JPS6340206B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6340206B2
JPS6340206B2 JP56165692A JP16569281A JPS6340206B2 JP S6340206 B2 JPS6340206 B2 JP S6340206B2 JP 56165692 A JP56165692 A JP 56165692A JP 16569281 A JP16569281 A JP 16569281A JP S6340206 B2 JPS6340206 B2 JP S6340206B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
acid
diisocyanate
carbon atoms
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56165692A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5867723A (en
Inventor
Toshihiro Toyoda
Motoo Kawamata
Masanori Oosawa
Kazumi Mizutani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP56165692A priority Critical patent/JPS5867723A/en
Publication of JPS5867723A publication Critical patent/JPS5867723A/en
Publication of JPS6340206B2 publication Critical patent/JPS6340206B2/ja
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は多価カルボン酸とジイソシアネートと
を水酸化アルカリ金属化合物の共在下で反応させ
るポリアミドの製造方法に関するものである。 多価カルボン酸とジイソシアネートよりポリア
ミドを製造することは既に知られており、通常は
有機極性溶媒中で室温から250℃の温度範囲で1
時間から20時間反応させることによりポリアミド
が得られる。しかしこの方法で得られるものは分
子量が低くその用途はワニス、塗料、接着剤等が
主なもので繊維、各種モールド成形品及びフイル
ムの様な形態に加工して充分な物性を発揮する対
数粘度1.3程度以上の高分子量ポリマーを製造す
ることは困難であつた。 更にイソシアネートの反応に、一般的には触媒
作用のあるトリエチルアミン、トリエチレンジア
ミン等の第三級アミン、リノレイン酸リチウム、
オレイン酸ナトリウム、ナトリウムメトキサイ
ド、ナフテン酸コバルト等の塩もジイソシアネー
トと多価カルボン酸からポリアミドを製造する反
応には効果が薄く高分子量ポリアミドを製造する
ことは困難であつた。 本発明者等はこのジイソシアネートと多価カル
ボン酸とを反応させて高分子量ポリアミドを得る
方法について鋭意検討した結果、画期的な方法を
発見し本発明に至つたものである。 即ち本発明の方法は、一般式()で表わされ
るジカルボン酸、一般式()で表わされるトリ
カルボン酸又は一般式()で表わされるテトラ
カルボン酸の少くとも一種と、一般式()で表
わされるジイソシアネートの少くとも一種とか
ら、一般式()、一般式()又は一般式()
で表わされる繰り返し単位の一種又はそれ以上を
含むポリアミドの製造において、一般式()で
表わされる化合物の共存下に反応させることを特
徴とするポリアミドの製造法である。 ここで一般式()から一般式()の夫々は
下記の構造を意味し、一般式中のR1〜R4及びM
は夫々下記を意味する。 R1(COOH)2 () R2(COOH)3 () R3(COOH)4 () R4(NCO)2 () −〔CO−R1−CONH−R4−NH−〕 () −〔CO−R2(COOH)−CONH−R4−NH−〕 () −〔CO−R3(COOH)2−CONH−R4−NH−〕
() MOH () R1:少くとも2個の炭素原子を含む2価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R1に結合している2個のカルボキシル基は
夫々R1に含まれる相異る2個の炭素原子に結
合している。 R2:少くとも3個の炭素原子を含む3価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R2に結合している3個のカルボキシル基は
夫々R2に含まれる相異る3個の炭素原子に結
合している。 R3:少くとも4個の炭素原子を含む4価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R3に結合している4個のカルボキシル基は
夫々R3に含まれる相異る4個の炭素原子に結
合している。 R4:少くとも2個の炭素原子を含む2価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R4に結合している2個のイソシアネート基は
夫々R4に含まれる相異る2個の炭素原子に結
合している。 M:周期表1A族に属するアルカリ金属 本発明の方法により多価カルボン酸とジイソシ
アネートをアルカリ金属の水酸化物の共存下に実
質的に無水の有機極性溶媒中で反応させると、該
アルカリ金属水酸化物の共存しない場合に較べ著
しい反応速度の増大と重合度の向上があり、且つ
生成ポリマーに網状構造化(ゲル状化)が殆んど
