JPH0479821B2 - - Google Patents
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- JPH0479821B2 JPH0479821B2 JP29477686A JP29477686A JPH0479821B2 JP H0479821 B2 JPH0479821 B2 JP H0479821B2 JP 29477686 A JP29477686 A JP 29477686A JP 29477686 A JP29477686 A JP 29477686A JP H0479821 B2 JPH0479821 B2 JP H0479821B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solvent
- aromatic
- polyimide
- stretched
- mol
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- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特定の耐熱性の芳香族ポリイミド
からなり、極めて優れた物性、特に高いヤング率
を有する新規な延伸成形体(例えばフイルム、繊
維など)、および、その延伸成形体の新規な製造
法に関するものである。
この発明のポリイミド延伸成形体は、通常の溶
液流延法で成形したこの種の芳香族ポリイミドフ
イルムなどと比較して高いレベルの引張強度、耐
熱性などと共に、高いヤング率を有しているの
で、特に、薄いフイルムまたは細い繊維として
も、種々の用途に充分に使用することができる。
〔従来技術〕
従来、熱収縮性を有する芳香族ポリイミドフイ
ルム(延伸フイルム)を製造する方法としては、
例えば、特公昭57−41330号公報に記載されてい
るように、ビフエニルテトラカルボン酸系の芳香
族ポリイミド前躯体(ポリアミツク酸、またはポ
リアミド酸)の溶液を20〜200℃の温度に保ち流
延法で製膜し、そして200〜500℃の温度に加熱し
て揮発分含有量が10重量%以下になるまで乾燥さ
せて得られるポリアミツク酸の少くとも50重量%
がポリイミドに転化したポリイミドフイルムを
得、その後該ポリイミドフイルムを少くとも1方
向に延伸倍率が1.05〜5倍になるように100〜500
℃の温度で延伸する方法が、提案されている。
しかし、前記の方法では、熱収縮性を有するポ
リイミドフイルムを製造することが一応できるけ
れども、溶媒の含有率の低い『イミド化率の高い
未延伸フイルム』を無理に延伸するため、または
イミド化および延伸とが同時に行われるので、安
定的に延伸操作を行うことが困難であり、また、
高いヤング率などの物性を有するポリイミド延伸
フイルムを再現性よく製造することは、困難であ
るか、或いは実質的にできなかつた。
〔本発明で解決しようとする課題〕
この発明の目的は、芳香族ポリイミド成形体が
本来有している優れた耐熱性を保持したまま、引
張強度などがより高いと共に、高いヤング率を有
する高物性の新規な芳香族ポリイミド延伸成形体
(例えば、フイルム、繊維など)を提供すること
であり、また、そのような高物性の芳香族ポリイ
ミド延伸成形体を工業的に再現性よく製造するこ
とができる方法を提供することである。
〔本発明の要件〕
すなわち、この発明は、ビフエニルテトラカル
ボン酸類を80モル%以上含有する芳香族テトラカ
ルボン酸成分と、ジアミノジフエニルエーテル類
を70モル%以上含有する芳香族ジアミン成分とか
ら得られた芳香族ポリイミドからなり、しかも、
引張強度(ASTM D882)が30〜100Kg/mm2であ
ると共に、ヤング率(引張弾性率;ASTM
D882)が400〜800Kg/mm2であるポリイミド延伸
成形体に関するものである。
また、この発明の製造法は、前述の芳香族テト
ラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とをハロ
ゲン化フエノール溶媒中で重合して得られた可溶
性の芳香族ポリイミドと、50重量%以下の含有率
のハロゲン化フエノール溶媒とからなる未延伸成
形体を、前記ハロゲン化フエノール溶媒と相溶性
であると共に前記芳香族ポリイミドを実質的に溶
解しない膨潤溶媒中で充分に膨潤させた後、
膨潤した未延伸成形体を、前記の膨潤溶媒中、
0〜200℃の延伸温度で、1.1〜3.0倍に延伸し、
最後に、その延伸成形体から溶媒を除去すると
共に延伸成形体を熱処理することを特徴とするポ
リイミド延伸成形体の製造法に関する。
前記の芳香族テトラカルボン酸成分は、例え
ば、2,3,3′,4′−ビフエニルテトラカルボン
酸またはその酸二無水物、あるいはその酸の炭素
数1〜5の低級アルコールエステル化物、3,
3′,4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸または
その酸二無水物、あるいはその酸の炭素数1〜5
の低級アルコールエステル化物などのビフエニル
テトラカルボン酸類を、全テトラカルボン酸成分
に対して、80モル%以上、特に85モル%以上含有
する芳香族テトラカルボン酸成分である。この発
明では、テトラカルボン酸成分として、特に、
3,3′,4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸ま
