JPH03128925A - 異方性溶融体形成性重合体の製法 - Google Patents

異方性溶融体形成性重合体の製法

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JPH03128925A
JPH03128925A JP2169668A JP16966890A JPH03128925A JP H03128925 A JPH03128925 A JP H03128925A JP 2169668 A JP2169668 A JP 2169668A JP 16966890 A JP16966890 A JP 16966890A JP H03128925 A JPH03128925 A JP H03128925A
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melt
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sup
polymers
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JP2169668A
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Frederic N Cogswell
フレデリック ネイル コグスウェル
Brian P Griffin
ブライアン フィリップ グリフィン
Clive P Smith
クライブ パーシー スミス
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/682—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing halogens
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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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)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (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】 この発明は異方性溶融体挙動を示すことができる重合体
の製法に関する。
最近、異方性溶融体を形威し得る重合体にかなりの関心
が寄せられている。これらの重合体に関心が寄せられる
のは、その溶融体において重合体(1) 分子が配列して重合体鎖の領域に入るためである。
この配列の結果として溶融体の粘度は比較的低く、この
溶融体から得られる製品は高度の配向性を示し、強度及
びかたさのような物性において優れている。このような
重合体の代表例としては英国特許第1,507,207
号明細書に記載されている異方性溶融体形成性芳香族ポ
リエステルがある。高分子量を有するそのようなポリエ
ステルの調製は困難である。というのは、オートクレー
ブ中で過度に長時間反応させるか、または、重合体をそ
の融点より低い温度において固相で重合させる後重合処
理が必要となるからである。今や、そのような難点を克
服することが可能なこと、並びにその他の有利な特性を
犠牲にすることなく溶融異方性を示し得る変性重合体を
製造し得ることが判明した。
本発明に従えば、架橋剤を含まず同−組成を有する重合
体の溶融粘度より高い溶融粘度を有する重合体を生成す
るには十分な濃度であるが、毛細管レオメータ−を用い
て重合体の分解温度より低い温度で且つ剪断応力104
N/n(において測定せ(2) る溶融粘度が107N秒/m2より高い重合体を生成す
るには不十分な濃度の架橋性反応体の存在下に、異方性
溶融体形成性重合体を重合することを特徴とする、剪断
応力依存性溶融粘度を示す異方性溶融体形成性重合体を
製造する方法を提供する。
本発明方法により得られる重合体は、架橋性反応体から
導かれる残基と他の反応体から導かれる残基を重合体鎖
中番二含み、該他の反応体は該架橋性反応体の非存在下
に重合したときにも異方性溶融体形成性重合体を生成す
るものであり、該架橋性反応体から導かれる残基の濃度
が、毛細管レオメータ−で用いて重合体の分解温度より
低い温度で且つ剪断応力1(]’N/m2において測定
せる溶融粘度が107N秒/ポより低い、完全に架橋さ
れた重合体を生成するには不十分な程度のものであるこ
とを特徴とする、異方性溶融体を形成し得る重合体であ
る。
本発明方法により得られる重合体は、同程度の固有粘度
を持つが架橋性残基を含まない同様な重合体に比べて、
より経済的に製造できるのみなら(3) ず、剪断応力の程度に応した挙動に関し好ましい溶融粘
度特性及び優れた物性を示す。この重合体は、繊維の紡
糸及び射出成形のような重合体の加工操作において、粘
度が低く容易に大きな変形が達成できるので有利である
。しかしながら、ある種のプロセス、特にインフレーシ
ョンフィルム成形、発泡及び吹き込み成形のような自由
表面の制御された延伸を伴うプロセスにおいては重力の
