JPS63275633A - 新規な硬化性全芳香族コポリアミド - Google Patents

新規な硬化性全芳香族コポリアミド

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JPS63275633A
JPS63275633A JP10989487A JP10989487A JPS63275633A JP S63275633 A JPS63275633 A JP S63275633A JP 10989487 A JP10989487 A JP 10989487A JP 10989487 A JP10989487 A JP 10989487A JP S63275633 A JPS63275633 A JP S63275633A
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JP10989487A
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Teruo Katayose
照雄 片寄
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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〕 本発明は硬化性全芳香族コポリアミドに関するものであ
シ、さらに詳しくは、熱、光等により硬化可能な置換基
およびアルキル基等によって少なくとも部分的にN−置
換され、溶解性および熱成形性に優れた硬化性全芳香族
コポリアミドに関するものである。
〔従来の技術〕 全芳香族ポリアミド社高い融点、高いガラス転移点を有
し耐熱性、耐薬品性、機械的性質に優れていることは良
く知られている。したがって、全芳香族ポリアミドから
なる繊維、フィルム等の成形物は耐熱繊維、耐熱フィル
ムとして種々の用途に有用である。
なかでも、結合鎖が各芳香核から間軸方向または平行方
向に伸びている芳香族ホモまたはコポリアミドたとえば
ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)等は高いヤン
グ率を有する繊維を与えることが知られている。しかし
ながら一般にかかる大きな剛直性や高い対称性を有する
全芳香族ポリアミドは優れた機械特性を有する反面、溶
媒に対する溶解性が劣シ成形が容易でない欠点を有する
全芳香族ポリアミドの溶解性を向上させ、かつ力学的特
性、特にヤングの弾性率を維持する全芳香族ポリアミド
として下記の全芳香族コポリアミドが提案されている(
特公昭53−32838号公報参照) 一般式<1−A)、(1−B)および(2)から成る。
HN  A rx −NH−< 1− B )−CO−
Ar2  CO−(2) 該全芳香族コポリアミドはテトラメチル尿素、ヘキサメ
チルホスホルアミド、N、N−ジメチルホルムアミド、
N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタ
ム等の極性溶媒中に溶解する。
さらに可溶化助剤として、周期率表の第1族又は第2族
の金属ハロゲン化物またはハロゲン化水素を用いて溶解
する必要がおる。さらに、該全芳香族コポリアミドの溶
液から得られた繊維、フィルム等の成形体は、結合鎖が
各芳香族核から同軸方向または平行方向に伸びている全
芳香族ポリアミドからの成形体よシも耐薬品性が劣る欠
点を有する。
全芳香族ポリアミドの溶解性向上と得られた製品に耐薬
品性、耐熱性等を付与するという相反する機能を兼備す
る手段がUSP  4395540号およびUSP 4
431792号に開示されている。すなわち、USP 
4395540号には、一般式0〜99モルチであるン で表わされる全芳香族ポリアミドが開示されている。
USP 4431792号には、一般式およびメチル基
である。) で表わされる全芳香族ポリアミドが開示されている。こ
れら2つのUSPには上記ポリアミド以外については何
等開示されていない。
このUSPの全芳香族ポリアミドはジアミン成分を含有
