KR100221030B1 - 엔,엔'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드 및 그의 제조방법 - Google Patents

엔,엔'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온구조용 및 기능성 고분자의 중합체로 사용가능한 신규물질인 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드는, 하기 화학식 1과 같은 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된다.
Figure kpo00000
따라서, 본 발명에 의하면 고온구조용 및 기능성 고분자의 중합체로 사용가능한 신규물질로서의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 제공하는 효과가 있다.

Description

엔,엔'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드 및 그의 제조방법
본 발명은 엔,엔'(N,N')-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온구조용 및 기능성 고분자의 중합체로 사용가능한 신규물질인 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
폴리아미드는 주쇄에 산아미드 결합(-CO-NH-)을 포함하는 중합체의 총칭으로서, 일반적으로 질김성, 열안정성, 자기윤활성, 진동흡수성을 지니고 있으며, 내유성이 우수하고, 가공이 용이한 것으로 알려지고 있다. 이러한 폴리아미드의 예로는 ε-카프로락탐의 중합에 의한 나일론-6, 아디프산과 헥사메틸렌디아민의 축합생성물인 나일론-6,6 등을 들 수 있으며, 이외에도 나일론-610, 나일론-12 등의 지방족 폴리아미드 및 테레프탈산과 헥사메틸렌디아민 등으로부터 수득되는 폴리(파라-페닐렌테레프탈아미드)와 같은 방향족 폴리아미드를 들 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 통상의 폴리아미드들은 일반적으로 결정성을 나타내는 결정성 수지들이며, 이러한 결정성 폴리아미드들은 기계적 물성이 우수하기 때문에 엔지니어링 플라스틱, 섬유 등으로 널리 사용되는 장점이 있으나, 투명도가 매우 낮으며, 높은 수축율과 수분흡수성을 나타내며, 가공시 낮은 치수안정성을 나타내기 때문에 기계적 가공에 제한점이 많이 따르는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 투명도가 우수한 비결정성 폴리아미드에 관한 연구가 진행되어 왔으며, 그 예로서 테레프탈산과 2,2,4-트리메틸헥사에틸렌디아민이나, 2,4,4-트리메틸헥사에틸렌디아민 등을 사용한 것(일본국 특허 제 2111 호/1974년), 지방족, 지방족고리, 방향족 등의 여러가지 새로운 단량체를 사용한 것(미합중국 특허 제 3,382,216 호, 4,963,646 호, 일본국 특허 제 65720 호/1983년 및 제 91122 호/1980년) 등을 들 수 있다. 또한, 3,5-트리사이클로[5,2,1,0]데칸디카르복실산과 여러 조율의 디아민 등을 이용하여 새로운 형태의 비결정성 폴리아미드의 합성에 관한 연구도 진행되었다(미합중국 특허 제 5,214,125 호).
그러나, 여전히 투명성과 열안정성을 지니고 있으며, 우수한 용해성 등을 나타내는 새로운 형태의 방향족 폴리아미드의 제조가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 새로운 형태의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 우수한 투명성과 열안정성 및 우수한 용해성을 나타내는 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 새로운 형태의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드를 제조하는 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드는, 하기 화학식 1과 같은 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된다.
화학식 1
Figure kpo00001
상기 식에서, X는 R1-B-C이고, Z는 탄소수 1 내지 25의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 24의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소이며, 여기에서 상기 R1은 수소, 탄소수 1 내지 30의 알킬, 아릴알킬 또는 페닐이고, B는 없거나, 메틸, 황, 산소 또는 -NH이고, C는 메틸, -OR3, -SR3, -NO2, 할로겐, -CN, -SO3R3, -PO4R3, -PO(OH)3, 4차암모늄염, -CON(R3)2, -COOR3, -COOM, -SO3M, -PO4M3또는 PO(OM)3이며, 여기에서 R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이며, M은 알칼리금속이다.
상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드에서, 상기 Z는 탄소수 4 내지 18의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 15의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소가 될 수 있다.