たはその酸二無水物を80モル%以上、更に好まし
くは85モル%以上含有する芳香族テトラカルボン
酸成分が、得られる芳香族ポリイミドのハロゲン
化フエノールへの溶解性、および、最終的に得ら
れるポリイミド延伸成形体の成形性、並びに、延
伸成形体の耐熱性、機械的物性などの点において
優れているので最適である。
なお、前記の芳香族テトラカルボン酸成分は、
ビフエニルテトラカルボン酸類の他に、併用する
ことができるテトラカルボン酸類としては、ピロ
メリツト酸またはその酸二無水物、ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸またはその酸二無水物、ビス
(3,4−ジカルボキシフエニル)メタンまたは
その酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカル
ボキシフエニル)プロパンまたはその酸二無水
物、ビス(3,4−ジカルボキシフエニル)スル
ホンまたはその酸二無水物などを挙げることがで
きる。
前記の芳香族ジアミン成分は、4,4′−ジアミ
ノジフエニルエーテル、3,4′−ジアミノジフエ
ニルエーテル、3,3′−ジアミノジフエニルエー
テルなどのジアミノジフエニルエーテル類を、全
芳香族ジアミン成分に対して、70モル%以上、特
に80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上
含有する芳香族ジアミン成分である。この発明で
は、芳香族ジアミン成分として、特に、4,4′−
ジアミノジフエニルエーテルを70モル%以上、特
に80モル%以上の含有率で含有する芳香族ジアミ
ン成分が最適である。
なお、前記の芳香族ジアミン成分において、ジ
アミノジフエニルエーテル類の他に、併用するこ
とができる芳香族ジアミン類としては、例えば、
4,4′−ジアミノジフエニルメタン、4,4′−ジ
アミノジフエニルプロパン、4,4′−ジアミノジ
フエニルスルホン、4,4′−ジアミノジフエニル
スルフイド、o−、m−またはp−フエニレンジ
アミンなどを挙げることができる。
この発明では、前記の芳香族ポリイミドを製造
するための芳香族ジアミン成分について、ジアミ
ノジフエニルエーテル類の含有率が低くなり過ぎ
ると、そのような芳香族ジアミン成分と芳香族テ
トラカルボン酸成分とから得られる芳香族ポリイ
ミドがハロゲン化フエノールへの溶解性が低下
し、安定に未延伸成形体を製造することができな
いことがあり適当ではなく、また、そのようなポ
リイミドの未延伸成形体を、延伸しても、耐熱
性、前述の各機械的物性のいずれかが低下した延
伸成形体しか得られないので、適当ではない。
この発明のポリイミド延伸成形体は、特に、前
述のビフエニルテトラカルボン酸類を主成分(含
有率90モル以上)とする芳香族テトラカルボン酸
成分と、ジアミノジフエニルエーテル類を主成分
(含有率80モル%以上)とする芳香族ジアミン成
分とから得られたハロゲン化フエノール溶解性の
芳香族ポリイミドからなり、しかも、引張強度
が、30〜100Kg/mm2、好ましくは35〜80Kg/mm2で
あると共に、ヤング率(弾性率)が400〜1000
Kg/mm2、好ましくは410〜800Kg/mm2程度であり、
また、さらに好ましくは破断点伸び率が10〜70
%、特に15〜60%程度である「厚さ5〜200μm程
度のフイルム状体(シート状体)」などの高物性
の芳香族ポリイミド延伸成形体である。
この発明のように、充分な耐熱性と共に、25
Kg/mm2より高い引張強度、および、350Kg/mm2よ
り高いヤング率(弾性率)を有する「ハロゲン化
フエノールに溶解性の芳香族ポリイミド(延伸)
成形体」は、従来、全く知られていなかつたので
ある。
この発明の製造法においては、例えば、芳香族
テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分との
略等モルを、有機極性溶媒中で、好ましくは約
120℃以上、特に好ましくは140〜300℃の温度重
合して得られた『ハロゲン化フエノールに可溶性
である高分子量の芳香族ポリイミド』と、未延伸
成形体中の含有率が50重量%以下、好ましくは1
〜45重量%であるハロゲン化フエノール溶媒とか
らなる固化フイルム状体(自己支持性フイルム)、
固化繊維状体などの未延伸成形体を使用するので
ある。
この発明では、
(1) 前記ハロゲン化フエノール溶媒と相溶性であ
ると共に、前記芳香族ポリイミドを実質的に溶
解しなく、しかも未延伸成形体に対して膨潤す
る性質を有する膨潤溶媒中に、前述の未延伸成
形体を浸漬し、好ましくは0〜200℃(特に好
ましくは20〜150℃)の温度に、0.5〜20時間
(特に1〜10時間)放置して、未延伸成形体を
膨潤溶媒で充分に膨潤させた後、
(2) 膨潤した未延伸成形体をその膨潤溶媒中で、
0〜200℃(特に10℃より高く、しかも、膨潤
溶媒中の溶媒の沸点より低い温度である温度範
囲内)の延伸温度で、1.1〜3.0倍、好ましくは
1.2〜2.5倍に延伸し、
(3) 最後に、その延伸成形体から溶媒を除去する
と共に、延伸成形体を、好ましくは150℃以上
(特に好ましくは180〜400℃)の温度で、0.5〜
10時間、特に1〜5時間加熱する熱処理を行う
ことにより芳香族ポリイミド延伸成形体を製造
するのである。
この発明において、延伸成形体から膨潤溶媒な
どを除去するには、水などで10〜50℃、特に20〜
