JPH0725880B2 - 末端不飽和基を有する芳香族ポリアミドオリゴマー及びその製造方法 - Google Patents

末端不飽和基を有する芳香族ポリアミドオリゴマー及びその製造方法

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JPH0725880B2
JPH0725880B2 JP1039518A JP3951889A JPH0725880B2 JP H0725880 B2 JPH0725880 B2 JP H0725880B2 JP 1039518 A JP1039518 A JP 1039518A JP 3951889 A JP3951889 A JP 3951889A JP H0725880 B2 JPH0725880 B2 JP H0725880B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は耐熱性合成樹脂、特に熱硬化製を付与した耐熱
性芳香ポリアミドとして有用なオリゴマー及びその製造
方法に関する。
[従来の技術] プラスチツク工業の需要が高度化するにつれて、特殊な
性質を持つ工業素材が必要とされるようになり、この傾
向は産業部門の高度化と相まって急速に展開しつつあ
る。
耐熱性向上の要求は、プラスチック、フィルム、繊維、
ラミネート、積層板、接着剤等耐熱性を要求される分野
の工業材料に耐熱性を付与し、市場を拡大すること及び
新しい機能をもって広範な新しい分野への進出を計るた
めでもある。
このような要求に対し、芳香族ポリアミド、ポリイミ
ド、ボリスルホン、ポリフェニレンオキサイド等エンジ
ニヤリングプラスチックスと呼ばれる一群の合成樹脂が
既に開発され、従来の合成樹脂とは異なった新規な機能
を有するプラスチックとして工業生産され、新しい需要
分野を開拓しつつあり、アラミドの名称で知られている
芳香族ポリアミドはその中の一つである。
芳香族ポリアミドとしては、デュ・ポン社で開発された
ポリパラフェニレンテレフタルアミド(商品名:ケプラ
ー)、ポリメタフェニレンイソフタルアミド(商品名:
ノーメックス又はHT−1)はその代表的なタイプであ
る。
これらのポリアミド類は、そのすべてが熱可塑性合成樹
脂に分類されるもので、オリゴマーを熱硬化させるタイ
プのポリアミド類は未だ見出されていなかった。
このため、通常の熱可塑性合成樹脂に比して高融点を有
するとは言え、温度の上昇に伴い、硬度、強度等の低下
は避けられず、軟化点以上での使用は事実上不可能であ
った。
熱硬化性の芳香族ポリアミドがなかった理由としては、
一般的に融点が従来の熱可塑性合成樹脂に比して充分高
かったこと、また不飽和結合の導入は成形工程中に好ま
しからざるゲル化を惹起する危険が多いと判断されてい
たためと考える。
[発明が解決しようとする課題] 芳香族ポリアミドは、かなりの高温においても比較的安
定であり、電気特性、機械的強度も優れており、化学的
安定性も高く優れた耐熱性高分子である。
本発明はこれらの性質を失わずに、更に高温における機
械的強度、化学的安定性を高めることを目的としたもの
である。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは成形材料として、あるいは積層板として成
形加工する場合に、比較的融点が低く、加熱、加圧下で
所望の形状に成形可能であり、しかも比較的緩和な条件
で硬化でき、硬化後充分な耐熱性、機械的強度および化
学的安定性等を有する芳香族ポリアミドを得るために、
ラジカル重合可能な炭素数3〜5の末端不飽和基を有す
る脂肪族モノアミン、芳香族ジアミン、芳香族ジカルボ
ン酸ジハライドをモル比2:n:n+1(但しnは1〜15)
の割合でハロゲン化水素受容体の存在下で反応させて、
一般式 で表わされる末端不飽和基を有する不飽和ポリアミドオ
リゴマーを得、このものはラジカル発生触媒の存在下で
硬化可能であり、この硬化した芳香族ポリアミドは前記
の優れた性質を有することを見出し、本発明を完成する
に至った。
本発明の末端不飽和基を有する芳香族ポリアミドオリゴ