ない線状ポリマーが極めて容易に製造できる。且
つ本発明の方法は反応性の極めて低い炭酸ガスを
放出する重縮合反応によりポリアミドを製造する
ものであり、従来の脱塩化水素或は脱水による重
縮合反応に較べると、重合反応の副生成物に起因
するポリマーの劣化がないばかりでなく、用いる
触媒もごく一般的なアルカリ金属の水酸化物であ
り入手並びにその取扱いが容易であることからそ
の経済的且つ工業的利益は大きなものである。 前記一般式()、()、()で表わされる代
表的な多価カルボン酸としては、例えば()と
してマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セ
バシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ヘキサ
ヒドロテレフタル酸、ジフエニルエーテル−4,
4−ジカルボン酸、ジフエニルスルホン−4,
4′−ジカルボン酸、ビフエニル−4,4′−ジカル
ボン酸、チオフエン−2,5−ジカルボン酸、ピ
リジン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−
2,6−ジカルボン酸、4,4′−ジフエニルエー
テル−ビス−トリメリテイツクイミド酸、4,
4′−ジフエニルメタン−ビス−トリメリテイツク
イミド酸、()としてブタン−1,2,4−ト
リカルボン酸、ペンタン−1,2,5−トリカル
ボン酸、シクロヘキサン−1,2,3−トリカル
ボン酸、シクロペンタンジエニル−1,2,4−
トリカルボン酸、ベンゼン−1,2,4−トリカ
ルボン酸、ベンゼン−1,2,3−トリカルボン
酸、ナフタレン−1,2,4−トリカルボン酸、
ナフタレン−1,2,5−トリカルボン酸、ナフ
タレン−2,3,5−トリカルボン酸、ナフタレ
ン−2,3,6−トリカルボン酸、3,4,4′−
ビフエニルトリカルボン酸、2,3,2′−ビフエ
ニルトリカルボン酸、3,4,3′−ジフエニルス
ルホントリカルボン酸、3,4,4′−ジフエニル
エーテルトリカルボン酸、3,4,4′−ベンゾフ
エノントリカルボン酸、3,4,3′−ベンゾフエ
ノントリカルボン酸、ペリレン−3,4,9−ト
リカルボン酸、2−(3,4−ジカルボキシフエ
ニル)−2−(3−カルボキシフエニル)プロパ
ン、2−(2,3−ジカルボキシフエニル)−2−
(3−カルボキシフエニル)プロパン、1−(2,
3−ジカルボキシフエニル)−1−(3−カルボキ
シフエニル)エタン、1−(3,4−ジカルボキ
シフエニル)−1−(4−カルボキシフエニル)エ
タン、(2,3−ジカルボキシフエニル)−(2−
カルボキシフエニル)メタン、2−(3,4−ジ
カルボキシフエニル)−5−(3−カルボキシフエ
ニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,3,
5−ピラジントリカルボン酸、()としてブタ
ン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、ペンタ
ン−1,2,4,5−テトラカルボン酸、シクロ
ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、シ
クロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン
酸、シクロヘキサン−1,2,3,4−テトラカ
ルボン酸、ベンゼン−1,2,4,5−テトラカ
ルボン酸、ナフタレン−1,4,5,8−テトラ
カルボン酸、ナフタレン−2,3,6,7−テト
ラカルボン酸、ナフタレン−1,2,4,5−テ
トラカルボン酸、3,3′,4,4′−ビフエニルテ
トラカルボン酸、2,3,5,6−ビフエニルテ
トラカルボン酸、2,2′,3,3′−ビフエニルテ
トラカルボン酸、2,2′,6,6′−ビフエニルテ
トラカルボン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸、2,2′,3,3′−ベンゾフ
エノンテトラカルボン酸、2,3,3′,4′−ベン
ゾフエノンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−
ジフエニルエーテルテトラカルボン酸、3,3′,
4,4′−ジフエニルスルホンテトラカルボン酸、
ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸、
フエナントレン−1,8,9,10−テトラカルボ
ン酸、アントラセン−2,3,6,7−テトラカ
ルボン酸、P−ベンゾキノン−2,3,5,6−
テトラカルボン酸、アゾベンゼン−3,3′,4,
4′−テトラカルボン酸、2,2−ビス(3,4−
ジカルボキシフエニル)プロパン、2,2−ビス
(2,3−ジカルボキシフエニル)プロパン、1,
1−ビス(2,3−ジカルボキシフエニル)エタ
ン、ビス(2,3−ジカルボキシフエニル)メタ
ン、ビス(3,4−ジカルボキシフエニル)メタ
ン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフエニ
ル)ヘキサフルオロプロパン、チオフエン−2,
3,4,5−テトラカルボン酸、フラン−2,
3,4,5−テトラカルボン酸、ピリジン−2,
3,5,6−テトラカルボン酸、等があげられ
る。以上列挙した中で特に、()としてアジピ
ン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフエニル
エーテル−4,4′−ジカルボン酸、ピリジン−
2,6−ジカルボン酸、セバシン酸、4,4′−ジ
フエニルメタン−ビス−トリメリテイツクイミド
