PL163253B1

PL163253B1 - Sposób wytwarzania rozpuszczalnych polllmldów aromatycznych

Info

Publication number: PL163253B1
Application number: PL28795390A
Authority: PL
Inventors: Danuta Sek; Zbigniew Jedlinski; Pawel Pijet; Andrzej Wanic
Original assignee: Ct Chemii Polimerow Pan
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1994-02-28
Also published as: PL287953A1

Abstract

Sposób wytwarzania rozpuszczalnych poliimidów aromatycznych na drodze reakcji dibezwodników aromatycznych kwasów tetrakarboksylowych z aromatycznymi diaminami, znamienny tym, że jako dibezwodniki stosuje się dibezwodniki kwasów dinaftalenotetrakarboksylowych prowadząc proces w wysokowrzących rozpuszczalnikach w obecności katalizatorów takich jak aromatyczne kwasy karboksylowe, korzystnie kwas benzoesowy, kwas salicylowy, kwas polifosforowy, P2O5, fosfiny, korzystnie trifenylofosfina, aminy trzeciorzędowe, korzystnie izochinolina, pirydyna jak również w obecności katalizatorów kwasowych i aminowych zastosowanych łącznie.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania aromatycznych poliimidów o dużej odporności termicznej rozpuszczalnych w wybranych rozpuszczalnikach organicznych.

Znane są sposoby wytwarzania poliimidów aromatycznych o dużej odporności termicznej ale nierozpuszczalnych w organicznych rozpuszczalnikach. Otrzymuje się je metodą dwustopniową w wyniku reakcji dibezwodników aromatycznych kwasów tetrakarboksylowych np. bezwodnika kwasu piromelitowego czy dibezwodnika kwasu 1,8,4,5-naftalenotetrakarboksylowego z różnymi aromatycznymi diaminami.

W pierwszym etapie w silnie polarnych rozpuszczalnikach jak dimetyloformamid, dimetyloacetamid czy dimetylosulfotlenek otrzymuje się odpowiedni poliamidokwas, który następnie po odparowaniu rozpuszczalnika poddaje się termicznej i/lub chemicznej cyklodehydratacji z wytworzeniem nierozpuszczalnego poliimidu [C.M.Bower, L.W.Frost, J.Polym.Sci., A-1,3135 (1963), C.E. Sroog, A.L.Endrey, S.V.Abramo, C.E.Berr, W.M.Edwards, K.L.Olivier, J.Polym.Sci., A-3, 1373 (1965)].

Znane są również sposoby wytwarzania poliimidów aromatycznych rozpuszczalnych w wybranych rozpuszczalnikach, otrzymywanych metodą dwustopniową lub jednostopniową w wysokowrzących rozpuszczalnikach jak m-krezol, w reakcji podstawionych dibezwodników aromatycznych kwasów tetrakarboksylowych np. dibezwodnika 3,6-difenylopiromelitowego kwasu z aromatycznymi diaminami lub niepodstawionych dibezwodników kwasów tetrakarboksylowych z podstawionymi aromatycznymi diaminami np. l,4-diamino-2,5-di(dioksyetytlenometoksy) benzenem.

Wprowadzenie do wyjściowych monomerów różnych podstawników chemicznych wpływa wprawdzie na poprawę rozpuszczalności ale jednocześnie także wpływa na obniżenie odporności termicznej otrzymywanych poliimidów [F.W.Harris, S.L-c Hsu., High Perf.Polym., 13 (1989), F.Helmer - Metzmann, M.Ballauff, R.C.Schulz, G Wagner, Makromol. Chem., 190, 985 (1989)].

Nieoczekiwanie stwierdzono, że sposób wytwarzania aromatycznych poliimidów według wynalazku, pozwala uzyskiwać polimery rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych bez obniżania ich odporności termicznej.

Sposób według wynalazku polega na tym, że stosuje się dibezwodniki kwasów dinaftalenotetrakarboksylowych, które poddaje się reakcji z aromatycznymi diaminami w obecności katalizatorów takich jak aromatyczne kwasy karboksylowe korzystnie kwas benzoesowy, kwas salicylowy, kwas polifosforowy, P2O5, fosfiny, korzystnie trifenylofosfma, lub aminy trzeciorzędowe, korzystnie izochinolina, pirydyna, względnie wobec katalizatorów kwasowych i zasadowych zastosowanych łącznie.

