JPH0853620A - Polyimide resin composition - Google Patents

Polyimide resin composition

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JPH0853620A
JPH0853620A JP6177803A JP17780394A JPH0853620A JP H0853620 A JPH0853620 A JP H0853620A JP 6177803 A JP6177803 A JP 6177803A JP 17780394 A JP17780394 A JP 17780394A JP H0853620 A JPH0853620 A JP H0853620A
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polyimide
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fibrous reinforcing
bis
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祐一 大川
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浅沼  正
Masaji Tamai
正司 玉井
Teruhiro Yamaguchi
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 溶剤に可溶で、しかも熱可塑性であるポリイ
ミドを繊維状補強材と混合して、繊維状補強材に塗布し
て耐吸水・吸湿性に優れたポリイミド系樹脂組成物や複
合体を提供する。 【構成】 次式(1) (式中、m、nはそれぞれ独立して0または1の整数で
あり、Rはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、
および特定の芳香環、アルキル基等を示し、Arは炭素
数6〜27である特定の芳香族基を示す。)のポリイミ
ドと炭素繊維、等の繊維状補強材よりなる。 【効果】 高度の溶剤可溶性を有するため、繊維状補強
材に容易に溶液含浸が可能であり、ポリイミド樹脂本来
が持つ高耐熱性等の諸物性に加えて、高温・高湿下にお
いてもその高機械物性が維持され、さらに熱可塑性およ
び接着力を併せ持つ。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] Mixing a solvent-soluble and thermoplastic polyimide with a fibrous reinforcing material and applying it to the fibrous reinforcing material provides excellent resistance to water and moisture absorption. Provided are polyimide resin compositions and composites. [Configuration] The following equation (1) (In the formula, m and n are each independently an integer of 0 or 1, and R is independently a hydrogen atom, a halogen atom,
And a specific aromatic ring, an alkyl group, and the like, and Ar represents a specific aromatic group having 6 to 27 carbon atoms. ) Polyimide and fibrous reinforcing material such as carbon fiber. [Effect] Since it has a high degree of solvent solubility, it can be easily impregnated with a solution in a fibrous reinforcing material. In addition to the high heat resistance and other physical properties inherent in polyimide resin, its high resistance even under high temperature and high humidity. It retains mechanical properties and has thermoplasticity and adhesive strength.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、可溶性かつ熱可塑性を
有するポリイミド系樹脂組成物、およびその製造方法、
さらにその射出成形体に関し、詳しくは、汎用の有機溶
剤に対して良好な溶解性を有し、かつ熱可塑性を有する
ポリイミドと炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド
繊維および/またはチタン酸カリウム繊維等の繊維状補
強材とを含有してなるポリイミド系樹脂組成物、および
その製造方法、さらにこの樹脂組成物を用いて得られる
射出成形体に関する。また、本発明はポリイミド系複合
体に関し、詳しくは、上記の可溶性、かつ熱可塑性を有
するポリイミドを繊維状補強材とともに成形して得られ
るポリイミド系積層複合体およびそれを成形する方法に
関する。さらにまた、本発明は、上記ポリイミドを用い
て表面を改質された繊維状補強材に関する。本発明に使
用される上記ポリイミドを用いて、表面改質された繊維
状補強材は、繊維状補強材としての適用性が改善され
る。すなわち、本発明に使用されるポリイミドは、繊維
状補強材の表面改質剤として、特に溶剤に溶解した溶液
で適用できる。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a soluble and thermoplastic polyimide resin composition, and a method for producing the same.
Further, regarding the injection molded body, in detail, polyimide having good solubility in a general-purpose organic solvent and having thermoplasticity, carbon fiber, glass fiber, aromatic polyamide fiber and / or potassium titanate fiber, etc. The present invention relates to a polyimide resin composition containing the fibrous reinforcing material, a method for producing the same, and an injection-molded article obtained by using the resin composition. The present invention also relates to a polyimide-based composite, and more particularly, to a polyimide-based laminated composite obtained by molding the above-mentioned soluble and thermoplastic polyimide with a fibrous reinforcing material and a method for molding the same. Furthermore, the present invention relates to a fibrous reinforcing material whose surface is modified using the above polyimide. The surface modification of the fibrous reinforcing material using the polyimide used in the present invention improves the applicability as a fibrous reinforcing material. That is, the polyimide used in the present invention can be applied as a surface modifier of a fibrous reinforcing material, particularly in a solution dissolved in a solvent.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、ポリイミドはその高耐熱性に
加え、力学的強度、寸法安定性に優れ、難燃性、電気絶
縁性など併せ持つため、電気・電子機器、宇宙航空用機
器、輸送用機器等の分野に広く用いられている。従来、
優れた特性を示すポリイミドが種々開発されているが、
耐熱性に優れていても、明瞭なガラス転移温度を有しな
いために成形材料として用いる場合に焼結成形などの特
殊な手法を用いて加工しなければならないとか、また加
工性は優れているがガラス転移温度が低いとか、あるい
は他のエンジニアリングプラスチックに比べ耐吸水・吸
湿性に劣るなど、その性能面では一長一短があった。特
に耐吸水・吸湿性に劣る点は、ポリイミド本来の優れた
性能に加え、さらに耐吸水・吸湿性が要求される用途へ
積極的な適用ができない等の諸問題の要因となりうる。
例えば、宇宙航空機器の分野においては、気象条件、環
状条件などの急激な変化により高温、高湿の激しい条件
下での使用が考えられ、耐吸水・吸湿性に劣る樹脂は、
吸水する事によりその力学的強度・寸法安定性が劇的に
低下することが知られている。また、電気・電子機器の
分野、特に半導体用材料などの分野においても同様で、
電子回路基盤の封止材として使用する場合、力学的強度
・寸法安定性の低下の他、マイクロクラックの発生、発
泡、あるいは電気絶縁性低下の要因となり、これらに耐
える、いわゆる超スーパーエンジニアリングプラスチッ
クの開発が望まれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in addition to its high heat resistance, polyimide has excellent mechanical strength, dimensional stability, flame retardancy, and electrical insulation properties, so it is used for electrical and electronic equipment, aerospace equipment, and transportation. Widely used in the field of equipment. Conventionally,
Various polyimides showing excellent characteristics have been developed,
Even if it has excellent heat resistance, it does not have a clear glass transition temperature, so when it is used as a molding material, it must be processed using a special method such as sintering, but it has excellent processability. There are merits and demerits in terms of its performance, such as a low glass transition temperature and poor water and moisture absorption resistance compared to other engineering plastics. In particular, inferior water absorption / moisture absorption resistance may cause various problems such as not being able to be actively applied to applications requiring water absorption / moisture absorption resistance in addition to the excellent performance inherent in polyimide.
For example, in the field of aerospace equipment, it is considered to be used under severe conditions of high temperature and high humidity due to abrupt changes in weather conditions, cyclic conditions, etc., and resins that are inferior in water absorption and moisture absorption are
It is known that absorption of water dramatically reduces its mechanical strength and dimensional stability. The same applies to the field of electric / electronic devices, particularly in the field of semiconductor materials.
When used as an encapsulant for electronic circuit boards, it causes mechanical cracks, dimensional stability, microcracks, foaming, or deterioration of electrical insulation. Development is desired.

【0003】本発明者らは、式(A)The present inventors have found that the formula (A)

【化8】 の基本骨格を有するポリイミドについて、そのポリマー
末端を封止することによりポリマーの分子末端の反応性
を封止し、ポリマー分子量を調節し、射出、押出成形が
可能なポリイミドを見いだした(特開平02−0184
19号公報)。しかしながら、このポリイミドも、熱可
塑性は付与されたものの、汎用溶剤に対する溶解性が悪
いために繊維状補強材等に溶液含浸することは困難であ
り、また、従来のエンジニアリングプラスチックに比べ
耐吸水・吸湿性に劣るため前述の様な諸問題を有してい
た。
Embedded image With respect to a polyimide having a basic skeleton, a polymer capable of being injected and extruded was found by sealing the polymer terminal to block the reactivity of the molecular terminal of the polymer and adjusting the polymer molecular weight (Japanese Patent Laid-Open No. H02-29242). -0184
19 publication). However, although this polyimide is also given thermoplasticity, it is difficult to impregnate it into a fibrous reinforcing material with a solution because it has poor solubility in general-purpose solvents, and it is more resistant to water and moisture absorption than conventional engineering plastics. Since it is inferior in sex, it has the above-mentioned problems.

【0004】ポリイミドの耐熱性及び機械的強度を生か
した用途の一つに、ガラス繊維、炭素繊維などと複合化
して用いる方法がある。このために利用するポリイミド
としては、通常、非熱可塑性のポリイミドであり、その
前駆体であるポリアミド酸の溶液を繊維に含浸させ、溶
剤を蒸発除去した後、加熱加圧してイミド化と同時に硬
化させることが一般に行われている(特開昭60−24
0740号公報、同61−235437号公報)。しか
しながら、この方法では、イミド化と成形を同時に行う
必要があり、イミド化に際し発生する水によってボイド
等の種々の欠陥が生じる恐れがある。これに対して熱可
塑性ポリイミドを利用することが提案されている(特開
平01−113461公報、同03−199234号公
報)。ところが、この場合、耐熱性でなおかつ熱可塑性
を有するポリイミドであっても、溶融流動性が充分なも
のではなく、前記のポリアミド酸を用いる方法と同様
に、ボイド等の欠陥発生を完全に抑えることは困難であ
った。
One of the uses of polyimide, which takes advantage of its heat resistance and mechanical strength, is to use it in combination with glass fiber or carbon fiber. The polyimide used for this purpose is usually a non-thermoplastic polyimide, the fiber is impregnated with a solution of its precursor polyamic acid, and the solvent is removed by evaporation, followed by heating and pressing to cure simultaneously with imidization. It is generally performed (Japanese Patent Laid-Open No. 60-24).
0740 and 61-235437). However, in this method, it is necessary to perform imidization and molding at the same time, and water generated during imidization may cause various defects such as voids. On the other hand, it has been proposed to use a thermoplastic polyimide (Japanese Patent Laid-Open Nos. 01-113461 and 03-199234). However, in this case, even a polyimide having heat resistance and thermoplasticity is not sufficient in melt flowability, and like the method using the polyamic acid, it is possible to completely suppress the occurrence of defects such as voids. Was difficult.

【0005】上述のように、既に知られているポリイミ
ドでは、非熱可塑性ポリイミドであっても、その前駆体
であるポリアミド酸の溶液を用いれば繊維への含浸は良
好であるが、イミド化時に発生する水の問題がある。一
方、熱可塑性ポリイミドであれば、水等の低分子が発生
するという問題はないが、流動性が不十分でポリイミド
が繊維へ充分に含浸せず、優れた性能の成形物を得るこ
とが困難であった。また、各種樹脂複合体に使用される
繊維状補強材は、補強する樹脂の種類によっては、その
樹脂との相容性を高め、かつ得られる複合体の性能を向
上させるために、その表面を改質したものが使用され
る。例えば、各種繊維状補強材の中でも、炭素繊維はガ
ラス繊維に比べ高弾性、軽量性に優れており、特にポリ
イミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスル
フィドのような超耐熱樹脂の補強材として好適であり、
機械強度等の特性を向上させ、自動車部品、機械部品等
の優れた素材となる。従来、表面を改質した炭素繊維と
しては、エポキシ樹脂で改質したものが広く知られてい
る。しかし、エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂の様な熱硬
化性樹脂のマトリックスに対しては表面改質剤として有
効であるが、熱可塑性樹脂のマトリックスに対しては、
マトリックスとの接着性に乏しいことが多く、エポキシ
樹脂で改質した炭素繊維は、成形物の機械強度等の特性
を充分に向上させるには至っていない。したがって、特
開昭53−106752号公報では、熱可塑性樹脂のマ
トリックスに対しては、ポリアミド樹脂を炭素繊維等の
繊維補強材の表面改質剤として用いることが試みられて
いる。
As described above, in the already known polyimide, even if it is a non-thermoplastic polyimide, impregnation into the fiber is good if a solution of the polyamic acid as its precursor is used, but at the time of imidization There is a water problem that arises. On the other hand, if it is a thermoplastic polyimide, there is no problem that low molecules such as water are generated, but the fluidity is insufficient and the polyimide does not sufficiently impregnate the fiber, and it is difficult to obtain a molded product with excellent performance. Met. In addition, the fibrous reinforcing material used in various resin composites may have a different surface depending on the type of the resin to be reinforced in order to improve the compatibility with the resin and improve the performance of the obtained composite. A modified product is used. For example, among various fibrous reinforcing materials, carbon fiber is superior to glass fiber in terms of high elasticity and lightness, and particularly, it is a super resin such as polyimide resin, polyether ether ketone, polyether sulfone, polyether imide and polyphenylene sulfide. Suitable as a reinforcing material for heat-resistant resin,
Improves mechanical strength and other characteristics, making it an excellent material for automobile parts and machine parts. Conventionally, as a carbon fiber having a modified surface, one modified with an epoxy resin is widely known. However, the epoxy resin is effective as a surface modifier for a matrix of a thermosetting resin such as an epoxy resin, but for a matrix of a thermoplastic resin,
In many cases, the adhesiveness with the matrix is poor, and carbon fibers modified with an epoxy resin have not been able to sufficiently improve the properties such as mechanical strength of the molded product. Therefore, in JP-A-53-106752, it has been attempted to use a polyamide resin as a surface modifier of a fiber reinforcing material such as carbon fiber for a matrix of a thermoplastic resin.