酸、4,4′−ジフエニルエーテル−ビス−トリメ
リテイツクイミド酸、()としてペンタン−1,
2,5−トリカルボン酸、シクロヘキサン−1,
2,3−トリカルボン酸、ベンゼン−1,2,4
−トリカルボン酸、ナフタレン−1,4,5−ト
リカルボン酸、ナフタレン−2,3,6−トリカ
ルボン酸、3,4,4′−ビフエニルトリカルボン
酸、3,4,4′−ジフエニルエーテルトリカルボ
ン酸、3,4,3′−ベンゾフエノントリカルボン
酸、()としてブタン−1,2,3,4−テト
ラカルボン酸、ベンゼン−1,2,4,5−テト
ラカルボン酸、ナフタレン−1,4,5,8−テ
トラカルボン酸、ナフタレン−2,3,6,7−
テトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ビフエニル
テトラカルボン酸、3,3′4,4′−ジフエニルエ
ーテルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフ
エニルスルホンテトラカルボン酸、或はこれ等の
混合物がポリマーの化学的、熱的、電気的性質及
び加工性の点で好ましい。 上記一般式()で表わされるジイソシアネー
トとしては例えば1,2−ジイソシアネートエタ
ン、1,2−ジイソシアネートプロパン、テトラ
メチレン−1,4−ジイソシアネート、ペンタメ
チレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチ
レン−1,6−ジイソシアネート、ノナメチレン
−1,9−ジイソシアネート、デカメチレン−
1,10−ジイソシアネート、ω,ω′−ジプロピ
ルエーテルジイソシアネート、シクロヘキサン−
1,4−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タン−4,4′−ジイソシアネート、ヘキサヒドロ
ビフエニル−4,4′−ジイソシアネート、ヘキサ
ヒドロジフエニルエーテル−4,4′−ジイソシア
ネート、フエニレン−1,3−ジイソシアネー
ト、フエニレン−1,4−ジイソシアネート、ト
ルイレン−2,6−ジイソシアネート、トルイレ
ン−2,4−ジイソシアネート、1−メトキシベ
ンゼン−2,4−ジイソシアネート、1−クロロ
フエニレンジイソシアネート、テトラクロロフエ
ニレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソ
シアネート、パラキシリレンジイソシアネート、
ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、
ジフエニルスルフイド−4,4′−ジイソシアネー
ト、ジフエニルスルホン−4,4′−ジイソシアネ
ート、ジフエニルエーテル−4,4′−ジイソシア
ネート、ジフエニルエーテル−3,4′−ジイソシ
アネート、ジフエニルケトン−4,4′−ジイソシ
アネート、ナフタレン−2,6−ジイソシアネー
ト、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ナ
フタレン−1,5−ジイソシアネート、2,4′−
ビフエニルジイソシアネート、4,4′−ビフエニ
ルジイソシアネート、3,3′−ジメトキシ−4,
4′−ビフエニルジイソシアネート、アントラキノ
ン−2,6−ジイソシアネート、トリフエニルメ
タン−4,4′−ジイソシアネート、アゾベンゼン
−4,4′−ジイソシアネート等があげられる。以
上列挙した中で特に、ヘキサメチレン−1,6−
ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−
4,4′−ジイソシアネート、フエニレン−1,3
−ジイソシアネート、フエニレン−1,4−ジイ
ソシアネート、トルイレン−2,4−ジイソシア
ネート、トルイレン−2,6−ジイソシアネー
ト、ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシアネー
ト、ジフエニルエーテル−4,4′−ジイソシアネ
ート、或はこれ等の混合物が経済的にも、また、
ポリマーの化学的、熱的、電気的性質及び加工性
の点で好ましい。 更に上記一般式()で表わされるアルカリ金
属水酸化物としては、例えば水酸化リチウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジ
ウム、水酸化セシウム、水酸化フランシウムが例
示されるが、特に水酸化リチウム、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、或はこれ等の混合物が触
媒効果の点では好ましい。 本発明による多価カルボン酸とジイソシアネー
トの反応では、従来の多価カルボン酸とジイソシ
アネートの重合技術では不可能であつた高い重合
度のポリマーを、安価であり取扱いの容易な化合
物である水酸化アルカリ金属を共存させることに
より極めて容易に製造できる。 本発明の方法は前記の多価カルボン酸とジイソ
シアネートとを前記の水酸化アルカリ金属の共存
下に、一般には無水の有機極性溶媒中で無水の不
活性ガス、例えば窒素気流下或は減圧下で副生す
る炭酸ガスを除去しながら重合反応を行うもので
ある。 重合反応温度は室温から250℃の範囲、特に50
℃から200℃の範囲が反応速度と副反応の観点か
ら好ましく、重合反応時間は選ばれた温度で1時
間から20時間の範囲、好ましくは2時間から10時
間の範囲で、実質的に炭酸ガスの発生が認められ
なくなる程度の時間が選ばれる。 有機極性溶媒としてはN,N−ジメチルアセト
アミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N
