JPH01149830A - 熱可塑性芳香族ポリイミド重合体 - Google Patents

熱可塑性芳香族ポリイミド重合体

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JPH01149830A
JPH01149830A JP30803187A JP30803187A JPH01149830A JP H01149830 A JPH01149830 A JP H01149830A JP 30803187 A JP30803187 A JP 30803187A JP 30803187 A JP30803187 A JP 30803187A JP H01149830 A JPH01149830 A JP H01149830A
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JP
Japan
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polyimide
bis
temperature
polyamic acid
polyimide polymer
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Application number
JP30803187A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Suzuki
篤 鈴木
Toshihiko Aya
綾 敏彦
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、射出成形可能な良好な溶融流動性を有し、か
つ耐熱性と機械特性に優れた、新規な熱可塑性芳香族ポ
リイミド重合体に関するものである。
〈従来の技術〉 ポリイミドはその優れた耐熱性、機械特性、電気特性、
摺動特性等のために、高性能樹脂の代名詞ともなってお
り、既に様々な分野で使用されている。中でも代表的な
ポリイミドはアメリカ特許筒3.179.631号に開
示されているするポリイミドであり、既存のポリマの中
で、最も耐熱性に優れたものとして有名である。しかし
このポリイミドは溶融成形性がほとんどなく、圧縮焼結
成形という特殊な方法でしか成形できないため、成形の
生産効率が低いという欠点を有していた。一方成形性を
向上させたポリイミドとしては、特公昭52−3988
0号公報に一般式 %式% で表わされるポリイミドが、特開昭61−250031
号公報に一般式 %式% で表わされるポリイミドが、又特開昭61−28526
号公報には一般式 で表わされるポリイミドが示されている。しかし、これ
らのポリイミドは依然として熱軟化点が高く、又、たと
え溶融したとしても、その粘度が高すぎて射出成形によ
り成形物品を得ることは困難である。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このように従来提案されてきたポリイミドは溶融成形材
料として見た場合、成形性が十分でなく、さらに改善が
必要である。そこで本発明者はポリイミド本来の優れf
こ緒特性を保持しつつ、溶融流動性を向上させるべく鋭
意検討した結果、特定のテトラカルボン酸成分と、特定
のジアミン成分を組み合せることにより、優れた特性を
有する新規熱可塑性芳香族ポリイミド重合体が得られる
ことを見い出し、本発明に到達した。
く問題点を解決するための手段〉 すなわち本発明は、−形成(I) 〇          〇 II             II で表わされる繰り返し単位を主要構成成分とし、かつ濃
硫酸中、濃度0.597dl、温度30℃の条件で測定
した対数粘度が0.2〜5.0d(I/fの範囲である
ことを特徴とする熱可塑性芳香族ポリイミド重合体 CF。
−C−を示す。)を提供するものである。
CF3 本発明の熱可塑性ポリイミドは、ジフェニルスルホン構
造を持つテトラカルボン酸成分と、ジフェニルエーテル
結合を含有する長鎖の芳香族ジアミン成分より成ること
を特徴とする特許の組み合せにより、物性と成形性のバ
ランスの優れすこものとなる。
本発明の熱可塑性ポリイミドは3.3’、4゜4′−ジ
フェニルスルホンテトラカルボン酸あるいはその誘導体
(例えば、二無水物、ジエステル等)と対応するジアミ
ンとを極性溶媒中で反応させてポリアミド酸としたのち
、脱水閉環によりイミド化させることにより製造するこ
とができる。
本発明で使用されるレアミソ類の具体例としては、ビス
(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、
ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホ
ン、ビス〔4−(4−アミノフェノキン)フェニルコケ
トノ、ビスC4=C3−アミノフェノキシ)フェニルコ
ケトノ、2.2−ビス(4−(4−アミノフェノキン)
フェニル〕プロパン、2.2−ビス〔4−(3−アロフ
ェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(
4−アミノフェノキシ)フエニルジヘキサフルオロプロ
パン等が挙げられる。
テトラカルボッ酸成分とジアミン成分を反応させるにあ
たっては、そのモル比を調整することにより、生成する
ポリイミドの重合度をコントロールすることができる。
高重合度のポリイミドを製造するためにはモル比を0.