Istota wynalazku polega zatem na zastosowaniu jako monomerów dibezwodników kwasów dinaftalenotetrakarboksylowych zamiast uprzednio stosowanych dibezwodników kwasów fenyleno- czy naftalenotetrakarboksylowych. Ta pozornie drobna ale istotna różnica w strukturze wyjściowych monomerów wpływa zasadniczo na właściwości otrzymywanych produktów.

Jako dibezwodniki kwasów dinaftalenotetrakarboksylowych korzystnie stosuje się związki o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym Ar oznacza odpowiednio grupę: oksy, karbonylową, fenyleno-1,4-dioksy, fenyleno-1,3- dioksy, fenyleno-1,3-ditio, difenyleno-4,4’dioksy, difenyleno- 2,2’-dioksy, oksyfenyleno-4,4’-dioksy, metylenodifenyleno-4,4’- dioksy, sulfonyldifenyleno-4,4’-dioksy, izopropylidenodifenyleno- 4,4’-dioksy, fenyleno-2,4-dikarbonylową, fenyleno-13- dikamonylową lub naftaleno-2,6-dikarbonylową, fenyleno-1- karbonylo-4-oksy, fenyleno-1 -karbonylo-3-oksy, karbonylodifenyleno-4,4’-dioksy, tiodifenyleno-4,4’ -dioksy, fluorenylidenodifenyleno-4,4’-dioksy lub (10-okso-9,10- dihydroantrylideno)difenyleno-4,4’-dioksy.

Sposób według wynalazku jest wyjaśniony bliżej w następujących przykładach.

Przykład I. Do kolby zaopatrzonej w mieszadło, chłodnicę zwrotną i doprowadzenie gazu obojętnego wprowadza się 5 ml świeżego przedestylowanego m-krezolu, 0,742 g (lmmol) dibezwodnika kwasu 4,4’ (fluorenylidenodifenyleno-4,4’- dioksy)dinaffalenn--,8,r,8’-tetrakarboksylowego, 0,200 g (1 mmol) diaminodifeayloetnru oraz 0,244 g (2 mmole) kwasu benzoesowego. Otrzymaną mieszaninę przy intensywnym mieszaniu i w atmosferze gazu obojętnego ogrzewa się podnosząc temperaturę do 180°C w ciągu 10 godzin i utrzymując ją przez kolejne 18 godzin. Polimer po wytrąceniu etanolem, ekstrahuje się etanolem i suszy.

Właściwości uzyskanego polimeru: rozpuszczalny w m-krezolu, chloroformie, dimetyloacetamidzie, ijzred. = 0,20 dl. g' , temperatura destrukcji Td = 510°C, (temperatura, przy której polimer traci 10% masy w powietrzu), temperatura zeszklenia Tg = 310°C.

Przykład Π. Do kolby zaopatrzonej w mieszadło, chłodnicę zwrotną i doprowadzenie gazu obojętnego wprowadza się 10 ml świeżo przedestylowanego m-krezolu i 4,25 g P2O5 i przy intensywnym mieszaniu w atmosferze gazu obojętnego ogrzewa się w temperaturze 140°C przez 3 godziny. Do tak uzyskanego roztworu po ochłodzeniu wprowadza się 1,540 g (2 mmole) dibezwodnika 4,4’[10-okso-9,10-dihydroantrylideao)difenyleno-4,4’-dioksy]dinaftalenol,8,r,8’-tetrakarboksylowego kwasu i 0,40 g (2 mmole) 4,4’-diamiaodifenyloeteru i całość ogrzewa w ciągu 10 godzin do temperatury 180°C, utrzymując ją następnie przez 18 godzin. Polimer wytrąca się etanolem, ekstrahuje etanolem i suszy. Właściwości uzyskanego polimeru: T|zred. = 0,10 dl.g¹, temperatura destrukcji Td = 475 °C.