N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드의 제조방법은, 단량체로서 하기 화학식 2의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체와 하기 화학식 3의 디아민의 반응혼합물을 무수염화리튬, 무수염화칼슘, 트리페닐포스파이트, 디페닐아세트아미드, 디메틸술폭시드 또는 이들의 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 촉매를 포함하는 염기성용매 중에서 -20 내지 200℃의 온도범위 이내에서 1 내지 72시간 동안 반응시킨 후, 반응생성물을 비극성용매 중에 침전시키는 것으로 구성된다.
Figure kpo00002
상기 식에서, A는 R1-B-C이고, Y는 카르복실산, 카르복실산할라이드 또는 카르복실에스터이며, 여기에서 상기 R1은 수소, 탄소수 1 내지 30의 알킬, 아릴알킬 또는 페닐이고, B는 없거나, 메틸, 황, 산소 또는 -NH이고, C는 메틸, -OR3, -SR3, -NO2, 할로겐, -CN, -SO3R3, -PO4R3, -PO(OH)3, 4차암모늄염, -CON(R3)2, -COOR3, -COOM, -SO3M, -PO4M3또는 PO(OM)3이며, 여기에서 R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이며, M은 알칼리금속이다.
상기 화학식 2로 표현되는 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체와 그 제조방법은 본 출원인에 의하여 대한민국 특허청에 특허출원되어 계류중인 것으로서, 여기에 그를 인용한다.
Figure kpo00003
상기 식에서, Z는 탄소수 1 내지 25의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 24의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소이다.
상기 화학식 3의 디아민에서, 상기 Z는 탄소수 4 내지 18의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 15의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소가 될 수 있다.
상기 염기성용매는 피리딘, 피롤리돈 또는 이들의 유도체가 될 수 있다.
상기 단량체의 하나로서 하기 화학식 4의 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산을 사용하여 50 내지 200℃의 온도에서 1 내지 24시간 동안 반응시킬 수 있다.
Figure kpo00004
또한, 상기 단량체의 하나로서 하기 화학식 5의 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드를 사용하여 -10 내지 200℃의 온도에서 1 내지 48시간 동안 반응시킬 수 있다.
Figure kpo00005
N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드는 상대점도가 0 내지 2.0dl/g이고, 유리전이온도가 0 내지 300이며, 열분해온도가 200 내지 600℃이며, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 또는 디메틸술폭시드와 같은 비양성자성 극성 용매 또는 테트라히드로푸란과 같은 유기용매에 용해될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드는, 하기 화학식 1과 같은 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성됨을 특징으로 한다.
화학식 1
Figure kpo00006
상기 식에서, X는 R1-B-C이고, Z는 탄소수 1 내지 25의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 24의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소이며, 여기에서 상기 R1은 수소, 탄소수 1 내지 30의 알킬, 아릴알킬 또는 페닐이고, B는 없거나, 메틸, 황, 산소 또는 -NH이고, C는 메틸, -OR3, -SR3, -NO2, 할로겐, -CN, -SO3R3, -PO4R3, -PO(OH)3, 4차암모늄염, -CON(R3)2, -COOR3, -COOM, -SO3M, -PO4M3또는 PO(OM)3이며, 여기에서 R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이며, M은 알칼리금속이다.
상기한 바와 같은 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드는 일반적인 폴리아미드로서의 특성과 동일 또는 유사한 질김성, 열안정성, 자기윤활성 및 진동흡수성 등을 가지며, 특히 투명성과 용매에 대한 높은 용해도를 나타낼 수 있음이 확인되었으며, 열안정성이 우수하여 고온구조용 및 다양한 기능성 고분자로 사용될 수 있다.
상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드에서, 상기 Z는 바람직하게는 탄소수 4 내지 18의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 15의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소가 될 수 있으며, 특히 바람직하게는 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산 또는 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드가 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드의 제조방법의 일 실시예는, 단량체로서 하기 화학식 2의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체와 하기 화학식 3의 디아민의 반응혼합물을 무수염화리튬, 무수염화칼슘, 트리페닐포스파이트, 디페닐아세트아미드, 디메틸술폭시드 또는 이들의 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 촉매를 포함하는 염기성용매 중에서 -20 내지 200℃의 온도범위 이내에서 1 내지 72시간 동안 반응시킨 후, 반응생성물을 비극성용매 중에 침전시켜 수득함을 특징으로 한다.
