KR890000033B1 - Preparation of aliphatic-aromatic amide copolymer - Google Patents

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Abstract

A method for prepg. copolymer comprises (i) dissolving N,Ndianilidaliphatic amide, of formula (I) where n=2-9 integer, and p-phenylenediamine in amide polymn. solvent contg. CaCl2 or LiCl 1-5 wt.% and (ii) adding terephtharoyl chloride of same equiv. amts. of (I) and p-phenylenediamine to obtain the intrinsic viscosity of over 4.0.

Description

지방족-방향족 아미드 공중합체의 제조방법Process for preparing aliphatic-aromatic amide copolymer

제1도는 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)와 폴리(p-페닐렌부티랄-테레프탈아미드)-공중합체 및 본 발명에 따른 지방족-방향족 아미드 공중합체의 하중-인장곡선을 비교하여 도시한 그래프.First turning the poly (p- phenylene terephthalamide) and poly (p- phenylene butyral-terephthalamide) - weight of the aromatic amide copolymer-illustrated by comparing the tensile curve graph copolymers and aliphatic according to the invention .

제2도는 본 발명에 따른 지방족-방향족 아미드 공중합체를 합성할때 N,N-디아닐리드아디프아미드의 몰분율의 증가에 다른 고유점도를 나타낸 그래프.2 is a graph showing intrinsic viscosity different from the increase in mole fraction of N, N-dianilidediphamide when synthesizing aliphatic-aromatic amide copolymers according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 지방족-방향족 아미드 공중합체의 N,N-디아닐리드아디프아미드 공중합체의 몰분율에 따른 결정화도를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the degree of crystallinity according to the mole fraction of N, N- dianilide adipamide copolymer of the aliphatic-aromatic amide copolymer according to the present invention.

본 발명은 지방족-방향족 아미드 공중합체에 관한것으로서, 특히 현재까지 알려져 있는 아라미드 고분자에 새로운 지방족 반복단위를 도입하여 기존의 아라미드 섬유의 단점을 보완하고 강도와 배향속도가 증가된 지방족-방향족 아미드, 공중합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to aliphatic-aromatic amide copolymers, in particular, to introduce a new aliphatic repeating unit to the aramid polymer known to date, to compensate for the shortcomings of the existing aramid fibers, aliphatic-aromatic amide, aerial with increased strength and orientation rate It relates to a method for producing the coalescence.

현재까지 알려진 아라미드 고분자와 이를 이용하여 제조한 섬유는 내약품성, 내열성, 강도, 탄성율 등의 물리적 특성에 있어서 다른 여러 고분자들과는 비교가 되지 않을 정도로 우수한 성능을 가지고 있다. 특히 미국특허 제3,671,542호에 기재되어 있는 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)고분자와 이를 이용한 섬유는 미국의 듀퐁(E.I. Dupont)사가 개발하여 "케블라(KEVLAR)"라는 상표명으로 판매되고 있는데 이 고분자는 지금까지 알려진 아라미드 고분자 중에서 가장 물성이 좋은것 중의 하나이다.Aramid polymers known to date and the fibers produced using the same have excellent performances compared to other polymers in physical properties such as chemical resistance, heat resistance, strength, and elastic modulus. In particular, the poly (p-phenylene terephthalamide) polymer described in US Pat. No. 3,671,542 and fibers using the same are developed under the trade name of "KEVLAR" developed by EI Dupont of the United States. It is one of the best physical properties among the known aramid polymer.

그러나, 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)를 이용함에 있어서 심각한 결점으로 지적되는 것은 이 고분자의 화학적 구조에서부터 인지될 수 있는 바와 같이 딱딱한 막대모양을 이루고 있어서, 이 고분자로 제조된 최종 제품 즉 섬유에서, 섬유축의 종방향에 대한 강도는 20∼30g/D로 상당히 우수한 반면 섬유축의 횡방향에 대한 물성은 분자결합력이 아주 약하기 때문에 굽힘(Bending)이나 마찰에 의하여 쉽게 피브릴화가 일어난다는 점이다. 바로 이런 단점 때문에 상기의 물질은 소재개발에 상당한 제약을 받고 있다. 에를들면 타이어 코드를 만들 경우, 제조나 가공과정에서 반복되는 마찰이나 굽힘에 의하여 쉽게 피부릴화가 일어나기 때문에 타이어의 고무와의 접착력이 떨어질 뿐만아니라 강도 저하까지 초래하게 된다.However, a serious drawback in using poly (p-phenyleneterephthalamide) is that it forms a rigid rod, as can be seen from the chemical structure of the polymer, and thus in the final product made of this polymer, i. In addition, the strength of the fiber axis in the longitudinal direction of the fiber shaft is very good, 20-30 g / D, whereas the physical properties of the fiber axis in the transverse direction are very weak, so that fibrillation occurs easily due to bending or friction. Because of these shortcomings, these materials are subject to considerable limitations in material development. For example, when a tire cord is made, the skin is easily peeled off due to repeated friction or bending during manufacturing or processing, and thus, the adhesion of the tire to the rubber is not only reduced, but also the strength is reduced.