9〜1,11好ましくは0.95〜1.05の範囲から
選択することが望ましい。また、無水フタル酸、安息香
酸クロリド、アニリン等の末端停止剤を添加することに
よっても重合度を調節することができる。
本発明のポリイミドは、濃硫酸中、濃度0.5f/de
、温度30℃の条件で測定した対数粘度が02〜5.0
dl/fの範囲にあることを特徴とするが、対数粘度が
0.2dβ/g未満では成形品の強度が低くなるため好
ましくなく、5.0 dl /f以上では溶融粘度が高
くなりすぎ好ましくない。さらに好ましい対数粘度の範
囲は04〜285dp7yである。
重合に際して使用することのできる溶媒としでは、N、
N−ジメチルアセトアミド、N、N−レメチルホルムア
ミド、N−メチルピロリトノ等のアミド系溶媒やフェノ
ール、クレゾール、クロルフェノール、キシレノール等
のフェノール系溶媒が挙げられるが、ポリアミド酸を溶
解する範囲であれば他の溶媒が混合されていても構わな
い。ポリアミド酸は、原料のテトラカルボッ酸成分とジ
アミン成分を0〜100℃の範囲で05〜lO時間反応
させることにより製造することができるが、100℃以
上の温度で反応させ、ポリアミド酸の合成反応とイミド
化閉環反応を同時に行うことも可能である。しかし、高
重合度体を得るためには、ポリアミド酸合成反応は10
0℃以下、好ましくは60℃以下で行うことが望ましい
ポリアミド酸を脱水閉環させてポリイミドに変換する方
法は種々あり、以下の3通りに大別することができる。
(I)溶液中熱閉環法 ポリアミド酸溶液をそのまま100℃以上、好ましくは
120℃以上に加熱することによリイミド化を行う。こ
こで、トリエチルアミ7、ピリジン、N 、 N −ン
メチルアニリ7等の3級アミノを一添加しておくと、反
応速度を早めることができる(例えば特公昭39−30
060号公報など)。
(2)化学閉環法 ポリアミド酸溶液に脱水剤を添加し、化学的にイミド閉
環させる。脱水剤としては、無水酢酸、無水プロピオン
酸等の脂肪族酸無水物が好適である。ますこ3級アミン
を共存させることにより、反応速度を早めることができ
る。反応は室温でも十分進行するが、加熱下で行っても
構わない。また、ポリイミドをフィルムとして使用する
場合には、一端ポリアミド酸溶液をフィルムにキャスト
した後、脱水剤浴中に浸す等の手法も用いられる(例え
ば特公昭37−97号公報など)。
(3)  沈殿析出法 ボリアi F酸溶液をポリアミド酸を溶解しナイ溶媒(
例えバドルエン、ベンゼン、ヘキサン、メタノール、水
等)の中へ投じ、ポリアミド酸を沈殿/析出させる。得
られた粉末状ポリアミド酸を濾過/回収した後、100
℃以上、好ましくは120℃以上、特に好ましくは17
0℃以上に加熱するとイミド化反応が起こる。また、ポ
リアミド酸に対する貧溶媒中に、あらかじめ(2)で述
べた脱水剤を添加しておき、沈殿/析出と同時にイミド
閉環を行わせることもできる(例えばアメリカ特許箱3
.179.631号、特開昭61−234号公報など)
上記3法は必ずしも独立した方法ではなく、各々を組み
合せた手法も用いることができる。
また操作上鏝も簡便な方法は(I)の溶液中熱閉環法で
あるが、(2)あるいは(3)の方法でイミド化したポ
リイミドの方が、成形品の物性が高くなる傾向にある。
また、本発明のポリイミドは、本発明で用いられるジア
ミンから誘導されるジイソシアネー)、!=3.3’、
4.4’−ジフェニルスルホンテトラカルボッ酸二無水
物を反応させることによっても製造できる。この場合に
は、ポリアミド酸を経由せず直接ポリイミドが生成する
本発明の熱可塑性ポリイミドは一般式(I)の繰り返し
単位を主要構造単位とするが、特性を損わない(特に溶
融流動性を低下させない)範囲であれば他の共重合成分
を導入することもできる。共重合可能な酸性共重合成分
としては、ピロメリット酸、3.3’、4.4’−ベノ
ゾフエノンテトラカルボン酸、3.3’、4.4’−ビ
フェニルテトラカルボン酸、2,3.3’、4’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸、3.3’、4.4’ −ビフ
ェニルエーテルテトラカルボノ酸、1,2.5.6−ナ
フタレンテトラカルボン酸、2゜2−ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)へキサフルオロプロパン、および