화학식 2
Figure kpo00007
상기 식에서, A는 R1-B-C이고, Y는 카르복실산, 카르복실산할라이드 또는 카르복실에스터이며, 여기에서 상기 R1은 수소, 탄소수 1 내지 30의 알킬, 아릴알킬 또는 페닐이고, B는 없거나, 메틸, 황, 산소 또는 -NH이고, C는 메틸, -OR3, -SR3, -NO2, 할로겐, -CN, -SO3R3, -PO4R3, -PO(OH)3, 4차암모늄염, -CON(R3)2, -COOR3, -COOM, -SO3M, -PO4M3또는 PO(OM)3이며, 여기에서 R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이며, M은 알칼리금속이다.
화학식 3
Figure kpo00008
상기 식에서, Z는 탄소수 1 내지 25의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 24의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소이다.
상기한 바와 같은 화학식 2의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체와 화학식 3의 디아민의 반응은 카르복실산과 아민으로부터 탈수를 수반하는 축합반응에 의하여 폴리아미드를 제조하는 통상의 축합반응의 일종으로 이해될 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다.
상기 화학식 3의 디아민에서, 상기 Z는 탄소수 4 내지 18의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 15의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소가 될 수 있으며, 수득하고자하는 폴리아미드의 물성으로부터 적절한 탄소수를 갖는 관능기를 선택할 수 있다.
상기 염기성용매는 피리딘, 피롤리돈 또는 이들의 유도체가 될 수 있으나, 본 발명은 단지 이들을 예시적으로 언급하는 것으로서 이 이외에도 다른 적절한 용매들을 선택하여 사용할 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 자명하게 이해될 수 있는 것이다.
또한, 상기에서 촉매로서 사용되는 것으로서의 무수염화리튬, 무수염화칼슘, 트리페닐포스파이트, 디페닐아세트아미드, 디메틸술폭시드 또는 이들의 2이상의 혼합물들 역시 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 아니될 것이다.
상기 단량체의 하나로서 상기 화학식 4의 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산을 사용하여 50 내지 200℃의 온도에서 1 내지 24시간 동안 반응시킬 수 있으며 또한, 상기 단량체의 하나로서 상기 화학식 5의 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드를 사용하여 -10 내지 200℃의 온도에서 1 내지 48시간 동안 반응시킬 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따라 제조된 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드는 상대점도가 0 내지 2.0dl/g이고, 유리전이온도가 0 내지 300이며, 열분해온도가 200 내지 600℃이며, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 또는 디메틸술폭시드와 같은 비양성자성 극성 용매 또는 테트라히드로푸란과 같은 유기용매에 용해될 수 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.
실시예 1
교반기, 온도조절장치, 질소주입장치를 장착한 50ml 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 단량체의 하나인 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체로서 0.996g(2mmol)의 N,N'-디페닐-1,2,4,5-디이미도-벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드(PIBAC)와 다른 단량체의 하나인 디아민으로서 0.216g의 파라-페닐렌디아민(2mmol)을 가하고, 반응용매로서 6ml의 N-메틸-2-피롤리돈과 2ml의 피리딘을 가하여 용해시킨 후, 질소가스를 통과시키면서 촉매로서 0.28g의 무수염화리튬을 첨가하였다. 이때, 반응기중 고체분의 농도는 15%로 조정하고, 0℃에서 1시간 동안 반응시킨 후, 80℃로 승온하여 24시간 반응시켰다. 반응종료 후, 반응혼합물을 과량의 메틸알코올에 침전시키고, 여과된 중합체를 물과 메틸알코올로 3회 이상 수세한 후, 100℃의 온도에서 감압건조시켜 소정의 폴리아미드를 수득하였다. 수득된 폴리아미드의 수율, 점도, 유리전이온도, 분해온도 및 용매주형에 의한 필름성형성 등의 성질을 하기의 표 1에 정리하여 나타내었다. 수득된 폴리아미드의 점도는 디메틸아세트아미드를 용매로 하여 0.5g/dl의 농도로 30℃에서 측정하였고, 유리전이온도와 분해온도는 각각 열중량분석(TGA)법에 의하여 측정하였으며, 용매주형에 의한 필름성형성 역시 수득된 폴리머인 폴리아미드를 용해시킬 수 있는 용매를 사용하여 통상의 필름성형법에 따라 측정하여, 필름성형후의 상태를 육안으로 관측하여 표기하였다.