する。すなわち、剛直なフェニレン基を結合する基と1
7で、屈曲性(1) −CH2−、−0+、 −co−
゛を含有するため、高分子鎖全体が屈曲性となり、該全
芳香族ポリアミドからなる繊維、フィル′ム等の成形物
の機械的性質は大部分が剛直成分からなる全芳香族ポリ
アミド類からなる成形物よりも劣る。そして屈曲性の構
造であるN、 N’−プロノにルギルおよびメチル基置
換・ジアミン類とフタル酸クロライドまたは屈曲性の構
造であるジカルダン酸クロライドを用いるため溶液重合
により低温でかつ高分子量体が容易に得られる。しかし
ながら剛直性のN、 N’−プロパルギル基置換ジアミ
ン類と剛直性のジカルゼン酸類との重合は高温で行う必
要があシ、しかも着色の問題を生ずるだけでなく高分子
量体を得にくい欠点を有する。さらに、このN、 N’
−プロパルギル基置換ジアミン類の合成には多数の工程
を必要とするという著しい工業上の不利があった。
アセチレン基を両末端部に有する芳香族ポリイミドであ
るTbermid■MC−600(ナショナ/l/ −
7゜ターナ・アンド・ケミカル社製)がアセチル含有オ
リゴイミドとしてよく知られている。この芳香族ポリイ
ミドは融点が190〜210’Cで、熱硬化開始温度が
約220℃であるため溶融加工可能な温度範囲が約10
℃と非常に狭い欠点を有する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は溶解性が向上し、可溶化助剤を必要とし、ない
全芳香族コポリアミドであり、かつ溶融可塑化導度と硬
化開始温度との温度差の大きい、すなわち熱成形性に優
れた硬化性全芳香族コポリアミドであって、成形後は耐
熱性、耐薬品性となる硬化性全芳香族コポリアミドを提
供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記の問題点を解決するため鋭意研究の
結果、本発明の目的に沿った新規な構造を有する高分子
材料を発明するに到った。
すなわち、本発明は 1、 下記一般式(1−A)、(1−B)および(2)
Co  Ar2   Co          −(2
)で表わされる繰返し単位から実質的に構成され、かつ
、式(1−A)で表わされる繰返し単位(以下、単位(
1−A)と称す)のモル数と式(1−B)で表わされる
繰返し単位(以下、単位(1−B)と称す)のモル数の
合計は式(2)で表わされる繰返し単位(以下単位(2
)と称す)のモル数と実質的に等しく、さらに単位(1
−A)のモル数が全繰返し単位を基準として7.5〜4
0%であり、RI + R2r R3HR4が−H(I
lO〜95モルチ、ゾロノe/I/イル基<lrl 3
〜90モルチおよび、(a)一般式Q+ = −cnH
2n+1および/または四一般式1;h =(CR2)
7;、 A r3からなる基(Ill) 2〜97%ル
チであることを特徴とする硬化性全芳香族コポリアミド
(たソし7一般式中、n、mはそれぞれ、1(n(30
,1(m(6の範囲の数数であり、Ar3はよシ選ばれ
た芳香族基を異ゎすン を提供する。
さらに本発明は 2、(b)がベンジル基である前記第1項記載の硬化性
全芳香族コポリアミド。
3、 単位(1−A)のモル数が全繰返し単位を基準と
して20〜30%である前記第1又は2項記載の硬化性
全芳香族コポリアミド。
屯 式(1−B)、式(2)において、Ar1 、 A
r2が各々、eラフエニレン基である前記第1,2又は
3項記載の硬化性全芳香族コポリアミド を提供する。
本発明に用いられる全芳香族ポリアミドは、上記式中A
r1 、 Ar2が上記のように定義されるものであり
、このようなAr1、Ar!の例としては、1゜4−フ
ェニレン基、1.5−ナフチレン基、2,6−ナフチレ
ン基、4,4’−ビフェニレン等が挙げられるが、1,
4−フェニレン基が好ましい。
上記コポリアミドは、前記式(1−A)のジアミン系繰
返し単位が、その全繰返し単位の7.5〜40モルチ含
有されていることKより、上記ジアミン繰返し単位(1