따라서, 현재까지의 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)는 상기와 같은 결점으로 인하여 사용범위가 상당히 제약되었기 때문에 상기와 같은 결점을 보완한다면 이용범위가 크게 확대될 것으로 예상되었다.Therefore, the poly (p-phenylene terephthalamide) to date has been considerably limited because of its use, and thus it is expected that the use range will be greatly expanded.

이런 이유로 이를 해결하기 위해 여러가지 방법들이 창안되고 연구되는 실정이었다.For this reason, various methods have been devised and studied to solve this problem.

그러므로 본 발명자들은 이러한 결점들을 해결하여 보다 우수한 고분자 중합체를 제조하기 위하여 부단히 노력한 결과 본 발명을 완성하게 되었다. 즉, 본 발명은 아라미드 고분자 합성을 위한 단량체의 디아민 성분으로서 N,N-디아닐리드지방족아미드와 p-페닐렌디아민을 사용하고 상기 디아민 성분과 같은 당량의 테레프탈로일클로라이드를 첨가하여 새로운 고분자를 합성함으로써, 종래것에 비하여 강도, 배향속도, 내피로성 등의 제반물성에 있어서 훨씬 우수란 지방족-방향족 아미드 공중합체의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present inventors have completed the present invention as a result of constant efforts to solve these shortcomings to produce a better polymer. That is, the present invention synthesizes a new polymer by using N, N-dianilide aliphatic amide and p-phenylenediamine as the diamine component of the monomer for synthesizing aramid polymer and adding the same equivalent of terephthaloyl chloride as the diamine component. It is an object of the present invention to provide a method for producing an aliphatic-aromatic amide copolymer which is much superior in general physical properties such as strength, orientation rate, fatigue resistance, and the like as compared with the conventional one.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 아라미드 고분자 합성을 위한 단량체의 디아민 성분으로서 다음 일반식(I)로 표시되는 N,N-디아닐리드지방족아미드와The present invention is a diamine component of the monomer for synthesizing aramid polymer and N, N- dianilide aliphatic amide represented by the following general formula (I)

Figure kpo00001
Figure kpo00001

(여기서, n은 2내지 9의 정수이다.)(Where n is an integer from 2 to 9)

p-페닐렌디아민

Figure kpo00002
을 사용하고, 산성염화물 성분으로서는 테레프탈로일 클로라이드
Figure kpo00003
를 사용하는 방법으로서, 상기 N,N-디아닐리드지방족아미드와 상기의 p-페닐렌디아민이 0,06:0.94 내지 0.19:0.81의 몰비로 혼합된 혼합물을, 염화리튬 또는 염화칼슘을 1 내지 5%함유하는 아미드계용매에 녹이고, 여기에다 테레프탈로일 클로라이드를 상기 p-페닐렌디아민 성분과 동일한 당량으로 첨가시켜서 고유점도가 4.0이상이 되는 지방족-방향족 아미드 공중합체를 제조하는 것을 특징으로 한다.p-phenylenediamine
Figure kpo00002
The acid chloride component was used as terephthaloyl chloride.
Figure kpo00003
As a method of using, the mixture of N, N- dianilide aliphatic amide and the p-phenylenediamine in a molar ratio of 0,06: 0.94 to 0.19: 0.81, 1 to 5% of lithium chloride or calcium chloride The aliphatic-aromatic amide copolymer having an intrinsic viscosity of 4.0 or more is prepared by dissolving in an amide solvent containing the same and adding terephthaloyl chloride in the same amount as the p-phenylenediamine component.

이와같은 본 발멸을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The present eruption is described in more detail as follows.