실시예 2
단량체의 하나인 디아민으로서 0.400g의 4,4'-옥시디아민(2mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 3
단량체의 하나인 디아민으로서 0.396g의 4,4'-메틸렌디아민(2mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 4
단량체의 하나인 디아민으로서 0.496g의 4,4'-술폰디아민(2mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 5
교반기, 온도조절장치, 질소주입장치를 장착한 50ml 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 단량체의 하나인 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체로서 0.624g(2mmol)의 N,N'-디페닐-1,2,4,5-디이미도-벤젠-3,6-디카르복실산(PIBA)와 다른 단량체의 하나인 디아민으로서 0.400g의 4,4'-옥시디아민(2mmol)을 가하고, 반응용매로서 6ml의 N-메틸-2-피롤리돈과 2ml의 피리딘을 가하여 용해시킨 후, 질소가스를 통과시키면서 촉매로서 0.1g의 무수염화리튬, 0.2g의 무수염화칼슘 및 1.242g의 트리페닐포스파이트를 첨가하였다. 이때, 반응기중 고체분의 농도는 15%로 조정하고, 반응온도를 110℃로 하여 6시간 동안 반응시켰다. 반응종료 후, 반응혼합물을 과량의 메틸알코올에 침전시키고, 여과된 중합체를 물과 메틸알코올로 3회 이상 수세한 후, 100℃의 온도에서 감압건조시켜 소정의 폴리아미드를 수득하였다. 수득된 폴리아미드의 수율, 점도, 유리전이온도, 분해온도 및 용매주형에 의한 필름성형성 등의 성질을 하기의 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 6
단량체의 하나인 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체로서 1.102g(2mmol)의 N,N'-비스(p-니트로디페닐)-1,2,4,5-디이미도-벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드(PNIBAC)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 7
단량체의 하나인 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체로서 2.16g(2mmol)의 N,N'-비스(p-술폰산디페닐)-1,2,4,5-디이미도-벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드(PSIBAC)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 8
단량체의 하나인 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체로서 0.924g(2mmol)의 N,N'-비스(p-클로로디페닐)-1,2,4,5-디이미도-벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드(PCIBAC)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 9
용매로서 N-메틸-2-피롤리돈 대신 동량의 N,N'-디메틸아세트아미드를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 10
용매로서 N-메틸-2-피롤리돈 대신 동량의 N,N'-디메틸포름아미드를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 11
용매로서 N-메틸-2-피롤리돈 대신 동량의 m-크레졸을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 12
반응온도를 초기반응시 0℃로 1시간 반응시킨 후, 120℃로 승온하여 24시간 반응시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 13
반응온도를 0℃로 24시간 반응시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
실시예 14
반응온도를 80℃로 24시간 반응시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였으며, 그 결과 역시 표 1에 정리하여 나타내었다.
수득된 폴리아미드의 물성
수율 (%) 상대점도 (η,dl/g) 유리전이온도 (℃) 분해시작온도 (℃) 용매주형에 의한 필름성형성
실시예 1 95 1.2 - - 깨어짐
실시예 2 98 1.9 240 424 질김
실시예 3 97 1.6 235 409 질김
실시예 4 94 0.8 222 376 질김
실시예 5 96 1.6 238 412 질김
실시예 6 94 0.9 214 358 질김
실시예 7 95 0.7 198 344 질김
실시예 8 96 0.6 223 335 질김
실시예 9 96 0.8 234 389 질김
실시예 10 89 0.4 - - 질김
실시예 11 92 0.6 - - 깨어짐
실시예 12 88 0.7 - - 질김
실시예 13 97 1.2 238 402 질김
실시예 14 87 0.6 - - 깨어짐
또한, 상기한 바와 같은 실시예들에서 수득된 폴리아미드들 중 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5들과 같이 PICA로부터 수득된 폴리아미드들을 취하여 이들의 각종 용매들에 대한 용해도를 실험하여 하기의 표 2에 나타내었다.
