JPH02145620A - 熔融加工可能な芳香族ポリアミド - Google Patents

熔融加工可能な芳香族ポリアミド

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JPH02145620A
JPH02145620A JP1267953A JP26795389A JPH02145620A JP H02145620 A JPH02145620 A JP H02145620A JP 1267953 A JP1267953 A JP 1267953A JP 26795389 A JP26795389 A JP 26795389A JP H02145620 A JPH02145620 A JP H02145620A
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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】 本発明は新規部類のポリアミド及びその製造方法に関す
る。
本発明を要約すれば、熔融加工可能な芳香族ポリアミド
が或種のN、N’−イソ7りロイルビス(ラクタム)化
合物を或種の芳香族ジアミンと反応させることによって
得られることである。
本発明の技術的背景 アラミドは一般に高温用重合体である。市販のアラミド
、ポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)及びポリ(
p−7エニレンテレフタルアミド)は熔融する前に加熱
により分解する熱的に安定な重合体である。従ってそれ
らは少量の重合体及び、メタアラミドの場合はCaC1
2のような大量の塩を含む溶液から加工される。それら
は例えばイソフタロイルクロリド又はテレフタロイドク
ロリドを溶剤の存在下にm−フェニレンジアミンのよう
な芳香族ジアミンと反応させることから成る酸塩化物法
により製造することができる。ポリ(m−7エニレンイ
ソフタルアミド)の製造の場合は、反応中に発生するF
(CIはCa (OH)2のような塩基で中和される。
次いでポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)溶液は
乾式紡糸される。
芳香族ジアミンと芳香族二塩基酸との普通の熔融縮合は
起こらないか、又は低分子量、不融性の物質が得られる
結果を招くから、酸塩化物法がアラミドの合成に使用さ
れる。他方酸塩化物法は(1)装置の塩化物に関連する
腐食、及び(2)繊維から溶剤及び塩を除去することが
必要であるというそれ自身の欠点を有している。更に酸
塩化物法により製造された重合体は通常非熔融性であり
、そのため熔融加工が可能ではない。
熔融法により塩を含まないアラミド又はアラミド共重合
体を製造することは努力に値する目的であった。かよう
な重合体及び共重合体は高いガラス転移温度Tい及びア
ラミドの良好な熱的安定性、及び同時に優れた電気的性
質を持った塩類を含まない生成物を与える低価格の熔融
加工が可能である利点を有している。
それらの高い熱的安定性及び良好な電気的性質のために
、アラミド繊維は防炎繊維布及び電動機中の電気絶縁紙
のような、各種の耐熱性製品を製造するのに使用されて
いる。
本発明の総括 本発明は本質的に下記の繰り返し単位:及び 上式中 nは4又は5であり;Xは0.Olないし0゜50、好
適には0.03ないし0.3であり;及び生成するポリ
アミドはArが1.3−フェニレンである時に少なくと
も0.7のインヘレント粘度を有することを前提として
、Arは1.3−フェニレン、1−メチル−2,4−フ
ェニレン、l−エチル−2,4−フェニレン、3.4′
−オキシジフェニレン、l、3−ビス(3−)ユニしン
オキシベンゼン)及ヒ1.4−ビス−(4−フェニレン
オキシ)=2−フェニルベンゼンから成る部類の少なく
とも一種の二価の芳香族残基又は該部類の各成分の混合
物である、 から成る熔融加工可能なポリアミドを提供する。
又本発明にはカプロラクタム、バレロラクタム及び3−
メチルバレロラクタムの部類のラクタムで可塑化された
該ポリアミドの熔融加工可能な組成物も含有される。本
発明の好適なポリアミドは後記の方法で測定して、少な
くとも0.7のインヘレント粘度を有する。
ポリアミドを製造する本発明の方法は、メタフェニレン
ジアミン、1−メチル−ー2.4−フ二二レンジアミン
、l−エチル−2,4−フェニレンジアミン、3.4’
−ジアミノジフェニル−エーテル、l、3−ビス(3−
アミノフェノキシ)ベンゼン、1.4−ビス(4−アミ
ノフェノキシ)=2−フェニルベンゼン又はそれらの混
合物の部類の芳香族ジアミンを、N、N’−イソフタロ
イル(カプロラクタム)、N、N’−イソフタロイルビ
ス(バレロラクタム)及びN、N″−イソフタロイルビ
ス(3−メチルーバレロラクタム)から選択され、該ビ
ス(ラクタム)が1g当たり30 m eq、(マイク
ロ当量)よりも少ないカルボキシル基を有している、N
、N’−イソフタロイルビス(ラクタム)と事実上等モ
ル量で及び180°Cないし280°Cの温度で反応さ
せることから成っている。
得られる重合体の熔融加工された繊維及びフィルム、並
びに新規先駆体であるN、N’−イソフタロイルビス(
バレロラクタム)及びN、N’−イソフタロイルビス(
3−メ外ルーバレ口ラクタム)も本発明の一部である。
本発明の詳細 な説明はポリアミドの新規部類、及び或種のN。
N′−イソフタロイルビス(ラクタム)単量体と、ビス
(カプロラクタム)又はビス(バレロラクタム)の場合
について下記に示したように、或種の芳香族ジアミン: o   0     0  0 −〉 上式中 X及びArは上に定義された通りである、との反応によ
るそれらの製造に関する。本発明の好適な重合体は下記
の単位から成り、ビス(バレロラクタム)が使用されて