본 발명은 지방산 화합물 또는 그의 유도체를 아닐린 또는 그의 유도체와 반응시켜서 상기 일반식(I)로 표시되는 N,N-디아닐리드지방족아미드를 합성하고, 여기에다 본 발명에 따른 몰비로 p-페닐렌디아민을 혼합시킨후 테레프탈산 클로라이드와 30℃이하의 저온에서 용액 중합시킴으로서, 일정비율의 지방족사슬이 무작위로 포함되어 있으면서도 그 구조의 규칙성이 완벽한 지방족-방향족 아미드 공중합체를 제조하는 것이다.The present invention synthesizes N, N-dianilide aliphatic amide represented by the general formula (I) by reacting a fatty acid compound or a derivative thereof with aniline or a derivative thereof, and adds p-phenylenediamine in a molar ratio according to the present invention. The solution is polymerized with terephthalic acid chloride at a low temperature of 30 ° C. or lower, thereby preparing an aliphatic-aromatic amide copolymer in which a certain ratio of aliphatic chains is randomly contained but the regularity of the structure is perfect.

폴리아미드에 지방족사슬을 도입한 지방족-방향족 공중합체의 합성은 지금까지 꾸준히 연구되어 왔는바, 이러한 합성과 연구에 따르면, 유연한 지방족사슬을 도입하여서 제조된 지방족-방향족 공중합체로 만든 섬유는 어느정도 피브릴화를 줄일 수 있었으나, 물성 즉 강도가 10내지 15g/D로서 전방향족 폴리아미드에 비하여 너무 낮은 정도로 저하되기 때문에 실용성이 없고 또한 열분해온도도 낮아져서 내열성면에서도 기대한 만큼 우수한 성질을 가질 수 없었다.(미국특허 제3,453,244호 참조).Synthesis of aliphatic-aromatic copolymers incorporating aliphatic chains into polyamides has been steadily studied until now. According to the synthesis and research, fibers made of aliphatic-aromatic copolymers prepared by introducing flexible aliphatic chains have been studied to some extent. Although it was possible to reduce the brillization, the physical properties, i.e., the strength was 10 to 15 g / D, which is lower than that of the wholly aromatic polyamide, were not practical, and the pyrolysis temperature was also lowered. (See US Pat. No. 3,453,244).

그러나, 본 발명에서는 전방향족 폴리아미드에 지방족 사슬을 도입함에 있어서, 완전한 교대공중합체(Altrenating Copolymer)나 완전한 지방족-방향족 무작위 공중합체(Random Copolymer)가 아닌 부분적인 지방족-방향족 무작위 공중합체(Ratial Random Copolymer)를 형성시킴으로써, 앞서 지적한 문제점인 물성의 저하나 피브릴화를 막을 수 있을 뿐만아니라 오히려 전방향족 폴리아미드보다 강도면에서 우수하고 배향속도도 빠른 아라미드 공중합체를 제조할 수 있는 것이다.However, in the present invention, in introducing an aliphatic chain to the wholly aromatic polyamide, a partial aliphatic-aromatic random copolymer is not a complete alternating copolymer or a complete aliphatic-aromatic random copolymer. By forming a copolymer, it is possible not only to prevent the deterioration of physical properties and fibrillation, which is a problem mentioned above, but also to produce an aramid copolymer having superior strength in terms of strength and a faster orientation rate than a wholly aromatic polyamide.

이는 제1도에 나타낸 바와 같은 비교 그래프를 참조하면 쉽게 비교가 된다.This is easily compared with reference to the comparison graph as shown in FIG.

본 발명의 제조방법을 상세히 설명하여 보면 다음과 같은 바, 우선 상기 일반식(I)로 표시되는 디아민 성분의 N,N-디아닐리드지방족아미드를 합성하여야 하는 바, 다음 일반식(III)로 표시되는 지방산 화합물이나,When explaining the production method of the present invention in detail as follows, first to synthesize the N, N- dianilide aliphatic amide of the diamine component represented by the general formula (I), represented by the following general formula (III) Fatty acid compounds,

Figure kpo00004
Figure kpo00004

(여기서, n은 2 내지 9의 정수)Where n is an integer from 2 to 9

다음 일반식(Ⅵ)으로 표시되는 지방산의 디메틸에스테르 화합물, 또는A dimethyl ester compound of a fatty acid represented by the following general formula (VI), or

Figure kpo00005
Figure kpo00005

(여기서, n은 2 내지 9의 정수)Where n is an integer from 2 to 9

다음 일반식(Ⅴ)로 표시되는 지방산의 염화물Chloride of Fatty Acids Represented by General Formula (Ⅴ)