45℃の温度で抽出により行つたり、あるいは、延
伸成形体を常圧又は減圧下加熱して溶媒の蒸発に
より除去することができ、また、前述の延伸成形
体を150℃以上の高温で加熱処理する際には、少
なくとも前記延伸成形体の延伸方向の両端を枠な
どで一定の距離に固定して加熱処理を行うこと
が、物性の点から好適であるが、必ずしも、前記
の延伸成形体の固定が必須の要件ではない。
また、前記の加熱処理は、最初に、約150〜260
℃と言う比較的低い温度で一次加熱処理し、次い
で、260〜450℃と言う高い温度で二次加熱処理し
て行つてもよく、その一次加熱においては、枠な
どで延伸成形体の両端を固定して行うことが好ま
しい。
前記の芳香族ポリイミドは、芳香族テトラカル
ボン酸成分と芳香族ジアミン成分とから高温での
重合で得られたビフエニルテトラカルボン酸系の
可溶性ポリイミドであると共に、対数粘度(測定
温度;50℃、濃度;0.5g/100ml溶媒、溶媒;パ
ラクロルフエノール)が0.1〜7、特に好ましく
は0.2〜5程度であり、イミド化率〔赤外線分析
法(IR法)によつて決定されるイミド化率であ
る〕が、90%より大きい、特に95%以上である
(ポリアミド酸に基づく赤外吸収スペクトルのピ
ークが認められない)ポリマーであつて、さら
に、ハロゲン化フエノール溶媒に約5〜40重量%
の濃度にまで均一に溶解できるポリマーであるこ
とが好ましい。
前記の対数粘度は、次式によつて算出された値
である。
対数粘度=自然対数(溶液粘度/溶媒粘度)/溶液の濃
度
前記のイミド化率を決定する赤外線分析法で
は、試料の赤外線吸収スペクトルのイミド結合に
基づく吸収ピーク1770cm-1の吸光度からイミド化
率を求めることができる。
前記のハロゲン化フエノール溶媒は、前述のビ
フエニルテトラカルボン酸系の可溶性芳香族ポリ
イミドを50〜150℃の温度で5重量%以上の割合
で溶解させることができるものであれば、どのよ
うな種類のハロゲン化フエノール化合物であつて
もよいが、特に融点が約100℃以下、特に80℃以
下であつて、しかも常圧での沸点が300℃以下、
特に280℃以下であるハロゲン化フエノール化合
物が好ましい。
前述ハロゲン化フエノール溶媒としては、例え
ばo−クロルフエノール、m−クロルフエノー
ル、p−クロルフエノール、o−ブロムフエノー
ル、m−ブロムフエノール、p−ブロムフエノー
ル、2−クロル−4−ヒドロキシトルエン、2−
クロル−5−ヒドロキシトルエン、3−クロル−
6−ヒドロキシトルエン、4−クロル−2−ヒド
ロキシトルエン、2−ブロム−4−ヒドロキシト
ルエン、2−ブロム−5−ヒドロキシトルエン、
3−ブロム−6−ヒドロキシトルエン、4−ブロ
ム−2−ヒドロキシトルエンなどを挙げることが
でき、あるいは、これらのハロゲン化フエノール
化合物の2種以上の混合溶媒を使用してもよい。
前記の膨潤溶媒は、前記の芳香族ポリイミド
を、50℃の温度において、約3重量%以上、特に
1重量%以上均一に溶解することができないこ
と、ハロゲン化フエノールとの相溶性が優れてい
ること、さらに前述の未延伸成形体に膨潤する性
質を有する有機極性溶媒であればよい。そのよう
な膨潤溶媒としては、ハロゲン化フエノールとア
ルコール類との混合溶媒(混合溶媒としては、ハ
ロゲン化フエノール/アルコール類の重量比が
30/70〜90/10、特に50/50〜90/10程度である
ことが好ましい)、あるいはN,N−ジメチルホ
ルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、
N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチ
ルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセ
トアミドなどのN,N−ジ低級アルキルカルボキ
シルアミド類、1,3−ジメチル−2−イミダゾ
リジノン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチ
ルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチ
ルスルホン、ジエチルスルホン、ヘキサメチルス
ルホルアミドなどの有機極性溶媒を挙げることが
できる。
前記のアルコール類としては、メタノール、エ
タノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、アミノアルコールなどの炭素数1〜6
程度の低級アルコール類を好適に挙げることがで
きる。
この発明において、前述の高分子量の芳香族ポ
リイミドと、50重量%以下の含有率のハロゲン化
フエノール溶媒とからなる固化フイルム状体、固
化繊維状体などの未延伸成形体は、(a)自己支持性
を有する、(b)ハロゲン化フエノール溶媒を50重量
%以下含有する、(c)延伸倍率1.1倍より多く延伸
されていない実質的に未延伸である成形体であ
り、公知の種々の方法で製造することができる。
この発明では、特にその未延伸成形体の製造法が
限定されるものではなく、例えば、前記の芳香族
ポリイミドがハロゲン化フエノール溶媒に均一に
溶解しているポリイミド溶液を使用して、50〜
150℃で流延製膜法で製膜するか、あるいは、同
様の温度で紡糸することによつて、形成した液状
のフイルム状体または繊維状体から、同様の温度