【0006】しかしながら、超耐熱性熱可塑性樹脂をマ
トリックスとする場合、成形温度が300℃を越える高
温であるため、表面改質剤であるポリアミド樹脂が成形
中に熱分解し、ボイドの生成、ウェルド部強度の低下等
の問題を生じ、ポリアミド樹脂では未だ満足できる表面
改質剤を得るに至っていない。一方、上記熱分解の問題
を解決する為に、耐熱性に優れたポリエーテルイミド樹
脂(特開昭62−299580号公報)、ポリイミド樹
脂(特開昭64−40569号公報)を表面改質剤とし
て用いることが提案されているが、マトリックスである
熱可塑性樹脂との接着性に問題を残し、未だ充分な改質
効果を発揮できる改質剤、および表面改質された繊維状
補強材は見出されていない。本発明者らは、既に本願の
ポリイミドと類似の構造を有する有機溶剤可溶性の高耐
熱性ポリイミドを見いだしていたが(特願平05−11
8340号、同05−203871号公報)、これらの
ポリイミドが炭素繊維のような繊維状補強材の表面改質
剤として特に優れた性能を有することを見いだすには至
っていなかった。
However, when the super heat-resistant thermoplastic resin is used as the matrix, the molding temperature is higher than 300 ° C., so that the polyamide resin, which is the surface modifier, is thermally decomposed during the molding, forming voids and welding. A problem such as a decrease in part strength occurs, and a satisfactory surface modifier has not yet been obtained with a polyamide resin. On the other hand, in order to solve the above thermal decomposition problem, a polyetherimide resin (JP-A-62-299580) and a polyimide resin (JP-A-64-40569) having excellent heat resistance are used as the surface modifier. However, a modifier that leaves a problem with the adhesiveness with the thermoplastic resin that is the matrix, and that can still exert a sufficient modifying effect, and a surface-modified fibrous reinforcing material have not been found. It has not been issued. The present inventors have already found an organic solvent-soluble highly heat-resistant polyimide having a structure similar to that of the polyimide of the present application (Japanese Patent Application No. 05-11).
No. 8340, No. 05-203871), it has not been found that these polyimides have particularly excellent performance as surface modifiers for fibrous reinforcing materials such as carbon fibers.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ポリ
イミド樹脂が本来有する高耐熱性等の優れた諸特性に加
えて、高温・高湿の条件下においても耐吸水・吸湿性に
優れ、その優れた機械物性を保持するポリイミド系樹脂
組成物、およびその製造方法、ならびにこの組成物を用
いて得られる成形物を提供することである。また、他の
課題は、前記の特性を有し、構造欠陥の発生しないポリ
イミド系積層複合体およびその製造方法を提供すること
である。さらにまた、他の課題は、前記の特性を有する
ポリイミドで表面が改良された繊維状補強材を提供する
ことである。
The object of the present invention is, in addition to excellent properties such as high heat resistance originally possessed by a polyimide resin, excellent water and moisture absorption resistance even under high temperature and high humidity conditions. It is intended to provide a polyimide resin composition that retains its excellent mechanical properties, a method for producing the same, and a molded product obtained by using this composition. Another object of the present invention is to provide a polyimide-based laminated composite having the above-mentioned characteristics and having no structural defects, and a method for producing the same. Yet another object is to provide a fibrous reinforcement having a surface improved with a polyimide having the above properties.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、鋭意研究を行った結果、本発明者らがす
でに見いだしていた優れた溶剤溶解性を有する下記一般
式(1)のポリイミドを用いて、耐熱性、機械的特性、
耐吸水・吸湿性に優れたポリイミド系樹脂組成物、ポリ
イミド系積層複合体、および表面を改質した繊維補強材
を製造できることを見出し、また、一般式(1)のポリ
イミドを溶液として用いることにより、構造欠陥の発生
しないポリイミド複合体、ポリイミド系樹脂組成物を効
率的に製造できること、また繊維状補強材の表面を改質
できること、さらにポリイミド系樹脂組成物を用いて、
とくに耐吸水・吸湿性に優れたポリイミド成形物が得ら
れることを見出し本発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the following general formula (1) having excellent solvent solubility, which the present inventors have already found. ) Heat resistance, mechanical properties,
It was found that a polyimide-based resin composition having excellent resistance to water absorption and moisture absorption, a polyimide-based laminated composite, and a surface-modified fiber reinforcement can be produced, and by using the polyimide of the general formula (1) as a solution. , A polyimide composite without the occurrence of structural defects, capable of efficiently producing a polyimide resin composition, also capable of modifying the surface of the fibrous reinforcing material, further using a polyimide resin composition,
In particular, they have found that a polyimide molded product having excellent water absorption / moisture absorption resistance can be obtained and completed the present invention.

【0009】すなわち、本発明は、一般式(1)That is, the present invention relates to the general formula (1)

【化9】 〔式中、mおよびnはそれぞれ独立して0または1の整
数であり、Rは
[Chemical 9] [In the formula, m and n are each independently an integer of 0 or 1, and R is

【化10】 (ここで、R1 、R2 、R3 、R4 は独立して水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、アラルキル基または炭素数1〜5
のアルコキシ基を表し、R5 、R6 、R7 は水素原子、
炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル
基、アラルキル基または炭素数1〜10で酸素数1〜3
のω−アルキルオキシオリゴ(アルキレンオキシ)アル
キル基を表す)を表し、Arは炭素数6〜27であり、
かつ単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、あるいは芳
香族基が直接または架橋員により相互に連結された非縮
合多環式芳香族基である4価の基を表す〕で表される繰
り返し構造単位の少なくとも一種を必須構造単位として
含有するポリイミドと、繊維状補強材を含有してなるポ
リイミド系樹脂組成物であり、
[Chemical 10] (Here, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, an alkenyl group, an aralkyl group, or 1 to 5 carbon atoms.
Represents an alkoxy group of R 5 , R 6 , R 7 are hydrogen atoms,
C1-C8 alkyl, aryl, alkenyl, aralkyl or C1-C10 oxygen 1-3.
Of ω-alkyloxy oligo (alkyleneoxy) alkyl group), Ar has 6 to 27 carbon atoms,
And represents a tetravalent group which is a monocyclic aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, or a non-condensed polycyclic aromatic group in which aromatic groups are connected to each other directly or by a bridging member] A polyimide containing at least one kind of repeating structural unit as an essential structural unit, and a polyimide resin composition containing a fibrous reinforcing material,

【0010】この組成物において、ポリイミドの対数粘
度が0.3dl/g以上であり、またポリイミド100
重量部に対して、0.5〜65重量部の繊維状補強材を
含有し、また、前記一般式(1)で表される繰り返し構
造単位を有するポリイミドが、そのポリマー分子末端を
芳香族ジカルボン酸無水物および/または芳香族モノア
ミンで封止されたもの、すなわち、このポリイミドを製
造するに際して、式(4)
In this composition, the polyimide has an inherent viscosity of 0.3 dl / g or more, and the polyimide 100
A polyimide containing 0.5 to 65 parts by weight of a fibrous reinforcing material with respect to parts by weight and having a repeating structural unit represented by the general formula (1) has an aromatic dicarboxylic acid at the polymer molecular end. A compound which is sealed with an acid anhydride and / or an aromatic monoamine, that is, in the production of this polyimide, a compound represented by the formula (4)

【化11】 (式中、Z1 は、炭素数6〜15であり、かつ単環式芳
香族基、縮合多環式芳香族基あるいは芳香族基が直接ま
たは架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族
基である2価の基を表す)で表される芳香族ジカルボン
酸無水物および/または一般式(5) Z2−NH2 (5) (式中、Z2 は、炭素数6〜15であり、かつ単環式芳
香族基、縮合多環式芳香族基おあるいは芳香族基が直接
または架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香
族基である1価の基を表す)で表される芳香族モノアミ
ンを共存下に反応させて得られるポリマー分子末端を封
止したもの、またはこのポリマー分子末端が封止された
ものを含むであるポリイミド系樹脂組成物、およびそれ
らの製造方法である。
[Chemical 11] (In the formula, Z 1 has 6 to 15 carbon atoms, and is a monocyclic aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, or a non-condensed polycyclic group in which aromatic groups are directly or cross-linked to each other. An aromatic dicarboxylic acid anhydride represented by a divalent group which is an aromatic group) and / or general formula (5) Z 2 —NH 2 (5) (wherein Z 2 has 6 carbon atoms). Is a monovalent aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group or a non-condensed polycyclic aromatic group in which aromatic groups are connected to each other directly or by a bridging member. A polymer resin obtained by reacting an aromatic monoamine represented by the formula (1) with the polymer molecule terminal blocked, or a polyimide resin composition containing the polymer molecule terminal blocked. It is a method of manufacturing them.

【0011】また、本発明は、含浸の際の条件下におい
て、溶剤に可溶でしかも加熱溶融可能である一般式
(1)で表される繰り返し構造単位を有するポリイミド
を繊維状補強材に含浸させ、このプリプレグを積層して
成形して得られるポリイミド系複合体、実際的には積層
複合体である。
Further, according to the present invention, the fibrous reinforcing material is impregnated with a polyimide having a repeating structural unit represented by the general formula (1), which is soluble in a solvent and can be heated and melted under the conditions of impregnation. Then, a polyimide-based composite obtained by laminating and molding the prepreg, which is actually a laminated composite.

【0012】さらに、本発明は前記一般式(1)で表さ
れる繰り返し構造単位のポリイミド、すなわち、このポ
リイミドの溶剤溶液を用いて、表面が改質された繊維状
補強材である。好ましくは、一般式(1)で表される繰
り返し構造単位のポリイミドが、式(6)
Further, the present invention is a fibrous reinforcing material having a surface modified by using a polyimide having a repeating structural unit represented by the general formula (1), that is, a solvent solution of this polyimide. Preferably, the polyimide of the repeating structural unit represented by the general formula (1) has the formula (6)

【化12】 および/または式(7)[Chemical 12] And / or formula (7)

【化13】 で表されるジアミン化合物と、ピロメリット酸二無水
物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテ
トラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸
二無水物、ビス(ジカルボキシフェニル)スルホン二無
水物、ビス〔(ジカルボキシフェニル)フェニル〕プロ
パン二無水物、ビス(ジカルボキシフェニル)プロパン
二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二
無水物、ビス(ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロ
プロパン二無水物から選ばれた少なくとも1種のテトラ
カルボン酸二無水物とを加熱下に反応することによって
得られるポリイミドであり、このポリイミドを含有する
表面改質剤で、表面が改質された炭素繊維である。
[Chemical 13] A diamine compound represented by, pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, biphenyl tetracarboxylic dianhydride, diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, naphthalene tetracarboxylic dianhydride, bis (di Carboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis [(dicarboxyphenyl) phenyl] propane dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) A polyimide obtained by reacting at least one tetracarboxylic acid dianhydride selected from hexafluoropropane dianhydride with heating. The surface is modified with a surface modifier containing the polyimide. It is a carbon fiber made.

【0013】また、これらのポリイミド系複合体および
表面改質繊維状補強材において、ポリイミドが、ジアミ
ン化合物と、テトラカルボン酸二無水物とをジカルボン
酸無水物および/またはモノアミノ化合物を共存下に加
熱反応させることによって得られるポリイミドである
か、またはこのポリイミドを含有するものである。本発
明のポリイミドから成る繊維表面改質剤は、粉末または
溶液の形態で実用に供せられ、販売することができる。
In these polyimide-based composites and surface-modified fibrous reinforcing materials, the polyimide heats the diamine compound and the tetracarboxylic acid dianhydride in the presence of the dicarboxylic acid anhydride and / or the monoamino compound. It is a polyimide obtained by reacting or contains this polyimide. The fiber surface modifier comprising the polyimide of the present invention can be put to practical use and sold in the form of powder or solution.

【0014】本発明で使用されるポリイミドは、一般式
(1)
The polyimide used in the present invention has the general formula (1)

【化14】 (式中、m、n、RおよびArは前記の通りである)で表
される繰り返し構造単位を有するものであり、一般式
(1)で表される繰り返し構造単位を有する2種以上の
ポリイミドの混合物、または、一般式(1)で表される
繰り返し構造単位の2種以上を含むポリイミド共重合体
であってもよい。
Embedded image Two or more kinds of polyimides having a repeating structural unit represented by the general formula (1) (wherein, m, n, R and Ar are as described above). Or a polyimide copolymer containing two or more kinds of repeating structural units represented by the general formula (1).

【0015】とくに好ましいポリイミド共重合体は、一
般式(2)
A particularly preferred polyimide copolymer has the general formula (2)

【化15】 (式中、m、RおよびArは一般式(1) の場合と同じで
ある)で表される構造単位および一般式(3)
[Chemical 15] (Wherein, m, R and Ar are the same as in the case of the general formula (1)) and the general formula (3)

【化16】 (式中、m、RおよびArは一般式(1) の場合と同じで
ある)で表される構造単位を含む共重合体である。
Embedded image (In the formula, m, R and Ar are the same as in the case of the general formula (1)), and it is a copolymer containing a structural unit.

【0016】本発明で使用されるポリイミドの製造方法
は、一般式(8)
The method for producing the polyimide used in the present invention is represented by the general formula (8).

【化17】 (式中、m、nおよびRは一般式(1)の場合と同じ)
で表される芳香族ジアミン類、例えば、Rがフェニルで
ある一般式(9)
[Chemical 17] (In the formula, m, n and R are the same as those in the general formula (1))
An aromatic diamine represented by, for example, a general formula (9) in which R is phenyl.

【化18】 (式中、nおよびR1-4 は一般式(1)の場合と同じで
ある)で表される繰り返し構造単位を有するポリイミド
と、一般式(10)
Embedded image (Wherein n and R 1-4 are the same as in the case of the general formula (1)) and a polyimide having a repeating structural unit represented by the general formula (10)

【化19】 (式中、Arは、炭素数6〜27であり、かつ単環式芳
香族基、縮合多環式芳香族基あるいは芳香族基が直接ま
たは架橋員により相互に連結された非縮合式多環式芳香
族基である4価の基を示し、具体的には式(a)
[Chemical 19] (In the formula, Ar has a carbon number of 6 to 27, and is a monocyclic aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, or a non-condensed polycyclic group in which aromatic groups are connected to each other directly or by a crosslinking member. A tetravalent group, which is an aromatic group, is specifically shown by the formula (a)

【化20】 で表される単環式芳香族基、式(b)Embedded image A monocyclic aromatic group represented by the formula (b)

【化21】 で表される縮合多環式芳香族基、または式(c)[Chemical 21] Or a condensed polycyclic aromatic group represented by the formula (c)

【化22】 〔式中、Xは直接結合、−CO−、−O−、−S−、−
SO2 −、−CH2 −、−C(CH3 2 −、−C(C
3 2 −および式(d)、式(e)または、式(f)
[Chemical formula 22] [In the formula, X is a direct bond, -CO-, -O-, -S-,-
SO 2 -, - CH 2 - , - C (CH 3) 2 -, - C (C
F 3 ) 2 − and formula (d), formula (e) or formula (f)

【化23】 [Chemical formula 23]

【化24】 (ここで、Yは直接結合、−CO−、−O−、−S−、
−SO2 −、−CH2 −、−C(CH3 2 −、−C
(CF3 2 −を示す。)で表される芳香族基が直接ま
たは架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族
基である4価の基である。)で表される芳香族テトラカ
ルボン酸二無水物とを重合させて得られるポリイミドで
ある。
[Chemical formula 24] (Where Y is a direct bond, -CO-, -O-, -S-,
-SO 2 -, - CH 2 - , - C (CH 3) 2 -, - C
(CF 3) 2 - shows a. ) Is a tetravalent group which is a non-condensed polycyclic aromatic group in which the aromatic group represented by) is directly or mutually linked by a crosslinking member. ) Is a polyimide obtained by polymerizing with an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride.