それらの誘導体類を挙げることができる。また、共重合
可能なジアミン類としては、パラフェニレンジアミン、
メタフェニレンジアミノ、4 、4’−ジアミノジフェ
ニルエーテル、3.4’−ジアミノジフェニルエーテル
、4 、4’−ジアミノジフェニルメタン、4 、4’
−ジアミノジフェニルスルホン、4.4′−ジアミノジ
フェニルスルフィド、4 、4’−ジアミノジフェニル
ケトン、3 、3’−ジアミノジフェニルケトン、21
2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、214−ジ
アミノトルエン、2.6−ジアミノ1−ルエン、ヘキサ
メチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ビス(4
−アミノシクロヘキシル)メタン等が挙ケられ、共重合
可能なジイソシアネート類としては上記ジアミノのアミ
ノ基がイソシアネート基に変換されたものが挙げられる
。これらの共重合成分は多量に用いると本発明が目的と
する特性を損ねるため、50モル%以下、好ましくは3
0モル%以下にとどめるべきである。
本発明の熱可塑性ポリイミドは、そのイミド単位が一部
閘環した前駆体であるアミド酸結合にとどまっている場
合もあるが、閉環率が低いと成形時にガスの発生が多く
なるため、大部分イミド化させておくことが好ましい。
本発明の熱可塑性ポリイミドは溶融流動性に優れている
ため、通常のプラスチックの成形方法を適用し、望まし
い形状の成形品とすることができる。特に射出成形を利
用できる点が特徴であり、従来の圧縮成形しかできない
ポリイミドに比べ、成形の生産効率を大幅に高めること
ができる。成形温度としては300〜400℃が適当で
ある。本発明のポリイミドはこの温度領域で溶融流動性
と熱安定性のバランスが極めて優れている。
本発明の熱可塑性ポリイミドには必要に応じて、種々の
充填剤を添加し、望ましい特性を付与することもできる
。そのような充填剤類としては、(a)耐摩耗性向上剤
:グラファイト、カーボランダム、二硫化モリブデン、
窒化ボロン、フッ素樹脂など、山補強剤ニガラス繊維、
炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維
、カーボンウィスカー、金属繊維など、(C)難燃性向
上剤°三酸化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カル
シウムなど、(小電気特性向上剤:クレ−、マイカなど
、(e)耐トラツキノグ向上剤 石綿、ンリツJなど、
(f)耐酸性向上剤:硫酸バリウム、ンリカ、メタケイ
酸カルシウムなど、(g)熱伝導度向上剤 鉄、亜鉛、
アルミニウム、銅など、O〕)その他 ガラスピーズ、
アルミナ、クルク、ケイノウ土、水和アルミナ、チタン
酸カリウムQイスカー、各種金属酸化物、無機質顔料類
などの化合物類を挙げることができる。
〈実施例〉 以下、実施例により本発明をさらに詳述する。
なお、各種物性の測定は次の方法に準じて行った。
曲げ強さ ・・・Φ・ASTM  D790また、重合
体の分子量の目安となる対数粘度は、ポリアミド酸につ
いてはN 、 N −*メチルアセトアミド中、濃度0
5g/dβ、温度30℃の条件で測定し、ポリイミドに
ついては濃硫酸中、濃度052/dlV1温度30℃の
条件で測定した。
実施例1 544つロフラスコに、2,2−ビス〔4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル〕プロパン246.3 F (
0,6mol )とNUN−i;メチル7セトアミド4
.04を入れ、よく攪拌して均一な溶液とした。次に、
アメリカ特許筒3.022.320号の方法に従って合
成した3、3’、4.4’−ジフェニルスルホンテトラ
カルボン酸二無水物215.Of (0,6mol)を
水冷下、徐々ニ加え、さらに1時間攪拌を続けることに
より対数粘度1.02dβ/fのポリアミド酸溶液を得
た。
次にこの溶液をトルエン30e1無水酢酸1.541ピ
リレン15βよりなる混合液中に激しく攪拌しながら徐
々に添加し、生じた沈殿を濾過した。これをアセトノで
2回洗浄後、熱風乾燥機中100℃で8時間乾燥し、さ