Figure kpo00006
Figure kpo00006

(여기서, n은 2 내지 9의 정수)Where n is an integer from 2 to 9

과 같은 지방산 화합물 또는 그의 유도체를 아닐린 또는 그의 파라치환체 예컨데 p-니트로아닐린 또는 p-페닐렌디아민과 반응시켜서, 중간 부분에는 지방족사슬을 가지며 양쪽에는 방향족 고리를 각각 도입한 화합물을 합성시킨 다음, 상기 합성물을 질소화반응이나 치환반응 또는 수소화반응을 거쳐서, N,N-디아닐리드지방족아미드 화합물로 제조한다.Reacting a fatty acid compound or a derivative thereof with aniline or a para-substituted product thereof, such as p-nitroaniline or p-phenylenediamine, to synthesize a compound having an aliphatic chain in the middle portion and an aromatic ring in each side thereof, and then The compound is prepared as an N, N-dianilide aliphatic amide compound through a nitrification reaction, a substitution reaction or a hydrogenation reaction.

이러한 디아민 성분인 상기의 N,N-디알닐리드지방족아미드의 합성의 구체적인 예로서 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다.The following method can be used as a specific example of the synthesis | combination of said N, N- diallylide aliphatic amide which is such a diamine component.

2몰 이상의 아닐린과 1몰의 디메틸아디페이트(아디프산 디메틸에스테르:

Figure kpo00007
를 150내지 250℃에서, 1시간 30분 내지 5시간 30분 동안 반응시킨후 세척 및 건조시켜서 N,N-디페닐아디프아미드
Figure kpo00008
를 제조한 다음, 이를 진한 황산용액에 용해시키고 여기에 0내지 10℃의 온도를 유지하면서 97%황산과 70%질산의 혼합물(1 : 1)을 서서히 적가하여 질소화반응을 시켜서 N,N-디니트로펜리아디프아미드
Figure kpo00009
를 제조한다. 그 다음 이를 다시 세척하여 디메틸아세트아미드 등의 용매에서 10내지 1000psi 정도의 수소압력을 가하고 니켈촉매와 함께 80내지 130℃에서 3 내지 8시간 정도 수소화반응시켜서, N,N-디아닐리드아디프아미드를 제조한다. 이를 재결정법에 의하여 99%이상의 순도로 정제한다.2 moles or more of aniline and 1 mole of dimethyl adipate (adipic acid dimethyl ester:
Figure kpo00007
N, N-diphenyladipamide by reacting at 150 to 250 ° C. for 1 hour 30 minutes to 5 hours 30 minutes, followed by washing and drying.
Figure kpo00008
Was prepared, and then dissolved in a concentrated sulfuric acid solution and then slowly added dropwise to a mixture of 97% sulfuric acid and 70% nitric acid (1: 1) while maintaining a temperature of 0 to 10 ° C. to give a N, N- Dinitroperiadiamide
Figure kpo00009
To prepare. After washing again, hydrogen pressure of about 10 to 1000 psi was applied in a solvent such as dimethylacetamide and hydrogenated with a nickel catalyst at 80 to 130 ° C. for about 3 to 8 hours to obtain N, N-dianilide adipamide. Manufacture. It is purified to 99% or more by recrystallization.

또 다른 방법으로는, 2몰 이상의 p-니트로아닐린을 실온에서 디메틸아세트아미드등의 용매에 녹이고 1몰의 아디포일 클로라이드

Figure kpo00010
를 첨가하여 N,N-디니트로페닐아디프아미드를 합성하되 이때 산포집체로서 3급아민을 첨가시킨다. 그 다음 이 화합물을 정제하여 상기와 같은 방법으로 양쪽의 니트로기를 환원시키면 디아민 화합물이 제조되게 된다.As another method, two or more moles of p-nitroaniline are dissolved in a solvent such as dimethylacetamide at room temperature, and one mole of adipoyl chloride.
Figure kpo00010
N, N-dinitrophenyladipamide was synthesized by adding a tertiary amine as an acid collector. Then, the compound is purified and the nitro groups on both sides are reduced in the same manner as above to prepare a diamine compound.