で溶媒の大部分を蒸発して除去する(乾式法)
か、または、水、アルコールなどを主成分とする
抽出溶媒で抽出法により除去する(湿式法)か、
あるいは、それらの併用によつて除去するかし
て、芳香族ポリイミドと、含有率50重量%以下の
ハロゲン化フエノール溶媒とからなる固化フイル
ムまたは固化繊維などの未延伸の成形体を製造す
ることができる。
この発明では、前述のビフエニルテトラカルボ
ン酸系の芳香族ポリイミドからなる未延伸成形体
を、膨潤溶媒で膨潤させた後、その膨潤溶媒中で
延伸し、次いで、その延伸された成形体からハロ
ゲン化フエノールを除去すると共に、高温で加熱
処理することに、主な特徴があり、前述のように
延伸の際に膨潤溶媒を使用することにより容易に
再現性良く優れたヤング率などを有する芳香族ポ
リイミド製の延伸成形体を製造することができる
のである。
〔実施例〕
実施例および比較例において、物性試験は、試
料片(長さ;20mm、幅;5mm)について、行つ
た。
実施例 1〜8
3,3′,4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物と4,4′−ジアミノジフエニルエーテル
とを、p−クロルフエノール溶媒中で、160℃で
1時間重合およびイミド化して得られた芳香族ポ
リイミド溶液〔ポリマー濃度;18重量%、ポリマ
ーの対数粘度;1.4、25℃の溶液粘度(回転粘度
計によつて測定した溶液粘度);1000ポイズ〕を、
使用して、ガラス板上に均一な厚さに約50℃で溶
液流延して、その結果形成された液状の薄膜を50
℃で1時間乾燥し、さらに50℃で24時間、真空乾
燥して、ビフエニルテトラカルボン酸系の芳香族
ポリイミド(イミド化率95%以上)と、含有率が
12重量%である前記溶媒とからなる厚さ50μmで
長尺である固化フイルム(ポリイミド−ハロゲン
化フエノール溶媒の未延伸フイルム)を形成し
た。
その固化フイルムを使用し、75℃で、1,3−
ジメチル−イダソリジノンを膨潤溶媒として使用
して、1.5時間膨潤させた後、75℃で前記膨潤溶
媒中で第1表に示す延伸倍率で長手方向に、延伸
速度125%/分で一軸延伸し、固定されたその延
伸フイルムから50℃で水により溶媒抽出して膨潤
溶媒を除去し、次いで、延伸方向の両端部を枠に
固定して、第1表に示す温度および時間で処理し
て、第1表に示す物性の芳香族ポリイミド製の延
伸フイルムを成形した。
比較例1および2
前記の固化フイルム(未延伸フイルム)を四辺
を枠に固定して、第1表に示す温度および時間で
加熱処理して、溶媒の蒸発・除去を行つて、芳香
族ポリイミドフイルムを製造した。
そのフイルムの物性を第1表に示す。
比較例3および4
前記の固化フイルム(未延伸フイルム)を、膨
潤溶媒中で膨潤させたが、延伸を全く行わずに、
四辺を枠に固定して、第1表に示す温度および時
間で処理して、溶媒、膨潤溶媒、および水の蒸
発・除去を行つたほかは、実施例1と同様にし
て、芳香族ポリイミドフイルムを製造した。
そのフイルムの物性を第1表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a novel stretched product (e.g., film, fiber, etc.) made of a specific heat-resistant aromatic polyimide and having extremely excellent physical properties, particularly a high Young's modulus, and its stretched product. This invention relates to a new method for producing molded bodies. The polyimide stretched molded product of the present invention has a high Young's modulus as well as a high level of tensile strength and heat resistance compared to this type of aromatic polyimide film molded by the usual solution casting method. In particular, they can also be used satisfactorily as thin films or fine fibers for various applications. [Prior Art] Conventionally, as a method for producing a heat-shrinkable aromatic polyimide film (stretched film),
For example, as described in Japanese Patent Publication No. 57-41330, a solution of a biphenyltetracarboxylic acid-based aromatic polyimide precursor (polyamic acid or polyamic acid) is kept at a temperature of 20 to 200°C and cast. at least 50 wt.