マーは、一例として次の反応式によって示すことができ
る。
反応を円滑に進行させるために、副生する塩化水素の受
容体が必要であって、一般的には第3級アミン又は苛性
アルカリの使用が便利である。
この場合のnは1から15、好ましくは3ないし7程度の
値が成形性の容易さから有利であり、この段階での高分
子化は特に必要でない。この反応は一般にアミン類を水
相に、酸クロスライドを水に溶解しない不活性有機溶媒
に混合して、界面重縮合反応を行なうか、あるいは両者
を不活性有機溶媒に溶解し、低温で縮合させる低温溶液
重縮合反応により行なうことができる。
本発明に使用できる芳香族ジアミンとしては、例えばメ
タフェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルメ
タン、4,4′−ジアミノジフェニプロパン、3,3′−ジメ
チル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル、3,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、3,3′−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ホン、ジアニシジン、2,4−
トルイレンジアミン、2,4/2,6−トルイレンジアミン混
合物などが利用可能であり、二種類又はそれ以上の混合
使用も可能である。
末端不飽和基を有する脂肪族モノアミンとしては、アリ
ルアミン、ジアリルアミン、メタアリルアミン、アリル
メチルアミン、1−アミノ−4−ペンテンなどが挙げら
れるが、末端不飽和ポリアミドオリゴマーを低温で合成
可能なこと、生成ポリアミドオリゴマーの安定性、入手
性、価格等の点からアリルアミンが最も普通に用いられ
る。なお、このアミンは遊離のアミンであっても、また
ハアロゲン化水素酸塩であっても良いが、ハロゲン化水
素酸塩の場合は同時にハロゲン化水素と結合する第3級
のアミン等の併用が必要となる。
以下、末端不飽和基を有する脂肪族アミンはアリルアミ
ンをもって代表させて説明する。
また、本発明に使用できる芳香族ジカルボン酸ジハライ
ドとしては、芳香族二塩基酸のジクロライドが便利であ
り、例えばテレフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジ
クロライド、フタル酸ジクロライドなどが代表的であ
る。
実用性から言えば、フタル酸ジクロライドは生成芳香族
ポリアミドの耐熱性が不充分であり、テレフタル酸ジク
ロライドを使用するときは耐熱性は充分であるが、得ら
れる芳香族ポリアミドの融点が高くなって取扱性が困難
になる傾向があり、イソフタル酸ジクロライドが最も良
く本発明の目的に合致する。
この合成反応は比較的に化学量論的に反応は進行するの
で、前記[I]式のnを計算した上、必要量の脂肪族モ
ノアミン、芳香族ジアミンおよび芳香族ジカルボン酸ジ
ハライドを反応させればよく、もし精密な調整を必要と
するときは簡単なテストによりそのモル比は決定でき
る。
この反応によって得られる芳香族ポリアミドオリゴマー
は既に説明した如く、その組成を容易に選ぶことがで
き、200℃以下の温度で成形可能である。
本発明により合成された不飽和末端基を有する芳香族ポ
リアミドオリゴマーは、ラジカル発生触媒の併用により
硬化させることができ、耐熱性を格段に向上させること
が可能となる。
ラジカル発生触媒は制限を加える必要はないが、工業的
にはパーオキサイドタイプが適しており、成形温度が10
0℃以上になる場合はいわゆる高温分解型の、例えばジ
クミルパーオキサイドタイプが用いられる。
使用量は1〜3phrが適当である。
また、不飽和結合と共重合可能なモノマーの併用は、モ
ノマーが芳香族ポリアミドオリゴマーを溶解する場合に
可能であり、特に前記[I]式中のnが小さい値の場合
その適用範囲が広い。モノマーの併用は、縮合系全体の
軟化を促進し、成形性、作業性を良好にする反面、硬化
した芳香族ポリアミドの耐熱性を低下させる傾向がある
ので、目的に応じた添加量とすることが必要である。