상기와 같은 방법으로 제조된 일반식(I)의 디아민화합물과 p-페닐렌디아민을 염화리튬이나 염화칼슘이 1 내지 5%로 용해된 아미드계 용매에 3 내지 10%정도의 농도로 용해시킨 다음, 0 내지 30℃의 온도와 질소분위기하에서 상기 일반식(I)의 화합물 및 p-페닐렌디아민을 합한것과 동일한 당량으로 테레프탈로일클로라이드를 순간적으로 첨가하여 고분자를 제조한다. 이때, 아미드계 용매로는 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤디돈, 헥사메틸포스포르아미드를 사용하며, 반응용매에는 반응중에 발생하는 산에 대한 포닙제로서 피리딘, 트리에탈아민 등의 3급아민이나 알칼리금속의 산화물 또는 탄산염을 0∼20%첨가시킬 수 있다.The diamine compound of the general formula (I) and p-phenylenediamine prepared by the above method are dissolved in an amide solvent in which lithium chloride or calcium chloride is dissolved in 1 to 5% at a concentration of about 3 to 10%, and then Terephthaloyl chloride is instantaneously added in the same amount as the sum of the compound of formula (I) and p-phenylenediamine at a temperature of 0 to 30 ° C. and a nitrogen atmosphere to prepare a polymer. In this case, dimethyl acetamide, N-methylpyrrolidone, and hexamethylphosphoramide are used as the amide solvent, and the reaction solvent is a tertiary amine such as pyridine and triethalamine as a ponip agent for an acid generated during the reaction. Or an oxide or carbonate of an alkali metal can be added from 0 to 20%.

이와같은 방법에 의해 제조된 지방족-방향족 아미드 공중합체는 다음 일반식(Ⅱ)로 표시될 수 있다.The aliphatic-aromatic amide copolymer prepared by this method can be represented by the following general formula (II).

Figure kpo00011
Figure kpo00011

(여기서, n은 2 내지 9의 정수)Where n is an integer from 2 to 9

이때, 1의 단위수가 6 내지 19몰%이고, m의 단위수가 94 내지 81몰%를 포함하되 각 단위는 분자사슬내에 무작위로 존재한다. 중간위 지방족사슬인

Figure kpo00012
단위는, 교대로 이어지는 규칙적이거나 완전히 무작위적인 반복단위가 아닌 부분적인 무작위적으로 반복되는 단위이며, p-페닐렌디아민과 N,N-디아닐리드지방족아미드의 혼합몰분율에 따라 고분자사슬중에 존재하는 단위수가 달라질 수 있다.In this case, the number of units of 1 is 6 to 19 mol%, and the number of units of m includes 94 to 81 mol%, but each unit is randomly present in the molecular chain. Mid-range alien chain
Figure kpo00012
Units are units that are partly randomly repeated rather than alternating regular or completely randomly repeating units and are present in the polymer chain according to the mixed mole fraction of p-phenylenediamine and N, N-dianilide aliphatic amides. The number can vary.

이와같은 방법으로 제조된 고분자를 진한 황산에 15 내지 40%정도의 농도로 녹여서 액정상태로 방사가 가능한 진한 액체를 형성시킨 다음, 방사노즐을 통하여 250내지 350m/min정도의 속력으로 방사시켜서 섬유를 제조한 결과 고유점도가 4.0이상일때 강도가 15 내지 28g/D인 섬유를 얻을 수가 있었다. 또한 상기 섬유는 400℃이상의 고내열성과 40%이사의 고결정성을 가지게 되며, 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)에 비하여 피브릴화도 현저히 감소되었고 강도에서나 각 결정들의 배향속도면에서도 훨씬 우수하였다.The polymer prepared in this way is dissolved in concentrated sulfuric acid at a concentration of about 15 to 40% to form a thick liquid that can be spun in liquid crystal state, and then spun at a speed of 250 to 350 m / min through a spinning nozzle. As a result, when the intrinsic viscosity was 4.0 or more, a fiber having a strength of 15 to 28 g / D was obtained. In addition, the fiber has a high heat resistance of more than 400 ℃ and a high crystallinity of more than 40%, fibrillation is also significantly reduced compared to poly (p-phenylene terephthalamide) and was much superior in strength and the orientation rate of each crystal.

