JPH0641284A - 芳香族コポリエステル - Google Patents

芳香族コポリエステル

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JPH0641284A
JPH0641284A JP23877492A JP23877492A JPH0641284A JP H0641284 A JPH0641284 A JP H0641284A JP 23877492 A JP23877492 A JP 23877492A JP 23877492 A JP23877492 A JP 23877492A JP H0641284 A JPH0641284 A JP H0641284A
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JP
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mmol
acid
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dicarboxylic acid
aromatic copolyester
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Akinori Shiotani
陽則 塩谷
Hiroaki Yamaguchi
裕章 山口
Katsutaka Onzuka
克孝 恩塚
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Abstract

(57)【要約】 【目的】溶融成形性と耐熱性とを良好に併せもちなが
ら、十分に実用性のある機械的物性を有するコポリエス
テルを提供する。 【構成】3,3’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジ
カルボン酸および/または3,4’−ジメチルビフェニ
ル−4,3’−ジカルボン酸、さらに、4,4’−(ア
ルキレンジオキシ)−ピス−安息香酸から誘導される反
復単位を必須成分とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、比較的低い温度で溶融
加工が可能な新規なサーモトロピック液晶コポリエステ
ルに関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】近年、種々のエンジニア
リングプラスチックスが開発されている。特に光学異方
性を有する液晶コポリマーが注目されている。Adva
nces in Polymer Science
0/61,61(1984)には、P−ヒドロキシ安息
香酸ホモポリマー、テレフタル酸とハイドロキノンとの
コポリマー、あるいはナフタレン−2,6−ジカルボン
酸とハイドロキノンとのコポリマーなどが記載されてい
るが、これらのポリマーは、融点がそれぞれ610℃、
596℃、577℃と高いためポリマーの分解を伴わず
に溶融加工することが事実上不可能であった。また、特
公昭47−47870号公報には、P−ヒドロキシ安息
香酸、テレフタル酸およびハイドロキノンとの共重合体
が提案されているが、この重合体は500℃以上の高融
点を有し、溶融加工がきわめて困難である。
【0003】上記のP−ヒドロキシ安息香酸ホモポリマ
ーあるいはテレフタル酸とハイドロキノンとのコポリマ
ーの融点を下げる方法として、ポリメチレンスペーサー
を有するコモノマーと共重合する方法が知られている
(Pure & Appl.Chem.Vo1.57,
pp.1537(1985))。しかし、このポリメチ
レンスペーサーを有するコモノマーを用いた共重合ポリ
マーでは、成形性と耐熱性が表裏の関係にあるため、融
点の低下ともに耐熱性も低下する問題点がある。また、
ポリメチレンスペーサー含量が増大するにつれて液晶性
も失われる。
【0004】
【発明の目的】溶融成形性と耐熱性とを良好に持ちあわ
せながら、十分に実用性のある機械的物性を有する新規
なコポリエステルを提供する。
【0005】
【問題点解決のための技術的手段】本発明は、下式の反
復単位A、B、C、D、及びEから構成され、
【化1】 (但し、式中のnは1〜10の整数を示し、Arは、
【化2】 から選ばれた基を示す) A/〔A+B+C+D〕のモル比が0〜85/100、
〔B+C〕/〔B+C+D〕のモル比が5/100以上
1未満であり、〔B+C+D〕とEとは実質的に等モル
である芳香族コポリエステルに関する。
【0006】本発明の芳香族コポリエステルを形成して
いる反復単位Aは、p−ヒドロキシ安息香酸、その酸エ
ステル、酸ハロゲン化物、p−アセトキシ安息香酸など
から誘導されたものである。
【0007】反復単位Bは、3,3’−ジメチルビフェ
ニル−4,4’−ジカルボン酸、そのジカルボン酸エス
テル、ジカルボン酸ハロゲン化物などから誘導されたも
のである。
【0008】反復単位Cは、3,4’−ジメチルビフェ
ニル−4,3’−ジカルボン酸、そのジカルボン酸エス
テル、ジカルボン酸ハロゲン化物などから誘導されたも
