JPS6337135B2 - - Google Patents

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JPS6337135B2
JPS6337135B2 JP4429179A JP4429179A JPS6337135B2 JP S6337135 B2 JPS6337135 B2 JP S6337135B2 JP 4429179 A JP4429179 A JP 4429179A JP 4429179 A JP4429179 A JP 4429179A JP S6337135 B2 JPS6337135 B2 JP S6337135B2
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JP
Japan
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derivative moiety
acid
polyamic acid
represented
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Application number
JP4429179A
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English (en)
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JPS55137133A (en
Inventor
Yasuo Yamazaki
Takehiko Suzuki
Hiromi Igawa
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Petrochemicals Co Ltd
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Publication date
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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)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はポリアミド酸に関する。更に詳しく
は、イミド化するならば耐熱性と溶剤可溶性を兼
ねそなえたポリイミドとなる得る中間体であるポ
リアミド酸に関する。 ポリイミドは一般に結晶性が良いので耐熱性に
優れており、また芳香族環をポリマー主鎖の骨格
とするポリマーも耐熱性が優れている。 そこで、耐熱性を向上させる目的で芳香族環を
骨格とするポリイミドが数多く合成されて来た。 しかし、このポリイミドは、たとえば塗料とし
て使用されるとなれば、各種の溶剤に溶解する必
要性があるにもかかわらず、溶剤可溶性が不足し
ているのが現状である。 そのため、溶剤可溶性を得るためめに、たとえ
ば、ピロメリツト酸二無水物(PMDA)と2,
6−ビス(p−アミノフエニル)ピラジン(2,
6−BAPP)とを共重合し、加熱処理することに
よりポリイミドを得ている。しかしこのポリイミ
ドはピラジン骨格をそのポリマー主鎖の一部に含
んでいるが、未だ溶剤可溶性が不足している。 本発明者らは耐熱性と溶剤可溶性を兼ねそなえ
たポリイミドを得ることを目的として研究した結
果、本発明を完成させたものである。 すなわち、 ピラジンテトラカルボン酸誘導体部分A、およ
びジアミン誘導体部分Bよりなる 下記式() (−A−B)−o の繰返し構造単位を有するポリアミド酸におい
て、 テトラカルボン酸誘導体部分Aが 下記式()および/または()であらわさ
れ、 式() 式() かつ、ジアミン誘導体部分Bが 下記式() (ここで、R1、R2はHまたは同一もしくは異な
るC1〜C2のアルキル基) であらわされるポリアミドカルボン酸をイミド化
して得られるポリイミドが優れた耐熱性と溶剤可
溶性とをそなえていることを見い出したのであ
る。 本発明のポリアミド酸は、ピラジンテトラカル
ボン酸二無水物(PTDA)と 下記式() (ここで、R1、R2はHまたは同一もしくは異な
るC1〜C2のアルキル基) であらわされるジアミンとを溶液共重合させるこ
とにより製造することができる。 重合溶剤はジメチルアセトアミド(DMAc)、
ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロ
リドン(NMP)等を用いる。 重合に用いるPTDAおよびジアミンの濃度は
1〜20重量%で良い。 重合温度は通常は−15℃〜80℃であるが、低い
程ポリアミド酸の重合度が上昇する傾向がある。 重合時間は30分から6時間程度あれば重合は完
結する。 重合後、重合液から折出させることによりポリ
アミド酸が得られる。 本発明のポリアミド酸の製造方法に用いられる
前記式()のジアミンの例としては、2,6−
BAPP、2,5−ビス(p−アミノフエニル)ピ
ラジン(2,5−BAPP)および2,5−ジメチ
ル−3,6−ビス(m−アミノフエニル)ピラジ
ン(DM BnAP)などである。 そこで、ジアミンとして上記の2,5−
BAPP、2,6−BAPP、DMBnAPをそれぞれ
PTDAとを溶液共重合させれば、前記()式
であらわされる繰返し構造単位を有するポリアミ
ド酸が得られ、かつそのピラジンテトラカルボン
酸誘導体部分Aは前記式()および/または
()であらわされ、さらに、そのジアミン誘導
体部分Bについては、2,5−BAPPの場参は下
記式() であらわされ、 2,6−BAPPの場合は下記式() で、また DMBnAPの場合は下記式() でそれぞれあらわされるジアミン誘導体部分Bを
有するポリアミド酸が得られる。 さらにまた、ジアミンとして2,5−ジメチル
−3,6−ビス(p−アミノフエニル)ピラジン
も使用しうるが得られるポリアミド酸をイミド化
したポリイミドはやや溶剤可溶性が低下する。 本発明のポリアミド酸は好ましくは無水酢酸の
如き脱水剤処理によりイミド化するならば、優れ
た耐熱性と溶剤可溶性とをそなえたポリイミドと
なる。 このポリイミドは溶剤溶解型の耐熱性塗料とし
て有用である。 また、本発明のポリアミド酸の重合度は、対数
粘度(in−herent viscosity)ηinh(濃度0.5g/
dlジメチルアセトアミド溶液、30℃)の値で
0.1以上であることが、これをイミド化して得ら
れるポリイミドのために必要である。ηinhの上限
は特に制限はなく他の縮合重合体と同様重合条件
(モノマー純度、量比等)を制御することによつ
て得られる適宜の値をとりうる。換言すればポリ
アミド酸にとつて臨界的なηinhの上限値は特にな
い。 なお、カルボン酸無水物であるPTDAはたと
えば、F.D.Chat taway、W.G.Humphery、J.