−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロ
リドン、ヘキサメチルホスホリツクトリアミドの
ようなアミド系化合物或はγ−ブチロラクトン、
テトラメチレンスルホン、ジフエニルスルホンの
ようなラクトン系化合物、スルホン系化合物を用
いることができる。更にこれ等の有機極性溶媒に
他の溶媒、例えばベンゼン、トルエン、キシレ
ン、シクロヘキサン、ペンタン、ヘプタン、塩化
メチレン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノ
ン、ジオキサン等のカルボキシル基及びイソシア
ネート基と実質的に反応しない溶媒を必要に応じ
適宜加えてもよい。 本発明に示す方法において多価カルボン酸とジ
イソシアネート及び水酸化アルカリ金属の添加方
法、添加順序及び添加時期は任意に選ぶことがで
きる。そして重合開始時における原料モノマー濃
度は50g/・溶媒から400g/・溶媒の範囲
が選ばれるが、この濃度は原料モノマーの反応性
及び重合溶媒に対するポリマーの溶解性等によつ
て選定される。重合反応開始時の原料モノマー濃
度によつては重合途中の系の増粘、又は原料の追
加に応じて撹拌に支障が生じない程度に溶媒を連
続的或は非連続的に追加することが好ましい。 この重合反応におけるジイソシアネート/多価
カルボン酸のモル比は、生成ポリマーの網状構造
化の可能性を低くさせる観点から0.7から1.30の
範囲、好ましくは0.90から1.15の範囲が好まし
く、共存させる水酸化アルカリ金属は多価カルボ
ン酸に対して0.5から20モル%の範囲、好ましく
は1から10モル%の範囲が好ましい。 以下本発明の方法を実施例によつて説明する
が、勿論これ等のみに本発明が限定されるもので
はない。 尚実施例中において示す対称粘度値(ηinh)は
次式に従つて測定した値である。 ηinh=ln(t/to)/c to:ウベローデ型粘度計を用いた溶媒の流下時間 t:ウベローデ型粘度計を用いたポリマー希釈溶
液の流下時間 c:溶媒100mlに溶解しているポリマーのg数 実施例中では0.1gのポリマーを100mlの濃硫酸
に溶解して30℃の温度で測定した値を記載した。 また実施例中で使用する略号の意味を以下に示
す。 TDI65/35:トルイレン−2,4−ジイソシア
ネート/トルイレン−2,6−ジイソシアネー
ト(モル比=65:35) TDI80/20:トルイレン−2,4−ジイソシア
ネート/トルイレン−2,6−ジイソシアネー
ト(モル比=80:20) TDI100:トルイレン−2,4−ジイソシア
ネート MDI:ジフエニルメタン−4,4′−ジイ
ソシアネート HMDI:ヘキサメチレン−1,6−ジイソ
シアネート DPDI:ジフエニルエーテル−4,4′−ジ
イソシアネート IPA:イソフタル酸 TPA:テレフタル酸 TMA:トリメリツト酸 BTA:ブタンテトラカルボン酸 PMA:ピロメリツト酸 TEDA:トリエチレンジアミン SO:オレイン酸ナトリウム SM:ナトリウムメトキサイド CN:ナフテン酸コバルト 予備撹拌:酸、溶媒、水酸化アルカリ金属を80℃
1時間撹拌 同 時:酸、イソシアネート、溶媒、水酸化アル
カリ金属を同時に装入 実施例 1 撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素導入口を取
り付けた500mlのセパラブルフラスコにIPA21.43
g(0.1290mol)、水酸化リチウム0.073g(3.0×
10-3mol)及び無水N−メチル−2−ピロリドン
255mlを装入し乾燥窒素でシールした。このフラ
スコを油浴で加熱し内容物を80℃で1時間加熱撹
拌し不溶物のない均一な溶液とした後50℃迄冷却
した。得られた均一な溶液にTDI80/20 24.27g
(0.1394mol)を添加し再び油浴で加熱し内容物
を140℃で4時間加熱撹拌することにより粘性の
ある褐色反応液を得た。この反応液を激しく撹拌
されている1000mlのメタノールの中へ投入してポ
リマーを析出させ更にメタノールで十分に洗浄し
減圧下にて150℃で3時間乾燥することにより淡
黄色粉末30.53gを得た。このポリマーの対数粘
度は1.58であつた。 比較例 1 実施例1と同様の反応装置にIPA24.40g
(0.1469mol)無水N−メチル−2−ピロリドン
260ml及びTDI80/20 27.62g(0.1586mol)を装
入し乾燥窒素でシールした。このフラスコを油浴
で加熱し内容物を140℃で4時間加熱撹拌すると
粘性の低い褐色反応液を得た。この反応液を実施
例1と同様の処理をすることにより淡黄色粉末
26.68gを得た。このポリマーの対数粘度は0.50
であつた。 実施例2〜17及び比較例2〜13 実施例1及び比較例1に示したものと同様の装
置を用いて種々のモノマー及び添加剤の組合せで
行つた実験結果を表1、2、3、4に示した。
The present invention relates to a method for producing polyamide in which a polycarboxylic acid and a diisocyanate are reacted in the coexistence of an alkali metal hydroxide compound. It is already known that polyamides can be produced from polyhydric carboxylic acids and diisocyanates.