のである。上記の3,3’−ジメチルビフェニル−4,
4’−ジカルボン酸及び3,4’−ジメチルビフェニル
−4,3’−ジカルボン酸は、例えば、オルトトルイル
酸アルキルの酸化カップリング反応によって合成するこ
とができる(特願昭63−267202号、及び特願平
1−211334号)。
【0009】反復単位Dは、4,4’−(アルキレンジ
オキシ)−ビス−安息香酸、そのジカルボン酸エステ
ル、ジカルボン酸ハロゲン化物などから誘導されたもの
である。4,4’−(アルキレンジオキシ)−ビス−安
息香酸の具体例としては、例えば、4,4’−(エチレ
ンジオキシ)−ビスー安息香酸、4,4’−(ブチレン
ジオキシ)−ビス−安息香酸、4,4’−(ヘキシレン
ジオキシ)−ビス−安息香酸などが挙げられる。4,
4’−(アルキレンジオキシ)−ビス−安息香酸の製造
法として、例えば、4,4’−(ヘキシレンジオキシ)
−ビス−安息香酸は、p−ヒドロキシ安息香酸のジカリ
ウム塩と1.6−ジクロロヘキサンとの反応によって合
成することができる(特開平2−255639号)。
【0010】反復単位Eは、ハイドロキノン、4,4’
−ジヒドロキシビフェニル、2,6−ジヒドロキシナフ
タレン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、
及びこれらのジアセチル誘導体から誘導されたものであ
る。本発明において、反復単位Eとして、上記の複数の
種類の混合物を使用することができる。
【0011】本発明の芳香族コポリエステルにおいて、
A/〔A+B+C+D〕のモル比は、0以上85/10
0以下である。この比が85/100を越えると芳香族
コポリエステルの溶融温度が高くなり、成形加工が困難
である。〔B+C〕/〔B+C+D〕のモル比は、5/
100以上1未満であり、好ましくは8/100以上〜
1未満である。このモル比が5/100より小さいと、
耐熱性が低下する傾向にある。〔B+C+D〕とEと
は、実質的に等モルである。
【0012】前記の反復単位A、B、C、D及びE以外
に、他のエステル結合を形成できる僅かな量のモノマー
から誘導される反復単位によってA、B、C、D及びE
が置換されてもよい。他のエステル結合を形成できる反
復単位の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル
酸、ナフタリン−1.5−ジカルボン酸、ジフェニルエ
ーテル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルケトン−
4,4’−ジカルボン酸、2,2’−ジフェニルプロパ
ン−4,4’−ジカルボン酸などから誘導されるような
ジカルボキシ単位、レゾルシン、メチルハイドロキノ
ン、エチルハイドロキノン、プロピルハイドロキノン、
ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、ハロ
ゲン原子置換ハイドロキノン、2,5−ジ−t−ブチル
ハイドロキノン、2,3,5−トリメチルハイドロキノ
ン、1.5−ジヒドロキシナフタレン、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)スルホンなどから誘導されるジオキシ単位及びm−
ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ−4’−カルボキ
シジフェニルエーテル、1−ヒドロキシ−4−ナフトエ
酸、4’−ヒドロキシビフェニル−4−カルボン酸など
から誘導されるオキシカルボキシ単位を挙げることがで
きる。
【0013】これらの置換反復単位の置換割合は、芳香
族コポリエステルの溶融点を比較的に低くするために、
反復単位〔A+B+C+D+E〕に対して10モル%以
下であることが好ましい。置換割合が10モル%を越え
ると、置換反復単位の種類によるが、一般に芳香族コポ
リエステルの溶融温度が高くなり、成形加工が困難にな
ったり、溶融温度は比較的低温に保たれるものの、液晶
性が低下し、そのため溶融粘度が上昇する等の欠点が生
じる。
【0014】本発明の芳香族コポリエステルの製法につ
いては特に制限はなく、公知のエステル重縮合反応によ
って製造することができる。製造法の具体例としては、
(1)ジカルボン酸ジクロライドとジオールを第3級ア
ミンの存在下に重縮合する方法、(2)ジカルボン酸の
ジフェニルエステルとジオールから脱フェノール法にて
重縮合する方法、(3)ジカルボン酸とジオールのジア
セチル誘導体から脱酢酸法で重縮合する方法が挙げられ
る。特に好ましい方法は脱酢酸重合法である。
【0015】脱酢酸重合法の場合、全コモノマー成分を
反応槽に加えてから、反応を開始しても良いし、コモノ
マーを段階的に分けて添加しても良い。この重縮合反応
に際して、A成分のモノマーとE成分のモノマーをアセ
チル化及び/又は予備縮合させた後、ジカルボン酸成分
を添加して重縮合させる方法を用いると、均質なポリマ
ーを製造することができる。この方法においては、重縮
合は230〜350℃で行い、段階的に昇温して酢酸を