Chem.Soc.、645(1929)に記載された方法により
合成することができる。但し、最後の工程である
ピラジンテトラカルボン酸を無水酢酸により処理
しPTDAとする反応は、無水酢酸に少量の鉱酸
を加えると良い。 また、ジアミンである2,5−BAPP.2,6−
BAPPおよびDMBnAPなどは日本化学会誌1976
(3)、P502−7に記載された方法により合成する
ことができる。 次に製造例および実施例により本発明を詳述す
る。 製造例 (PTDAの合成) まずピラジンテトラカルボン酸(PTCA)を次
の様にして合成した。 o−フエニレンジアミン11gとジヒドロ酒石酸
ナトリウム14gを100mlの水に溶解させ、70〜80
℃で0.5時間反応させた。得られた反応液をHCl
で中和し、再結晶させて、キノキザリンジカルボ
ン酸の結晶9gを得た。 m.p.188〜189℃(分解) 次にこのキノキザリンジカルボン酸8gを
KMoO45%含む1%KOH水溶液に溶解させ、92
〜95℃、6時間酸化し、20%塩酸より再結晶後
PTCA4gを得た。 C8H4N2O8・2H2Oとして 計算値C:32.88% H:2.74% N:9.59% 実測値C:32.77% H:2.77% N:9.89% m.p.201〜202℃ PTCA1gを取り、無水酢酸25mlとさらに濃塩
酸1mlを加えて、2hr還流した。その後完全に濃
縮して3mlの無水酢酸から再結晶させて
PTDA0.38gを得た。 なお、得られた化合物が塩酸塩でないことを、
バイルスタイン反応により確認した。 C8N2O6として元素分析 計算値C:43.67% H:0.00% N:12.73% 実測値C:43.10% H:0.39% N:12.95% m.p.183℃(分解) IRのスペクトル、COの吸収として1890、1785
cm-1 (2,5−BAPPおよび2,6−BAPPの合
成) 日本化学会誌、1976、(3)、P502〜7に記載さ
れた方法に従つた。 まず、ビス(4−アセチルアミノフエニル)ジ
ヒドロピラジンの合成のために、p−(ブロモア
セチル)アセトアニリド10g(0.04mol)を50ml
のエタノールに分散させ、室温でアンモニアガス
を吹き込んだ。反応液は50℃まで上昇して赤色溶
液となり、その後橙赤色結晶性粉末が析出した。
アンモニアガスを2時間吹き込んだのち、さらに
室温で2時間かきまぜた。析出物を過、冷エタ
ノール、水で洗浄後、減圧乾燥して橙赤色結晶性
粉末のビス(4−アセチルアミノフエニル)ジヒ
ドロピラジンの2種の異性体混合物〔A〕3.2g
(49%収率)を得た。 次にこの橙赤色結晶性粉末〔A〕10gをエタノ
ールに分散させ、過酸化水素水30mlを加えて、3
時間還流下に加熱した。放冷後、過により、析
出物と液に分離した。析出物はエタノー、水で
洗浄し、2,5−ビス(p−アミノフエニル)ピ
ラジンである(白色粉末〔B〕4.5gを得た。
液は濃縮、放冷後、析出物を過洗浄し、黄色結
晶状の2,6−ビス(p−アセチルアミノフエニ
ル)ピラジン〔C〕4.0gを得た。 上の白色粉末〔B〕および黄色結晶〔C〕をそ
れぞれメチルセロソルブ、エタノールに分散させ
ついで水酸化カリウム溶液を加えて加水分解し、
過洗浄後、減圧乾燥した。 〔B〕からは黄色結晶の2,5−ビス(p−ア
ミノフエニル)ピラジン(分解温度280℃)を得
た。 〔C〕からは淡黄色板状結晶の2,6−ビス
(p−アミノフエニル)ピラジン(m.p.198〜200
℃)を得た。 (DMBnAPの合成) J.Chem.Soc.、P3094〜8(1958)に記載された
方法に従い、アセト酢酸エチルより、1−ヒドロ
キシイミノアセトンを合成し、これとアニリンジ
アゾニウム塩を反応させ、1−ヒドロキシイミノ
−1−フエニルアセトンを合成した。 この1−ヒドロキシイミノ−1−フエニルアセ
トンをNaOH水溶液中でZnにより2,5−ジメ
チル−3,6−ジフエニルピラジンを合成した。 蒸留と酢酸水溶液からの再結晶により精製した