is converted into polyimide, and then the polyimide film is stretched in at least one direction at a stretching ratio of 100 to 500 times so that the stretching ratio is 1.05 to 5 times.
A method of stretching at a temperature of .degree. C. has been proposed. However, although it is possible to produce a heat-shrinkable polyimide film with the above method, it is difficult to forcibly stretch an "unstretched film with a high imidization rate" that has a low solvent content, or Since stretching is performed at the same time, it is difficult to perform the stretching operation stably, and
It has been difficult or virtually impossible to produce polyimide stretched films with physical properties such as high Young's modulus with good reproducibility. [Problems to be Solved by the Present Invention] The purpose of the present invention is to create a high tensile strength, etc., high Young's modulus while maintaining the excellent heat resistance originally possessed by aromatic polyimide molded products. It is an object of the present invention to provide an aromatic polyimide stretched molded article (e.g., film, fiber, etc.) with novel physical properties, and to industrially produce such a stretched aromatic polyimide molded article with high physical properties with good reproducibility. The goal is to provide a way to do so. [Requirements of the present invention] In other words, the present invention requires the use of an aromatic tetracarboxylic acid component containing 80 mol% or more of biphenyltetracarboxylic acids and an aromatic diamine component containing 70 mol% or more of diaminodiphenyl ethers. Consisting of the obtained aromatic polyimide, and
Tensile strength (ASTM D882) is 30-100Kg/ mm2 , and Young's modulus (tensile modulus; ASTM
D882) is 400 to 800 Kg/ mm2 . Further, the production method of the present invention includes a soluble aromatic polyimide obtained by polymerizing the above-mentioned aromatic tetracarboxylic acid component and aromatic diamine component in a halogenated phenol solvent, and a content of 50% by weight or less. After sufficiently swelling an unstretched molded body consisting of a halogenated phenolic solvent and a halogenated phenol solvent in a swelling solvent that is compatible with the halogenated phenolic solvent and does not substantially dissolve the aromatic polyimide, the swollen unstretched body is The molded body is placed in the swelling solvent described above,
The present invention relates to a method for producing a polyimide stretched molded body, which comprises stretching the stretched polyimide body by a factor of 1.1 to 3.0 at a stretching temperature of 0 to 200°C, and finally removing the solvent from the stretched body and heat-treating the stretched body. The aromatic tetracarboxylic acid component is, for example, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride, or an ester of the acid with a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms; ,
3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid or its dianhydride, or the acid having 1 to 5 carbon atoms
An aromatic tetracarboxylic acid component containing biphenyltetracarboxylic acids such as lower alcohol esters of 80 mol% or more, particularly 85 mol% or more, based on the total tetracarboxylic acid component. In this invention, in particular, as the tetracarboxylic acid component,
The aromatic tetracarboxylic acid component containing 80 mol% or more, more preferably 85 mol% or more of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride is used in the aromatic polyimide obtained. It is optimal because it is excellent in solubility in halogenated phenols, moldability of the polyimide stretched molded product finally obtained, and heat resistance and mechanical properties of the stretched molded product. In addition, the above aromatic tetracarboxylic acid component is
In addition to biphenyltetracarboxylic acids, examples of tetracarboxylic acids that can be used in combination include pyromellitic acid or its acid dianhydride, benzophenonetetracarboxylic acid or its acid dianhydride, bis(3,4-dicarboxylic acid) phenyl)methane or its acid dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane or its acid dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone or its acid dianhydride Examples include anhydrides. The aromatic diamine component mentioned above includes diaminodiphenyl ethers such as 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, and 3,3'-diaminodiphenyl ether, and wholly aromatic diamines. The aromatic diamine component is contained in an amount of 70 mol % or more, particularly 80 mol % or more, and more preferably 90 mol % or more. In this invention, in particular, 4,4'-