留去した後、減圧(約0.1Torr)にして反応を完
結させる。反応時間は1〜10時間が好ましい。
【0016】重縮合反応は、触媒の存在下又は不存在下
に行うことができる。触媒の具体例としては、酢酸第一
スズ、酢酸第一鉄、酢酸ナトリウム、三酸化アンチモ
ン、マグネシウム、アセチルアセトン鉄(III)、チ
タンテトラブトキシド、次亜リン酸ナトリウム、リン酸
カリウムなどの金属あるいは金属化合物を挙げることが
できるが、これらに限定されるものではない。添加量
は、生成ポリマー重量に対し、0.001〜0.5%で
ある。添加時期は、予備縮合開始時でも、重縮合反応開
始時でもよい。
【0017】重合中の熱劣化による着色防止及び生成ポ
リマーの熱安定性向上の目的で、得られる重合体の物性
に大きな影響を与えない範囲で、安定剤の存在下で重縮
合反応を行うことができる。安定剤の具体例として、リ
ン酸、亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、リン酸トリフ
ェニル、亜リン酸トリフェニルなどのリン系化合物、あ
るいはヒンダードフェノール類を挙げることができる
が、これらに限定されるものではない。添加量は、生成
ポリマー重量に対し、0.001〜0.5%である。添
加時期は、予備縮合開始時でも、重縮合反応開始時でも
よい。
【0018】本発明の芳香族コポリエステルは、60℃
にてペンタフルオロフェノール中、0,.2g/dlの
濃度で、対数粘度(ηinh)1.0以上を有し、ま
た、偏光顕微鏡観察において、溶融状態で光学的異方性
(液晶性)を示す。
【0019】
【発明の効果】本発明の芳香族コポリエステルは、比較
的低い温度、例えば400℃以下の温度で溶融状態を形
成し、通常知られた各種の成形加工法によって、バルク
成形品、フィルム、繊維などにすることができる。ま
た、ペンタフルオロフェノール、p−クロロフェノール
などの有機極性溶媒に溶解するので、溶解加工法によっ
て成形品を得ることが可能である。これらの成形品は、
電気、電子、自動車材料などに幅広く使用できる。顕著
な特性として、溶融状態において液晶性を有するため、
高度に分子配向した成形品にすることができる。従っ
て、機械的強度に優れた高分子材料を製造することがで
きる。
【0020】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 (測定方法)本発明における実施例で示されている各物
性値は、以下の方法で測定した。 (1)光学異方性;偏光顕微鏡に試料をのせ、リンカム
社製TH600RMS型加熱装置を用いて、窒素気流下
に10℃/分で昇温して肉眼観察した(液晶開始温
度)。 (2)熱分解開始温度;セイコー電子工業社製SSC/
5200TGA装置を用い、試料を窒素中、10℃/分
で昇温し、重量の経時変化を観測した。 (3)融点;セイコー電子工業社製SSC/5200D
SC装置を用い、試料を窒素中、20℃/分で昇温し、
吸熱ピークを観測した。 (4)対数粘度;60℃にてペンタフルオロフェノール
中、0.2g/dlの濃度で試料を溶解し、ウベローデ
型粘度計を用いて測定した。ηinhは、次式に従って
計算した。 ηinh=ln(t/t)/c ただし、tはペン
タフルオロフェノールの落下時間、tは試料溶液の落下
時間、cは試料の濃度。
【0021】実施例1 ステンレス製容器(100ml)にガラス製のセパラブ
ル三つ口フラスコの上部を用い、攪拌機、窒素導入管及
びクライゼンを取りつけた。この容器内に、4,4’−
ジアセトキシビフェニル(BP−Ac)7.44g(2
7.54ミリモル)、p−アセトキシ安息香酸(PHB
A−Ac)17.30g(96.0ミリモル)、リン酸
トリフェニル30mgを仕込んだ。真空脱気し、窒素置
換を3回繰り返した後、錫を溶かした金属浴中で240
℃で10分間加熱した後、放冷し、減圧にした後、窒素
で常圧に戻した。
【0022】この予備縮合混合物に、3,3’−ジメチ
ルビフェニル−4,4’−ジカルボン酸(PA)3.0
4g(11.25ミリモル)、3,4’−ジメチルビフ
ェニル−4,3’−ジカルボン酸(QA)2.43g
(9.00ミリモル)、4,4’−(エチレンジオキ
シ)−ビス−安息香酸(PEDA)2.04g(6.7
5ミリモル)を添加した。真空脱気し、窒素置換を3回
繰り返した後、錫浴中で240℃で1時間加熱した。1
時間かけて300℃に昇温して、300℃で1時間保
ち、生成する酢酸を流通窒素とともに留出させた。30
0℃に保ったまま、徐々に減圧度を上昇させた。減圧度
が0.3Torr以下に達してからさらに1時間反応を
続けた。
【0023】反応終了後、窒素を導入しながら常温常圧
に戻した。得られたポリマーを粉砕して容器から取り出
した。得られたポリマーの収量、光学的異方性を示す温
度(液晶開始温度)、融点、熱分解開始温度、対数粘
度、及び元素分析の結果を表1に示した。
【0024】実施例2 ジアセトキシハイドロキノン(HQu−Ac)5.75
g(29.65ミリモル)、PHBA−Ac 18.6
5g(103.5ミリモル)、PA3.18g(11.