−A)を同等含有しない芳香族ポリアミドに比べて溶媒
に対する溶解性が増大する。さらに溶解性と優れた機械
的性質を兼備するという見地から、本発明に用いられる
全芳香族コポリアミドは、式<1−A)のジアミン系繰
返し単位が、その全繰返し単位を基準として7.5〜4
0モル悌であシ、20〜30モルチのものが好適である
式(1−A)ジアミンのモル数がその全繰返し単位の7
.5モルチ未溝のときは芳香族ポリアミドの溶解性はあ
まり改良されず、好ましくない。また40モルチを越え
る場合は芳香族ポリアミドの溶解性は向上するが、得ら
れた繊維、フィルム等の成形品の機械的性質は低下する
ので好ましくない。
本発明は実質的に全芳香族ポリアミドから構成されてい
れはよい。すなわち本発明の全芳香族ポリアミドはアミ
ド結合の少なくとも85モルチ以上が芳香族ジアミン、
芳香族ジカルボン酸成分より得られるものであればよい
本発明の全芳香族ポリアミドは15モルチ未滴の脂肪族
ジアミン、脂肪族ジカルボン酸成分より得られるものを
含んでもよい。具体的な例としては、テトラメチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミン等のジアミン類および
アジピン酸、七ノ々チン酸、ドデカンジカルボン酸等の
ジカルボン酸が挙げられる。
これらの全芳香族コポリアミドの製造法は、本発明を実
施する上で制限されるものではなく、たとえば、該当す
るジアミンおよびジカルボン酸クロライドから、特公昭
35−14399号公報等で知られる溶液重合法によシ
容易に製造できる。
本発明に用いられる全芳香族コポリアミドの分子量につ
いては特に制限されずオリ♂マーから高分子量体まで使
用できる、 本発明の特徴とするN−プロパルギル基、アルキル基、
アラルキル基置換全芳香族コポリアミドを製造するには
、・ジメチルスルホキシド(以下DMSOと略称する)
およびヘキサメチルホスホルアミド(以下HMPAと略
称する)中にて、ナトリウムもしくはナトリウムハイド
ライド、またはこれらとDMSOおよび/もしくはHM
PAとの反応物の存在下にナトリウム化し、次いでプロ
ノぞルギルハライド、アルキルハライド、ペン・クルハ
ライドによりN−置換反応させれば良い。
この反応の実施に際して使用される、アンモニア、DM
SOおよびHMPAa精製、脱水等の前処理を施した後
に用いることが好ましく、また反応を阻害しない第1.
第2の溶剤を存在せしめることも可能である。
ナトリウム化反応およびN−fi置換反応温度および時
間についても特に制限はない。ナトリウム化する場合、
反応温度は一り0℃〜系の沸点の間、特に好ましくJI
′iθ℃〜80℃の間で行われ、時間は1秒〜50時間
程度、さらに好適には1〜10時間程度が適当である。
プロ、Rルギル基、アルキル基、アラルキル基によりN
−置換反応する場合、反応温度はθ℃〜系の沸点の間、
特に好ましくは10℃〜100℃の間で行われ、時間は
1秒〜50時間程度、さらに好適には1〜10時間程度
が適当である。
本発明のプロパルギル基の置換率は、ポリマーを構成す
る全アミド基に対するN−プロ)eルギル基の比として
定義され、3〜90モルチで加熱によシ溶媒に対して不
溶性となると同時に耐熱性と物性に優れた硬化性全芳香
族、1 +7アミドとなる。
したがって、置換率は3モルチ以上であシ、特に好まし
くは5モルチ以上である。置換率3モルチ未満では溶媒
に対して不溶とならず好ましくない′。
置換率が90モル係を越えると硬化後の全芳香族ポリア
ミドは極めて脆くなり好ましくない。
アルキル基および/またはアラルキル基の置換率は2〜
97モルチの範囲であ、す、特に好ましくは10モルチ
以上である。アルキル基およびアラルキル基の二穐類の
置換基が共存しているときは、それぞれの置換基の混合
比は特に限定されることはない。置換率が2モルチ未満
では溶解性の向上は認められず好ましくない。または溶
融可塑化しないか、もしくは溶融可塑化温度が極めて高
く硬化開始温度との差が小さく熟成形しにくいので好ま
しくない。置換率が97モルチを越えると架橋基である