いる共重合体:及び 上式中Xは上記の通りである、 である。使用されるビス(ラクタム)単量体はN。
N′−イソフタロイルビス(バレロラクタム)  (I
BV)(n=4) 、N、N’−イソフタロイルビス(
3−メチルバレロラクタム)(I’B3MV)及びN、
N’−イソフタロイルビス(カブ、ロラクタム)(IB
C)(n−5)である。使用される芳香族ジアミンはm
−フェニレンジアミン(MPD)、l−メチル−2,4
−フェニレンジアミン、1−エチル−2,4−フェニレ
ンジアミン、3.4’ジアミノジフェニル−エーテル(
3,4’−DDE)、1.3−ビス(3−アミノフェノ
キシ)ベンゼン又は1.4−ビス(4″−アミノフェノ
キシ)−2−フェニルベンゼンである。これらのジアミ
ンは個々に又は混合物として使用することができる。
p−フェニレンジアミン(PPD)及び4,4′ジアミ
ノジフエニルエーテルのような多数の他の芳香族ジアミ
ンは、それらが得られるポリアミドの所望の性質に悪影
響を与えない限り前述のジアミンの一部を代替すること
ができる。
或種のラクタムは或種のジアミンと反応すると、熔融紡
糸に適しない不均一な生成物を形成することが見出され
た。これは例えば下記の実施例7に述べられるように沈
澱の存在により立証される。
かような生成物は反応成分の厳密な選択によって一般に
避けることができる。実施例7においては、カールホキ
シル基の少ない(ビス)ラクタムの使用によって不均一
性を無くすることができた。芳香族ジアミンの混合物の
使用は、他のビス(ラクタム)単量体よりもビス(カプ
ロラクタム)の使用に切り替えたようにして、問題を克
服することも見出されている。
得られた重合体はその場で発生するラクタムにより可塑
化される。これは必要に応じ重合体から抽出することも
できる。可塑化された重合体及びラクタムを抽出された
重合体の両者共繊維、フィルム及び成形体として熔融加
工可能である。“熔融加工可能(melt−proce
ssible)”という用語は、過度な分解を受けるこ
となく、ポリアミドが繊維として熔融紡糸され、フィル
ムとして熔融圧延され、又は成形体として熔融押出され
ることができることを意味する。
IBC,IBV及びIB3MVの製造 IBCは下記の方法により製造された:2aの三ロフラ
スコに機械的撹拌機、還流冷却器及び滴下濾斗を取り付
けた。装置を窒素下に徹底的に乾燥した。フラスコに1
139(1,0モル)のカプロラクタム、101g (
1,0モル)のトリエチルアミン、及び500m12の
トルエンを入れた。混合物を撹拌し、氷で冷却した。1
50mQのトルエンに溶かした1 01.5g (0,
5モル)のイソ7りロイルクロリドの溶液を40分間に
互って滴下して加え、添加が完了した後、反応混合物を
室温で30分間撹拌し、次いで濾過した。白色固体を風
乾し、200mQの水中で撹拌してEt。
NH”CI−を除去し、次いで濾過して各回10100
Oの蒸留水を用いて濾紙上で二回洗浄しした。
固形物を80°Cの真空炉中で一夜乾燥した;収量15
4g (86,5%)。融点は139−140であった
IBVは下記の方法で製造された: 2Qの三ロフラスコに機械的撹拌機、還流冷却器及び滴
下濾斗を取り付けた。装置を窒素下に徹底的に乾燥した
。フラスコに1499  (1,5モル)のバレロラク
タム(2−ピペリドン)、152g (1,5モル)の
トリエチルアミン、及び750rRQのトルエンを入れ
た。混合物を撹拌した。
250mQのトルエンに溶かした152g (0,75
モル)のイソフタロイルクロリドの溶液を30分間に互
って滴下して加えた。添加の際反応が極めて激しくなっ
て添加が完了した後、反応混合物が冷却するまで数時間
撹拌した。次いでそれ以上撹拌することなく一夜放置し
た。スラリーを真空濾過しフィルターケーキを少量(フ
ィルターケーキを湿らせるのに充分な量)のトルエンで
洗浄し、次いでアスピレータ−乾燥した。反応フラスコ
をiffの水で洗浄してフィルターケーキ中のトリエチ
ルアミン塩酸塩を溶解した。フィルターの内容物を穏や
かに撹拌し、水相を濾別した。ケーキを合計4Qの少量
づつの水で洗浄し、次いで再度アスピレータ−乾燥した
。ついでケーキをガラス皿に入れて80°Cで真空炉中
で一夜乾燥した。乾燥後重量211g (85,8%)
の生成物はN、N’−イソフタロイルビス(バレロラク
タム)であり、163−164°Cの融点を持っていた
1B3MVは下記の方法で製造された:14の三ロフラ
スコに機械的撹拌機、還流冷却器及び滴下濾斗を取り付
けた。装置を窒素下で徹底的に乾燥した。フラスコに5
6.5g (0,5モル)の3−メチルバレロラクタム
(3−メチル−2−ピペリドン) 、50.5g (0
,5モル)のトリエチルアミン、及び250m12の乾
燥トルエンを入れた。混合物を水浴中で冷却し、撹拌し
た。100mQのトルエンに溶かした5 0.75g 
(0,25モル)のインフタロイルクロリドの溶液を1
5分間に互って滴下して加えた。目に見える僅かな量の
固体を持って黄色い外観を有する混合物を室温で3時間
撹拌した。固形物の存在量は殆ど又は全く増加したよう
には見えなかった。次いで溶液を濾過した。濾紙上の固
形物は水に溶解性(恐らくトリエチルアミン塩酸塩)で
あり、投棄した。
黄色い濾液を蒸留した。ペースト状の黄色い固体が残っ
た。200mQのエタノール中で30分間撹拌し、濾過
すると濾紙上に白色の固形物が残った。
白色固形物を50m(2づつのエタノールで二回洗浄し
、80°Cで3時間真空炉中で乾燥した。乾燥後49g
の重量の生成物についてプロトン−NMR測定を行うと
、生成物はN 、N’−イソ7りロイルビス(3−メチ
ルバレロラクタム)として同定されたものと一致した;
融点123°C0前述の手法により得られた粗製生成物