【0017】ここで用いられるジアミン化合物は、具体
的には、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジフェノキシベンゾフ
ェノン、4,4'−ジアミノ−5,5'−ジフェノキシベンゾフ
ェノン、3,4'−ジアミノ−4,5'−ジフェノキシベンゾフ
ェノン、3,3'−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノ
ン、4,4'−ジアミノ−5−フェノキシベンゾフェノン、
3,4'−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,4'
−ジアミノ−5−フェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジ
アミノ−4,4'−ジビフェノキシベンゾフェノン、4,4'−
ジアミノ−5,5'−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,4'
−ジアミノ−4,5'−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,
3'−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、4,4'
−ジアミノ−5−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4'−
ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4'−ジ
アミノ−5−ビフェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジア
ミノ−4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミ
ノ−5,5'−ジメトキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ
−4,5'−ジメトキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−
4−メトキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノ−5−メ
トキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−4−メトキシ
ベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−5−メトキシベンゾ
フェノン、
The diamine compound used here is specifically 3,3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5,5'-diphenoxybenzophenone, 3, 4'-diamino-4,5'-diphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5-phenoxybenzophenone,
3,4'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,4 '
-Diamino-5-phenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dibiphenoxybenzophenone, 4,4'-
Diamino-5,5'-dibiphenoxybenzophenone, 3,4 '
-Diamino-4,5'-dibiphenoxybenzophenone, 3,
3'-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 4,4 '
-Diamino-5-biphenoxybenzophenone, 3,4'-
Diamino-4-biphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5-biphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dimethoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5,5'-dimethoxybenzophenone , 3,4'-diamino-4,5'-dimethoxybenzophenone, 3,3'-diamino-
4-methoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5-methoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4-methoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5-methoxybenzophenone,

【0018】1,3-ビス(3-アミノ−4-フェノキシベンゾ
イル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ−4-フェノキシベ
ンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ−5-フェノキ
シベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ−5-フェ
ノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ−4-
ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミ
ノ−4-ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス
(4-アミノ−5-ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,
4-ビス(4-アミノ−5-ビフェノキシベンゾイル)ベンゼ
ン、1,3-ビス(3-アミノ−4-メトキシベンゾイル)ベン
ゼン、1,4-ビス(3-アミノ−4-メトキシベンゾイル)ベ
ンゼン、1,3-ビス(4-アミノ−5-メトキシベンゾイル)
ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ−5-メトキシベンゾイ
ル)ベンゼンなどが例示される。これらの芳香族ジアミ
ンは単独または2種以上を混合して使用してもよい。
1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-phenoxy) Benzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-4-)
Biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,
4-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-4-methoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-methoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-methoxybenzoyl)
Examples thereof include benzene and 1,4-bis (4-amino-5-methoxybenzoyl) benzene. You may use these aromatic diamine individually or in mixture of 2 or more types.

【0019】本発明のポリイミドは以上の芳香族ジアミ
ンを必須の原料モノマーとして用いるが、このポリイミ
ドの良好な物性を損なわない範囲で他の芳香族ジアミン
を混合して使用することも可能である。また、本発明の
表面を改質された繊維状補強材において、繊維状補強材
が炭素繊維であるとき、その改質用として式(6)
Although the above-mentioned aromatic diamine is used as an essential raw material monomer in the polyimide of the present invention, it is also possible to mix and use other aromatic diamine within a range not impairing good physical properties of this polyimide. Further, in the surface-modified fibrous reinforcing material of the present invention, when the fibrous reinforcing material is a carbon fiber, the formula (6) is used for modifying the fibrous reinforcing material.

【化25】 で表される3,3'−ジアミノ−4,4'−ジフェノキシベンゾ
フェノンおよび/または式(7)
[Chemical 25] 3,3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone represented by and / or formula (7)

【化26】 で表わされる1,3-ビス(3-アミノ−4-フェノキシベンゾ
イル)ベンゼンが、好ましく使用される。
[Chemical formula 26] 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene represented by is preferably used.

【0020】すなわち、ポリイミドの改質および物理的
性質を損なわない範囲内で他のジアミンを一種以上混合
して重合させても何等差し支えないが、混合して用いる
ことのできるジアミンとしては、例えば、m-フェニレン
ジアミン、o-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミ
ン、m-アミノベンジルアミン、p-アミノベンジルアミ
ン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、3,3'−ジアミ
ノジフェニルエーテル、3,4'−ジアミノジフェニルエー
テル、ビス(3-アミノフェニル)スルフィド、ビス(4-
アミノフェニル)スルフィド、(3-アミノフェニル)
(4-アミノフェニル)スルフィド、ビス(3-アミノフェ
ニル)スルホキシド、ビス(4-アミノフェニル)スルホ
キシド、(3-アミノフェニル)(4-アミノフェニル)ス
ルホキシド、ビス(3-アミノフェニル)スルホン、ビス
(4-アミノフェニル)スルホン、(3-アミノフェニル)
(4-アミノフェニル)スルホン、3,3'−ジアミノベンゾ
ェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、3,4'−ジアミ
ノベンゾフェノン、3,3'−ジアミノジフェニルメタン、
4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,4'−ジアミノジフ
ェニルメタン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニ
ル〕メタン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニ
ル〕メタン、1,1-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェ
ニル〕エタン、1,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フ
ェニル〕エタン、1,1 −ビス〔4-(4-アミノフェノキ
シ)フェニル〕エタン、1,2-ビス〔4-(4-アミノフェノ
キシ)フェニル〕エタン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェ
ノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノ
フェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(3-ア
ミノフェノキシ)フェニル〕ブタン、2,2-ビス〔3-(3-
アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3-ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)
フェニル〕−1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、
That is, it does not matter even if one or more other diamines are mixed and polymerized as long as the modification and physical properties of the polyimide are not impaired, but examples of diamines that can be mixed and used include: m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether , Bis (3-aminophenyl) sulfide, bis (4-
Aminophenyl) sulfide, (3-aminophenyl)
(4-aminophenyl) sulfide, bis (3-aminophenyl) sulfoxide, bis (4-aminophenyl) sulfoxide, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfoxide, bis (3-aminophenyl) sulfone, bis (4-aminophenyl) sulfone, (3-aminophenyl)
(4-aminophenyl) sulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane,
4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [ 4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1, 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] Propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [3- (3-
Aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy)
Phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane,

【0021】1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-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)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-α,α-
ジメチルベンジル) ベンゼン 1,3-ビス(4-アミノ-α,α- ジメチルベンジル) ベンゼ
ン 1,4-ビス(3-アミノ-α,α- ジメチルベンジル) ベンゼ
ン 1,4-ビス(4-アミノ-α,α- ジメチルベンジル) ベンゼ
ン 4,4'−ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'−
ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4-(3-
アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4-(4-ア
ミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4-(3-アミ
ノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(4-ア
ミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(3-
アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔4-
(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス
〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス
〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス
〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス
〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、
1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4- Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-
Dimethylbenzyl) benzene 1,3-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene 1,4-bis (4-amino- α, α-Dimethylbenzyl) benzene 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-
Bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-
Aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis 〔4- (3-
Aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4-
(4-Aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] Ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether,

【0022】1,4-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)ベン
ゾイル〕ベンゼン、1,3-ビス〔4-(3-アミノフェノキ
シ)ベンゾイル〕ベンゼン、4,4'−ビス〔3-(4-アミノ
フェノキシ)ベンゾイル〕ジフェニルエーテル、4,4'−
ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ジフェニ
ルエーテル、4,4'−ビス〔4-(4-アミノ−α,α−ジメ
チルベンジル)フェノキシ〕ベンゾフェノン、4,4'−ビ
ス〔4-(4-アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノ
キシ〕ジフェニルスルホン、ビス〔4-〔4-(4-アミノフ
ェノキシ)フェノキシ〕フェニル〕スルホン、1,4-ビス
〔4-(4-アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジ
ル〕ベンゼン、1,3-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)−
α,α−ジメチルベンジル〕ベンゼン、3,3'- ジアミノ
-4,4'-ジフルオロベンゾフェノン、3,3'- ジアミノ-5,
5'-ビス( トリフルオロメチル) ジフェニルエーテル、
4,4'- ジアミノ-5,5'-ビス( トリフルオロメチル) ジフ
ェニルエーテル、1,3-ビス〔4-(4-アミノ−6−トリフ
ルオロメチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジ
ル〕ベンゼン、1,3-ビス〔4-(4-アミノ−6−フルオロ
フェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル〕ベンゼン、
1,3-ビス〔4-(4-アミノ−6−メチルフェノキシ)−
α,α−ジメチルベンジル〕ベンゼン、1,3-ビス〔4-
(4-アミノ−6−シアノフェノキシ)−α,α−ジメチ
ルベンジル〕ベンゼン、2,6-ビス〔4-(4-アミノ−α,
α−ジメチルベンジル)フェノキシ〕ベンゾニトリル、
2,6-ビス〔4-(4-アミノ−α,α−ビストリフルオロメ
チルベンジル)フェノキシ〕ベンゾニトリル、2,6-ビス
〔4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ〕ベンゾニトリ
ル、2,6-ビス〔4-(4-アミノベンゾイル)フェノキシ〕
ベンゾニトリル等が挙げられる。
1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 4,4'-bis [3- (4 -Aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4'-
Bis [3- (3-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4 -Amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenyl sulfone, bis [4- [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] phenyl] sulfone, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) -α , Α-Dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy)-
α, α-Dimethylbenzyl] benzene, 3,3′-diamino
-4,4'-difluorobenzophenone, 3,3'-diamino-5,
5'-bis (trifluoromethyl) diphenyl ether,
4,4'-diamino-5,5'-bis (trifluoromethyl) diphenyl ether, 1,3-bis [4- (4-amino-6-trifluoromethylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-fluorophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene,
1,3-bis [4- (4-amino-6-methylphenoxy)-
α, α-Dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4-
(4-Amino-6-cyanophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 2,6-bis [4- (4-amino-α,
α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzonitrile,
2,6-bis [4- (4-amino-α, α-bistrifluoromethylbenzyl) phenoxy] benzonitrile, 2,6-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] benzonitrile, 2,6- Bis [4- (4-aminobenzoyl) phenoxy]
Examples thereof include benzonitrile.

【0023】また、用いられる式(10)のテトラカル
ボン酸二無水物は、具体的には、ピロメリット酸二無水
物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、2,2',3,3'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-
ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、
2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水
物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水
物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水
物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無
水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水
物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水
物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,
3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-
ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ
プロパン二無水物、1,3-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)ベ
ンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4-ビス〔(3,4-ジカル
ボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2-ビス〔4-
〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル〕プロ
パン二無水物、2,2-ビス〔4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)
フェノキシ〕フェニル〕プロパン二無水物、ビス〔4-
〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル〕ケト
ン二無水物、ビス〔4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕フェニル〕ケトン二無水物、4,4'- ビス〔4-(1,
2-ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,
4'- ビス〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェ
ニル二無水物、ビス〔4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェ
ノキシ〕フェニル〕スルホン二無水物、ビス〔4-〔3-
(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル〕スルホン
二無水物、ビス〔4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキ
シ〕フェニル〕スルフィド二無水物、ビス〔4-〔3-(1,
2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル〕スルフィド二
無水物、2,2-ビス〔4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕フェニル〕−1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパ
ン二無水物、2,2-ビス〔4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フ
ェノキシ〕フェニル〕−1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプ
ロパン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸
二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,
2,3,4-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10
- ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アント
ラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナンス
レンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これら
は単独あるいは2種以上を混合して用いられる。
The tetracarboxylic dianhydride of the formula (10) used is specifically pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride,
2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-
Bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride,
2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1 , 1-Bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2, 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,
3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-
Dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-Dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 2,2-bis [4-
[4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] propane dianhydride, 2,2-bis [4- [3- (1,2-dicarboxy)]
Phenoxy] phenyl] propane dianhydride, bis [4-
[4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] ketone dianhydride, bis [4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] ketone dianhydride, 4,4′-bis 〔4- (1,
2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, 4,
4'-bis [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, bis [4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] sulfone dianhydride, bis [4- 〔3-
(1,2-Dicarboxy) phenoxy] phenyl] sulfone dianhydride, bis [4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] sulfide dianhydride, bis [4- [3- (1 ,
2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] sulfide dianhydride, 2,2-bis [4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] -1,1,1,3,3,3- Hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis [4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,
2,3,4-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10
-Perylene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracene tetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrene tetracarboxylic dianhydride and the like. These may be used alone or in admixture of two or more.

【0024】本発明の繊維状補強材の表面改質におい
て、特に炭素繊維の表面改質に用いるポリイミドとして
は、3,3'- ジアミノ-4,4- ジフエノキシベンゾフェノン
および/または1,3-ビス(3-アミノ−4-フェノキシベン
ゾイル)ベンゼンをジアミン成分として用いるときは、
ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、
ジフエニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物、ビス( ジカルボキシフ
ェニル) スルホン二無水物、ビス( ジカルボキシフェニ
ル) プロパン二無水物、ビス〔(ジカルボキシフェノキ
シ)フェニル〕プロパン二無水物、ビス(ジカルボキシ
フェニル) ベンゼン二無水物および/又はビス(ジカル
ボキシフェニル) ヘキサフロオロプロパン二無水物のテ
トラカルボン酸二無水物が好ましく用いられる。中でも
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物およびビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物が好ましい。これら上記
のテトラカルボン酸二無水物は単独でも、また2種以上
混合して用いてもなんら問題ない。また炭素繊維用表面
処理剤特性を損なわない範囲で他のテトラカルボン酸二
無水物を混合使用しても差し支えない。
In the surface modification of the fibrous reinforcing material of the present invention, particularly as the polyimide used for the surface modification of carbon fiber, 3,3'-diamino-4,4-diphenoxybenzophenone and / or 1,3 ' When -bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene is used as the diamine component,
Pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, biphenyl tetracarboxylic dianhydride,
Diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, naphthalene tetracarboxylic dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis [(dicarboxyphenoxy) phenyl] propane Tetracarboxylic acid dianhydrides of dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) benzene dianhydride and / or bis (dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride are preferably used. Among them, benzophenone tetracarboxylic dianhydride and biphenyl tetracarboxylic dianhydride are preferable. These tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more without any problem. Further, other tetracarboxylic acid dianhydride may be mixed and used within a range not impairing the characteristics of the surface treating agent for carbon fiber.