An aromatic diamine component containing diaminodiphenyl ether at a content of 70 mol% or more, particularly 80 mol% or more is optimal. In addition, in the above-mentioned aromatic diamine component, in addition to diaminodiphenyl ethers, aromatic diamines that can be used in combination include, for example,
4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, o-, m- or p- Examples include phenylenediamine. In this invention, when the content of diaminodiphenyl ethers in the aromatic diamine component for producing the aromatic polyimide becomes too low, the aromatic diamine component and the aromatic tetracarboxylic acid component are separated from each other. The aromatic polyimide obtained has a reduced solubility in halogenated phenols, and it may not be possible to stably produce an unstretched molded product, so it is not suitable. However, it is not suitable because only a stretched molded product can be obtained that has poor heat resistance or any of the above-mentioned mechanical properties. In particular, the polyimide stretched molded article of the present invention contains an aromatic tetracarboxylic acid component whose main component is the above-mentioned biphenyltetracarboxylic acids (content of 90 mol or more), and a main component of diaminodiphenyl ethers (content of 80 mol or more). It is made of a halogenated phenol-soluble aromatic polyimide obtained from an aromatic diamine component (mol% or more), and has a tensile strength of 30 to 100 Kg/mm 2 , preferably 35 to 80 Kg/mm 2 In addition, Young's modulus (elastic modulus) is 400 to 1000
Kg/mm 2 , preferably about 410 to 800 Kg/mm 2 ,
More preferably, the elongation at break is 10 to 70.
%, particularly about 15 to 60%, is an aromatic polyimide stretched molded product with high physical properties such as a "film-like material (sheet-like material) with a thickness of about 5 to 200 μm". As in this invention, with sufficient heat resistance, 25
Aromatic polyimide soluble in halogenated phenols (stretched) with tensile strength higher than Kg/mm 2 and Young's modulus (modulus) higher than 350 Kg/mm 2
Conventionally, "molded bodies" were completely unknown. In the production method of the present invention, for example, approximately equimolar amounts of an aromatic tetracarboxylic acid component and an aromatic diamine component are mixed in an organic polar solvent, preferably about
A "high molecular weight aromatic polyimide that is soluble in halogenated phenols" obtained by polymerization at a temperature of 120°C or higher, particularly preferably 140 to 300°C, and a content of 50% by weight or less in the unstretched molded body, Preferably 1
~45% by weight of a halogenated phenol solvent (self-supporting film);
An unstretched molded body such as a solidified fibrous body is used. In this invention, (1) the above-mentioned compound is added to a swelling solvent that is compatible with the halogenated phenol solvent, does not substantially dissolve the aromatic polyimide, and has the property of swelling an unstretched molded article. The unstretched molded body is immersed in a swelling solvent, preferably at a temperature of 0 to 200°C (particularly preferably 20 to 150°C), for 0.5 to 20 hours (especially 1 to 10 hours). (2) The swollen unstretched molded body is soaked in the swelling solvent.
1.1 to 3.0 times, preferably at a stretching temperature of 0 to 200 °C (particularly within a temperature range higher than 10 °C and lower than the boiling point of the solvent in the swelling solvent).
(3) Finally, the solvent is removed from the stretched molded product, and the stretched molded product is stretched by 0.5 to 2.5 times, preferably at a temperature of 150°C or higher (particularly preferably 180 to 400°C).
The aromatic polyimide stretched molded article is produced by performing heat treatment for 10 hours, particularly 1 to 5 hours. In this invention, in order to remove the swelling solvent etc. from the stretched molded product, water or the like is added at 10 to 50°C, especially at 20 to 20°C.