はカルボキシル基を種々な量で含んでいる。カルボキシ
ル基はイソフタル酸又はイソフタロイルモノラクタムか
ら誘導される。ものと信じられ、最終重合体組成物に影
響を与える。カルボキシル基の含量は粗製生成物を塩水
溶液、例えば希薄な炭酸ナトリウム水溶液で洗浄するこ
とにより、又はメタノール又はエタノールで洗浄するこ
とにより減らすことができる。実際にカルボキシル基を
含まないビス(ラクタム)を、適当な溶剤、例えば、I
BCにはテトラヒドロ7ラン又はアセトン、及びIBV
にはアセトニトリル/メタノール又はメチルエチルケト
ンから再結晶することにより製造することができる。下
記の実施例では、指示されたカルボキシル濃度を有する
N、N’−イソフタロイルビス(ラクタム)化合物がこ
の方式で粗製ラクタム化合物を処理することにより得ら
れている。カルボキシル基濃度は技術上周知の滴定法に
より容易に測定することができる。
イソフタロイルビス(ラクタム)化合物は上記のように
芳香族ジアミンと重合する。重合は180°C以上、好
適には220℃ないし280℃の間の温度で行われる。
一部の重合の際に真空に引くことによって或種のラクタ
ムを除去することにより、そうしない場合よりも一層高
い分子量の重合体の製造が可能であることが見出された
。次いで核磁気共鳴、NMR,及びT1測定を行う前に
、重合体を摩砕し、沸騰メタノール中で洗浄し、約10
0°Cで真空炉中で乾燥した。少なくとも0゜7のイン
ヘレント粘度を有する、繊維形成分子量の重合体が製造
される。測定は下記のように行われた。重合体はビス(
ラクタム)出発物質からその場で生成した相当量のラク
タムを含有していてもよい。ラクタムの存在は重合体を
可塑化し、熔融加工し易くする。しかし必要に応じてそ
の場で生成したラクタムの事実上総てを抽出法により除
去することもできる。
試験方法 イソ7りロイルビス(ラクタム)のカルボキシルの測定 イソフタロイルビス(ラクタム)中のカルボキシル濃度
はG、B、テーラ−(Taylor)及びJ、E、ウォ
ルツ(Wa l tz)によりアナリティカル・ケミス
トリー(Anal、 Chem、)、上ユ、448 (
1948)に記載された滴定法により測定される。
重合体組成の測定 本発明の共重合体の組成の測定は重水素化合物ジメチル
スルホキシド(DMSO−d6)中における共重合体試
料のプロトン−NMRスペクトルの測定により行われる
。試験すべき重合体試料が既に微粉末状になっていなけ
れば、最初に粒子状に摩砕し、沸騰メタノール中で充分
に洗浄して遊離のラクタム化合物のようなメタノールに
可溶性の物質を除去する。試料は沸騰メタノール中で少
なくとも二回、試料1g当たり少なくとも約8m(1の
メタノールを使用し、各回少なくとも30分間かけて洗
浄しなければならない。試料を洗浄後、100°Cで少
なくとも3時間真空炉中で乾燥する。
次いでニコレット(Nicolet)N T −300
スペクトル計又は相当機器を使用して、DMSO−d8
溶液中の試料のプロトン−NMRスペクトルを記録する
。次いで夫々脂肪族及び芳香族アミド−NH−プロトン
に特徴的な曲線部分の−NH−プロトン吸収吸収曲線面
積を積分し、次いでそれらをNH−プロトン吸収の総面
積と比較することにより、共重合体中の脂肪族及び芳香
族部分の相対的モル量を測定する。積分された面積は下
記:芳香族アミド−NH−プロトン=10.67ないし
10.30ppm(面積”A”) 脂肪族アミド−NH−プロトン−10,06ないし9.
82ppm(面積”B”) に対応する曲線の部分で、通常百万分の一部(ppm)
の化学シフトとして表現されて記載される。
脂肪族アミドはアミド基の窒素原子又はカルポーニル基
のいずれか、又は両方が脂肪族炭素原子に結合している
アミドとして定義される。芳香族アミドはアミド基の窒
素原子又はカルボニル基のいずれか、又は両方が芳香族
炭素原子に結合しているアミドとして定義される。共重
合体中の脂肪族成分、例えばカプロラクタムから誘導さ
れた成分に対する−(C=O)   (CHz)s  
NH−の重量%又はモル%で表した量の計算には下記の
近似式: 上式中、A及びBは上に定義した通りであり、FW、=
芳香族アミド繰り返し単位の分子式量、例えば−NHC
6H4NH(C=○) C6H,−(C=O)に対してはFW、−330、及び FW、−脂肪族アミド繰り返し単位の分子式量、例えば
−(C−0)   (CH2)s  NH−に対しては
、FW、= 113、 が使用される。
ガラス転移温度の測定 共重合体のガラス転移温度、T、は共重合体の試料を、
デュポン(duPont)2100型熱分析計(The
rmal Analyzer)を使用した以外は、J、
P、オブライエン(O″Br1en)による米国特許第
4,501,886号、第4欄、1O−20行に記載さ
れた方式で、示差走査熱量計(D S C)試験にかけ
ることによって測定され、約180−250°Cの範囲
の転移を共重合体の試料のT、とじて採用した。
インヘレント粘度 適当な溶剤に可溶な重合体のインヘレント粘度は通常重
合体の重合度の目安として使用され、25°Cにおける
溶剤中の濃度Cの重合体の溶液の流下時間を測定するこ
とにより下記式: 上式中、tは溶液の流下時間であり、toは溶剤単独の
流下時間である、 により定義される。本発明の共重合体の場合は、インヘ
レント粘度は溶剤としてジメチルアセトアミド(CMA
C)の4重量%塩化リチウム(LiCI)溶液を使用し
、溶剤100mQ当たり約0゜5gの濃度に共重合体の
試料を溶解して測定されIこ 。
下記の実施例は本発明を説明するためのものであって、
本発明を限定することを意図するものではない。
実施例 1 本実施例においては、IBCを3.4’−DDEと反応
させた。重合反応の際にカプロラクタムが遊離し、反応
が進行している間に幾分かは混合物から蒸留された。生