【0025】これらの芳香族ジアミン成分と芳香族テト
ラカルボン酸二無水物をモノマー成分として得られるポ
リイミドは主として一般式(1)、(2)または(3)
の繰り返し構造単位を有するポリイミド、ポリイミド共
重合体または混合物であり、また、これらポリイミドの
ポリマー分子末端が未置換あるいはアミンまたはジカル
ボン酸無水物と反応性を有しない基で置換されたポリイ
ミドも含まれる。この末端に置換基を有しないか、ある
いはアミンまたはジカルボン酸無水物と反応性を有しな
い基で置換された芳香族環を有するポリイミドは、前記
一般式(8)および/または(9)等の芳香族ジアミン
と、主として前記一般式(10)で表されるテトラカル
ボン酸二無水物を、前記一般式(4)で表される芳香族
ジカルボン酸無水物または、前記一般式(5)で表され
る芳香族モノアミンの存在下に反応させ、得られるポリ
アミド酸を熱的または化学的にイミド化することにより
得られる。
Polyimides obtained by using these aromatic diamine components and aromatic tetracarboxylic dianhydrides as monomer components are mainly represented by the general formula (1), (2) or (3).
A polyimide having a repeating structural unit of, a polyimide copolymer or a mixture, and also includes a polyimide in which the polymer molecular end of these polyimide is unsubstituted or substituted with a group having no reactivity with amine or dicarboxylic acid anhydride. . The polyimide having an aromatic ring having no substituent at this terminal or substituted with a group having no reactivity with amine or dicarboxylic acid anhydride is represented by the general formula (8) and / or (9). An aromatic diamine and a tetracarboxylic dianhydride mainly represented by the general formula (10) are represented by the aromatic dicarboxylic acid anhydride represented by the general formula (4) or the general formula (5). It is obtained by reacting in the presence of the aromatic monoamine described above, and thermally or chemically imidizing the resulting polyamic acid.

【0026】ここで、一般式(4)および一般式(5)
で表されるジカルボン酸無水物および芳香族モノアミン
は、従来公知の化合物である。具体的なジカルボン酸無
水物としては、無水フタル酸、2,3-ベンゾフェノンジカ
ルボン酸無水物、3,4-ベンゾフェノンジカルボン酸無水
物、2,3-ジカルボキシフェニルフェニルエーテル無水
物、3,4-ジカルボキシフェニルフェニルエーテル無水
物、2,3-ビフェニルジカルボン酸無水物、3,4-ビフェニ
ルジカルボン酸無水物、2,3-ジカルボキシフェニルフェ
ニルスルホン無水物、3,4-ジカルボキシフェニルフェニ
ルスルホン無水物、2,3-ジカルボキシフェニルフェニル
スルフィド無水物、3,4-ジカルボキシフェニルフェニル
スルフィド無水物、1,2-ナフタレンジカルボン酸無水
物、2,3-ナフタレンジカルボン酸無水物、1,8-ナフタレ
ンジカルボン酸無水物、1,2-アントラセンジカルボン酸
無水物、2,3-アントラセンジカルボン酸無水物、1,9-ア
ントラセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。これら
のジカルボン酸無水物はアミンまたはジカルボン酸無水
物と反応性を有しない基で置換されても差し支えない。
Here, the general formula (4) and the general formula (5)
The dicarboxylic acid anhydride represented by and the aromatic monoamine are conventionally known compounds. Specific dicarboxylic acid anhydrides, phthalic anhydride, 2,3-benzophenone dicarboxylic acid anhydride, 3,4-benzophenone dicarboxylic acid anhydride, 2,3-dicarboxyphenyl phenyl ether anhydride, 3,4- Dicarboxyphenyl phenyl ether anhydride, 2,3-biphenyl dicarboxylic acid anhydride, 3,4-biphenyl dicarboxylic acid anhydride, 2,3-dicarboxyphenyl phenyl sulfone anhydride, 3,4-dicarboxyphenyl phenyl sulfone anhydride Substance, 2,3-dicarboxyphenyl phenyl sulfide anhydride, 3,4-dicarboxyphenyl phenyl sulfide anhydride, 1,2-naphthalene dicarboxylic acid anhydride, 2,3-naphthalene dicarboxylic acid anhydride, 1,8- Naphthalene dicarboxylic acid anhydride, 1,2-anthracene dicarboxylic acid anhydride, 2,3-anthracene dicarboxylic acid anhydride, 1,9-anthracene dicarboxylic acid Anhydrous etc. are mentioned. These dicarboxylic acid anhydrides may be substituted with groups that are not reactive with amines or dicarboxylic acid anhydrides.

【0027】これらのジカルボン酸無水物の中で、無水
フタル酸が得られるポリイミドの性質面及び実用面から
最も好ましい。また、無水フタル酸を使用する場合、ポ
リイミドの良好な物性を損なわない範囲でその一部を他
のジカルボン酸無水物で代替して用いることはなんら差
し支えない。用いられるジカルボン酸無水物の量は、使
用する芳香族ジアミン1モル当り0.001〜1.0モ
ル比であり、好ましい使用量は0.01〜0.5モルで
ある。
Among these dicarboxylic acid anhydrides, phthalic anhydride is most preferable from the viewpoint of properties and practical use of the polyimide. When phthalic anhydride is used, there is no problem in substituting a part of it with another dicarboxylic acid anhydride as long as the good physical properties of the polyimide are not impaired. The amount of the dicarboxylic acid anhydride used is 0.001 to 1.0 mol ratio per 1 mol of the aromatic diamine used, and the preferable amount is 0.01 to 0.5 mol.

【0028】また、芳香族モノアミンを使用する場合、
芳香族モノアミンとしては、例えばアニリン、o-トルイ
ジン、m-トルイジン、p-トルイジン、2,3-キシリジン、
2,6-キシリジン、3,4-キシリジン、3,5-キシリジン、o-
クロロアニリン、m-クロロアニリン、p-クロロアニリ
ン、o-ブロモアニリン、m-ブロモアニリン、p-ブロモア
ニリン、o-ニトロアニリン、m-ニトロアニリン、p-ニト
ロアニリン、o-アミノフェノール、m-アミノフェノー
ル、p-アミノフェノール、o-アニシジン、m-アニシジ
ン、p-アニシジン、o-フェネジン、m-フェネジン、p-フ
ェネジン、o-アミノベンツアルデヒド、m-アミノベンツ
アルデヒド、p-アミノベンツアルデヒド、o-アミノベン
ゾニトリル、m-アミノベンゾニトリル、p-アミノベンゾ
ニトリル、2-アミノビフェニル、3-アミノビフェニル、
4-アミノビフェニル、2-アミノフェニルフェニルエーテ
ル、3-アミノフェニルフェニルエーテル、4-アミノフェ
ニルフェニルエーテル、2-アミノベンゾフェノン、3-ア
ミノベンゾフェノン、4-アミノベンゾフェノン、2-アミ
ノフェニルフェニルスルフィド、3-アミノフェニルフェ
ニルスルフィド、4-アミノフェニルフェニルスルフィ
ド、2-アミノフェニルフェニルスルホン、3-アミノフェ
ニルフェニルスルホン、4-アミノフェニルフェニルスル
ホン、α−ナフチルアミン、β−ナフチルアミン、1-ア
ミノ−2-ナフトール、2-アミノ−1-ナフトール、4-アミ
ノ−1-ナフトール、5-アミノ−1-ナフトール、5-アミノ
−2-ナフトール、7-アミノ−2-ナフトール、8-アミノ−
1-ナフトール、8−アミノ−2-ナフトール、1-アミノア
ントラセン、2-アミノアントラセン、9-アミノアントラ
セン等が挙げられる。これらの芳香族モノアミンは、ア
ミンまたはジカルボン酸無水物と反応性を有しない基で
置換されても差し支えない。用いられる芳香族モノアミ
ンの量は、使用する芳香族テトラカルボン酸二無水物1
モル当り0.001〜1.0モル比であり、好ましい使
用量は0.01〜0.5モルである。
When an aromatic monoamine is used,
Examples of aromatic monoamines include aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 2,3-xylidine,
2,6-xylidine, 3,4-xylidine, 3,5-xylidine, o-
Chloroaniline, m-chloroaniline, p-chloroaniline, o-bromoaniline, m-bromoaniline, p-bromoaniline, o-nitroaniline, m-nitroaniline, p-nitroaniline, o-aminophenol, m- Aminophenol, p-aminophenol, o-anisidine, m-anisidine, p-anisidine, o-phenidine, m-phenidine, p-phenidine, o-aminobenzaldehyde, m-aminobenzaldehyde, p-aminobenzaldehyde, o-aminobenzonitrile, m-aminobenzonitrile, p-aminobenzonitrile, 2-aminobiphenyl, 3-aminobiphenyl,
4-aminobiphenyl, 2-aminophenylphenyl ether, 3-aminophenylphenyl ether, 4-aminophenylphenyl ether, 2-aminobenzophenone, 3-aminobenzophenone, 4-aminobenzophenone, 2-aminophenylphenyl sulfide, 3- Aminophenylphenyl sulfide, 4-aminophenylphenyl sulfide, 2-aminophenylphenyl sulfone, 3-aminophenylphenyl sulfone, 4-aminophenylphenyl sulfone, α-naphthylamine, β-naphthylamine, 1-amino-2-naphthol, 2 -Amino-1-naphthol, 4-amino-1-naphthol, 5-amino-1-naphthol, 5-amino-2-naphthol, 7-amino-2-naphthol, 8-amino-
1-naphthol, 8-amino-2-naphthol, 1-aminoanthracene, 2-aminoanthracene, 9-aminoanthracene and the like can be mentioned. These aromatic monoamines may be substituted with groups that are not reactive with amines or dicarboxylic acid anhydrides. The amount of aromatic monoamine used is the amount of aromatic tetracarboxylic dianhydride 1 used.
The molar ratio is 0.001 to 1.0, and the preferable amount is 0.01 to 0.5 mol.

【0029】本発明のポリイミドの製造方法としては、
ポリイミドを製造可能な方法が公知方法を含め全て適用
できるが、中でも、有機溶媒中で反応を行うことが特に
好ましい方法である。 このような反応において用いら
れる溶媒は、好ましくは、N,N-ジメチルアセトアミドで
あるが、そのほかに使用できる溶媒としては、例えばN,
N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、
N,N-ジメトキシアセトアミド、N-メチル−2-ピロリド
ン、1,3-ジメチル−2-イミダゾリジノン、N-メチルカプ
ロラクタム、1,2-ジメトキシエタン、ビス(2-メトキシ
エチル)エーテル、1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エ
タン、ビス〔2-(2-メトキシエトキシ)エチル〕エーテ
ル、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、1,4-ジオキ
サン、ピリジン、ピコリン、ジメチルスルホキシド、ジ
メチルスルホン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホス
ホルアミド、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾー
ル、p-クレゾール、m-クレゾール酸、p-クロロフェノー
ル、アニソール、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙
げられる。また、これらの有機溶媒は単独でも2種以上
混合して用いても差し支えない。特にアミド系の溶剤が
溶液の安定性、作業性としての利用の点から好ましい。
The method for producing the polyimide of the present invention includes:
Although any method including a known method that can produce a polyimide can be applied, it is particularly preferable to carry out the reaction in an organic solvent. The solvent used in such a reaction is preferably N, N-dimethylacetamide, but other usable solvents include, for example, N,
N-dimethylformamide, N, N-diethylacetamide,
N, N-dimethoxyacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylcaprolactam, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1, 2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] ether, tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, pyridine, picoline, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, tetra Examples thereof include methylurea, hexamethylphosphoramide, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, m-cresylic acid, p-chlorophenol, anisole, benzene, toluene and xylene. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Particularly, an amide solvent is preferable from the viewpoint of solution stability and utilization as workability.

【0030】本発明の方法で有機溶媒に、芳香族ジアミ
ン、芳香族テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジカルボ
ン酸無水物または芳香族モノアミンを添加、反応させる
方法としては、(イ)芳香族テトラカルボン酸二無水物
と芳香族ジアミンを反応させた後に、芳香族ジカルボン
酸無水物または芳香族モノアミンを添加して反応を続け
る方法、(ロ)芳香族ジアミンに芳香族ジカルボン酸無
水物を加えて反応させた後、芳香族テトラカルボン酸二
無水物を添加し、更に反応を続ける方法、(ハ)芳香族
テトラカルボン酸二無水物に芳香族モノアミンを加えて
反応させた後、芳香族ジアミンを添加し、更に反応を続
ける方法、(ニ)芳香族テトラカルボン酸二無水物、芳
香族ジアミン、芳香族ジカルボン酸無水物または芳香族
モノアミンを同時に添加し、反応させる方法等が挙げら
れ、いずれの添加方法をとっても差し支えない。
Aromatic diamines, aromatic tetracarboxylic dianhydrides, aromatic dicarboxylic acid anhydrides or aromatic monoamines are added to an organic solvent by the method of the present invention, and the reaction is carried out as follows: After reacting a carboxylic acid dianhydride and an aromatic diamine, a method of continuing the reaction by adding an aromatic dicarboxylic acid anhydride or an aromatic monoamine, (b) adding an aromatic dicarboxylic acid anhydride to an aromatic diamine After the reaction, an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride is added, and the reaction is further continued. (C) After the aromatic monoamine is added to the aromatic tetracarboxylic acid dianhydride and reacted, the aromatic diamine is added. Method of adding and continuing the reaction, (d) Simultaneous addition of aromatic tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine, aromatic dicarboxylic anhydride or aromatic monoamine It added, and a method of reacting the like, take no problem any addition method.