プロパルギル基の置jIA度が低くなるため耐溶剤性が
劣り好ましくない。
プロパルギル基の置換率と、アルキル基および/または
アラルキル基の置換率との和は5〜100モルチ、すな
わち、水素原子−Hが0〜95モルである。水素原子が
95モルチを越えると溶解性、熱成形性のみならず、硬
化後の耐溶剤性も劣るので好ましくない。
本発明のN−プロパルギル基、アルキル基、アラルキル
置換全芳香族ポリアミドに導入されたプロ、eルイル基
、アルキル基、アラルキル基は赤外線吸収スペクトル法
、核磁気共鳴(以下NMRと略称)スペクトル法等の方
法で検出できる。また、本発明の全芳香族ポリアミドの
硬化反応の程度は赤外線吸収スペクトル法、NMRスペ
クトル法によジ置換したプロパルギル基の減少から検出
できる。
さらK、プロ、6ルギル基の硬化反応は示差走査熱量計
(以下DSCと略称する)によっても検出できる。プロ
パルギル基の硬化反応は約2000から350℃の範囲
で発熱反応が起こシ、発熱が最大となるピーク温度は約
280〜320℃である。
〔発明の作用〕
本発明の硬化性全芳香族ポリアミドに含有されるプロパ
ルイル基は熱、光等にょシ架橋し該ポリアミドの耐熱性
と耐薬品性を向上せしめる。また、プロパルギル基はア
ミド基のN位VC!換しているため高分子鎖間の凝集力
を減少せしめ各種溶媒への溶解性の向上をもたらす。さ
らに、アルキル基および/またはアラルキル基はアミド
基のN位に結合しているための溶解性を向上させる。す
なわち、周期律表の第1族または第2族の金属ハロゲン
化合物捷たはハロゲン化水素等の可溶化助剤を必要とせ
ずに溶解するのみならず、極性の弱い低沸点溶媒にも溶
解し、種々の用途に適用可能である。アルキル基および
アラルキル基は無極性であるため高分子鎖間の凝集力を
減少せしめる効果は犬である。この効果は、アルキル鎖
長が大になるほど大きく、またアラルキル基がノ々ルキ
ーである九め、大である。さらに、置換率の増大に伴っ
て溶解性も犬となる。本発明のアルキル基とアラルキル
基は全芳香族ポリアミドの溶融可塑化温度の低下をもた
らす。すなわち、溶解性と同様に、溶融可塑化温度はア
ルキル鎖長が大になるほど低下の度合は大きくなり、約
50’C〜約200’Cの範囲で任意に設定される。
本発明のコイリアミドはプロパルギル基と、アルキル基
および/またはアラルキル基を同時に高分子鎖内にもつ
ことによシ、溶解性および溶融可塑化温度はアルキル基
および/iたはアラルキル基を含有するコポリアミドと
同等である。さらに、硬化後の全芳香族コポリアミドは
溶媒に対して耐薬品性を示すと同時に、優れた耐熱性を
与える。
特に耐熱性は、耐熱性を低下せしめるアルキル基をアラ
ルキルを含有しているにもかかわらず、アルキル基およ
び/またはアラルキル基置換全芳香族コポリアミドの耐
熱性よシも高く、プロパルギル基含有全芳香族コポリア
ミドと同等のものであった。すなわち本発明の全芳香族
コポリアミドはプロパルギル基含有全芳香族コポリアミ
ドの耐熱性を損うことなく、溶解性、溶融可塑化温度を
低下せしめることができるものである。硬化反応過程は
明らかでないが、プロパルギル基中の三重結合が重合す
るか、もしくは3つの三重結合の環化反応によシベンゼ
ン環を形成して全芳香族コポリアミドの硬化体を与える
ものと推測される。
〔実施例〕 以下、本発明を一層明確にするために実施例を挙げて説
明するが、本発明の範囲C−Iこれらの実施例に限定す
るものではない。
実施例1および比較例1〜3 DMSo 150mn中にナトリウムハイドライド(純
度60 % ) 0.84gを添加し、窒素気流中で7
0℃にて40分間加熱して完全に溶解した後、30℃ま
で冷却した。下式で定義される固有粘度ηinhが27
0で 2nηrel   (97%硫酸で濃度0.5g/df
fiで、ηinh = 0     30℃において測定した値)あり1.クア
ミン成分としては 1(、N(◇−NH225モルチと、ジカルRン酸成分
としてはC2・co−!co・C250モルチを重合し