成し゛た共重合体は残留するカプロラクタムにより可塑
化され、繊維として熔融紡糸された。
蒸留冷却器を備えたガラス管反応器中で重合体を製造し
た。下記の量の成分を反応器中に装入した:1g当たり
7.3マイクロ当量(meq、)のカルボキシル基を含
む17.80g (0,05モル)のIBC,及び10
.00g (0,05モル)の3゜4’−DDE6Nz
/真空サイクルを繰り返して反応混合物を徹底的にパー
ジし、次いでHg柱27mmの減圧下でウッド合金浴中
で250°Cに加熱した。混合物は熔融し、数分後には
カプロラクタムが蒸留し始めた。5.5g (理論量の
50%)のカプロラクタムが集められた後、窒素を導入
して大気圧とし、窒素下で反応混合物を250°Cに6
時間保持した。その結果、残留カプロラクタムと溶解状
態にある、 透明な淡黄色の可塑化された共重合体の栓状物(plu
g)が得られた。反応管を室温まで冷却し、管を破壊し
て、可塑化された共重合体の栓状物を単離した。約3g
の栓状物を摩砕して粒子とし、2QQmQの沸騰メタノ
ール中で各回1.5時間かけて二回洗浄して、カプロラ
クタム及び他のメタノール溶解物質を抽出し、洗浄した
共重合体を110°Cの真空炉中で3時間乾燥した。イ
ンヘレント粘度は1.31で、あった。そのT、(DS
Cによる)は211.9°Cであった。可塑化された重
合体の組成はプロトン−NMRスペクトルによって下記
:共重合体:アラミド繰り返し単位−72,5重量%(
共重合体の79.5モル%) −(Co)−(CH2)sNH繰り返し単位=6.4重
量%(共重合体の20.5モル%)遊離のカプロラクタ
ム−21,1重量%のように確定された。可塑化された
共重合体の他の部分をプラグ中で125°c15000
psi15分間でプレスし、5穴紡糸口金を用いて29
00Cで紡糸した。紡糸した糸のデニールは97であり
、その強力(T)は0.66gpdであり、その伸び(
E)は170.0%であった。
実施例 2 本実施例においては、撹拌機を備えたオートクレーブ中
でIBCを3.4’−DDEと反応させた。
遊離したカプロラクタムは反応が進行中は留去されなか
った。得られた重合体はフィルムに成形された。
重合体は下記のようにして製造された:1g当たり16
meq、のカルボキシルを含む28489 (8,0モ
ル)のIBC,及び1600g (8,0モル)の3,
4″−DDEをオートクレーブ中に装入した。オートク
レーブをN、で徹底的にパージし、閉じて後加熱した。
1時間後、温度は170°Cに到達し、撹拌機を2Or
pmで回転し始めた。更に1時間後、温度は250°C
に到達し、オートクレーブの内部圧は80ps iとな
った。この時点で、撹拌機の速度を5rpmに減らし、
温度を250°Cに保持し、次いで1.5時間かけてオ
ートクレーブの圧力を大気圧に戻した。30分間後。撹
拌機を停め、約15分間オートクレーブの底部に共重合
体を溜まらせた。次いでN2下にリボン状に押出し、水
浴中で急冷した。
残留するカプロラクタムと溶解状態にある約209の固
化した共重合体 を摩砕し、各回3時間かけて3001の沸騰メタノール
中で二回抽出した。抽出された重合体を100℃の真空
炉中で24時間乾燥した。そのインヘレント粘度を測定
したところ0.86であった。
そのプロトン−NMRスペクトルは共重合体鎖中に13
.6%(34,2モ/L、%’) の−(C=O)−(
CHz)s  NH−繰り返し単位を示し、即ち、Xは
0.34であった。
可塑化された共重合体の残り3.86 kg  (8゜
51bs)を約1.6mmの粒子に切断し、上記と本質
的に同じ方法で3iのメタノールで抽出した。次いで抽
出した重合体を100°Cの真空炉中で24時間乾燥し
た。次いで厚さ約0.7ないし9ミルの範囲の透明なフ
ィルムとして押出した。
一つのフィルム(厚さ約5.5ミル)を200°Cで各
方向に二軸的に2×延伸し、約1.37ミルの厚さとし
た。その引張強度は下記の表に記載されている: 表 強力 伸び ヤング率 13.8Kpsi (95,2MPa) 26.3% 614Kpsi (4237MP a) 実施例 3 本実施例は実施例2と同じ成分から類似の方式で製造さ
れた実施例2と類似の重合体の熱可塑性成形樹脂として
の使用を示している。IBCは1g当たり7.3meq
、のカルボキシルを含んでいた。反応が進行する際に遊
離したカプロラクタムの幾分かは実施例1と同様に混合
物から留去した。
残留するカプロラクタムは圧縮成形の前に重合体から抽
出された。重合体のインヘレント粘度は1゜Olであっ
た。そのプロトン−NMRスペクトルは共重合体鎖中に
8.6%(21,6モル%)の(c−o)−(cH2)
s−NH−繰り返し単位を示し、即ち、Xは0.22で
あった。そのT、 (D S Cによる)は207.9
°Cであった。
抽出された重合体を305°C/1380psi/15
分間で厚さ3.172vmを有する15.2cmX15
.2cmの板として圧縮成形した。それらの静的引張強
度は下記の表に示されている。
表 強力       12.4Kpsi (85,5MPa) ヤング率    560Kpsi (3861MPa) ポアソン比     0.3 剪断弾性率   215Kpsi (1482MPa) 実施例 4 本実施例においては、IBVをバレロラクタムの遊離を
伴いながら3.4’−DDEと反応させて幾分かのバレ
ロラクタムにより可塑化された共重合体を形成した。重
合体をメタノールで抽出して遊離のラクタムを除去し、
メタノール抽出共重合体を、強度及び弾性率を増強させ
るために延伸することができる強い繊維として熔融紡糸
した。
反応が進行する際、反応物から遊離するバレロラクタム
を混合物から蒸留しない方式で、一定量の3.4’−D
DEをIBVと反応させた。
機械的撹拌機を備えたガラス管反応器中に1g当だ’1