【0031】反応温度は通常250℃以下、好ましくは
50℃以下である。反応圧力は特に限定されず、常圧で
十分実施できる。反応時間は芳香族テトラカルボン酸二
無水物や芳香族ジアミン等の原料モノマーの種類、溶媒
の種類および反応温度によって異なり、通常4〜24時
間で十分である。更に得られたポリアミド酸を100〜
400℃に加熱してイミド化するか、または無水酢酸等
のイミド化剤を用いて化学イミド化することにより、ポ
リアミド酸に対応する繰り返し構造単位を有するポリイ
ミドが得られる。また、芳香族ジアミンと芳香族テトラ
カルボン酸二無水物、さらにはポリイミドの末端を芳香
環とする場合は芳香族ジカルボン酸無水物または芳香族
モノアミンとを、有機溶媒中に懸濁または溶解させた後
加熱し、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の生成
と同時にイミド化を行うことにより目的のポリイミドを
得ることも可能である。
The reaction temperature is usually 250 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower. The reaction pressure is not particularly limited and can be carried out at normal pressure. The reaction time varies depending on the type of raw material monomer such as aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine, the type of solvent and the reaction temperature, and 4 to 24 hours is usually sufficient. Further, the obtained polyamic acid is from 100 to
By heating to 400 ° C. for imidization or chemical imidization using an imidizing agent such as acetic anhydride, a polyimide having a repeating structural unit corresponding to a polyamic acid is obtained. Further, an aromatic diamine and an aromatic tetracarboxylic dianhydride, further, when the terminal of the polyimide is an aromatic ring, an aromatic dicarboxylic acid anhydride or an aromatic monoamine, was suspended or dissolved in an organic solvent. It is also possible to obtain the target polyimide by post-heating and performing imidization at the same time as the generation of the polyamic acid which is the precursor of the polyimide.

【0032】以上の方法により本発明で使用するポリイ
ミド(以下、上記の方法で得られる一般式(1)、
(2)または(3)の繰り返し構造単位を有するポリイ
ミド、ポリイミド共重合体または混合物、また、これら
ポリイミドのポリマー分子末端が未置換あるいはアミン
またはジカルボン酸無水物と反応性を有しない基で置換
されたポリイミドを単に "本発明で用いるポリイミド"
と言うことがある)が得られる。本発明で用いるポリイ
ミドにおいては、通常の重縮合系ポリマーの場合と同様
に、モノマー成分のモル比を調節して分子量を制御し、
本発明の効果を奏するポリイミドを得る。本発明におい
て、モノマー成分のモル比は、テトラカルボン酸二無水
物の総量1モルに対し、0.8〜1.2モルのジアミン
化合物を使用する。このモル比が0.8未満または1.
2を超えると低分子量のポリイミドが得られ、特に繊維
状補強材の表面改質用ポリイミドとしては好ましくな
い。好ましくは、テトラカルボン酸二無水物1モルに対
してジアミン化合物0.9〜1.1モル比であり、さら
に好ましく0.95〜1.05モル比である。
The polyimide used in the present invention by the above method (hereinafter, represented by the general formula (1) obtained by the above method,
A polyimide, a polyimide copolymer or a mixture having the repeating structural unit of (2) or (3), or a polymer molecule terminal of these polyimides which is unsubstituted or substituted with a group having no reactivity with an amine or a dicarboxylic acid anhydride. Polyimide used simply as "polyimide used in the present invention"
Can be obtained) is obtained. In the polyimide used in the present invention, the molecular weight is controlled by adjusting the molar ratio of the monomer components, as in the case of a normal polycondensation polymer,
A polyimide having the effects of the present invention is obtained. In the present invention, the molar ratio of the monomer component is 0.8 to 1.2 mol of the diamine compound based on 1 mol of the total amount of the tetracarboxylic dianhydride. This molar ratio is less than 0.8 or 1.
When it exceeds 2, a low molecular weight polyimide is obtained, which is not preferable as a polyimide for surface modification of a fibrous reinforcing material. The molar ratio of the diamine compound is preferably 0.9 to 1.1, and more preferably 0.95 to 1.05 with respect to 1 mol of the tetracarboxylic dianhydride.

【0033】本発明で用いるポリイミドは、9重量部の
p−クロロフェノールと1重量部のフェノールの混合溶
媒に0.5g/dlの濃度で加熱溶解した後、35℃にお
いて測定した対数粘度の値が0.30dl/g以上、とく
に0.40dl/g以上のポリイミドが好ましい。対数粘
度が0.30dl/g未満では、ポリイミド樹脂自身の機
械的強度が不充分であり、このようなポリイミドを本発
明の組成物に用いても、樹脂組成物としての物性もまた
十分ではない。
The polyimide used in the present invention was heated and dissolved in a mixed solvent of 9 parts by weight of p-chlorophenol and 1 part by weight of phenol at a concentration of 0.5 g / dl, and then the logarithmic viscosity value measured at 35 ° C. Is preferably 0.30 dl / g or more, particularly 0.40 dl / g or more. If the logarithmic viscosity is less than 0.30 dl / g, the mechanical strength of the polyimide resin itself is insufficient, and even if such a polyimide is used in the composition of the present invention, the physical properties of the resin composition are also insufficient. .

【0034】本発明のポリイミド系樹脂組成物は、本発
明で用いるポリイミド樹脂と、この樹脂100重量部に
対して、5〜65重量部、好ましくは10〜50重量部
の繊維状補強材を含有するものである。繊維状補強材の
含有量が5重量部未満では、十分な補強効果は得られな
い。また、65重量部を越えると射出成形等の溶融成形
で、良好な成形体を得るのが困難である。本発明のポリ
イミド系樹脂組成物は、各種の方法で調製できる。通常
公知の各種方法で繊維状補強材をポリイミド樹脂に添加
する方法で調製できる。例えば、ポリイミド樹脂の粉末
と繊維状補強材を乳鉢、ヘンシェルミキサー、ドラムブ
レンダー、タンプラーブレンダー、ボールミル、リボン
ブレンダー等を利用して予備混練した後、溶融混合機、
熱ロール等を用いてペレットや粉末混合物を得る方法が
最も一般的である。
The polyimide resin composition of the present invention contains the polyimide resin used in the present invention and 5 to 65 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, of the fibrous reinforcing material per 100 parts by weight of the resin. To do. If the content of the fibrous reinforcing material is less than 5 parts by weight, a sufficient reinforcing effect cannot be obtained. Further, if it exceeds 65 parts by weight, it is difficult to obtain a good molded product by melt molding such as injection molding. The polyimide resin composition of the present invention can be prepared by various methods. It can be prepared by adding a fibrous reinforcing material to a polyimide resin by various commonly known methods. For example, a mortar, a Henschel mixer, a drum blender, a tampler blender, a ball mill, a ribbon blender and the like of a polyimide resin powder and a fibrous reinforcing material are pre-kneaded, and then a melt mixer,
The most common method is to obtain a pellet or powder mixture using a hot roll or the like.

【0035】しかし、本発明で用いるポリイミドの特徴
である溶剤可溶性を活かした、本発明の製造方法がとく
に好ましい。すなわち、本発明で用いるポリイミドの特
徴である溶剤可溶性を活用した予備混練状態を経て製造
することができる。この方法は、所定量の本発明で用い
るポリイミドをハロゲン化炭化水素系溶剤、アミド系溶
剤またはフェノール系溶剤等の有機溶剤に溶解する。こ
の溶液中に所定量の繊維状補強材を添加して、攪拌下分
散させる。その後、この溶液中に繊維状補強材を分散さ
せ、ポリイミドが溶解している溶液を貧溶媒中に高速攪
拌下で排出してポリイミドを析出させて、溶剤を除去し
て、ポリイミドと繊維状補強材が均一に混合した混合物
を得る。このような操作によって析出したポリイミド粉
は、繊維状補強材を均一に分散させた予備混練状態であ
る。これを溶融混合機、熱ロール等を用いてペレットや
粉末混合物のポリイミド系樹脂組成物を得ることができ
る。
However, the production method of the present invention utilizing the solvent solubility characteristic of the polyimide used in the present invention is particularly preferable. That is, it can be manufactured through a pre-kneading state in which the solvent solubility, which is a characteristic of the polyimide used in the present invention, is utilized. In this method, a predetermined amount of the polyimide used in the present invention is dissolved in an organic solvent such as a halogenated hydrocarbon solvent, an amide solvent or a phenol solvent. A predetermined amount of fibrous reinforcing material is added to this solution and dispersed with stirring. After that, the fibrous reinforcing material is dispersed in this solution, the solution in which the polyimide is dissolved is discharged into the poor solvent under high-speed stirring to precipitate the polyimide, and the solvent is removed to remove the polyimide and the fibrous reinforcing material. A mixture is obtained in which the materials are uniformly mixed. The polyimide powder deposited by such an operation is in a pre-kneaded state in which the fibrous reinforcing material is uniformly dispersed. A melt-mixing machine, a hot roll, etc. can be used for this, and the polyimide resin composition of a pellet or a powder mixture can be obtained.

【0036】この方法で用いる溶剤としては、具体的に
は、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタ
ン、1,1,2-トリクロロエタン、ジブロモメタン、トリブ
ロモメタン、1,2-ジブロモエタン、1,1,2-トリブロモエ
タン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセト
アミド、N,N-ジメトキシアセトアミド、N-メチル−2-ピ
ロリドン、1,3-ジメチル−2-イミダゾリジノン、N-メチ
ルカプロラクタム、フェノール、クレゾール、キシレノ
ール、ハロゲン化フェノール、ハロゲン化クレゾール、
ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホンなどが挙げら
れる。この方法において、ポリイミド溶液の濃度は、5
〜50wt%であり、作業上の機械粘度の観点から、好ま
しくは15〜40wt%である。また、ポリイミドを析出
させる貧溶媒として、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げら
れ、その使用する量は、全組成物重量の5〜30倍、好
ましくは10〜20倍である。
Specific examples of the solvent used in this method include dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, dibromomethane, tribromomethane, 1,2-dibromoethane, 1,2. 1,2-tribromoethane, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethoxyacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N -Methylcaprolactam, phenol, cresol, xylenol, halogenated phenol, halogenated cresol,
Examples thereof include dimethyl sulfoxide and dimethyl sulfone. In this method, the concentration of the polyimide solution is 5
˜50 wt%, and preferably 15 to 40 wt% from the viewpoint of mechanical viscosity in work. In addition, examples of the poor solvent for precipitating polyimide include methanol, ethanol, propanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, benzene, toluene, xylene, and the like, and the amount used is 5 to 30 times the total composition weight, It is preferably 10 to 20 times.

【0037】このようにして得られる本発明のポリイミ
ド系樹脂組成物は、射出成形法、押し出し成形法、圧縮
成形法、回転成形法等の公知の成形法で成形され実用に
供される。本発明のポリイミド系樹脂組成物は優れた流
動性を有するため、作業効率の点で射出成形法が最も好
ましい。本発明のポリイミド系樹脂組成物から得られる
射出成形体は、金型の形状を変えることにより、いかな
る形状の成形体も作成可能である。とくに、優れた動的
疲労特性が要求される自動車部品、例えばバルブリフタ
ーやインペラー等への適用が期待される。
The polyimide resin composition of the present invention thus obtained is molded by a known molding method such as an injection molding method, an extrusion molding method, a compression molding method or a rotational molding method, and put into practical use. Since the polyimide resin composition of the present invention has excellent fluidity, the injection molding method is most preferable from the viewpoint of work efficiency. The injection-molded article obtained from the polyimide resin composition of the present invention can be molded into any shape by changing the shape of the mold. In particular, it is expected to be applied to automobile parts that require excellent dynamic fatigue characteristics, such as valve lifters and impellers.

【0038】また、本発明のポリイミド系樹脂組成物
は、溶融成形に供する場合、本発明の目的を損なわない
範囲内で他の熱可塑性樹脂樹脂、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアリレー
ト、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリフェニルスルフィド、ポリアミドイミド、ポリ
エーテルイミド、変性ポリエェニレンオキシド、本発明
以外のポリイミド等を本発明の目的に応じて適当量を配
合してもよい。更に、通常の樹脂組成物に使用する次の
ような充填剤等を本発明の目的を損なわない範囲で用い
てもよい。すなわち、グラファイト、カーボランダム、
ケイ石粉、二硫化モリブデン、フッ素系樹脂などの耐摩
耗性向上剤、三酸化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭
酸カルシウムなどの難燃性向上剤、クレー、マイカなど
の電気的特性向上剤、アスベスト、シリカ、グラファイ
トなどの耐クラッキング向上剤、硫酸バリウム、シリ
カ、メタケイ酸カルシウムなどの耐酸性向上剤、鉄粉、
亜鉛粉、アルミニウム粉、銅粉などの熱伝導度向上剤、
その他ガラスビーズ、ガラス球、タルク、珪藻土、アル
ミナ、シラスバルン、水和アルミナ、金属酸化物、着色
料などである。
Further, when the polyimide resin composition of the present invention is subjected to melt molding, other thermoplastic resin resins such as polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyarylate and polyamide are used within a range not impairing the object of the present invention. , Polysulfone, polyether sulfone, polyether ketone, polyether ether ketone, polyphenyl sulfide, polyamide imide, polyether imide, modified polyenylene oxide, polyimide other than the present invention, etc. in an appropriate amount according to the purpose of the present invention. You may mix. Further, the following fillers and the like used for ordinary resin compositions may be used within a range that does not impair the object of the present invention. That is, graphite, carborundum,
Wear resistance improver such as silica powder, molybdenum disulfide, fluorine resin, flame retardant improver such as antimony trioxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, electrical property improver such as clay and mica, asbestos, silica, Cracking resistance improver such as graphite, barium sulfate, silica, acid resistance improver such as calcium metasilicate, iron powder,
Thermal conductivity improver such as zinc powder, aluminum powder, copper powder,
Other examples include glass beads, glass spheres, talc, diatomaceous earth, alumina, silasbaln, hydrated alumina, metal oxides, colorants and the like.

【0039】また、本発明のポリイミド系複合体、特に
積層複合体、は繊維状補強材で構成される基材と本発明
で用いるポリイミドから構成される複合体である。この
本発明のポリイミド系複合体は、本発明で用いるポリイ
ミドを有機溶剤に溶解した溶液を、繊維状補強材、すな
わち繊維状補強材で構成される基材に含浸させ、次いで
溶剤を除去した後、前記ポリイミドが流動する温度以上
に加熱、加圧して成形して得られる。本発明で用いるポ
リイミドを含浸した繊維状基材は単層でも、また2層以
上に積層してもよい。
The polyimide-based composite of the present invention, particularly the laminated composite, is a composite composed of a base material composed of a fibrous reinforcing material and the polyimide used in the present invention. This polyimide-based composite of the present invention is obtained by impregnating a solution of the polyimide used in the present invention in an organic solvent into a fibrous reinforcing material, that is, a substrate composed of the fibrous reinforcing material, and then removing the solvent. It can be obtained by heating and pressing at a temperature above the temperature at which the polyimide flows, and molding. The fibrous base material impregnated with the polyimide used in the present invention may be a single layer or may be laminated in two or more layers.