A polyamide is obtained by reacting for 20 hours. However, the products obtained by this method have a low molecular weight and are mainly used for varnishes, paints, adhesives, etc. They have a logarithmic viscosity that allows them to be processed into forms such as fibers, various molded products, and films and exhibit sufficient physical properties. It has been difficult to produce polymers with a high molecular weight of about 1.3 or higher. Furthermore, for isocyanate reactions, tertiary amines such as triethylamine and triethylenediamine, which have catalytic properties, lithium linoleate,
Salts such as sodium oleate, sodium methoxide, and cobalt naphthenate have little effect on the reaction for producing polyamide from diisocyanate and polyhydric carboxylic acid, and it has been difficult to produce high molecular weight polyamide. The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a method for obtaining a high molecular weight polyamide by reacting this diisocyanate with a polyhydric carboxylic acid, and as a result, they have discovered an epoch-making method and have arrived at the present invention. That is, the method of the present invention comprises at least one dicarboxylic acid represented by the general formula (), a tricarboxylic acid represented by the general formula (), or a tetracarboxylic acid represented by the general formula (); At least one type of diisocyanate, general formula (), general formula (), or general formula ()
This is a method for producing a polyamide, which is characterized in that the reaction is carried out in the presence of a compound represented by the general formula () in the production of a polyamide containing one or more repeating units represented by the formula (). Here, each of the general formulas () to () means the following structures, and R 1 to R 4 and M
means the following respectively. R 1 (COOH) 2 () R 2 (COOH) 3 () R 3 (COOH) 4 () R 4 (NCO) 2 () − [CO−R 1 −CONH−R 4 −NH−] () − [CO−R 2 (COOH)−CONH−R 4 −NH−] () −[CO−R 3 (COOH) 2 −CONH−R 4 −NH−]
() MOH () R 1 : A divalent group containing at least two carbon atoms, or a group in which these groups are substituted with a group or atom that does not substantially react with both a carboxyl group and an isocyanate group. and in the above formula
The two carboxyl groups bonded to R 1 are bonded to two different carbon atoms contained in R 1 . R 2 : A trivalent group containing at least 3 carbon atoms, or a group in which these groups are further substituted with a group or atom that does not substantially react with both a carboxyl group and an isocyanate group, and the above-mentioned During the ceremony
The three carboxyl groups bonded to R 2 are each bonded to three different carbon atoms contained in R 2 . R 3 : A tetravalent group containing at least 4 carbon atoms, or a group in which such a group is further substituted with a group or atom that does not substantially react with both a carboxyl group and an isocyanate group, and the above-mentioned During the ceremony
The four carboxyl groups bonded to R 3 are each bonded to four different carbon atoms contained in R 3 . R 4 : A divalent group containing at least two carbon atoms, or a group in which these groups are further substituted with a group or atom that does not substantially react with both carboxyl groups and isocyanate groups, and the above-mentioned During the ceremony
The two isocyanate groups bonded to R 4 are each bonded to two different carbon atoms contained in R 4 . M: Alkali metal belonging to Group 1A of the Periodic Table When a polyhydric carboxylic acid and a diisocyanate are reacted in a substantially anhydrous organic polar solvent in the coexistence of an alkali metal hydroxide according to the method of the present invention, the alkali metal water The reaction rate is significantly increased and the degree of polymerization is improved compared to the case where an oxide is not present, and a linear polymer with almost no network structure (gel formation) can be produced very easily. In addition, the method of the present invention produces polyamide by a polycondensation reaction that releases carbon dioxide gas with extremely low reactivity, and compared to conventional polycondensation reactions by dehydrochlorination or dehydration, by-products of the polymerization reaction are produced. Not only is there no deterioration of the polymer due to oxidation, but the catalyst used is a very common alkali metal hydroxide, which is easy to obtain and handle, so it has great economic and industrial benefits. Typical polyvalent carboxylic acids represented by the general formulas (), (), and () include, for example, () malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacin. acid, terephthalic acid, isophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, diphenyl ether-4,
4-dicarboxylic acid, diphenylsulfone-4,
4'-dicarboxylic acid, biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, thiophene-2,5-dicarboxylic acid, pyridine-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-
2,6-dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl ether-bis-trimellitic acid, 4,
4'-diphenylmethane-bis-trimellitic acid, () as butane-1,2,4-tricarboxylic acid, pentane-1,2,5-tricarboxylic acid, cyclohexane-1,2,3-tricarboxylic acid, cyclo Pentanedienyl-1,2,4-
Tricarboxylic acid, benzene-1,2,4-tricarboxylic acid, benzene-1,2,3-tricarboxylic acid, naphthalene-1,2,4-tricarboxylic acid,
naphthalene-1,2,5-tricarboxylic acid, naphthalene-2,3,5-tricarboxylic acid, naphthalene-2,3,6-tricarboxylic acid, 3,4,4'-