77ミリモル)、QA2.54g(9.41ミリモ
ル)、PEDA2.13g(7.06ミリモル)及びリ
ン酸トリフェニル30mgを用いた以外は実施例1と同
様の操作をした。得られたポリマーの収量、光学的異方
性を示す温度(液晶開始温度)、融点、熱分解開始温
度、対数粘度、及び元素分析の結果を表1に示した。
【0025】実施例3 HQu−Ac 6.12g(31.5ミリモル)、PH
BA−Ac 18.02g(100.0ミリモル)、P
A4.05g(15.0ミリモル)、QA3.24g
(12.0ミリモル)、PEDA0.91g(3.0ミ
リモル)、リン酸トリフェニル30mg及びリン酸カリ
ウム5mgを用いた以外は実施例1と同様の操作をし
た。得られたポリマーの収量、光学的異方性を示す温度
(液晶開始温度)、融点、熱分解開始温度、対数粘度、
及び元素分析の結果を表1に示した。
【0026】実施例4 2,6−ジアセトキシナフタレン(NP−Ac)7.4
7g(30.6ミリモル)、PHBA−Ac 18.3
8g(102.0ミリモル)、PA3.38g(12.
5ミリモル)、QA2.70g(10.0ミリモル)、
PEDA2.27g(7.5ミリモル)及びリン酸トリ
フェニル50mgを用いた以外は実施例1と同様の操作
をした。得られたポリマーの収量、光学的異方性を示す
温度(液晶開始温度)、融点、熱分解開始温度、対数粘
度、及び元素分析の結果を表1に示した。
【0027】実施例5 BP−Ac7.94g(29.38ミリモル)、PHB
A−Ac 18.45g(102.4ミリモル)、PA
3.24g(12.0ミリモル)、QA2.59g
(9.6ミリモル)、4,4’−(ブチレンジオキシ)
−ビス−安息香酸(PBDA)2.38g(7.20ミ
リモル)及びリン酸トリフェニル30mgを用いた以外
は実施例1と同様の操作をした。得られたポリマーの収
量、光学的異方性を示す温度(液晶開始温度)、融点、
熱分解開始温度、対数粘度、及び元素分析の結果を表1
に示した。
【0028】実施例6 BP−Ac7.94g(29.38ミリモル)、PHB
A−Ac18.45g(102.4ミリモル)、PA
3.24g(12.0ミリモル)、QA2.59g
(9.6ミリモル)、4,4’−(ヘキシレンジオキ
シ)−ビス−安息香酸(PHDA)2.58g(7.2
0ミリモル)及びリン酸トリフェニル30mgを用いた
以外は実施例1と同様の操作をした。得られたポリマー
の収量、光学的異方性を示す温度(液晶開始温度)、融
点、熱分解開始温度、対数粘度、及び元素分析の結果を
表1に示した。
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下式の反復単位A、B、C、D、及びE
    から構成され、 【化1】 (但し、式中のnは1〜10の整数を示し、Arは、 【化2】 から選ばれた基を示す) A/〔A+B+C+D〕のモル比が0〜85/100、
    〔B+C〕/〔B+C+D〕のモル比が5/100以上
    1未満であり、〔B+C+D〕とEとは実質的に等モル
    である芳香族コポリエステル。
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