【0040】ポリイミドを溶解するために使用できる有
機溶剤としては、汎用のハロゲン系炭化水素溶剤、アミ
ド系溶剤、フェノール系溶剤などが挙げられる。具体的
には、本発明のポリイミド系樹脂組成物の製造に使用で
きる各種溶剤が挙げられる。それらの溶剤の中で、性質
面および実用面から特に好ましくは、N,N-ジメチルホル
ムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドである。また、こ
れらの溶剤は単独でも、2種以上混合しても使用でき
る。使用するポリイミド溶液の濃度は、ポリイミドの溶
解度の範囲内であれば特に限定はないが、繊維状補強材
への塗工・含浸時の作業性から、1〜50wt%が好まし
い。この時のポリイミド溶液の機械粘度は、10〜10
0,000センチポイズであるが、作業性からは500
〜50,000センチポイズが望ましい。さらに、溶解
温度は特に限定されず、また圧力も常圧で充分である。
使用される繊維状補強材としては、積層板等の基材とし
て用いられる繊維状補強材であれば何れも適用できる。
例えば、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊
維、炭化珪素繊維、ホウ素繊維など、およびそれらの織
布、不織布など、さらに紙などが挙げられる。
Examples of the organic solvent that can be used to dissolve the polyimide include general-purpose halogen-based hydrocarbon solvents, amide-based solvents and phenol-based solvents. Specific examples include various solvents that can be used for producing the polyimide resin composition of the present invention. Among these solvents, N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are particularly preferable in terms of properties and practical use. Further, these solvents may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the polyimide solution used is not particularly limited as long as it is within the range of the solubility of polyimide, but from the workability at the time of coating and impregnating the fibrous reinforcing material, 1 to 50 wt% is preferable. The mechanical viscosity of the polyimide solution at this time is 10 to 10
Although it is 10,000 centipoise, it is 500 from workability.
~ 50,000 centipoise is desirable. Further, the melting temperature is not particularly limited, and the pressure may be normal pressure.
As the fibrous reinforcing material used, any fibrous reinforcing material used as a base material such as a laminated plate can be applied.
Examples thereof include glass fiber, carbon fiber, aromatic polyamide fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, and the like, woven cloth and nonwoven cloth thereof, and paper.

【0041】これらの繊維状補強材にポリイミド溶液を
含浸させる方法は、繊維状補強材から構成される基材を
ポリイミド溶液で処理し、基材に所望量のポリイミドが
均一に付与される方法であれば良い。通常、ポリイミド
溶液に基材を含浸させたり、基材にポリイミド溶液を塗
布する方法が多用される。繊維状補強材に対するポリイ
ミドの付与量は、繊維状補強材に対して、5 〜50重量
%,好ましくは、10〜30重量%である。繊維状補強
材に対するポリイミド溶液の塗工は、いかなる方法でも
よく、例えば、バーコーター、ドクターブレードを用い
て実施することができる。
The method of impregnating these fibrous reinforcing materials with a polyimide solution is a method in which a base material composed of fibrous reinforcing materials is treated with a polyimide solution and a desired amount of polyimide is uniformly applied to the base material. I wish I had it. Usually, a method of impregnating a base material with a polyimide solution or applying a polyimide solution to the base material is often used. The amount of polyimide applied to the fibrous reinforcing material is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the fibrous reinforcing material. The polyimide solution may be applied to the fibrous reinforcing material by any method, for example, using a bar coater or a doctor blade.

【0042】なお、本願においては、ポリイミド溶液が
基材に付与された状態は、塗布または含浸であっても実
質的に同じものとして取扱い、 "含浸”は "塗布または
含浸”を意味する。ついで、ポリイミド溶液を塗工した
繊維状補強材から溶剤の除去は、使用した溶剤の沸点以
上の温度で、窒素気流下または空気気流下で実施すれば
よい。かくして得られた、ポリイミドを含浸した繊維状
補強材(プリプレグシート)は、1枚または2枚以上を
重ね合わせ、ポリイミドが流動する温度以上に加熱、加
圧して成形し、ポリイミド複合体を得ることができる。
成形温度温度および圧力は、250℃〜450℃、1〜
1000kg/cm2 であり、好ましくは300〜40
0℃、10〜500kg/cm2 である。
In the present application, the state in which the polyimide solution is applied to the substrate is treated as substantially the same even in coating or impregnation, and "impregnation" means "coating or impregnation". Then, the solvent may be removed from the fibrous reinforcing material coated with the polyimide solution at a temperature not lower than the boiling point of the solvent used in a nitrogen stream or an air stream. The thus obtained polyimide-impregnated fibrous reinforcing material (prepreg sheet) is formed by stacking one or two or more sheets, and heating and pressing at a temperature above the temperature at which the polyimide flows to obtain a polyimide composite. You can
Molding temperature Temperature and pressure are 250 ° C-450 ° C, 1-
1000 kg / cm 2 , preferably 300-40
It is 0 ° C. and 10 to 500 kg / cm 2 .

【0043】また、本発明のポリイミド複合体を製造す
るに際して、本発明で用いるポリイミドの可溶性、溶融
流動性、および接着性を損なわない範囲内で他の樹脂を
配合しても良い。例えば、前記の本発明の組成物におい
て配合することもできる各種の熱可塑性樹脂、フェノー
ル樹脂、ビスマレイミド等の熱硬化性樹脂などがある。
更に、前記の本発明のポリイミド系樹脂組成物に使用す
ることもできる各種充填剤等を発明の目的を損なわない
範囲で用いてもよい。
In producing the polyimide composite of the present invention, other resins may be added within the range that does not impair the solubility, melt fluidity and adhesiveness of the polyimide used in the present invention. For example, there are various thermoplastic resins that can be blended in the composition of the present invention, thermosetting resins such as phenolic resins and bismaleimide.
Furthermore, various fillers and the like that can be used in the above-described polyimide resin composition of the present invention may be used within a range that does not impair the object of the invention.

【0044】さらに、本発明の本発明で用いるポリイミ
ドで表面を改質された繊維状補強材は、本発明で使用す
る前記ポリイミドが繊維状補強材の表面を、効果的に処
理できる上に、得られた表面改質した繊維状補強材が、
樹脂、特にポリイミド系樹脂の繊維状補強材として、優
れた適用性を有することに基づくものである。したがっ
て、本発明で用いるポリイミドは、粉末状ポリイミドま
たはその有機溶剤として繊維状補強材の表面の改質に適
用できる。また、ポリイミドの前駆体であるポリアミド
酸の状態またはこれとポリイミドとの混合物で適用し
て、イミド化して表面改質した繊維状補強材を得ること
もできる。
Further, the fibrous reinforcing material of which the surface is modified with the polyimide used in the present invention of the present invention, the polyimide used in the present invention can effectively treat the surface of the fibrous reinforcing material. The obtained surface-modified fibrous reinforcing material,
It is based on the fact that it has excellent applicability as a fibrous reinforcing material for resins, particularly polyimide resins. Therefore, the polyimide used in the present invention can be applied to the surface modification of the fibrous reinforcing material as a powdery polyimide or an organic solvent thereof. It is also possible to obtain a fibrous reinforcing material which is imidized and surface-modified by applying it in the state of polyamic acid which is a precursor of polyimide or a mixture thereof with polyimide.

【0045】本発明の表面を改質された繊維状補強材
は、本発明で用いるポリイミドの有機溶剤溶液を繊維状
補強材の表面に付与し、脱溶剤して得られるものであ
る。好ましくは、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジフェノキシ
ベンゾフェノンおよび/または1,3-ビス(3-アミノ−4-
フェノキシベンゾイル)ベンゼンとピロメリット酸二無
水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテル
テトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン
酸二無水物、ビス(ジカルボキシフェニル)スルホン二
無水物、ビス〔(ジカルボキシフェニル)フェニル〕プ
ロパン二無水物、ビス(ジカルボキシフェニル)プロパ
ン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン
二無水物、ビス(ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン二無水物から選ばれた少なくとも1種のテト
ラカルボン酸二無水物とを有機溶剤中、100〜250
℃に加熱することにより得られるポリイミドが多用され
る。
The surface-modified fibrous reinforcing material of the present invention is obtained by applying the organic solvent solution of the polyimide used in the present invention to the surface of the fibrous reinforcing material and removing the solvent. Preferably, 3,3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone and / or 1,3-bis (3-amino-4-
(Phenoxybenzoyl) benzene and pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, biphenyl tetracarboxylic dianhydride, diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, naphthalene tetracarboxylic dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) Sulfone dianhydride, bis [(dicarboxyphenyl) phenyl] propane dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) hexafluoropropane 100-250 with at least one tetracarboxylic acid dianhydride selected from dianhydride in an organic solvent
A polyimide obtained by heating to ℃ is often used.

【0046】本発明で使用される繊維状補強材として
は、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭
化珪素繊維、ホウ素繊維など、とくに好ましく用いられ
る炭素繊維はアクリル系、レーヨン系、リグニン系、ピ
ッチ系等が挙げられる。この炭素繊維の形態に関しては
特に制約はなく、チョップドストランド、トウ(ロービ
ング)、織物等何れでも良い。本発明の表面が改質され
た繊維状補強材を得る方法は、次のようである。 (1)本発明で用いるポリイミドおよびその前駆体を有
機溶剤に溶解した改質剤溶液を繊維状補強材の表面に付
与し加熱イミド化と脱溶媒を行って表面を改質する方
法、(2)本発明で用いるポリイミドの前駆体であるポ
リアミド酸を繊維状補強材の表面に付与し、炭素繊維上
で加熱イミド化することにより表面を改質する方法、
(3)本発明で用いるポリイミドを有機溶剤に溶解した
改質剤溶液を繊維状補強材の表面に付与し、脱溶媒する
ことにより表面を改質する方法、(4)本発明で用いる
ポリイミドを炭素繊維表面上で加熱溶融させ繊維表面を
被覆した改質する方法に大別される。これらの方法の中
で、(1)または(3)の方法が最も一般的で有用な方
法である。
The fibrous reinforcing material used in the present invention includes glass fiber, carbon fiber, aromatic polyamide fiber, silicon carbide fiber, boron fiber and the like. Particularly preferably used carbon fiber is acrylic type, rayon type or lignin type. , Pitch-based, and the like. The form of the carbon fiber is not particularly limited, and any of chopped strand, tow (roving), woven fabric, and the like may be used. The method for obtaining the surface-modified fibrous reinforcing material of the present invention is as follows. (1) A method of modifying a surface of a fibrous reinforcing material by applying a modifier solution obtained by dissolving the polyimide used in the present invention and a precursor thereof in an organic solvent to the surface of the fibrous reinforcing material and performing thermal imidization and desolvation. ) A method of applying a polyamic acid, which is a precursor of a polyimide used in the present invention, to the surface of a fibrous reinforcing material, and modifying the surface by heat imidization on carbon fiber,
(3) A method of modifying the surface by applying a modifier solution in which the polyimide used in the present invention is dissolved in an organic solvent to the surface of the fibrous reinforcing material and removing the solvent, (4) the polyimide used in the present invention It is roughly classified into a method of heating and melting on the surface of the carbon fiber to modify the surface of the carbon fiber. Among these methods, the method (1) or (3) is the most general and useful method.

【0047】通常、繊維状補強材に対する本発明で用い
るポリイミドの表面改質剤としての被覆量は、繊維状補
強材100重量部に対して0.5〜10重量部が好まし
く、0.5重量部未満では、十分な効果が得られず、ま
た10重量部を超えてもさらに物性の向上が得られな
い。特に好ましくは、2〜5重量部である。尚、本発明
で用いるポリイミドを用いて繊維状補強材を表面改質す
るに際して、あらかじめ繊維状補強材を別の表面処理を
施しておくことは、本発明で用いるポリイミドと繊維状
補強材との接着性を高めるので好ましい。他の表面処理
の方法としては特に制約はなく、一般的な繊維状補強材
の表面処理法がいずれも適用できる。例えば薬液酸化
(硝酸、過マンガン酸/硫酸、等)、電解酸化等の液相
酸化、気相(空気、酸素、オゾン、等)中での加熱、プ
ラズマ処理、コロナ放電等の気相酸化法等が挙げられ
る。
Generally, the coating amount of the polyimide used in the present invention as a surface modifier on the fibrous reinforcing material is preferably 0.5 to 10 parts by weight, and 0.5 part by weight with respect to 100 parts by weight of the fibrous reinforcing material. If it is less than 10 parts by weight, sufficient effects cannot be obtained, and if it exceeds 10 parts by weight, further improvement in physical properties cannot be obtained. It is particularly preferably 2 to 5 parts by weight. Incidentally, when surface-modifying the fibrous reinforcing material using the polyimide used in the present invention, another surface treatment of the fibrous reinforcing material in advance means that the polyimide and the fibrous reinforcing material used in the present invention are It is preferable because it enhances the adhesiveness. Other surface treatment methods are not particularly limited, and any general surface treatment method for fibrous reinforcing materials can be applied. For example, chemical oxidation (nitric acid, permanganic acid / sulfuric acid, etc.), liquid-phase oxidation such as electrolytic oxidation, heating in a gas phase (air, oxygen, ozone, etc.), plasma treatment, gas-phase oxidation such as corona discharge Etc.

【0048】また、本発明で用いるポリイミドを用いて
繊維状補強材の表面を処理した後、さらに加熱処理する
こともできる。加熱温度としては300〜500℃、好
ましくは300〜450℃である、300℃未満では加
熱処理の効果が得られず、また500℃超えても、表面
改質剤が熱分解する可能性があるため好ましくない。
尚、加熱時間は通常、0.1〜30時間である。以上の
ようにして得られたポリイミド樹脂で表面改質した、例
えば、炭素繊維のロービングは1〜150mmの長さに
切断してチョップドストランドとした後、所望の耐熱性
熱可塑性樹脂、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルスルホン等とドライブレ
ンドし、ついで押し出し機内で溶融・混練しながら押し
出した後、所定の長さに切断することによりペレットと
することができる。当該ペレットは通常公知の成形方
法、即ち圧縮成形、射出成形、押し出し成形により所望
する成形体を得ることができる。
After the surface of the fibrous reinforcing material is treated with the polyimide used in the present invention, it may be further heat treated. The heating temperature is 300 to 500 ° C., preferably 300 to 450 ° C. If the heating temperature is lower than 300 ° C., the effect of the heat treatment cannot be obtained, and if it exceeds 500 ° C., the surface modifier may be thermally decomposed. Therefore, it is not preferable.
The heating time is usually 0.1 to 30 hours. Surface-modified with the polyimide resin obtained as described above, for example, roving of carbon fiber is cut into a chopped strand by cutting to a length of 1 to 150 mm, and then a desired heat-resistant thermoplastic resin, for example, polyimide Pellets can be formed by dry blending with resin, polyether ether ketone, polyether sulfone, etc., extruding while melting and kneading in an extruder, and then cutting into a predetermined length. The pellet can be obtained by a known molding method, that is, compression molding, injection molding, and extrusion molding to obtain a desired molded body.