本発明による不飽和末端基を有する芳香族ポリアミドオ
リゴマーは、補強剤、フィラー、離型剤、着色剤、低収
縮剤としての他のポリマー等を必要に応じ併用できるこ
とはもちろんである。
次に本発明の理解を助けるために、以下に実施例を示
す。
[実施例] (実施例1) 還流冷却器、滴下濾斗、温度計、攪拌機を備えた1の
四ツ口のセパラブルフラスコにイソフタル酸ジクロライ
ド20.3g(0.1モル)、ジメチルフォルムアミド(DMF)1
00gを仕込み、10℃以下に冷却する。
次にメタフェニレンジアミン8.1g(0.075モル)、トリ
エチルアミン15.15g(0.15モル)、DMF75gを秤量混合
し、セパラブルフラスコに滴下する。続いてアリルアミ
ン2.85g(0.05モル)、トリエチルアミン5.05g(0.05モ
ル)、DMF25gを秤量混合し、セパラブルフラスコに滴下
する。その間、反応混合物の温度は10℃以下に保つ。滴
下終了後、反応混合物の温度を10℃以下に保ち、2hr.攪
拌を継続する。
次に激しく攪拌している大量の水中に反応混合物を徐々
に加え、結晶を析出させる。析出した結晶を吸引濾過
し、水で洗浄後乾燥する。
m.p.260℃以上、このものの赤外吸収スペクトルを図1
に示す。
元素分析値は、 C,70.32%:H,4.67%:N,11.67% で理論値は、 C,70.15%:H,4.80%:N,11.69% と良好な一値を示した。
(実施例2〜8) 一般式H2N‐R-NH2で表わした芳香族ジアミン化合物のR
の種類及びnを変えた以外は実施例1と同じ操作で不飽
和末端基を有する芳香族ポリアミドオリゴマーの合成を
行った。
(参考例) 実施例7で得た芳香族ポリアミドオリゴマー1重量部、
ジクミルパーオキサイド(2%アセトン溶液)1重量部
を試験管に加え、徐々に昇温し、アセトンを飛ばし、乾
燥した。次に200℃に昇温し、7時間硬化を行なったと
ころ、琥珀色をした丈夫な不溶不融の塊状の重合体が得
られた。得られた重合体を乳鉢で粉砕して、空気中で10
℃/分の昇温温度で熱重量分析を行なったところ、350
℃までは全く変化が起こらず、450℃において8%程度
の重量損失が認められた。
[効果] 従来の芳香族ポリアミドは熱可塑性樹脂であったため、
耐薬品性、電気的特性などに優れた性質を備えていたに
もかかわらず、高温における強度が著しく低下しえ使用
分野に制限を受けていた。
本発明はこれらの欠点を改良し、同じ芳香族ポリアミド
でありながら加工性の優れた熱硬化性の芳香族ポリアミ
ドの原料として使用可能な新規な末端不飽和基を有する
芳香族ポリアミドオリゴマーを開発することに成功し
た。
このオリゴマーは低温で合成でき、また重合可能な二重
結合を有するにもかかわらず、比較的安定であって成形
工程中でのゲル化もなく且つラジカル発生触媒の作用に
より簡単に硬化できる優れた性質を有するものである。
このオリゴマーを硬化した芳香族ポリアミドは、高温で
あっても強度の低下を起こさない耐熱性に優れた芳香族
ポリアミドである。
【図面の簡単な説明】
図1〜8は本発明の実施例1〜8で得られた芳香族ポリ
アミドオリゴマー の実施例番号に対応した赤外線吸収スペクトル図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1)一般式 [但し、式中Aはラジカル重合可能な炭素数3〜5の末
    端不飽和基を有する脂肪族アルケニル置換基、Rは水素
    原子又は低級アルキル基、R1,R2は2価の芳香族基、n
    は1〜15の任意の数値である。] で表わされる末端不飽和基を有する芳香族ポリアミドオ
    リゴマー。
  2. 【請求項2】ラジカル重合可能な炭素数3〜5の末端不
    飽和基を有する脂肪族モノアミン、芳香族ジアミン、芳
    香族ジカルボン酸ジハライドをモル比2:n:n+1(但し
    nは1〜15)の割合でハロゲン化水素受容体の存在下で
    反応することよりなる末端不飽和基を有する芳香族ポリ
    アミドオリゴマーの製造方法。
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