14.9meq、のカルボキシルを含む6゜569  
(0,02モル)のIBV及び4.OOg (0902
モル)の3.4’−DDEを入れた。窒素/真空サイク
ルを繰り返して反応混合物を徹底的にパージし:次いで
窒素下にウッド合金浴中で250°Cに加熱した。混合
物が熔融すると直ちに撹拌を開始した。反応混合物は9
0分間に互って完全に粘稠となった。反応混合物を室温
に冷却した。
生成物は残留するバレロラクタムと溶解状態にある可塑
化された共重合体(3,4’−DDE■15)の透明な
栓状物であった。栓状物を粒子状に摩砕し、粒状共重合
体を200m(2の量のメタノール及び各回2時間煮沸
して、沸騰メタノール中で三日洗浄してバレロラクタム
及び他のメタノール可溶物質を抽出した。次いで洗浄さ
れた生成物を100 ’Oの真空炉中で3時間乾燥した
。この生成物は白色で、0.70のインヘレント粘度を
有していた。そのプロトン−NMRスペクトルは共重合
体鎖中に4.9重量%(14,66モル%)の−(C=
O)(CH2)4  NH−繰り返し単位を示し、即ち
、Xは0.15であった。そのガラス転移温度、T□は
DSC試験によれば225°Cであった。
重合の際に発生するバレロラクタムの幾分かを真空中で
留去した以外は事実上同じ方法を用いて別に重合を行っ
た。
ステンレス鋼の螺旋形撹拌機と蒸留冷却器を取り付けた
ガラス管反応器中に、60.0g (0,3モル)の3
.4’−DDE及び1g当たり28.6meq、のカル
ボキシルを含む98.49  (0,3モル)のIBV
を入れた。この混合物に酸化防止剤として0−0197
gのフェニルホスフィン酸を添加した。系を窒素/真空
サイクルを用いて徹底的にパージし、次いで水銀柱70
mmの真空下に置いた。次いでウッド合金浴中で250
°Cに加熱した。混合物が熔融し、バレロラクタムが混
合物から蒸留し始めた。受器中に20.49のバレロラ
クタム(全混合物中のバレロラクタムの理論量59.4
gの34.3%)が集められた後、反応混合物を窒素下
に入れ、混合物を90分間撹拌した。
次いで室温に冷却した。生成物は残留するバレロラクタ
ムと溶解状態にある3、4″−DDE−115の透明な
栓状物であった。管を破壊することによって栓状物を単
離した。栓状物を粒子状に摩砕し、粒状共重合体を80
0++o2の量のメタノール及び各回2時間煮沸して、
沸騰メタノール中で三回洗浄してバレロ之りタム及び他
のメタノール可溶物質を抽出した。次いで洗浄された生
成物を100°Cの真空炉中で12時間乾燥した。この
生成物は白色で、0.71のインヘレント粘度を有して
イタ。そのプロトン−NMRスペクトルは共重合体鎖中
に4.4−5.3重量%の−(C=O)−(CH2)4
  NH−繰り返し単位を示し、即ち、Xは0.15で
あった。そのガラス転移温度、T1はDSC試験によれ
ば224.1℃であった。
前節に記載されたように製造され、メタノール抽出され
た約40gの共重合体を289℃で5分間プラグ中で圧
延した。プラグを5穴紡糸口金を用いて325°Cで熔
融紡糸し、165dtex(150デニール)、5フイ
ラメント糸とした。紡糸したままの強力は2.459/
dtex (2,7gpd)、その伸びは90%、及び
その弾性率は3Qg/d t ex (33gpd)で
あった。2200°0で1.3×に延伸すると、その強
力は2.99/d t ex (12gpd) 、その
伸びは72%及びその弾性率は37.3g/d tex
 (41gpd)であった。
実施例 5 本実施例においてはIB3MVを3−メチルバレロラク
タムの遊離を伴いながら3.4’−DDEと反応させて
、幾分かの3−メチルバレロラクタムで可塑化された共
重合体を生成した。可塑化された共重合体は単量体を除
去するために抽出されjこ 。
機械的ガラス撹拌機を備えたガラス管反応器中に1g当
たり3.0meq、のカルボキシルを含む7.12g 
(0,02モル)のIB3MV及び4゜00g (0,
02モル)の3.4’−DDEを入れた。反応混合物を
窒素/真空サイクルを用いて徹底的にパージし、次いで
窒素下に置いてウッド合金浴中で250°Cに加熱した
。混合物は約5分間以内に熔融して淡黄色の濁った液体
となった。撹拌を開始した。最初の30分間で混合物は
透明に変わり琥珀色となった。1時間以内に粘稠となっ
た。3時間後に、まだ熱いうちに重合体を引き出した。
透明でフィルム状である生成物は、残留する3−メチル
バレロラクタムと溶解状態にある可塑化された共重合体
(3,4’−DDE1/3 MV)であった。粒子状に摩砕し、粒状共重合体を10
011112の量のメタノール及び各回2時間煮沸し、
沸騰メタノール中で三回洗浄して3−メチルバレロラク
タム及び他のメタノール可溶物質を抽出した。次いで洗
浄された生成物をlOOoCの真空炉中で3時間乾燥し
た。この生成物は0.70のインヘレント粘度を有して
いた。そのプロトンNMRスペクトルは共重合体鎖中に
1.9重量%(5,35モル%)の −C−CH(CHz) s  N H−繰り返し単位を
示し、即ち、Xは0.05であった。そのガラス転移温
度、T5はDSC試験によれば200.8°Cであった
実施例 6 本発明実施例においては、3.4’−DDE (50モ
ル%)及びMPD(50モル%)の混合物がIBCと反
応して共重合体を生成する。
撹拌機を備えていないガラス管反応器中に1g当たり8
meq、のカルボキシルを含む7.129(0,02モ
ル)のIB3MV及び4.OOg (0゜02モル)の
IBC及び1.08g (0,01モル)のm−7エニ
レンジアミン(MPD)及ヒ2.009 (0,01モ
ル)の3.4’−DDEを入れた。
反応混合物を窒素/真空サイクルを用いて徹底的にパー
ジし、次いで窒素下に置いてウッド合金浴中で250°
Cに加熱した。混合物が熔融すると直ちに、混合物を手