It can be carried out by extraction at a temperature of 45°C, or it can be removed by evaporation of the solvent by heating the stretched molded body under normal pressure or reduced pressure. During the treatment, it is preferable from the viewpoint of physical properties to perform the heat treatment while fixing at least both ends of the stretched body at a certain distance with a frame, etc.; however, it is not necessary to fixation is not an essential requirement. In addition, the above heat treatment is performed at a temperature of about 150 to 260
It is also possible to carry out a primary heat treatment at a relatively low temperature of 260 to 450 °C, followed by a secondary heat treatment at a high temperature of 260 to 450 °C. It is preferable to do this in a fixed manner. The aromatic polyimide is a biphenyltetracarboxylic acid-based soluble polyimide obtained by polymerizing an aromatic tetracarboxylic acid component and an aromatic diamine component at high temperatures, and has a logarithmic viscosity (measurement temperature: 50°C, Concentration: 0.5 g/100 ml (solvent; ] is greater than 90%, especially 95% or more (no peak in the infrared absorption spectrum due to polyamic acid is observed), and furthermore, about 5 to 40% by weight of the halogenated phenolic solvent
It is preferable to use a polymer that can be uniformly dissolved up to a concentration of . The above-mentioned logarithmic viscosity is a value calculated by the following formula. Logarithmic viscosity = natural logarithm (solution viscosity/solvent viscosity)/concentration of solution In the above-mentioned infrared analysis method for determining the imidization rate, the imidization rate is determined from the absorbance of the absorption peak 1770 cm -1 based on the imide bond in the infrared absorption spectrum of the sample. can be found. The above-mentioned halogenated phenol solvent may be any type as long as it can dissolve the above-mentioned biphenyltetracarboxylic acid-based soluble aromatic polyimide at a ratio of 5% by weight or more at a temperature of 50 to 150°C. It may be a halogenated phenol compound having a melting point of about 100°C or less, especially 80°C or less, and a boiling point of 300°C or less at normal pressure,
Particularly preferred are halogenated phenol compounds whose temperature is 280°C or lower. Examples of the halogenated phenol solvents include o-chlorophenol, m-chlorophenol, p-chlorophenol, o-bromophenol, m-bromophenol, p-bromophenol, 2-chloro-4-hydroxytoluene, and 2-chlorophenol.
Chlor-5-hydroxytoluene, 3-chloro-
6-hydroxytoluene, 4-chloro-2-hydroxytoluene, 2-bromo-4-hydroxytoluene, 2-bromo-5-hydroxytoluene,
Examples include 3-bromo-6-hydroxytoluene and 4-bromo-2-hydroxytoluene, or a mixed solvent of two or more of these halogenated phenol compounds may be used. The swelling solvent is incapable of uniformly dissolving the aromatic polyimide at a temperature of 50°C at a temperature of about 3% by weight or more, especially 1% by weight or more, and has excellent compatibility with halogenated phenols. In particular, any organic polar solvent that has the property of swelling the unstretched molded article described above may be used. Such swelling solvents include mixed solvents of halogenated phenols and alcohols (as mixed solvents, the weight ratio of halogenated phenols/alcohols is
30/70 to 90/10, particularly preferably about 50/50 to 90/10), or N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide,
N,N-dilower alkylcarboxylamides such as N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methyl- Examples include organic polar solvents such as 2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, and hexamethyl sulfolamide. Examples of the alcohols include those having 1 to 6 carbon atoms, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, and amino alcohol.
Preferred examples include lower alcohols of about 100%. In this invention, an unstretched molded body such as a solidified film-like body or a solidified fibrous body made of the above-mentioned high-molecular-weight aromatic polyimide and a halogenated phenol solvent with a content of 50% by weight or less is (a) self-stretched; (b) contains 50% by weight or less of a halogenated phenol solvent; (c) is a substantially unstretched molded article that has not been stretched by a stretching ratio of more than 1.1 times; It can be manufactured in
In this invention, the method for producing the unstretched molded body is not particularly limited, and for example, a polyimide solution in which the aromatic polyimide is uniformly dissolved in a halogenated phenol solvent is used to
Most of the solvent is evaporated from the liquid film or fibrous material formed by casting at 150°C or by spinning at a similar temperature. (dry method)
Or, it can be removed by an extraction method using an extraction solvent mainly composed of water, alcohol, etc. (wet method).
Alternatively, by removing them in combination, it is possible to produce an unstretched molded product such as a solidified film or solidified fiber made of aromatic polyimide and a halogenated phenol solvent with a content of 50% by weight or less. can. In this invention, an unstretched molded body made of the above-mentioned biphenyltetracarboxylic acid-based aromatic polyimide is swollen with a swelling solvent, then stretched in the swelling solvent, and then halogenated from the stretched molded body. The main characteristics are that phenols are removed and heat treatment is performed at high temperatures, and as mentioned above, by using a swelling solvent during stretching, aromatic compounds with excellent Young's modulus with good reproducibility can be easily produced. This makes it possible to produce a stretched polyimide body. [Example] In the Examples and Comparative Examples, physical property tests were conducted on sample pieces (length: 20 mm, width: 5 mm). Examples 1 to 8 Polymerization of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether at 160°C for 1 hour in p-chlorophenol solvent and the aromatic polyimide solution obtained by imidization [polymer concentration: 18% by weight, polymer logarithmic viscosity: 1.4, solution viscosity at 25°C (solution viscosity measured by rotational viscometer): 1000 poise],
The resulting liquid thin film was solution cast at approximately 50 °C to a uniform thickness on a glass plate using 50 °C.