た全芳香族コポリアミドの粉末&Ogを上記の反応系に
添加し、30℃で4時間反応を行った。次いでブチルブ
ロマイド?−02gを添加し30℃で1時間反応後、さ
らにゾロノにルギルブロマイド0.75gを添加し、3
0℃で2時間反応後、希塩酸で反応を停止させてから多
量のメタノール中に注いでポリマーを析出させた。得ら
れたポリマーを乾燥して、粉末状の生成物を得た。生成
物のCD(43溶液’H−NMR測定により、zapp
mにプロパルギル基の5CHに帰因するスペクトル、ク
トル、および4.5〜4.6ppmにプロ、(lルギル
基の’)1−NMRスペクトルより求めたプロノソルギ
ル基置換率は27モルチ、ブチル基置換率は62モルチ
であつ喪(実施例1)。さらに比較のため、実施例1で
使用した全芳香族コポリアミドを用いてN−ノロパルギ
ルコポリアミド(フロ、fルギル基置換率35モルチを
比較例1)、N−ブチルコポリアミド(ブチル基置換率
91モルチ、比較例2)を調製した。原料の全芳香族コ
ポリアミドを比較例3とする。
表IK実施例1および比較例1〜3で得られたポリマー
の各穐溶媒への溶解性、DSCによる測定で得られた硬
化反応の開始温度と硬化反応の発熱が最大になる温度、
軟化温度および耐熱性を示した。
実施例1のポリマーは低沸点の溶媒に良く溶解した。硬
化開始反応は210℃と熱軟化温度との差は100℃お
シ熱成形加工は容易であった。
さらに、耐熱性は約400℃でN−プロノルギルコポリ
アミドと同等であった。さらに、実施例1のポリマーは
DSC中で320℃に加熱すると各種溶媒に不溶となっ
た。
(11,不余色) 実施例2 50モルチを重合した全芳香族コポリアミド(ηin 
h=14 ) 3 glT用い、フロパルギルブロマイ
ド0.25g、ベンジルクロリド1.33gを反応させ
た以外は実施例1と同様の方法でN−プロ・ぞルギルー
N’−ベンジル全芳香族コポリアミドを製造した。
得られたポリマーの特性を表1に示した。また、350
℃に加熱したサンプルは原料を溶解せしめる表1中の各
種溶媒に不溶であった。
実施例3〜6 実施例1で用いた全芳香族コポリアミド(η1nh=2
70)を用いて、プロノぞルギルブロマイドおよU、ヨ
ウ化メチル、オクチルブロマイド、ドデシルブロマイド
、オクタデシルブロマイドをそれぞれ反応させ、各fi
N−プロパルギルーN′−アルキル全芳香族コポリアミ
ドを合成した。得られたポリマーの11換率、溶解性、
硬化反応特性、軟化温度、および耐熱性を表2に示した
。これらのポリマーはDSC中で320℃まで加熱する
と、表2に示されたすべての溶媒に不溶となった。
(以下余色) 実施例7 50モル俤を重合した全芳香族コIリアミド(η1nh
=0.6 o ) 3 g を用イ、i日ノクルギルブ
ロマイド0.25g、オクチルブロマイド0.82gを
反応させた以外は実施例1と同様の方法でN−プロ・ξ
ルギルーN′−オクチル全芳香族コポリアミドを製造し
た。得られたポリマーの特性を表2に示した。
320℃に加熱したポリマーは表2中の各種溶媒に不溶
であった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、全芳香族コポリアミドを溶媒に溶解す
る時に必要とされる可溶化助、たとえば周期律表の第1
族または第2族の金属ハロゲン化物またはハロゲン化水
素が存在しなくても容易に溶解する。さらに低沸点の溶
媒、たとえばTHF。
クロロホルム等にも溶解せしめることができる。
また、比較的低温で可塑化するため、硬化開始温度と溶
融軟化温度との差が大きくなシ熱成形加工が容易である
。そしてフィルム、成形品などに成形した後に、熱、光
等によシ短時間に硬化型ポリマーとなるため、耐薬品性
、耐熱性が硬化性全芳香族ポリアミドに付与される。
本発明の全芳香族ポリアミドは、プロ・瘤ルギル基を含
有しているので、熱硬化型耐熱樹脂のみならず、感光性
樹脂、電子線レジスト等に用いることができる。また、
プロパルギル基の硬化時にガス、水等の副生物の生成が
ないので均一な膜、空孔のない成形品が作れる等の利点
もある。