動的に振盪して混合物を混合しI;。次いで混合物を6
時間窒素下に放置した。この間反応混合物は透明なまま
であった。次いで混合物を室温に冷却した。生成物は残
留するカプロラクタムと溶解状態にある可塑化された共
重合体(3,4’−DDE/MPD−I/6)上式中A
rは であった。可塑化された共重合体を粒子状に摩砕し、粒
状共重合体を200mQの量のメタノール及び各回3時
間煮沸して、沸騰メタノール中で二回洗浄してカプロラ
クタム及び他のメタノール可溶物質を抽出した。次いで
洗浄された生成物を100°Cの真空炉中で3時間乾燥
した。この生成物は0.73のインヘレント粘度を有し
ていた。そのプロトン−NMRスペクトルは共重合体鎖
中に16.6重量%(33,3モル%)の (C=O)(CH2)s  NH−繰り返し単位を示し
、即ち、Xは0.33であった。そのガラス転移温度、
T、はDSCによる測定によれば203゜5℃であった
実施例 7 機械的ガラス撹拌機を備えたガラス管反応器中に、1g
当たり21.3meq、のカルボキシルを含む7.12
g (0,02モル)のIBC及び2゜12g (0,
02モル)のMPDを入れた。混合物を窒素/真空サイ
クルを用いて徹底的にパージし、次いで窒素下に置いて
ウッド合金浴中で250°Cに加熱した。混合物は熔融
し、数分間以内に粘稠化し始めた。90分間に互ってそ
れは全く粘稠化した。熔融混合物中には沈澱は観察され
なかった。重合はそれを室温に冷却することによって停
止された。生成物は残留するカプロラクタムと溶解状態
にある可塑化された共重合体 (MPD−I/6)であった。可塑化された共重合体の
栓状物を5穴紡糸口金から熔融紡糸してフィラメントを
形成した。可塑化された共重合体の栓状物を摩砕して粒
状とした。可塑化された粒状共重合体を100m12の
量のメタノール及び各回30分間煮沸し、沸騰メタノー
ル中で二回洗浄してカプロラクタム及び他のメタノール
可溶物質を抽出した。次いで洗浄された生成物を100
°Cの真空炉中で3時間乾燥した。この生成物は0.7
8のインヘレント粘度を有していた。そのプロトンNM
Rスペクトルは共重合体鎖中に22.8重量%(38,
4モル%)の (C= O)  (CH2)S  N H−繰り返し単
位を示し、即ち、Xは0.38であった。そのガラス転
移温度、T1はDSCによる測定によれば200゜6°
Cであった。一定量の洗浄された粒状生成物をポリテト
ラフルオロエチレンで被覆されたアルミニウム箔上に置
き、330°Cの温度で及び13゜8MPa (200
0ps i)の圧力で5分間圧延した。容易に箔から剥
離できる透明な柔軟性フィルムが形成された。
IBC試薬試薬92尚 ホキシルを含む以外は、同様な反応を繰り返した。
再度熔融状態においては、沈澱が観察されなかった。し
かし洗浄された粒状生成物は僅か0.49の内部粘度を
有していた。前節に記載された手法7こ従って粒状生成
物からフィルムを圧延することを試みると、粒子は箔に
付着しフィルムが生成しないことが観察された。
夫々1g当たり91.2及び399.4meq。
のカルボキシルを含むIBC試薬を使用する以外は、同
様な反応を二回繰り返した。これらの反応の各々におい
て、熔融混合物中に白色沈澱が観察された。洗浄された
粒状物はこれらの各々の場合僅か0.28の内部粘度を
有していた。前節に記載された手法に従って粒状生成物
からフィルムを圧延することを試みると、粒子は箔に付
着しフィルムが生成しないことが観察された。
N、N’−イソフタロイルビス(バレロラクタム)及び
N、N’−イソフタロイルビス(3−メチルバレロラク
タム)は本発明の重合体を製造する際にN、N’−イソ
フタロイルビス(カプロラクタム)より優れた予期しな
い利点を提供する。
バレロラクタム及び3−メチルバレロラクタムの両者は
、熔融重合反応の際にカプロラクタムがIBCより遊離
するよりも一層容易にrBV及び■B3MVから遊離し
、それにより重合体中の脂肪族含量の低濃度化及び、な
お充分に熔融加工性を許容しながら重合体の芳香族性に
より提供される性質の低下の減少がもたらされる。遊離
したラクタムは留去して再使用のために回収することが
できる。脂肪族含量の水準はX価によって実施例中に示
されている。
実施例8 この実施例では、IBCをガラス管反応器の中で3.4
’ −DDE及びPPDの混合物と反応させ、その際重
合が終了するまで反応において放出されたカプロラクタ
ムは除去しなかった。下記の量の成分を反応器に仕込ん
だ:48.9ミリ当量/gのカルボキシルを含むIBC
7,12g(0゜02モル)、3.4’−DDE2.O
Og(0,O1モル)及びPPDl、08g(0,01
モル)。数回のN2/真空サイクルにより混合物を完全
に清浄した。反応体をウッドメタル浴の中で250°C
で加熱した。混合物は溶融して透明な淡黄色液体となっ
た。混合物が溶融すると直ちに反応体の撹拌を開始した
。約15分で反応混合物は極めて粘稠になり、撹拌器の
回りにポール状になり始めた。
1時間後に反応を停止した。溶融している間に、反応生
成物、3.4’ −DDE/PPD(50150)−1
/6コポリマーはフィルムに引くことができたであろう
。成る量の生成物を粉砕して粒状物とし、この粒状コポ
リマーを沸騰メタノール中で2回、各回200mf2の
メタノールを使用しそして30分間沸騰させて、洗浄し
て遊離カプロラクタムを抽出した。得られる生成物は0
.77のインヘレント粘度(inherent vis
cosity)を有していた。
実施例9 この実施例では、MPDと2,4−ジアミノトルエンの
60/40モル%混合物をIBCと反応させてコポリマ
ーを形成した。
撹拌器を備えていないガラス管に、10ミリ当量/g未
満のカルボキシルを含むIBC8,0g(0022モル
)と、MPD 1.46g(0,014モル)と、2.