影響下に制御できない変形を示すのに耐えるよう高粘度
であることが望まれる。このようなプロセスにおいて重
力に基づく応力は低い(通常102乃至104N/rl
′fのオーダーである)。また、そのようなプロセスの
多くに於いては応力が高い(約104N/n()賦形段
階が必須であり、そのような段階においては低粘度であ
ることが望まれる。即ち、インフレーションフィルム成
形または吹き込み成形においては、ダイ中の高剪断応力
条件下には低粘度であることが望まれ、−前押出し物が
その自重によって変形することがない様低剪断応力にお
いては高粘度であることが望まれる。構造用発泡(4) 体の射出成形においては、溶融体は型中に容易に注入さ
れるように高剪断応力条件下には低粘度であるが、泡の
早期破壊及び接合一体化が起こらないよう低剪断応力条
件下には高粘度であることが望まれる。本発明方法によ
り、得られる重合体はこのような望ましい剪断応力依存
特性を有し、驚くべきことには、同一固有粘度を有する
が架橋性反応体の残基を含まない同様な重合体と比べて
より大きな剪断応力依存性を示す。
従って、本発明はまた、重合体溶融体の粘度が、架橋性
反応体から形成される残基を含まず同−組成を有する重
合体溶融体と比較して、剪断応力依存性であり、高剪断
応力条件下には低く、低剪断応力条件下には高いことを
特徴とする、上述のように架橋性反応体の残基を含み且
つ異方性溶融体を形成し得る重合体を提供する。
規則性のある溶融体の形成に必要な条件についての現在
の理論に依れば(例えば、MacfarlaneNic
ely及びDavrs:r液晶重合体、■液晶溶融体を
示すポリエステルの調製及び性質J 1(ey B15
cayne(5) に於ける第8間隔年重合体シンポジウム、1976年1
1月を参照されたい)、異方性溶融体挙動を得る為に重
合体鎖を実質的に線状に維持することの重要性が強調さ
れている。英国特許第1,507,207号明細書のポ
リエステルの場合には、異方性溶融体を得る為に主とし
て芳香族環または脂環式環からなるかたい重合体鎖を持
つと共に制御された方法で溶融温度を所望範囲内まで低
下せしめることが重要であると記載されている。この明
細書に依れば、このような要件は限定された環構造体の
置換、限定された共重合技法(2種以上の二価フェノー
ルまたはジカルボン酸を使用)または環中に限定された
可撓性を導入することにより達成できると記載されてい
る。実際に、ネマチック相の破壊による固体状態におけ
る固さの低減及び粘度の増大という不都合を招来するこ
となく上述のように限られた変性を行うには許容条件が
ほとんど存在しないことが判明している。それ故、架橋
性反応体残基の導入によって固体状態における固さと靭
性の増大と共に溶融粘度が増大した生成物が得られ(6
) ることは驚異に値する。
本発明において架橋性反応体残基の導入によって用いる
ことができる重合体は、異方性溶融体を形成することが
できるいかなる重合体であってもよい。これらの重合体
は種々の方法、例えば、常用される付加または縮合重合
法により得られる重合体を含む。
異方性溶融体形成性重合体の代表例は英国特許第1,5
07,207号明細書及び米国特許第3,778,41
0号明細書に記載されているポリエステルである。
異方性溶融体を形成することができるポリアゾメチン類
は米国特許第4,048.148号明細書に記載されて
いる。異方性溶融体を形成することができるポリエステ
ルアごド類はヨーロッパ特許出願第79391.276
号明細書に記載されている。異方性溶融体を形威し得る
ポリイソシアネート類はジャーナル・オブ・ザ・アメリ
カン・ケミカル・ソサイエティー、第3号、1979.
5月−6月、537−538頁に記載されている。
メソ型ビニル側基を有するポリエステル類はド(7) イツ特許出願第27.22.589号明細書に記載され
ている。
異方性溶融体形成性重合体中に架橋性反応体残基を形成
するのに使用される架橋性反応体は重合プロセスの種類
に依存して変えることができる。
2官能性反応体を使用するポリエステル及びポリエステ
ルアミドのような縮合重合体の場合、使用する架橋性反
応体は少なくとも3官能性であるべきである。そのよう
な多官能性反応体の代表例としては、少なくとも3つの
反応性官能基、例えば、ヒドロキシル、カルボキシル、
アミノ、イソシアネートまたはカルボシイくド基を含む
化合物が挙げられ、同一分子中におけるこれらの基は同
一であっても相違してもよい。使用する多官能性反応体
は少なくとも3つの利用可能な反応性部位を持つ限り本
質的に重合体であっても良い。モノエチレン系不飽和化
合物の付加重合によって得られる重合体の場合には、使
用する架橋性反応体から導かれる残基が重合反応に関与
し得る少くとも2つのエヂレン系不飽和基を含む多エチ
レン系不飽和(8) 化合物である。このような架橋性反応体としては、ジー
及びトリービニルヘンゼン;ブチレングリコールジアク
リレート及びジメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレートのようなポリオール類のポリアク
リル酸及びポリメタクリル酸エステル類;アクリル酸ビ
ニル及びメタクリル酸ビニル;アクリル酸のアリル、メ