物許出願人  旭化成工業株式会社 手続補正書(自発) 昭和62年6月15日 特許庁長官  黒 1)明 雄  殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第109894号2
、発明の名称 新規な硬化性全芳香族コポリアミド 事件との関係  特許出願人 4、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 5、補正の内容 1、 明細書第8頁第3行「アセチルJを「アセチレン
」と訂正する。
2、 同第10頁第5行「散散であり」を「整数であり
」と訂正する。
3、同第13頁下から第5行「ベンジル」を「アラルキ
ル」と訂正する。
4、同第14頁第7行「1〜10時間」を「1分710
時間」と訂正する。
5、同第14頁第12行「1〜10時間」を「1分〜1
0時間」と訂正する。
6、同第16頁第3行「アラルキル置換」を「アラルキ
ル基置換」と訂正する。
7、同第16真下から第5行「ポリアミド」を「コポリ
アミド」と訂正する。
8、同第18頁第7行「をアラルキル基」を「。
アラルキル基」と訂正する。
9、同第26真下から第4行「可溶化助」を「可溶化助
剤」と訂正する。
以上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式(1−A)、(1−B)および(2) ▲数式、化学式、表等があります▼…(1−A) ▲数式、化学式、表等があります▼…(1−B) −CO−Ar_2−CO−…(2) [ただし、式中Ar_1、Ar_2は同一もしくは異な
    り、結合基が共に同軸方向又は平行軸方向に伸びている
    フェニレン基、ナフチレン基またはビフエニレン基を表
    わす。 で表わされる繰返し単位から実質的に構成され、かつ、
    式(1−A)で表わされる繰返し単位(以下、単位(1
    −A)と称す)のモル数と式(1−B)で表わされる繰
    返し単位(以下、単位(1−B)と称す)のモル数の合
    計は式(2)で表わされる繰返し単位(以下単位(2)
    と称す)のモル数と実質的に等しく、さらに単位(1−
    A)のモル数が全繰返し単位を基準として7.5〜40
    %であり、R_1、R_2、R_3、R_4が−H(
    I )0〜95モル%、プロパルギル基(II)3〜90モ
    ル%および、(a)一般式Q_1=−CnH_2_n_
    +_1および/または(b)一般式Q_2=−(CH_
    2)−_mAr_3からなる基(III)2〜97モル%
    であることを特徴とする硬化性全芳香族コポリアミド(
    たゞし一般式中、n、mはそれぞれ、1≦n≦30、1
    ≦m≦6の範囲の整数であり、Ar_3は▲数式、化学
    式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
    す▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化
    学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
    、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
    、▲数式、化学式、表等があります▼、 より選ばれた芳香族基を表わす)。
  2. (2)(b)がベンジル基である特許請求の範囲第1項
    記載の硬化性全芳香族コポリアミド
  3. (3)単位(1−A)のモル数が全繰返し単位を基準と
    して20〜30%である特許請求の範囲第1又は2項記
    載の硬化性全芳香族コポリアミド
  4. (4)式(1−B)、式(2)において、Ar_1、A
    r_2が各々パラフェニレン基である特許請求の範囲第
    1、2又は3項記載の硬化性全芳香族コポリアミド
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