らに粉砕した後、真空乾燥機中230℃で5時間乾燥す
るとポリイミド粉末380fが得られた。なお、粉砕に
はホソカワミクロノ(株) 製のパンタムミルを用いた
ここで得られた重合体の理論的構造単位は次の通りであ
る。また元素分析結果は下記の通りであり、理論値と良
い一致を示した。
COCCH3 1]11 A C43N2 s N20s S +元素分析結果 次に得られた重合体粉末を、ブラベンダープ−17−0
1へ ラストグラフエクストルーダーに供給し、処理温度36
0℃で溶融混練しながら押し出してペレットとじた。こ
のペレットの対数粘度を測定したところ、0.56d1
7/gであった。引き続いてペレットを射出成形機(バ
レル温度350〜370℃、金型温度180〜200°
C1躬出圧力1.400〜1.800 kq f / 
d )にかけて試験片を作成し、物性測定を行ったとこ
ろ第1表に示すように強度、耐熱性共に優れたものであ
つtこ。
実施例2〜6 2.2−ビス[:4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕プロパンの代わりに、第2表に示したジアミノを用
いる以外は全て実施例1と同様な方法により、重合およ
び射出成形を行った。
重合体の理論構造単位、対数粘度および成形品の物性を
第2表に示した。得られたポリイミドは、いずれも成形
性良好でかつ強度、耐熱性共に優れたものであった。
比較例1 実施例1において、2.2−ビス[:4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル]プロパンの代ワリに、4 、4
’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる以外は実質的
に同様な方法で重合を行い、下記の理論構造単位を持ち
、ポリアミド酸の段階での対数粘度が1.20の重合体
を得た。
? ’    Il OO この重合体を実施例1と同様な方1法でペレット化しよ
うと試みたが、溶融流動性に乏しく、処理温度を400
℃に上げても均一溶融したペレットは得られなかった。
また、これ以上温度を」二げると樹脂の分解が起きたた
め、結局溶融成形は不可能であった。
〈発明の効果〉 実施例および比較例より明らかなように、本発明の熱可
塑性ポリイミドは、溶融成形性が良好であり、かつポリ
イミド本来の優れた機械強度、耐熱性を有している。従
−つで成形生産性の高い射出成形方式により、高性能の
成形物品を作り出すことができるため、電気・電子機器
産業、自動車産業、事務用機器産業、航空・宇宙産業等
における耐熱性素材として有用である。
特許出願人 東 し 株 式 会 社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) で表わされる繰り返し単位を主要構成成分とし、かつ濃
    硫酸中、濃度0.5g/dl、温度30℃の条件で測定
    した対数粘度が0.2〜5.0dl/gの範囲であるこ
    とを特徴とする熱可塑性芳香族ポリイミド重合体。(式
    中、Xは−S−、−C−、▲数式、化学式、表等があり
    ます▼または▲数式、化学式、表等があります▼を示す
    。)
JP30803187A 1987-12-04 1987-12-04 熱可塑性芳香族ポリイミド重合体 Pending JPH01149830A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165624A (ja) * 1987-12-23 1989-06-29 Sumitomo Bakelite Co Ltd 耐熱性樹脂の製造方法
JPH1045910A (ja) * 1996-08-01 1998-02-17 New Japan Chem Co Ltd ポリイミド樹脂及びその製造方法
JP2006282882A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Kaneka Corp ポリイミド樹脂の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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