この2,5−ジメチル−3,6−ジフエニルピラ
ジンを、混酸によりニトロ化し、塩化第一スズで
還元し、これをさらにエタノールより再結晶さ
せ、目的物であるDMBnAPの黄色板状結晶を得
た。 m.p.231〜232℃ 元素分析 C18H18N4として 計算値(%)C:74.48、H:6.21、N:19.31 実測値(%)C:74.75、H:6.23、N:19.20 (モデル化合物の合成) PTDAとアニリンを反応させてアミド酸〔〕
を得て、これをイミド化してモデル化合物〔〕
を得た。反応式を次に示す。 m.p.174℃ 元素分析 C20H14O6N4として 理論値C:59.11%、H:3.45%、N:13.79% 実測値C:57.47%、H:5.26%、N:13.91% このアミド酸〔〕の赤外スペクトルでは、
3300cm-1にNH伸縮振動、1595cm-1にアミドカル
ボニル、1678cm-1付近にカルボン酸のカルボニル
伸縮振動が認められ、3000〜2500cm-1にカルボキ
シル基のOHによる幅広い吸収があつた。 そこで、これらの特性吸収帯を物質同定の判断
規準とした。 実施例 1〜3 15mlのDMAcに実施例1〜3では、それぞれ
前述の方法で合成した2,5−BAPP、2,6−
BAPP、DMBnAPを0.52g溶解させ、2℃に保
ちながら5〜10分間でPTDA0.04gを滴加した。
3時間撹拌後、四塩化炭素により析出させ、過
後アセトンで洗浄し、減圧乾燥させポリアミド酸
を得た。 このポリアミド酸はいずれも黄色または橙色で
あつた。 赤外スペクトルでは1595cm-1にアミドカルボニ
ル、1680cm-1付近にカルボキシル基のカルボニル
伸縮振動が認められ、アミド酸〔〕のそれとほ
ぼ一致していた。 したがつて、本実施例の化合物は前記式()
の繰返し構造単位を有するポリアミドカルボン酸
であつて、そのピラジンテトラカルボン酸誘導体
部分Aは前記式()および/または()であ
らわされる。 また、ジアミン誘導体部分Bについて、 2,5−BAPPを用いた実施例1のポリアミド
酸の場合は前記式()であらわされ、2,6−
BAPPを用いた実施例2の場合は前記式()で
また、DMBmAPを用いたところの実施例3は前
記式()でそれぞれあらわされることになる。 実施例のポリアミド酸の物性値を表1に示す。 また、実施例1〜3で得られたポリアミド酸を
無水酢酸還流下で脱水処理して得られたポリイミ
ドは、空気下における5%重量減の温度がいずれ
も300℃以上あつた。 さらに、これらのポリイミドの溶剤可溶性につ
て各種溶剤により試験した結果を表2に示す。
【表】
【表】 +:溶解、−:不溶、±:一部溶解、
* 室温放置状態で測定。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ピラジンテトラカルボン酸誘導体部分A、お
    よびジアミン誘導体部分Bよりなる下記式() (−A−B)−o の繰返し構造単位を有し、対数粘度ηinh(濃度0.5
    g/dlジメチルアセトアミド溶液、@30℃)の値
    が0.1以上であるポリアミド酸において、テトラ
    カルボン酸誘導体部分Aが下記式()および/
    または()であらわされ、 式() 式() かつ、ジアミン誘導体部分Bが下記式() (ここでR1、R2はHまたは同一もしくは異なる
    C1〜C2のアルキル基)であらわされることを特
    徴とするポリアミド酸。 2 前記()式のジアミン誘導体部分Bが下記
    式(V) であらわされる特許請求の範囲第1項記載のポリ
    アミド酸。 3 前記()式のジアミン誘導体部分Bが下記
    式() であらわされる特許請求の範囲第1項記載のポリ
    アミド酸。 4 前記()式のジアミン誘導体部分Bが下記
    式() であらわされる特許請求の範囲第1項記載のポリ
    アミド酸。
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