Biphenyltricarboxylic acid, 2,3,2'-biphenyltricarboxylic acid, 3,4,3'-diphenylsulfonetricarboxylic acid, 3,4,4'-diphenyl ethertricarboxylic acid, 3,4,4'- Benzophenonetricarboxylic acid, 3,4,3'-benzophenonetricarboxylic acid, perylene-3,4,9-tricarboxylic acid, 2-(3,4-dicarboxyphenyl)-2-(3-carboxyphenyl) enyl)propane, 2-(2,3-dicarboxyphenyl)-2-
(3-carboxyphenyl)propane, 1-(2,
3-dicarboxyphenyl)-1-(3-carboxyphenyl)ethane, 1-(3,4-dicarboxyphenyl)-1-(4-carboxyphenyl)ethane, (2,3-dicarboxyphenyl)-1-(3-dicarboxyphenyl)-1-(4-carboxyphenyl)ethane, phenyl)-(2-
carboxyphenyl)methane, 2-(3,4-dicarboxyphenyl)-5-(3-carboxyphenyl)-1,3,4-oxadiazole, 2,3,
5-pyrazinetricarboxylic acid, () as butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, pentane-1,2,4,5-tetracarboxylic acid, cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid , cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, cyclohexane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid, naphthalene-1,4, 5,8-tetracarboxylic acid, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid acid, 2,3,5,6-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2',6,6'-biphenyltetracarboxylic acid, 3, 3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,2',3,3'-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 3 ,3′,4,4′−
Diphenyl ether tetracarboxylic acid, 3,3',
4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid,
perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid,
Phenanthrene-1,8,9,10-tetracarboxylic acid, anthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, P-benzoquinone-2,3,5,6-
Tetracarboxylic acid, azobenzene-3,3',4,
4'-tetracarboxylic acid, 2,2-bis(3,4-
dicarboxyphenyl)propane, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)propane, 1,
1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane, 2,2-bis(3,4 -dicarboxyphenyl)hexafluoropropane, thiophene-2,
3,4,5-tetracarboxylic acid, furan-2,
3,4,5-tetracarboxylic acid, pyridine-2,
Examples include 3,5,6-tetracarboxylic acid. Among those listed above, () is particularly adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid, pyridine-
2,6-dicarboxylic acid, sebacic acid, 4,4'-diphenylmethane-bis-trimellitic acid, 4,4'-diphenyl ether-bis-trimellitic acid, () as pentane-1,
2,5-tricarboxylic acid, cyclohexane-1,
2,3-tricarboxylic acid, benzene-1,2,4
-tricarboxylic acid, naphthalene-1,4,5-tricarboxylic acid, naphthalene-2,3,6-tricarboxylic acid, 3,4,4'-biphenyltricarboxylic acid, 3,4,4'-diphenyl ethertricarboxylic acid , 3,4,3'-benzophenonetricarboxylic acid, () as butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid, naphthalene-1,4 , 5,8-tetracarboxylic acid, naphthalene-2,3,6,7-
Tetracarboxylic acid, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3'4,4'-diphenyl ethertetracarboxylic acid, 3,3',4,4'-diphenylsulfone tetra Carboxylic acids or mixtures thereof are preferred in view of the chemical, thermal, electrical properties and processability of the polymer. Examples of the diisocyanate represented by the above general formula () include 1,2-diisocyanateethane, 1,2-diisocyanatepropane, tetramethylene-1,4-diisocyanate, pentamethylene-1,5-diisocyanate, and hexamethylene-1,6-diisocyanate. -Diisocyanate, nonamethylene-1,9-diisocyanate, decamethylene-
1,10-diisocyanate, ω,ω′-dipropyl ether diisocyanate, cyclohexane-
1,4-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, hexahydrobiphenyl-4,4'-diisocyanate, hexahydrodiphenyl ether-4,4'-diisocyanate, phenylene-1,3-diisocyanate, phenylene -1,4-diisocyanate, toluylene-2,6-diisocyanate, toluylene-2,4-diisocyanate, 1-methoxybenzene-2,4-diisocyanate, 1-chlorophenylene diisocyanate, tetrachlorophenylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate Isocyanate, paraxylylene diisocyanate,
diphenylmethane-4,4'-diisocyanate,
Diphenyl sulfide-4,4'-diisocyanate, diphenyl sulfone-4,4'-diisocyanate, diphenyl ether-4,4'-diisocyanate, diphenyl ether-3,4'-diisocyanate, diphenyl ketone-4, 4'-diisocyanate, naphthalene-2,6-diisocyanate, naphthalene-1,4-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, 2,4'-
Biphenyl diisocyanate, 4,4'-biphenyl diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,
Examples include 4'-biphenyl diisocyanate, anthraquinone-2,6-diisocyanate, triphenylmethane-4,4'-diisocyanate, and azobenzene-4,4'-diisocyanate. Among those listed above, hexamethylene-1,6-
Diisocyanate, dicyclohexylmethane
4,4'-diisocyanate, phenylene-1,3
-diisocyanate, phenylene-1,4-diisocyanate, toluylene-2,4-diisocyanate, toluylene-2,6-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenyl ether-4,4'-diisocyanate, or this A mixture of
It is preferable in terms of chemical, thermal, electrical properties and processability of the polymer. Further, examples of the alkali metal hydroxide represented by the above general formula () include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and francium hydroxide. Lithium, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or a mixture thereof is preferred in terms of catalytic effect. In the reaction of polyhydric carboxylic acid and diisocyanate according to the present invention, a polymer with a high degree of polymerization, which was not possible with conventional polymerization technology of polyhydric carboxylic acid and diisocyanate, can be produced using alkali hydroxide, which is an inexpensive and easy-to-handle compound. It can be manufactured extremely easily by coexisting metals. The method of the present invention involves combining the above-mentioned polyhydric carboxylic acid and diisocyanate in the coexistence of the above-mentioned alkali metal hydroxide, generally in an anhydrous organic polar solvent under a stream of anhydrous inert gas such as nitrogen or under reduced pressure. The polymerization reaction is carried out while removing by-product carbon dioxide gas. The polymerization reaction temperature ranges from room temperature to 250℃, especially 50℃.