본 발명의 방법에 의해, p-페닐렌디아민과 N,N-디아닐리드지방족아미드의 몰분율을 순차적으로 변화시키면서 테레프탈로일 클로라이드와 반응시킨 결과, p-페릴렌디아민과 N,N-디아닐리드지방족아미드의 비율이 0.86 : 0.14일때 정규의 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드) 보다 강도등의 물리적 특성이 좋았으며 배향속도가 빨랐고, p-페닐렌디아민과 N,N-디아닐리드지방족아미드의 몰비가 0.81 : 0.19 내지 0.94 : 0.06일 경우 대체적으로 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)와 물리적 특성에서 비슷한 결과가 나왔으나 배향속도는 빠른 것으로 나타났다.According to the method of the present invention, p-perylenediamine and N, N-dianilide aliphatic were reacted with terephthaloyl chloride while sequentially changing the mole fraction of p-phenylenediamine and N, N-dianilide aliphatic amide. When the amide ratio was 0.86: 0.14, the physical properties such as strength were better than those of the normal poly (p-phenylene terephthalamide), the orientation speed was faster, and the molar ratio of p-phenylenediamine and N, N-dianilide aliphatic amide was In the case of 0.81: 0.19 to 0.94: 0.06, similar results were found in the physical properties with poly (p-phenylene terephthalamide), but the orientation speed was high.

이러한 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

온도계와 교반기가 설치된 3구 플라스크에 200g의 아닐린과 20g의 디메틸아디페이트를 넣어 약 45분에 걸쳐 180℃까지 가열하고, 반응중에 발생되는 메탄올을 받아내면서, 이 온도에서 약 3시간 동안 더 반응시킨다. 반응이 완료되면, 이를 상온으로 식힌 후 반응물을 메탄올로 세척하고 건조시틴다. 분광기기(IR,NMR)에 의한 시험결과 N,N-디페닐아디프아미드임이 확인되었다.Into a three-necked flask equipped with a thermometer and a stirrer, 200 g of aniline and 20 g of dimethyl adipate were heated to 180 ° C. over 45 minutes, and methanol was released during the reaction, followed by further reaction at this temperature for about 3 hours. . When the reaction is complete, it is cooled to room temperature, the reaction is washed with methanol and dried. As a result of the test by the spectrometer (IR, NMR), it was confirmed that it was N, N- diphenyl adiamide.

이 화합물을 200ml의 황산에 족여 10℃로 유지하면서 15g의 96%황산과 15g의 70%질산으로된 혼합물을 첨가한 후 여과시키고 이를 물과 메탄올로 세척 및 건조시킨다. 얻어진 생성물을 분광기기에 의한 시험결과 N,N-디니트로펜리아디프아미드임이 확인 되었다.The compound was added to 200 ml of sulfuric acid and maintained at 10 DEG C while adding a mixture of 15 g of 96% sulfuric acid and 15 g of 70% nitric acid, followed by filtration and washing with water and methanol and drying. As a result of the test by the spectrometer, the obtained product was confirmed to be N, N-dinitrophenadidiamide.

[실시예 2]Example 2

오토클레이브에 350ml의 N-메틸피롤리돈과 실시예 1에서 합성된 N,N-디니트로페닐아디프아미드 10g을 넣어 용해시키고 여기에 5.5g의 니켈촉매와 1000psi의 수소압을 가한다. 이를 98℃로 가열한 상태에서 6시간 동안 반응시킨 후 생성물을 여과하여 재결정시켜서 정제한다.350 ml of N-methylpyrrolidone and 10 g of N, N-dinitrophenyladipamide synthesized in Example 1 were dissolved in an autoclave, and 5.5 g of nickel catalyst and hydrogen pressure of 1000 psi were added thereto. The reaction is carried out for 6 hours while heated to 98 ℃, the product is purified by filtration and recrystallization.

분광기기(IR.NMR)에 의한 시험결과 N,N-디아닐리드아디프아미드임이 확인 되었다.Test by spectroscopy (IR.NMR) confirmed that it was N, N-dianilidediphamide.

[실시예 3]Example 3

온도계, 교반기, 질소주입구가 장치된 4구 플라스크에 질소기류하에서 240ml의 디메틸아세트아미드를 가하고 10g의 염화리튬을 녹인다. 여기에 p-페닐렌디아민과 N,N-디아닐리드아디프아미드를 0.85 : 0.15의 몰비로 공중합시키기 위하여, 3.5g의 N,N-디아닐리드아디프아미드와 6.79g의 p-페닐렌디아민을 녹인다.To a four-necked flask equipped with a thermometer, agitator, and nitrogen inlet, 240 ml of dimethylacetamide is added under a stream of nitrogen to dissolve 10 g of lithium chloride. In order to copolymerize p-phenylenediamine and N, N-dianilide adipamide in a molar ratio of 0.85: 0.15, 3.5 g of N, N-dianilidediphamide and 6.79 g of p-phenylenediamine were added. Dissolve.