【0049】さらには、表面改質した炭素繊維を一方向
に引き揃えた後、通常の方法で耐熱性熱可塑性樹脂を含
浸させることでプリプレグとすることもできる。このよ
うなプリプレグを製造するには、例えば特開平1−12
1363号公報で開示されている溶融含浸法が挙げられ
る。このようにして得られたプリプレグは、ついで、一
定の長さに切断後、所定の方向に繊維が配向するように
積層し、ついで熱プレス等の通常の方法を用いて成形体
を得ることもできる。また、本発明の表面が改質され繊
維状補強材は、熱可塑性樹脂に対して特に制約がなく、
現在知られている全ての熱可塑性樹脂に適用できる。具
体的にはポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、
熱可塑性イミド樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリエーテルケトン等が挙げられ
る。
Further, the surface-modified carbon fibers may be aligned in one direction and then impregnated with a heat-resistant thermoplastic resin by a usual method to obtain a prepreg. To manufacture such a prepreg, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-12
The melt impregnation method disclosed in Japanese Patent No. 1363 is exemplified. The prepreg thus obtained may then be cut into a certain length, laminated so that the fibers are oriented in a predetermined direction, and then a molded body may be obtained using a usual method such as hot pressing. it can. Further, the surface-modified fibrous reinforcing material of the present invention is not particularly limited to the thermoplastic resin,
It is applicable to all currently known thermoplastic resins. Specifically, polycarbonate resin, polyamide resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether imide,
Examples include thermoplastic imide resins, polyether sulfones, polyether ether ketones, polyether ketones, and the like.

【0050】以下、本発明を合成例、実施例および比較
例により詳細に説明する。尚、ポリイミドの物性は以下
の方法により測定した。 Tg,Tc,Tm:DSC(島津DE−40シリーズ,
DSC−41M)により測定。 5%重量減少温度:空気中にてDTG(島津DT−40
シリーズ,DTG−40M)により測定。 対数粘度(ηinh):p-クロロフェノール/フェノール
(重量比9/1)混合溶媒にポリイミド粉を0.5g/
100mlの濃度で溶解した後、35℃において測定。 射出成形物引張試験:引張試験はASTM D3039
に基づいて測定した。尚、測定条件は、室温(18〜25
℃)水分吸湿率0.2 %以下(RT・DRY)の雰囲気
と、高温(177℃および204 ℃)水分吸湿率0.6 ±0.1 %
(HOT・WET)の雰囲気である。 吸水率 :JIS K−7209に基づいて測定し
た。 機械粘度:東機産業(株)E型粘度計により、室温で測
定。 溶融開始温度:島津高化式フローテスター(CFT50
0A)により、荷重100kg、昇温速度5℃/min
で測定。 溶融粘度:島津高化式フローテスター(CFT500
A)により、荷重100kgで測定。 着試験(引張り剪断接着力):各ポリイミド粉をエタノ
ールに懸濁させてペースト状にした後、2枚の冷間圧延
鋼板(JIS G−3141SPCC.SD.サイズ
1.6×25×100mm)に塗布し、熱プレスで35
0℃,300psiの条件で接着した。接着体の引張り
剪断強さは測定方法は、JIS K−6848に基づい
た。 曲げ強度,曲げ弾性率:25℃,200℃においてAS
TM D−790に基づき測定。
The present invention will be described in detail below with reference to synthesis examples, examples and comparative examples. The physical properties of polyimide were measured by the following methods. Tg, Tc, Tm: DSC (Shimadzu DE-40 series,
Measured by DSC-41M). 5% weight loss temperature: DTG in the air (Shimadzu DT-40
Series, DTG-40M). Logarithmic viscosity (ηinh): p-chlorophenol / phenol (weight ratio 9/1) 0.5g of polyimide powder in a mixed solvent /
Measured at 35 ° C after dissolution at a concentration of 100 ml. Injection molded product tensile test: Tensile test is ASTM D3039
It was measured based on. The measurement conditions are room temperature (18-25
℃) Moisture absorption rate 0.2% or less (RT / DRY) atmosphere and high temperature (177 ℃ and 204 ℃) moisture absorption rate 0.6 ± 0.1%
The atmosphere is (HOT / WET). Water absorption rate: Measured based on JIS K-7209. Mechanical viscosity: Measured at room temperature with an E-type viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. Melting start temperature: Shimadzu Koka type flow tester (CFT50
0A), load 100 kg, temperature rising rate 5 ° C / min
Measured by. Melt viscosity: Shimadzu Koka type flow tester (CFT500
Measured under A) with a load of 100 kg. Adhesion test (tensile shear adhesion): Each polyimide powder was suspended in ethanol to form a paste, and then two cold-rolled steel sheets (JIS G-3141 SPCC.SD. size 1.6 × 25 × 100 mm) were used. Apply and heat press 35
Bonding was performed at 0 ° C. and 300 psi. The tensile shear strength of the adhesive was measured according to JIS K-6848. Flexural strength, flexural modulus: AS at 25 ℃ and 200 ℃
Measured according to TM D-790.

【0051】合成例1 攪拌機、還流冷却器、および窒素導入管を備えた容器
に、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジフェノキシベンゾフェノ
ン396.5g(1.0mol)、3,3',4,4'-ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物315.8g(0.9
8mol)、無水フタル酸5.92g(0.04mo
l)、γ−ピコリン14.0g、m−クレゾール284
9.2gを装入し、窒素雰囲気下において攪拌しながら
150℃まで加熱昇温した。その後、150℃で4時間
反応したところ、その間に約30mlの水の留出が確認さ
れた。反応終了後、室温まで冷却し、約20lのメチル
エチルケトンに排出した後、ポリイミド粉を濾別した。
このポリイミド粉をメチルエチルケトンで洗浄した後、
空気中50℃で24時間、窒素中230℃で4時間乾燥
してポリイミド粉670g(収率98.2%)を得た。
かくして得られたポリイミド粉の対数粘度は0.56dl
/gであった。また、このポリイミド粉のガラス転移温
度は246℃、5%重量減少温度は524℃であった。
Synthesis Example 1 396.5 g (1.0 mol) of 3,3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone and 3,3 'were placed in a container equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen introducing tube. 31,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride 315.8 g (0.9
8 mol), phthalic anhydride 5.92 g (0.04 mo)
l), γ-picoline 14.0 g, m-cresol 284
9.2 g was charged and the temperature was raised to 150 ° C. with stirring under a nitrogen atmosphere. After that, when the reaction was carried out at 150 ° C. for 4 hours, it was confirmed that about 30 ml of water was distilled off. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, discharged into about 20 l of methyl ethyl ketone, and then the polyimide powder was filtered off.
After washing this polyimide powder with methyl ethyl ketone,
It was dried in air at 50 ° C. for 24 hours and in nitrogen at 230 ° C. for 4 hours to obtain 670 g of polyimide powder (yield 98.2%).
The polyimide powder thus obtained has an inherent viscosity of 0.56 dl.
/ G. The glass transition temperature of this polyimide powder was 246 ° C, and the 5% weight loss temperature was 524 ° C.

【0052】合成例2〜12 表1に示す芳香族ジアミンおよび芳香族テトラカルボン
酸二無水物を用い、合成例1と全く同様にして各ポリイ
ミド粉を合成した。表1に、芳香族ジアミン、テトラカ
ルボン酸二無水物、収率、ポリイミド粉の対数粘度、ガ
ラス転移温度および5%重量減少温度を示す。
Synthetic Examples 2 to 12 Using the aromatic diamine and aromatic tetracarboxylic dianhydride shown in Table 1, each polyimide powder was synthesized in the same manner as in Synthetic Example 1. Table 1 shows aromatic diamine, tetracarboxylic dianhydride, yield, logarithmic viscosity of polyimide powder, glass transition temperature and 5% weight loss temperature.

【0053】合成例13 無水フタル酸を用いない以外は、合成例1と全く同様に
してポリイミド粉を得た(収率96.6%)。表1に、
収率、ポリイミド粉の対数粘度、ガラス転移温度および
5%重量減少温度を示す。
Synthesis Example 13 A polyimide powder was obtained in exactly the same manner as in Synthesis Example 1 except that phthalic anhydride was not used (yield 96.6%). In Table 1,
The yield, the logarithmic viscosity of the polyimide powder, the glass transition temperature and the 5% weight loss temperature are shown.

【0054】[0054]

【表1】 *1 3,3'−ジアミノ−4,4'−ジフェノキシベンゾフェノ
ン *2 3,3'−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン *3 3,4'−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン *4 3,3'−ジアミノ−4,4'−ジビフェノキシベンゾフェ
ノン *5 3,3'−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン *6 3,4'−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン *7 1,3-ビス(3-アミノ−4-フェノキシベンゾイル)ベ
ンゼン *8 1,3-ビス(3-アミノ−4-ビフェノキシベンゾイル)
ベンゼン *9 3,3'−ジアミノベンゾフェノン *10 1,3-ビス(3-アミノベンゾイル)ベンゼン *11 3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物 *12 ピロメリット酸二無水物
[Table 1] * 1 3,3'-Diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone * 2 3,3'-Diamino-4-phenoxybenzophenone * 3 3,4'-Diamino-4-phenoxybenzophenone * 4 3,3'- Diamino-4,4'-dibiphenoxybenzophenone * 5 3,3'-diamino-4-biphenoxybenzophenone * 6 3,4'-diamino-4-biphenoxybenzophenone * 7 1,3-bis (3-amino- 4-phenoxybenzoyl) benzene * 8 1,3-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl)
Benzene * 9 3,3'-diaminobenzophenone * 10 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene * 11 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride * 12 Pyromellitic dianhydride Stuff

【0055】実施例1 合成例1で得られたポリイミドをN,N-ジメチルホルムア
ミド(DMF)に約30wt%の濃度で溶解した後、ポリ
イミド粉100重量部に対して、40重量部の炭素繊維
(東邦レーヨン社製HTA−C6)を攪拌下で分散させ
た。このポリイミド樹脂組成溶液をポリイミド粉重量に
対して約15倍量のメチルエチルケトンに、高速攪拌下
で排出した。得られた樹脂組成物を、窒素気流下200
℃で約4時間乾燥させて、ポリイミド/炭素繊維混合物
とした。得られた樹脂混合物は、口径30mmの単軸押出機
により溶融混練した後、ストランドを空冷、切断してペ
レットを得た。得られたペレットを用いてアーブルグ射
出成形機(射出圧力500kg/cm2 、シリンダー温度4
10℃、金型温度180℃)でJIS規格の1号ダンベ
ル試験片を得た。尚、ここで得られた樹脂組成物の吸水
率は、0.73%であった。試験片の引張試験は先に述
べたように、室温・乾燥下(以下、RT・DRYとい
う)および高温(177℃,204℃)・吸湿下(以
下、HOT・WETという)で行った。結果を表2に示
す。この結果から、HOT・WETにおける引張強度が
RT・DRYにおける引張強度の約80%程度に保持さ
れていることがわかる。
Example 1 The polyimide obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF) at a concentration of about 30 wt%, and then 40 parts by weight of carbon fiber was added to 100 parts by weight of polyimide powder. (HTA-C6 manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) was dispersed under stirring. This polyimide resin composition solution was discharged into methyl ethyl ketone in an amount of about 15 times the weight of the polyimide powder under high speed stirring. The obtained resin composition was treated under a nitrogen stream to 200
The polyimide / carbon fiber mixture was dried at 4 ° C. for about 4 hours. The obtained resin mixture was melt-kneaded by a single-screw extruder having a diameter of 30 mm, and then the strand was air-cooled and cut to obtain pellets. Using the pellets obtained, an Aburg injection molding machine (injection pressure 500 kg / cm 2 , cylinder temperature 4
A JIS No. 1 dumbbell test piece was obtained at 10 ° C. and a mold temperature of 180 ° C.). The water absorption of the resin composition obtained here was 0.73%. As described above, the tensile test of the test piece was performed at room temperature / drying (hereinafter referred to as RT / DRY) and high temperature (177 ° C, 204 ° C) / under moisture absorption (hereinafter referred to as HOT / WET). Table 2 shows the results. From this result, it is understood that the tensile strength in HOT / WET is maintained at about 80% of the tensile strength in RT / DRY.

【0056】実施例2〜11 合成例2〜10および13で得られたポリイミド粉を用
いて、実施例1と同様にして試験片を作成した。得られ
た試験片を用いて実施例1と同様の引張試験を行った。
その結果を吸水率の結果と併せて表2に示す。この結果
から、HOT・WETにおける引張強度がRT・DRY
における引張強度の80〜90%程度に保持されている
ことがわかる。
Examples 2 to 11 Test pieces were prepared in the same manner as in Example 1 using the polyimide powders obtained in Synthesis Examples 2 to 10 and 13. The same tensile test as in Example 1 was performed using the obtained test piece.
The results are shown in Table 2 together with the results of water absorption. From this result, the tensile strength in HOT / WET is RT / DRY.
It can be seen that the tensile strength is maintained at about 80 to 90%.

【0057】比較例1,2 合成例11および12で得られたポリイミド粉はDMF
に不溶のため、ドラムブレンダー混合機(川田製作所社
製)を用いて実施例1と同等比率の樹脂混合物とした。
以下は実施例1と同様にして試験片を作成し、同様の引
張試験を行った。その結果を吸水率の結果と併せて表2
に示す。この結果から実施例11および12で得られる
ポリイミドは、HOT・WETにおける引張強度がRT
・DRYにおける引張強度の約60%程度であることが
わかる。
Comparative Examples 1 and 2 The polyimide powders obtained in Synthesis Examples 11 and 12 were DMF.
Since it is insoluble in, a resin blend having the same ratio as in Example 1 was prepared by using a drum blender mixer (manufactured by Kawada Manufacturing Co., Ltd.).
Below, a test piece was prepared in the same manner as in Example 1, and the same tensile test was performed. The results are shown in Table 2 together with the results of water absorption.
Shown in From the results, the polyimides obtained in Examples 11 and 12 have a tensile strength in HOT · WET of RT.
-It can be seen that it is about 60% of the tensile strength in DRY.