℃ to 200℃ from the viewpoint of reaction rate and side reactions, and the polymerization reaction time is 1 hour to 20 hours, preferably 2 hours to 10 hours at the selected temperature, so that substantially no carbon dioxide gas is produced. The time period is chosen such that no occurrence of this phenomenon is observed. As the organic polar solvent, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N,N
- amide compounds such as dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, hexamethylphosphoric triamide, or γ-butyrolactone;
Lactone compounds and sulfone compounds such as tetramethylene sulfone and diphenyl sulfone can be used. Furthermore, in addition to these organic polar solvents, other solvents such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane, pentane, heptane, methylene chloride, tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, etc., which do not substantially react with carboxyl groups and isocyanate groups are required. It may be added as appropriate. In the method of the present invention, the method, order, and timing of addition of the polyhydric carboxylic acid, diisocyanate, and alkali metal hydroxide can be arbitrarily selected. The raw material monomer concentration at the start of polymerization is selected from a range of 50 g/·solvent to 400 g/·solvent, and this concentration is selected depending on the reactivity of the raw monomer and the solubility of the polymer in the polymerization solvent. Depending on the raw material monomer concentration at the start of the polymerization reaction, it is preferable to add the solvent continuously or discontinuously to the extent that stirring is not hindered due to thickening of the system during polymerization or addition of raw materials. . The molar ratio of diisocyanate/polycarboxylic acid in this polymerization reaction is preferably in the range of 0.7 to 1.30, preferably in the range of 0.90 to 1.15, from the viewpoint of reducing the possibility of forming a network structure in the resulting polymer. The amount of the metal is preferably in the range of 0.5 to 20 mol%, preferably in the range of 1 to 10 mol%, based on the polyhydric carboxylic acid. The method of the present invention will be explained below with reference to examples, but the present invention is of course not limited to these examples. The symmetrical viscosity value (ηinh) shown in the examples is a value measured according to the following formula. ηinh=ln(t/to)/c to: Flow time of the solvent using an Ubbelohde viscometer t: Flow time of a diluted polymer solution using an Ubbelohde viscometer c: g of polymer dissolved in 100 ml of solvent In the examples, values are shown that were measured at a temperature of 30°C after dissolving 0.1g of polymer in 100ml of concentrated sulfuric acid. Furthermore, the meanings of the abbreviations used in the examples are shown below. TDI65/35: Toluylene-2,4-diisocyanate/toluylene-2,6-diisocyanate (molar ratio = 65:35) TDI80/20: Toluylene-2,4-diisocyanate/toluylene-2,6-diisocyanate (molar ratio = 80:20) TDI100: Toluylene-2,4-diisocyanate MDI: Diphenylmethane-4,4'-diisocyanate HMDI: Hexamethylene-1,6-diisocyanate DPDI: Diphenyl ether-4,4'-diisocyanate IPA: Isophthalic acid TPA : Terephthalic acid TMA: Trimellitic acid BTA: Butanetetracarboxylic acid PMA: Pyromellitic acid TEDA: Triethylenediamine SO: Sodium oleate SM: Sodium methoxide CN: Cobalt naphthenate Pre-stirring: Acid, solvent, and alkali metal hydroxide at 80°C
Simultaneous stirring for 1 hour: Simultaneously charging acid, isocyanate, solvent, and alkali metal hydroxide Example 1 IPA21.43 was placed in a 500 ml separable flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, and nitrogen inlet.
g (0.1290mol), lithium hydroxide 0.073g (3.0×
10 −3 mol) and anhydrous N-methyl-2-pyrrolidone
255 ml was charged and sealed with dry nitrogen. This flask was heated in an oil bath, and the contents were heated and stirred at 80°C for 1 hour to form a homogeneous solution free of insoluble matter, and then cooled to 50°C. Add 24.27g of TDI80/20 to the resulting homogeneous solution.
