無数の微小粒子が凝集した多
孔質の粒子であり、微小粒子の平均粒径は0.9μ、凝
集粒子の平均粒径は200μ1表面積は+、srd/1
)であり、見掛は密度は0.359/c−dであった。
tbl  圧縮成形 前記共重合体粒子を用いて、圧縮成形によりダンベル形
の試験片を作った。このときの成形条件は次の通りであ
った。
加熱温度     300  ℃ 加圧圧力     310kg/crI加圧時間   
   35 分 なお、この成形においては、成形開始前から成形終了に
至るまで、成形部を真空に保持した。
得られた試験片の物性は次の通りであった。
強  度          12.6kg/−伸  
  度         5.1  %モジュラス  
    340ゆ/− フイゾット衝撃値 (ノツチ付)    8.2に9・儂/偉
【図面の簡単な説明】
m1図及び第2図は、それぞれ本発明の圧縮成形用芳香
族ポリアミド粒子の外観を示す顕微鏡写真であり、第1
図は粒子の全体の外観を示すもの(拡大倍率100倍)
、第2図はその一部を拡大したものである(拡大倍率5
000倍)。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリマー繰返し単位の40モル%以上がメタフェ
    ニレンイソフタルアミド単位である芳香族ポリアミドの
    粒子であつて、平均粒径0.1〜10μmの微小粒子が
    多数凝集して多孔質の凝集粒子を形成しており、かつ該
    凝集粒子の平均粒径が10〜400μmであり表面積が
    1〜20m^2/gであることを特徴とする圧縮成形用
    芳香族ポリアミド粒子。
  2. (2)芳香族ポリアミドが、ポリマー繰返し単位の85
    モル%以上がメタフェニレンイソフタルアミド単位から
    なる芳香族ポリアミドである特許請求の範囲第(1)項
    記載の圧縮成形用芳香族ポリアミド粒子。
  3. (3)芳香族ポリアミドが、ポリマー繰返し単位の20
    〜60モル%がメタフェニレンテレフタルアミド単位か
    らなり80〜40モル%がメタフエニレンイソフタルア
    ミド単位からなる共重合芳香族ポリアミドである圧縮成
    形用芳香族ポリアミド粒子。
  4. (4)凝集粒子の見掛けのかさ密度が0.2〜0.4g
    /cm^2である特許請求の範囲第(1)項記載の圧縮
    成形用芳香族ポリアミド粒子。
  5. (5)芳香族ポリアミドの固有粘度(30℃のN−メチ
    ル−2−ピロリドン溶液で測定)が0.5〜4.0であ
    る特許請求の範囲第(1)項記載の圧縮成形用芳香族ポ
    リアミド粒子。
  6. (6)芳香族ポリアミドの末端基の10モル%以上が一
    官能性芳香族化合物によつて封鎖されている特許請求の
    範囲第(1)項記載の圧縮成形用芳香族ポリアミド粒子
JP2801486A 1985-02-15 1986-02-13 圧縮成形用芳香族ポリアミド粒子 Granted JPS62121731A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2642985 1985-02-15
JP60-26429 1985-02-15
JP60-187324 1985-08-28

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2678210A1 (fr) * 1991-06-28 1992-12-31 Amoco Corp Particules de polyamide rigide poreux et leur application dans des materiaux composites renforces par des fibres.
JP2009514998A (ja) * 2005-11-04 2009-04-09 エボニック デグサ ゲーエムベーハー ポリアミドをベースとする超微粉末の製造法、超微粒のポリアミド粉末ならびにその使用

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