4−ジアミノトルエン1.log(0゜009モル)を
入れた。反応混合物は窒素で清浄化され、管をポリテト
ラフルオロエチレンでライニングしたネジキャップでシ
ールした。この管を225°Cで約23時間加熱した。
混合物が溶融すると直ちに、管を手で振って成分を混合
させた。
冷却すると、コポリマープラグが形成された。遊離ラク
タムの抽出の後、このコポリマーは0.79のインヘレ
ント粘度を有していた。そのTgは231℃)であるこ
とが決定された(D S Cにより)。
単離したポリマーを、プレス紡糸装置を使用して308
°C及び36 、5MPa(5300psi)で紡糸し
て繊維とした。繊維の物理的性質は、強力、2、 1 
g/dtex(2、3gpd)、破断点伸び、24%及
びモジュラス、51 g/dtex(56gpd)であ
ることが決定された。
実施例10 この実施例では、低いカルボキシル含有率を持ったIB
Vを、3.4’−DDEと反応させて、非常に低い脂肪
族含有率を持ったコポリマーを得た。
過剰のラクタムを除去した後、強い繊維が製造され t
こ 。
大きいガラスポリマー管に、3.4’ −DDE40.
05g(0,2モル)と1.3ミリ当量/gのカルボキ
シルを有するI BV65.81g(0,2004モル
、1.002当量)を入れた。この管を真空蒸留装置及
びダウンポンピングステンレス鋼製ヘリカル撹拌器(d
own−pumping 5tainless 5te
el herical 5tirrer)でシールした
。真空と窒素のサイクルにより反応器を完全に清浄にし
、そして70mm水銀中の真空下に置いた。この管を2
50°Cに設定したウッドメタル浴に浸漬し、撹拌を低
速度で開始した。バレロラクタム16mQ(17g、4
3%)を最初の溶融物から真空蒸留した。コポリマーは
、非常に粘稠になるにつれて撹拌器が止まるまで1.5
時間撹拌された。次いでこのコポリマーを同じ温度及び
圧力で2.5時間保持した。撹拌器はこの作業の終わり
にゆっくりと除去され、それによりコポリマーは排液し
てプラグとすることができた。反応器を浴から取り出し
、室温に冷却しそしてドライアイスに浸漬して管をこわ
してプラグを集めた。
遊離ラクタムの抽出の後、このコポリマー 3゜4′−
DDE−I15は1.26のインヘレント粘度と236
.37°CのTgを有していた。そのプロトンNMRス
ペクトルは、このコポリマーがバレロラクタムを含んで
おらずそしてコポリマー鎖中に−C(−0)−(CH2
)、−NH−繰り返し単位2.35重量%(7,41モ
ル%)を含有する、即ち、Xは0.074であることを
示した。
ラクタムを含まないコポリマーの小さなプラグ(5−1
0g)を、ワンホール紡糸口金を使用して335°Cで
溶融紡糸した。紡糸したままの41゜4 dtex(3
7、6デニール)のモノフィラメントは、3 、 Ol
 g/dtex(3、31gpd)の強力を有シテオリ
、その伸びは127%であり、そのモジュラスは27 
、 3 g/dtex(30、0gpd)であった。2
00°Cで1.7X延伸すると、22 、0dtex(
20。
0デニール)モノフィラメントは3 、8 g/ dt
ex(418gpd)の強力を有しており、その伸びは
11゜4%であり、そのモジュラスは61 、9g/d
tex(68、Igpd)テあツタ。220°CT2.
5X延伸すると、l 5. 1dtex(13,6デニ
ール)モノフィラメントは4 、23 g/dtex(
4、65gpd)の強力を有しており、その伸びは22
.5%であり、そのモジュラスは52.0 g/dte
x(57、2gpd)であった。
バレロラクタムを抽出しなかった可塑化コポリマー数グ
ラムを0.23mm(9ミル)オリフィスを通して29
0°Cでプレス紡糸して可塑化された29 、0dte
x(26、4デニール)モノフィラメントを得ることを
除いては、同じ一般的方法を使用してコポリマーの他の
試料を製造した。紡糸されたこの可塑化コポリマーは約
35重量%のバレロラクタムを含んでいた。最大荷重で
、このモノフィラメントは0 、45 g/ dtex
(0、5gpd)の強力と2.88%伸びを有していた
。その強力及び破断点伸びは0.29g/dtex(0
,317gpd)及び45.1%であった。そのモジュ
ラスは16.5g/dtex(18、1gpd)であっ
た。バレロラクタムがこのポリマーの一部から抽出され
た場、合には、それは0.98のインヘレント粘度、2
33.8℃のTgを有し、そしてコノコポリマー鎖中に
−c (−o )−(c Hz)t−N H−繰り返し
単位2.43重量%(7,66モル%)を含んでいた。
即ち、Xは0.08であった。
実施例II 実施例4の方法に従い、1.3−ビス(3−アミノフェ
ノキシ)ベンゼン及び21.3ミリ当量/gのカルボキ
シルを含むIBCの等モル量を250℃で90分−緒に
加熱して透明な粘性溶融物を得た。このコポリマーを単
離すると、それは0.64のインヘレント粘度と152
.3°CのTgを有することが見出だされた。
やはり実施例4の方法に従って、1.4−ビス(4−ア
ミノフェノキシ) −2−フェニルベンゼンと21.3
ミリ当量/gのカルボキシルを含むIBCの等モル量を
250°Cで2時間−緒に加熱して透明な粘性溶融物を
得た。このコポリマーは、単離すると、0.69のイン
ヘレント粘度と17769℃のTgを有することが見出
だされた。
零発勢の主なる特徴及び態様は以下の通りである。
1、本質的に下記の繰り返し単位: 及び 提として、Arは1.3−7エニレン、■メチルー2.