그런다음 10ml의 피리딘을 가한후 15g의 테레프탈로일 클로라이드를 순간적으로 첨가하고, 교반기의 회전속도를 분당 400회 정도로 증가 시킨다. 약 3분후 가루형태의 생성물이 얻어진다.Then 10 ml of pyridine is added and 15 g of terephthaloyl chloride is added instantaneously and the rotation speed of the stirrer is increased to about 400 times per minute. After about 3 minutes a powdery product is obtained.

이를 질소분위기하에서 5시간 방치한 후 과량의 물과 아세톤으로 세척하고 105℃에서 건조 시킨다.After leaving for 5 hours under nitrogen atmosphere, it is washed with excess water and acetone and dried at 105 ° C.

잘 건조된 고분자를 0.5%황산(97%)용액을 만들어 고유점도를 측정한 결과 6.0이었다.The well-dried polymer was prepared with a 0.5% sulfuric acid (97%) solution, and the inherent viscosity was 6.0.

다시 이 고분자를 100%황산에서 고분자농도가 20%인 도우프를 만들고 75℃에서 약 4kg의 질소압을 가하여 0.06mm인 노즐을 통하여 260m/min의 속력으로 방사하면서 물로 냉각시켜 섬유를 제조한다. 이렇게 제조된 섬유의 강도는 24g/D이다.Again, this polymer is made of dope with 20% polymer concentration in 100% sulfuric acid, and is cooled with water while spinning at a speed of 260m / min through a nozzle of 0.06mm by applying nitrogen pressure of about 4kg at 75 ° C. The strength of the fiber thus produced is 24 g / D.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 3과 동일한 조건과 방법으로 디아민 성분으로는 N,N-디아닐리드아디프아미드를, 산성염화물 성분으로는 테레프탈로일 클로라이드를 사용하여 공중합체를 얻었다. 폴리(p-페닐렌부티랄테레프탈아미드)고분자에 대한 고유점도는 3.2이고 방사하여 제조된 섬유의 강도는 12g/D이다.Under the same conditions and methods as in Example 3, a copolymer was obtained using N, N-dianilide adipamide as the diamine component and terephthaloyl chloride as the acid chloride component. The intrinsic viscosity for the poly (p-phenylenebutyralterephthalamide) polymer is 3.2 and the strength of the fiber produced by spinning is 12 g / D.

[비교예 2]Comparative Example 2

실시예 3과 동일한 조건과 방법으로 디아민 성분으로는 p-페닐렌디아민을, 산성염화물 성분으로는 테레프탈로일 클로라이드를 사용하여 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)를 얻었다. 이 고분자의 고유점도는 5.8이고 섬유의 강도는 22g/D이다.Poly (p-phenylene terephthalamide) was obtained using p-phenylenediamine as the diamine component and terephthaloyl chloride as the acid chloride component under the same conditions and methods as in Example 3. The polymer has an inherent viscosity of 5.8 and fiber strength of 22 g / D.

[실시예 4]Example 4

실시예 3 및 비교예 1에서 제조한 섬유를 질소분위기하에서 280℃에서 6분간 연신(속도 0.4m/min)시키고 열처리 한다.The fibers prepared in Example 3 and Comparative Example 1 were stretched (speed 0.4 m / min) for 6 minutes at 280 ° C. under a nitrogen atmosphere and heat-treated.

그 결과 본 발명에 의하여 제조된 섬유는 약12%정도의 연신율이 측정되었고, 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)는 약 11%이고, 폴리(p-페닐부티릴 테레프탈아미드) 공중합체는 약 55%로 나타났으며, 이 섬유를 다시 INSTRON에 의한 하중-인장곡선을 측정한 결과 제1도에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 고분자가 월등히 우수함을 볼 구 있었다.As a result, the fiber produced according to the present invention was measured for elongation of about 12%, poly (p-phenylene terephthalamide) was about 11%, and poly (p-phenylbutyryl terephthalamide) copolymer was about 55%. As a result of measuring the load-tensile curve by INSTRON, the polymer according to the present invention was found to be excellent.