タリル及びクロチルエステル類、メタクリル酸、マレイ
ン酸(及びそのモノ−及びジ−エステル類)、フマル酸
(及びそのモノ−及びジ−エステル類)及びイタコン酸
(及びそのモノ−及びジ−エステル類);トリアリルシ
アヌレート及びトリアリルフォスフェート等が挙げられ
る。
重合体中の架橋性残基の最大濃度は、完全に架橋せる重
合体鎖網状構造を生成することなく存在し得るそのよう
な残基の量に依存して決まる。架橋性反応体の効率(不
溶性網状構造体を生成するのに必要な濃度を意味する)
は使用する架橋性反応体の種類に依存して大きく変動す
る。それ故、本発明方法により得られる重合体中に存在
する架(9) 橋性残基の濃度も大幅に変動する。重合体を完全に架橋
することなく許容され得る最大濃度は通常、ごく効果の
低い架橋性反応体を除き重合体合計重量に基づき1重量
%未満であるが、低分子量重合体を使用する場合には5
%またはそれを越える架橋性反応体を用いることもでき
る。
架橋性残基を含まない同様な重合体と比較した本発明に
係る重合体の優れた挙動は架橋性残基を0.01重量%
またはそれ以下使用した場合にも認めることができる。
重合体中における架橋性反応体から導かれる残基の望ま
しい濃度範囲は重合体重量に基づき0.01乃至5重量
%、より望ましくは0.01乃至1重量%、特に0.1
乃至0.5重量%である。
本発明方法により得られる重合体は射出成形、押出し成
形、吹き込み成形、フィルム及び繊維成形等のような種
々の成形加工に用いることができ、また安定剤、充填剤
等当業界で知られた種々の助剤をその中に配合すること
ができる。
以下本発明を具体例について説明する。
(10) 北fil(!1 米国特許第3.991 、013号明細書実施例3に記
載される手法に従ってクロルヒドロキノン・ジアセテー
ト0.6モル、エチレンジオキシ−4,4′ジ安息香酸
0.3モル及びテレフタル酸0.3モルからポリエステ
ルを調製した。この重合体(試料I)は固有粘度(トリ
フルオロ酢酸と二塩化エタンとの30 : 70重量比
混合物中にて測定) 0.93を持つことが判明した。
同様な操作を繰返して固有粘度I、07を有する重合体
(試料■)を得た。これらの重合体の溶融粘度特性及び
いくつかの物性を下記表1に示す。
(11) 実施朋土 比較例Aに於けると同一反応条件下にポリエステルを調
製した。但し、全反応体重量に基づき0.3重量%のピ
ロガロール・トリアセテートを共存せしめた。得られた
重合体は固有粘度(トリフルオロ酢酸と二塩化エタンと
の70730重量比混合物に溶解せる0、 5%溶液に
ついて測定)■。00を持っていた。上述の手法を繰り
返して固有粘度1.10を有する重合体を調製した。こ
の重合体は異方性溶融体を形成した。直径1.18[1
11N、長さ8mmを有する出口ダイを備えた毛細管レ
オメータ−を用いて測定した溶融粘度を下記表2に示す
。また、射出成形せるエツジゲート・ブラック(90m
m X 90mm Xl、5mm)について測定した機
械的特性も同表に示す。
(I2) 濠ニーえ 表1と表2を比較すれば明らかなよう番こ、多官能性基
を導入することにより低剪断応力条件下において粘度が
40倍に増大するが、剪断応力感度も増大しており、こ
れらの溶融体が高剪断応力条件下においても依然加工可
能であることを示している。
さらに、多官能性基を導入することによって液晶の配向
及び配列が乱され、重合体のかたさが損われると予想さ
れるかもしれないが、この予想とは反対に多官能性基を
含む重合体は現実に比較例六のものよりもかたさにおい
て優れている。
重合体の剪断応力感度は高温度において持続する。即ち
、溶融温度33「CにおいてIO’N/rIf及びl0
5N/n?ではそれぞれ剪断応力感度180及び(13
) 50を得た。
実4u4麦 実施例1に記載した手法に従ってクロルヒドロキノン0
.5モル、4.4′−オキシジ安息香酸0.25モル、
テレフタル酸0.125モル及びイソフタル酸0.12
5モルからピロガロール・トリアセテ−1・を種々の割
合で含むポリエステルを調製した。架橋性反応体濃度が
見掛けの固有粘度及び溶融粘度に及ぼす影響を下記表3
に示す。
トリフルオロ酢酸/二塩化メタン30 : 70重量比
混合物 (14)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、架橋剤を含まず同一組成を有する重合体の溶融粘度
    より高い溶融粘度を有する重合体を生成するには十分な
    濃度であるが、毛細管レオメーターを用いて重合体の分
    解温度より低い温度で且つ剪断応力10^4N/m^2
    において測定せる溶融粘度が10^7N秒/m^2より
    高い重合体を生成するには不十分な濃度の架橋性反応体
    の存在下に、異方性溶融体形成性重合体を重合すること
    を特徴とする、剪断応力依存性溶融粘度を示す異方性溶
    融体形成性重合体を製造する方法。
JP2169668A 1980-01-24 1990-06-27 異方性溶融体形成性重合体の製法 Pending JPH03128925A (ja)

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