4−フ二二レン、l−エチル2.4−フェニレン、3.
4’−才キシジフエニレン、1.3−ビス(3−フェニ
レンオキシベンゼン)及び1.4−ビス−(4−)ユニ
レンオキシ)−2−フェニルベンゼンから成る部類の少
なくとも一種の二価の芳香族残基又は該部類の各成分の
混合物である、から成る熔融加工可能なポリアミド。
2、Xが0.03ないし0.30である、上記lに記載
のポリアミド。
3、インヘレント粘度が少なくとも0゜7である、上記
1に記載のポリアミド。
4、本質的に下記の繰り返し単位: 上式中 nは4又は5であり;Xは0.Olないし0゜50であ
り:及びArが1.3−フェニレンである時に生成する
ポリアミドが少なくとも0.7のインヘレント粘度を有
することを前及び から成る、上記lに記載の重合体。
5、本質的に下記の繰り返し単位: 及び 及び から成る、上記Iに記載の重合体。
6、Arが3.4’−オキシジフェニレンである、上記
5に記載の重合体。
7、本質的に下記の繰り返し単位: から成る、上記lに記載の重合体。
8、Arが1.3−フェニレン及びl−メチル−2,4
−フェニレン残基の両者を表す上記7に記載の重合体。
9、Arが3.4′−オキシジフェニレンを表す、上記
5に記載の重合体。
10、Arが3.4″−オキシジフェニレン及び少量の
1.4−フェニレン残基を表す、上記7に記載の重合体
11、カグロラクタム、バレロラクタム及び3−メチル
バレロラクタムの部類のラクタムで可塑化された主とし
て上記lに記載ののポリアミドから成る熔融加工可能な
組成物。
12.上記1ないし7に記載の重合体の繊維又はフィル
ム。
13、メタ−フェニレンジアミン、1−メチル−2,4
’−フェニレンジアミン、l−エチル−2゜4−フェニ
レンジアミン、3.4’−ジアミノジフェニル−エーテ
ル、ll3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、
又は1.4−ビス(4−アミノフェノキン)−2−フェ
ニルベンゼンの部類、又はそれらの混合物の芳香族ジア
ミンを、N、N″イソフタロイルビスカプロラクタム)
、N。
N′−イソフタ9イルビス(バレロラクタム)及びN、
N″−イソフタロイルビス(3−メチルーバレロラクタ
ム)から選択され、該ビス(ラクタム)が1g当たり3
0meq、(マイクロ当量)よりモ少ないカルボキシル
基を有している、N、N″イソフロイルビス(ラクタム
)とを、事実上等モル量の比率で及び180°Cないし
280 ’Cの温度で反応させることから成る上記lに
記載のポリアミドの製造方法。
14、少なくとも0.7のインヘレント粘度を有するポ
リアミドが製造されるまで反応を継続する、上記I3に
記載の方法。
15、NN’−イソツタロイルビス フタム)。
16、N、N’−イソフタロイルビス ルーバレロラクタム)。
(バレロラ メチ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、本質的に下記の繰り返し単位: ▲数式、化学式、表等があります▼ 及び ▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化学式
    、表等があります▼ 上式中 nは4又は5であり;Xは0.01ないし0.50であ
    り;及びArが1,3−フェニレンである時に生成する
    ポリアミドが少なくとも0.7のインヘレント粘度を有
    することを前提として、Arは1,3−フェニレン、1
    −メチル−2,4−フェニレン、1−エチル−2,4−
    フェニレン、3,4′−オキシジフェニレン、1,3−
    ビス(3−フェニレンオキシベンゼン)及び1,4−ビ
    ス−(4−フェニレンオキシ)−2−フェニルベンゼン
    から成る部類の少なくとも一種の二価の芳香族残基又は
    該部類の各成分の混合物である、 から成る熔融加工可能なポリアミド。 2、カプロラクタム、バレロラクタム及び3−メチルバ
    レロラクタムの部類のラクタムで可塑化された主として
    特許請求の範囲1項に記載のポリアミドから成る熔融加
    工可能な組成物。 3、特許請求の範囲1項又は2項に記載の重合体の繊維
    又はフィルム。 4、メタ−フェニレンジアミン、1−メチル−2,4−
    フェニレンジアミン、1−エチル−2,4−フェニレン
    ジアミン、3,4′−ジアミノジフェニル−エーテル、
    1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、又は
    1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)−2−フェニル
    ベンゼンの部類、又はそれらの混合物の芳香族ジアミン
    と、N,N′−イソフタロイルビス(カプロラクタム)
    、N,N′−イソフタロイルビス(バレロラクタム)及
    びN,N′−イソフタロイルビス(3−メチル−バレロ
    ラクタム)から選択され、該ビス(ラクタム)が1g当
    たり30meq.(マイクロ当量)よりも少ないカルボ
    キシル基を有している、N,N′−イソフタロイルビス
    (ラクタム)とを、事実上等モル量の比率で及び180
    ℃ないし280℃の温度で反応させることから成る特許
    請求の範囲1項に記載のポリアミドの製造方法。
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