Figure kpo00014
상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따라 제조된 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드는 일반적인 폴리아미드로서의 특성과 동일 또는 유사한 질김성, 열안정성, 자기윤활성 및 진동흡수성 등을 가지며, 특히 투명성과 용매에 대한 높은 용해도를 나타낼 수 있음이 확인되었으며, 열안정성이 우수하여 고온구조용 및 다양한 기능성 고분자로 사용될 수 있음을 역시 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 의하면 고온구조용 및 기능성 고분자의 중합체로 사용가능한 신규물질로서의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 제공하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1과 같은 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성됨을 특징으로 하는 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드.
    화학식 1
    Figure kpo00009
    상기 식에서, X는 R1-B-C이고, Z는 탄소수 1 내지 25의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 24의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소이며, 여기에서 상기 R1은 수소, 탄소수 1 내지 30의 알킬, 아릴알킬 또는 페닐이고, B는 없거나, 메틸, 황, 산소 또는 -NH이고, C는 메틸, -OR3, -SR3, -NO2, 할로겐, -CN, -SO3R3, -PO4R3, -PO(OH)3, 4차암모늄염, -CON(R3)2, -COOR3, -COOM, -SO3M, -PO4M3또는 PO(OM)3이며, 여기에서 R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이며, M은 알칼리금속임
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드에서, 상기 Z가 탄소수 4 내지 18의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 15의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소임을 특징으로 하는 상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드.
  3. 단량체로서 하기 화학식 2의 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도-벤젠 유도체와 하기 화학식 3의 디아민의 반응혼합물을 무수염화리튬, 무수염화칼슘, 트리페닐포스파이트, 디페닐아세트아미드, 디메틸술폭시드 또는 이들의 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 촉매를 포함하는 염기성용매 중에서 -20 내지 200℃의 온도범위 이내에서 1 내지 72시간 동안 반응시킨 후, 반응생성물을 비극성용매 중에 침전시키는 것으로 구성됨을 특징으로 하는 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드의 제조방법.
    화학식 2
    Figure kpo00010
    상기 식에서, A는 R1-B-C이고, Y는 카르복실산, 카르복실산할라이드 또는 카르복실에스터이며, 여기에서 상기 R1은 수소, 탄소수 1 내지 30의 알킬, 아릴알킬 또는 페닐이고, B는 없거나, 메틸, 황, 산소 또는 -NH이고, C는 메틸, -OR3, -SR3, -NO2, 할로겐, -CN, -SO3R3, -PO4R3, -PO(OH)3, 4차암모늄염, -CON(R3)2, -COOR3, -COOM, -SO3M, -PO4M3또는 PO(OM)3이며, 여기에서 R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이며, M은 알칼리금속임
    화학식 3
    Figure kpo00011
    상기 식에서, Z는 탄소수 1 내지 25의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 24의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소임
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 화학식 3의 디아민에서, 상기 Z가 탄소수 4 내지 18의 선형 또는 가지달린 선형의 탄화수소, 탄소수 3 내지 15의 지방족고리 탄화수소 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소임을 특징으로 하는 상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 염기성용매가 피리딘, 피롤리돈 또는 이들의 유도체임을 특징으로 하는 상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드의 제조방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 단량체의 하나로서 하기 화학식 4의 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산을 사용하여 50 내지 200℃의 온도에서 1 내지 24시간 동안 반응시킴을 특징으로 하는 상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드의 제조방법.
    화학식 4
    Figure kpo00012
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 단량체의 하나로서 하기 화학식 5의 N-N'-치환체-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 벤젠-3,6-디카르복실산 클로라이드를 사용하여 -10 내지 200℃의 온도에서 1 내지 48시간 동안 반응시킴을 특징으로 하는 상기 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 주쇄에 포함하도록 구성된 폴리아미드의 제조방법.
    화학식 5
    Figure kpo00013
  8. 상대점도가 0 내지 2.0dl/g이고, 유리전이온도가 0 내지 300이며, 열분해온도가 200 내지 600℃이며, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 또는 디메틸술폭시드와 같은 비양성자성 극성 용매 또는 테트라히드로푸란과 같은 유기용매에 용해됨을 특징으로 하는 N,N'-치환기-1,2,4,5-디이미도기를 갖는 폴리아미드.
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