(0.1394 mol) was added and heated again in an oil bath, and the contents were heated and stirred at 140°C for 4 hours to obtain a viscous brown reaction liquid. This reaction solution was poured into 1000 ml of methanol that was being stirred vigorously to precipitate the polymer, which was then thoroughly washed with methanol and dried at 150°C under reduced pressure for 3 hours to obtain 30.53 g of pale yellow powder. . The logarithmic viscosity of this polymer was 1.58. Comparative Example 1 24.40 g of IPA was placed in the same reactor as Example 1.
(0.1469mol) Anhydrous N-methyl-2-pyrrolidone
260 ml and 27.62 g (0.1586 mol) of TDI80/20 were charged and sealed with dry nitrogen. This flask was heated in an oil bath and the contents were heated and stirred at 140°C for 4 hours to obtain a brown reaction liquid with low viscosity. This reaction solution was treated in the same manner as in Example 1 to form a pale yellow powder.
26.68g was obtained. The logarithmic viscosity of this polymer is 0.50
It was hot. Examples 2 to 17 and Comparative Examples 2 to 13 Tables 1, 2, 3, and 3 show the results of experiments conducted with various monomer and additive combinations using equipment similar to that shown in Example 1 and Comparative Example 1. 4.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式()で表わされるジカルボン酸、一
般式()で表わされるトリカルボン酸又は一般
式()で表わされるテトラカルボン酸の少くと
も一種と、一般式()で表わされるジイソシア
ネートの少くとも一種とから、一般式()、一
般式()又は一般式()で表わされる繰り返
し単位の一種又はそれ以上を含むポリアミドの製
造において、一般式()で表わされる化合物の
共存下に反応させることを特徴とするポリアミド
の製造法。 R1(COOH)2 () R2(COOH)3 () R3(COOH)4 () R4(NCO)2 () −〔CO−R1−CONH−R4−NH−〕 () −〔CO−R2(COOH)−CONH−R4−NH−〕 () −〔CO−R3(COOH)2−CONH−R4−NH−〕
() MOH () 但し上記式においてR1〜4及びMは下記を意味
する。 R1:少くとも2個の炭素原子を含む2価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R1に結合している2個のカルボキシル基は
夫々R1に含まれる相異る2個の炭素原子に結
合している。 R2:少くとも3個の炭素原子を含む3価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R2に結合している3個のカルボキシル基は
夫々R2に含まれる相異る3個の炭素原子に結
合している R3:少くとも4個の炭素原子を含む4価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R3に結合している4個のカルボキシル基は
夫々R3に含まれる相異る4個の炭素原子に結
合している。 R4:少くとも2個の炭素原子を含む2価の基又
は更にこれ等の基にカルボキシル基及びイソシ
アネート基の両者とは実質的に反応しない基若
しくは原子が置換された基であつて、上記式中
R4に結合している2個のイソシアネート基は
夫々R4に含まれる相異る2個の炭素原子に結
合している。 M:周期表1A族に属するアルカリ金属
[Scope of Claims] 1 At least one type of dicarboxylic acid represented by the general formula (), tricarboxylic acid represented by the general formula (), or tetracarboxylic acid represented by the general formula (), and at least one type of tetracarboxylic acid represented by the general formula () In the production of a polyamide containing one or more repeating units represented by general formula (), general formula (), or general formula () from at least one diisocyanate, in the coexistence of a compound represented by general formula (). A method for producing polyamide, which is characterized by reacting with. R 1 (COOH) 2 () R 2 (COOH) 3 () R 3 (COOH) 4 () R 4 (NCO) 2 () − [CO−R 1 −CONH−R 4 −NH−] () − [CO−R 2 (COOH)−CONH−R 4 −NH−] () −[CO−R 3 (COOH) 2 −CONH−R 4 −NH−]
() MOH () However, in the above formula, R 1 to 4 and M mean the following. R 1 : A divalent group containing at least two carbon atoms, or a group in which these groups are further substituted with a group or atom that does not substantially react with both a carboxyl group and an isocyanate group, and the above-mentioned During the ceremony
The two carboxyl groups bonded to R 1 are bonded to two different carbon atoms contained in R 1 . R 2 : A trivalent group containing at least 3 carbon atoms, or a group in which these groups are further substituted with a group or atom that does not substantially react with both a carboxyl group and an isocyanate group, and the above-mentioned During the ceremony
The three carboxyl groups bonded to R 2 are each bonded to three different carbon atoms contained in R 2 R 3 : A tetravalent group containing at least 4 carbon atoms or A group in which these groups are substituted with a group or atom that does not substantially react with both a carboxyl group and an isocyanate group, and in the above formula:
The four carboxyl groups bonded to R 3 are each bonded to four different carbon atoms contained in R 3 . R 4 : A divalent group containing at least two carbon atoms, or a group in which these groups are further substituted with a group or atom that does not substantially react with both carboxyl groups and isocyanate groups, and the above-mentioned During the ceremony
The two isocyanate groups bonded to R 4 are each bonded to two different carbon atoms contained in R 4 . M: Alkali metal belonging to Group 1A of the periodic table
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