Przykład ΠΙ. Do kolby zaopatrzonej w mieszadło, chłodnicę zwrotną i ' doprowadzenie gazu obojętnego wprowadza się 10 ml świeżo przedestylowanego m-krezolu 0,526 g (1 mmol) dfoezwodnika 4,4’ [fenyleno-1 ,4-dikarbonylo)-1,8,1 ’ ,8 ’ -tetrakarboksylowego kwasu, 0,184 g (1 mmol) 4,4’-diaminobifeaylu- 1,1’ i 0,244 g (2 mmole) kwasu benzoesowego. Mieszaninę przy intensywnym mieszaniu podgrzewa się do temperatury 180°C, w ciągu 10 godzin, a następnie utrzymuje w tej temperaturze przez następne 18 godzin. Polimer wytrąca się etanolem, ekstrahuje etanolem i suszy. Właściwości polimeru: n^ed. = 0,66 dl. g’ \ temperatura destrukcji Td = 435 °C.

Przykład IV. Syntezę polimeru prowadzono jak w przykładzie HI stosując jako monomery 0,526 g (1 mmol) dibezwodnika 4,4’(fenyleao-1,3-dikarbonylo) diaaftalnao1,8,1’,8’-tetrakarboksylowego kwasu, 0,198 g (1 mmol) 4,4’-diaminodifenylo-metanu, 0,244g

163 253 (2 mmole), kwasu benzoesowego. Parametry uzyskanego polimeru: η^. = 2,63 dl. g’¹, temperatura destrukcji Ta = 450°C.

Przykład V. Syntezę polimeru prowadzono jak w przykładzie ΙΠ stosując jako monomery 0,526 g (1 mmol) dibezwodnika 4,4’(fenyleno-l,3-dikarbonylo)dinaftaleno1,8,1’,8’- tetrakarboksylowego kwasu, 0,20 g (1 mmol) 4,4’-diaminodifenylo- metanu, 0,258 g (2 mmole) izochinoliny. Parametry uzyskanego polimeru: To-ed. = 0,90 dl. g'\ temperatura destrukcji Ta = 455 °C.

Przykład VI. Syntezę polimeru prowadzono jak w przykładzie EU stosując jako monomery 0,526 g (1 mmol) dibezwodnika 4,4’(fenyleno-l,3-dikarbonylo)dinaftaleno1,8,1’,8’- tetrakarboksylowego kwasu, 0,20 g (1 mmol) 4,4’-diaminodifenylo- metanu, 0,129 g (2 mmole) izochinoliny. Parametry uzyskanego polimeru: Tzred. = 1,4 dl. g\ temperatura destrukcji Ta = 450°C.

Departament Wydawnictw UT RT. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania rozpuszczalnych poliimidów aromatycznych na drodze reakcji dibezwodników aromatycznych kwasów tetrakarboksylowych z aromatycznymi diaminami, znamienny tym, że jako dibezwodniki stosuje się dibezwodniki kwasów dinaftalenotetrakarboksylowych prowadząc proces w wysokowrzących rozpuszczalnikach w obecności katalizatorów takich jak aromatyczne kwasy karboksylowe, korzystnie kwas benzoesowy, kwas salicylowy, kwas polifosforowy, P2O5, fosfiny, korzystnie trifenylofosfina, aminy trzeciorzędowe, korzystnie izochinolina, pirydyna jak również w obecności katalizatorów kwasowych i aminowych zastosowanych łącznie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako dibezwodniki kwasów dinaftalenotetrakarboksylowych stosuje się związki o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym Ar oznacza grupę oksy, karbonylową, fenyleno-1,4-dioksy, fenyleno-l,3-dioksy, fenyleno-1,3-ditio, difenyleno-4,4’-dioksy, difenyleno-2,2’-dioksy, oksyfenyleno-4,4’-dioksy, metylenodifenyleno-4,4’-dioksy, sulfonyldifenyleno-4,4’-dioksy, izopropylidenodifenyleno-4,4’-dioksy, fenyleno-2,4-dikarbonylową, fenyleno-1,3-dikamonylową lub naftaleno-2,6-dikarbonylową, fenyleno-1 -karbonylo-4-oksy, fenyleno-1 -karbonylo-3-oksy, karbonylodifenyleno-4,4’-dioksy, tiodifenyleno-4,4’-dioksy, fluorenylidenodifenyleno-4,4’-dioksy lub (10-okso-9,10-dihydroantrylideno)difenyleno-4,4’-dioksy.