℃ for 1 hour, and then vacuum-dried at 50℃ for 24 hours to form a biphenyltetracarboxylic acid-based aromatic polyimide (imidization rate of 95% or more).
A long solidified film (unstretched film of polyimide-halogenated phenol solvent) with a thickness of 50 μm was formed, comprising 12% by weight of the above solvent. Using the solidified film, 1,3-
After swelling for 1.5 hours using dimethyl-idasolidinone as a swelling solvent, it was uniaxially stretched in the swelling solvent at 75°C at the stretching ratio shown in Table 1 in the longitudinal direction at a stretching speed of 125%/min and fixed. The stretched film was subjected to solvent extraction with water at 50°C to remove the swelling solvent, and then both ends in the stretching direction were fixed to a frame and treated at the temperature and time shown in Table 1 to obtain the first A stretched film made of aromatic polyimide having the physical properties shown in the table was molded. Comparative Examples 1 and 2 The above-mentioned solidified film (unstretched film) was fixed to a frame on all four sides and heat-treated at the temperature and time shown in Table 1 to evaporate and remove the solvent to form an aromatic polyimide film. was manufactured. The physical properties of the film are shown in Table 1. Comparative Examples 3 and 4 The solidified film (unstretched film) described above was swollen in a swelling solvent, but without any stretching.
An aromatic polyimide film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the four sides were fixed to a frame and treated at the temperature and time shown in Table 1 to evaporate and remove the solvent, swelling solvent, and water. was manufactured. The physical properties of the film are shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
延伸倍率 温度 時間
引張強度 ヤング率 伸び率
(倍) (℃) (分)
(Kg/mm2) (Kg/mm2) (%)
[Table] Stretching ratio Temperature Time Tensile strength Young's modulus Elongation
(times) (℃) (minutes)
(Kg/mm 2 ) (Kg/mm 2 ) (%)
Claims (1)
上含有する芳香族テトラカルボン酸成分と、ジア
ミノジフエニルエーテル類を70モル%以上含有す
る芳香族ジアミン成分とから得られた芳香族ポリ
イミドからなり、しかも、引張強度が30〜100
Kg/mm2であると共に、ヤング率が400〜800Kg/mm2
であるポリイミド延伸成形体。 2 ビフエニルテトラカルボン酸類を80モル%以
上含有する芳香族テトラカルボン酸成分と、ジア
ミノジフエニルエーテル類を70モル%以上含有す
る芳香族ジアミン成分とを、概略等モル、ハロゲ
ン化フエノール溶媒中で重合して得られた芳香族
ポリイミドと、50重量%以下の含有率のハロゲン
化フエノール溶媒とからなる未延伸成形体を、前
記ハロゲン化フエノール溶媒と相溶性であると共
に前記芳香族ポリイミドを実質的に溶解しない膨
潤溶媒中で充分に膨潤させた後、膨潤した未延伸
成形体をその膨潤溶媒中で0〜200℃の延伸温度
で1.1〜3.0倍に延伸し、最後に、その延伸成形体
から溶媒を除去すると共に延伸成形体を熱処理す
ることを特徴とするポリイミド延伸成形体の製造
法。[Scope of Claims] 1. An aromatic compound obtained from an aromatic tetracarboxylic acid component containing 80 mol% or more of biphenyltetracarboxylic acids and an aromatic diamine component containing 70 mol% or more of diaminodiphenyl ethers. Made of polyimide and has a tensile strength of 30 to 100
Kg/mm 2 and Young's modulus of 400 to 800 Kg/mm 2
A polyimide stretched molded body. 2. An aromatic tetracarboxylic acid component containing 80 mol% or more of biphenyltetracarboxylic acids and an aromatic diamine component containing 70 mol% or more of diaminodiphenyl ethers in approximately equal moles in a halogenated phenol solvent. An unstretched molded body consisting of an aromatic polyimide obtained by polymerization and a halogenated phenol solvent having a content of 50% by weight or less is prepared in a manner that is compatible with the halogenated phenol solvent and substantially frees the aromatic polyimide. After sufficiently swelling in a swelling solvent that does not dissolve in 1. A method for producing a stretched polyimide molded body, which comprises removing a solvent and heat-treating the stretched molded body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29477686A JPS63147626A (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Polyimide drawn molding and its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29477686A JPS63147626A (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Polyimide drawn molding and its preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63147626A JPS63147626A (en) | 1988-06-20 |
| JPH0479821B2 true JPH0479821B2 (en) | 1992-12-17 |
Family
ID=17812144
Family Applications (1)
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-
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS63147626A (en) | 1988-06-20 |
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