[실시예 5]Example 5

실시예 3에서와 같은 방법과 조건으로 고분자를 제조하되 이다민 성분의 조성에 있어서 p-페닐렌디아민과 N,N-디아닐리드아디프아미드의 비를 0.95 : 0.05에서 0.05 : 0.95까지 순차적으로 합성하여 고분자를 제조하고 그에 대한 고유점도를 측정하였다.(제2도 참조).A polymer was prepared in the same manner as in Example 3, except that the ratio of p-phenylenediamine and N, N-dianilidediphamide in the composition of the idamin component was sequentially synthesized from 0.95: 0.05 to 0.05: 0.95. To prepare a polymer and measure the intrinsic viscosity thereof (see FIG. 2).

한편, X-선 회절계에 의하여 열처리 및 연신시킨 섬유에 대한 결정화도를 측정한 결과 제3도에서 보는 바와 같이 N,N-디아닐리드아디프아미드의 조성몰비가 0.05-0.45사이에서 순수한 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)의 결정화도 보다 커지는 것을 볼 수 있다.On the other hand, as a result of measuring the crystallinity of the fiber heat-treated and stretched by an X-ray diffractometer, as shown in FIG. 3, the composition molar ratio of N, N-dianilide adipamide was found to be pure poly (p) between 0.05-0.45. It can be seen that the crystallinity of -phenylene terephthalamide) is greater.

[실시예 6]Example 6

실시에 4에서 제조한 고분자중 p-페닐렌디아민과 N,N-디아닐리드아디프아미드의 몰비가 0.86 : 0.14인 것과 순수한 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)의 피브릴화를 관찰하고 X-선 회절계에 의하여 배향도를 측정한다.In the polymer prepared in Example 4, the molar ratio of p-phenylenediamine and N, N-dianilidediphamide was 0.86: 0.14 and the fibrillation of pure poly (p-phenylene terephthalamide) was observed. The degree of orientation is measured by a line diffractometer.

동일한 조건과 시간하에서 내피로성 실험을 하여 본 결과 본 발명에 의한 고분자가 월등히 우수하고 배향성이 큰 것을 알 수 있었다.As a result of the fatigue resistance test under the same conditions and time, it was found that the polymer according to the present invention was much superior and the orientation was large.

Claims (4)

다음의 일반식(I)로 표시되는 N,N-디아닐리드지방족아미드와 p-페닐렌디아민을 염화칼슘이나 염화리튬이 1 내지 5%함유된 아미드계 중합용매에다 용해시킨 다음 여기에다 테레프탈로일 클로라이드를 상기 N,N-디아닐리드지방족아미드 및 p-페닐렌디아민을 합한 것과 동일한 당량으로 첨가시켜서 고유점도가 4.0이상이 되도록함을 특징으로 하는 지방족-방향족 아미드 중합체의 제조방법.N, N-dianilide aliphatic amide and p-phenylenediamine represented by the following general formula (I) are dissolved in an amide-based polymerization solvent containing 1 to 5% of calcium chloride or lithium chloride, and then terephthaloyl chloride is added thereto. Method of producing an aliphatic-aromatic amide polymer, characterized in that the intrinsic viscosity is 4.0 or more by adding the same equivalent of the N, N- dianilide aliphatic amide and p-phenylenediamine combined.
Figure kpo00013
Figure kpo00013
(여기서, n은 2 내지 9의 정수임)Where n is an integer from 2 to 9
제1항에 있어서, N,N-디아닐리드지방족아미드와 p-페닐렌디아민의 몰비가 0.06 : 0.94 내지 0.19 : 0.81인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the molar ratio of N, N-dianilidealiphatic amide and p-phenylenediamine is 0.06: 0.94 to 0.19: 0.81. 제1항에 있어서, 이 지방족-방향족 아미드 중합체는 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되며,The method of claim 1, wherein the aliphatic-aromatic amide polymer is represented by the following general formula (II),
Figure kpo00014
Figure kpo00014
(여기서, n은 2 내지 9의 정수임)Where n is an integer from 2 to 9 이때, 1의 단위수가 6내지 19몰%이고, m의 단위수가 94 내지 81몰%를 포함하되 각 단위는 분자사슬내에 무작위로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.In this case, the number of units of 1 is 6 to 19 mol%, the number of units of m comprises 94 to 81 mol%, wherein each unit is randomly present in the molecular chain.
제1항에 있어서, 아미드계 중합용매에는 3급아민이나 알칼리금속의 상화물 또는 탄산염을 0 내지 20%함유시켜서 됨을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the amide polymerization solvent contains 0 to 20% of a tertiary amine or an alkali metal phase oxide or carbonate.
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