【0058】比較例3,4 合成例1で得られたポリイミドについて、本発明の組成
範囲外の樹脂組成物試験片を作成し、前記実施例と同様
の引張試験を行った。その結果を表2に示す。炭素繊維
を本発明の範囲内で使用した場合に比べ、使用量が少な
い範囲外で使用した場合引張強度が低下し、また、使用
量が多い範囲外で使用した場合射出成形が不可能であっ
た。
Comparative Examples 3 and 4 With respect to the polyimide obtained in Synthesis Example 1, resin composition test pieces outside the composition range of the present invention were prepared, and the same tensile test as in the above Examples was conducted. The results are shown in Table 2. Compared to the case where the carbon fiber is used within the range of the present invention, the tensile strength is reduced when used outside the range of small use amount, and the injection molding is impossible when used outside the range of large use amount. It was

【0059】[0059]

【表2】 *1 RT・DRY:18〜25℃・水分吸収率0.2%
以下 177 ℃・WET:177℃・水分吸収率0.6±0.1
% 204 ℃・WET:204℃・水分吸収率0.6±0.1
[Table 2] * 1 RT / DRY: 18-25 ° C, moisture absorption rate 0.2%
Below 177 ℃ · WET: 177 ℃ · water absorption rate 0.6 ± 0.1
% 204 ℃ ・ WET: 204 ℃ ・ Moisture absorption rate 0.6 ± 0.1
%

【0060】実施例12 ジアミン成分が3,3'−ジアミノ-5,5'-フェノキシベンゾ
フェノン、酸無水物成分が3,3',4,4'-ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物からなるポリイミド(ηinh =
0.45dl/g,Tg=245℃,流動開始温度325
℃、380℃の溶融粘度13500ポイズ、引張り剪断
接着力332kg/mm2 )20gを、室温、窒素気流
下でN,N-ジメチルホルムアミド80gに溶解した。得ら
れたポリイミド溶液の機械粘度は5000センチポイズ
であった。このポリイミド溶液を炭素繊維織布(トレカ
T300 KPL)に塗布、含浸させた。ポリイミド溶
液を含浸させた炭素繊維織布は、窒素中170℃に約2
時間放置して脱溶媒した。このポリイミド含浸炭素繊維
織布(プリプレグシート)におけるポリイミドの含浸率
は、約10wt%であった。このプリプレグシートを8枚
積層し、温度350℃、荷重50kg/cm2 で30分
間熱圧成形し、厚さ約2.5mmのポリイミド/炭素繊
維の複合体を得た。得られた複合体の切断面を光学顕微
鏡で観察したところ、ポイド等の欠陥は観察されなかっ
た。また、複合体の曲げ強度および曲げ弾性率、測定温
度25℃の時、89kg/mm2 および7400kg/
mm2 、200℃の時81kg/mm2 および6600
kg/mm2 であった。
Example 12 A polyimide in which the diamine component was 3,3'-diamino-5,5'-phenoxybenzophenone and the acid anhydride component was 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride ( ηinh =
0.45 dl / g, Tg = 245 ° C., flow starting temperature 325
° C., a melt viscosity 13500 poise 380 ° C., the tensile shear bond strength 332kg / mm 2) 20g, was dissolved at room temperature under a stream of nitrogen in N, N- dimethylformamide 80 g. The mechanical viscosity of the obtained polyimide solution was 5000 centipoise. This polyimide solution was applied and impregnated on a carbon fiber woven cloth (Torayca T300 KPL). The carbon fiber woven cloth impregnated with the polyimide solution is about 2 at 170 ° C in nitrogen.
It was left for a time to remove the solvent. The polyimide impregnation rate in this polyimide impregnated carbon fiber woven fabric (prepreg sheet) was about 10 wt%. Eight prepreg sheets were laminated and thermocompressed at a temperature of 350 ° C. and a load of 50 kg / cm 2 for 30 minutes to obtain a polyimide / carbon fiber composite having a thickness of about 2.5 mm. When the cut surface of the obtained composite was observed with an optical microscope, defects such as voids were not observed. In addition, the bending strength and bending elastic modulus of the composite were 89 kg / mm 2 and 7400 kg / at the measurement temperature of 25 ° C.
mm 2 , 81 kg / mm 2 and 6600 at 200 ° C
It was kg / mm 2 .

【0061】実施例13〜22 実施例12と同様にして、表3に示すようなジアミン成
分、酸無水物成分から得られる可溶性ポリイミドを用い
て、ポリイミド含浸炭素繊維複合体を作成した。表3に
は、ジアミン成分、酸無水物成分、ポリイミド粉の対数
粘度、ガラス転移温度(Tg)、流動開始温度、380
℃の溶融粘度、引張り剪断接着力、ポリイミド溶液の機
械粘度、およひ複合体のポイド欠陥の有無、曲げ強度、
曲げ弾性率を実施例12の結果と併せて示す。
Examples 13 to 22 In the same manner as in Example 12, polyimide-impregnated carbon fiber composites were prepared using soluble polyimides obtained from diamine components and acid anhydride components as shown in Table 3. Table 3 shows diamine component, acid anhydride component, logarithmic viscosity of polyimide powder, glass transition temperature (Tg), flow starting temperature, 380
Melt viscosity at ℃, tensile shear adhesive strength, mechanical viscosity of polyimide solution, presence or absence of void defect of composite, flexural strength,
The flexural modulus is shown together with the results of Example 12.

【0062】比較例5 ジアミン成分が3,3'−ジアミノベンゾフェノン、酸無水
物が3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物からなるポリイミド(ηinh =0.44dl/g、ガラ
ス転移温度240℃)を、実施例12と同じくN,N-ジメ
チルホルムアミドに濃度20wt%で溶解しようとした
が、全く溶解不能であり、そのため繊維状補強材への溶
液含浸は不可能であった。
Comparative Example 5 A polyimide having a diamine component of 3,3′-diaminobenzophenone and an acid anhydride of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (ηinh = 0.44 dl / g, The glass transition temperature of 240 ° C.) was tried to be dissolved in N, N-dimethylformamide at a concentration of 20 wt% as in Example 12, but it could not be dissolved at all, and therefore the solution impregnation into the fibrous reinforcing material was impossible. It was

【0063】比較例6 比較例5と全く同様のポリイミド粉(溶融開始温度32
5℃、380℃の溶融粘度12000ポイズ)を、実施
例12と同様の炭素繊維織布に、加熱加圧(温度350
℃、荷重50kg/mm2 )により溶融含浸した。得ら
れたプリプレグシートは、実施例12と同様に8枚積層
し、厚さ約2.5mmのポリイミド/炭素繊維複合体を
得た。得られた複合体の切断面を光学顕微鏡で観察した
ところ、ポイドが見られた。また、複合体の曲げ強度、
曲げ弾性率は、25℃で63kg/mm2 、5000k
g/mm2 であり、前述実施例のポリイミド/炭素繊維
複合体に比べ機械的な物性が劣ることが解った。
Comparative Example 6 Polyimide powder (melting starting temperature 32
A carbon fiber woven fabric similar to that in Example 12 was heated and pressed (temperature: 350) with a melt viscosity of 12,000 poise at 5 ° C. and 380 ° C.
Melt impregnation was carried out at a temperature of 50 ° C. and a load of 50 kg / mm 2 . Eight sheets of the obtained prepreg sheets were laminated in the same manner as in Example 12 to obtain a polyimide / carbon fiber composite having a thickness of about 2.5 mm. When the cut surface of the obtained composite was observed with an optical microscope, voids were observed. Also, the bending strength of the composite,
Flexural modulus is 63 kg / mm 2 , 5000 k at 25 ° C
It was g / mm 2 , and it was found that the mechanical properties were inferior to those of the polyimide / carbon fiber composites of the above examples.

【0064】比較例7 ジアミン成分が1,3-ビス(3-アミノベンゾイル)ベンゼ
ン、酸無水物成分が3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物からなるポリイミド(ηinh=0.4
2dl/g、ガラス転移温度228℃)を、実施例12と
同じくN,N-ジメチルホルムアミドに濃度20wt%で溶解
しようとしたが、全く溶解不能であり、そのため繊維状
補強材への溶液含浸は不可能であった。
Comparative Example 7 A polyimide having a diamine component of 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene and an acid anhydride component of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (ηinh = 0.4
2 dl / g, glass transition temperature 228 ° C.) was tried to be dissolved in N, N-dimethylformamide at a concentration of 20 wt% as in Example 12, but it was completely insoluble and therefore the solution impregnation into the fibrous reinforcing material was impossible. It was impossible.

【0065】比較例8 比較例5と全く同様のポリイミド粉(溶融開始温度31
0℃、380℃の溶融粘度8200ポイズ)を、実施例
12と同様の炭素繊維織布に、加熱加圧(温度350
℃、荷重50kg/mm2 )により溶融含浸した。得ら
れたプリプレグシートは、実施例12と同様に8枚積層
し、厚さ約2.5mmのポリイミド/炭素繊維複合体を
得た。得られた複合体の切断面を光学顕微鏡で観察した
ところ、ポイドが見られた。また、複合体の曲げ強度、
曲げ弾性率は、25℃で57kg/mm2 、4800k
g/mm2 であり、前述実施例のポリイミド/炭素繊維
複合体に比べ機械的な物性が劣ることが解った。
Comparative Example 8 Polyimide powder (melting starting temperature 31
A carbon fiber woven fabric similar to that used in Example 12 was heated and pressed at a melt viscosity of 8200 poise at 0 ° C. and 380 ° C. (temperature: 350).
Melt impregnation was carried out at a temperature of 50 ° C. and a load of 50 kg / mm 2 . Eight sheets of the obtained prepreg sheets were laminated in the same manner as in Example 12 to obtain a polyimide / carbon fiber composite having a thickness of about 2.5 mm. When the cut surface of the obtained composite was observed with an optical microscope, voids were observed. Also, the bending strength of the composite,
Flexural modulus at 25 ° C is 57 kg / mm 2 , 4800 k
It was g / mm 2 , and it was found that the mechanical properties were inferior to those of the polyimide / carbon fiber composites of the above examples.

【0066】比較例9 市販のポリエーテルイミドであるUltem1000(ゼネ
ラル・エレクトリック社製,ηinh =0.60dl/g)
を実施例12と全く同様にして、炭素繊維織布に溶液含
浸した。しかしながら、このポリエーテルイミドは、ガ
ラス転移温度が216℃と低く、先の実施例のポリイミ
ドに比べて耐熱性が劣ることが解った。また、機械的物
性も、先の実施例のポリイミドに比べて劣っている。本
比較例の結果は、前述の実施例と併せて表3に示す。
Comparative Example 9 Ultem 1000 (manufactured by General Electric Co., ηinh = 0.60 dl / g) which is a commercially available polyetherimide
In exactly the same manner as in Example 12, the carbon fiber woven fabric was solution-impregnated. However, it was found that this polyetherimide had a low glass transition temperature of 216 ° C. and was inferior in heat resistance to the polyimides of the previous examples. Also, the mechanical properties are inferior to those of the polyimides of the previous examples. The results of this comparative example are shown in Table 3 together with the above-mentioned examples.

【0067】[0067]

【表3】 *1 流動開始温度 *2 引張り剪断接着力(23℃,湿度50%において測
定) *3 3,3'-ジアミノ-4,4'-ジフェノキシベンゾフェノン *4 3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物 *5 3,3'-ジアミノ-4-フェノキシベンゾフェノン *6 3,4'-ジアミノ-4-フェノキシベンゾフェノン *7 3,3'-ジアミノ-4,4'-ジビフェノキシベンゾフェノ
ン *8 3,3'-ジアミノ-4-ビフェノキシベンゾフェノン *9 3,4'-ジアミノ-4-ビフェノキシベンゾフェノン *10 3,3'-ジアミノ-4,4'-ジメトキシベンゾフェノン *11 3,3'-ジアミノ-4-メトキシベンゾフェノン *12 3,4'-ジアミノ-4-メトキシベンゾフェノン *13 1,3-ビス(3-アミノ-4-フェノキシ)ベンゼン *14 1,3-ビス(3-アミノ-4-ビフェノキシ)ベンゼン
[Table 3] * 1 Flow start temperature * 2 Tensile shear adhesive strength (measured at 23 ° C, 50% humidity) * 3 3,3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone * 4 3,3 ', 4,4'- Benzophenone tetracarboxylic dianhydride * 5 3,3'-Diamino-4-phenoxybenzophenone * 6 3,4'-Diamino-4-phenoxybenzophenone * 7 3,3'-Diamino-4,4'-dibiphenoxybenzophenone * 8 3,3'-Diamino-4-biphenoxybenzophenone * 9 3,4'-Diamino-4-biphenoxybenzophenone * 10 3,3'-Diamino-4,4'-dimethoxybenzophenone * 11 3,3 ' -Diamino-4-methoxybenzophenone * 12 3,4'-Diamino-4-methoxybenzophenone * 13 1,3-bis (3-amino-4-phenoxy) benzene * 14 1,3-bis (3-amino-4 -Biphenoxy) benzene

【0068】実施例23 攪拌器、還流冷却器および窒素導入管を備えた容器に3,
3'−ジアミノ-4,4'-ジフェノキシベンゾフェノン39.
6g(0.10モル)、N,N-ジメチルアセトアミド23
5gを装入し、窒素雰囲気下において、3,3',4,4'-ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物31.2g(0.
97モル)を溶液温度の上昇に注意しながら、分割して
加え、室温で約20時間攪拌した。かくして得られたポ
リアミド酸溶液をさらにN,N-ジメチルアセトアミドで5
重量%まで希釈した。ついで、アクリル系炭素繊維束
(東邦レーヨン社製、商標HTA、フェラメント数12
000本)を60m/分の速度で上記ポリアミド酸溶液
に浸漬し、130℃で60分間加熱乾燥した後、窒素雰
囲気下で260℃、1時間加熱してポリイミド化を行
い、ポリイミド樹脂3重量%を表面に有する炭素繊維を
得た。ついで、得られた炭素繊維を長さ3mmに切断し
てチョップドストランドとし、該ストランド30wt%と
熱可塑性ポリイミド樹脂AURUM#450(三井東圧
化学社製:商標)70wt%とをドライブレンドした後、
40mm径押し出し機にて押し出し温度400℃で溶融
混練しながら押し出す操作を行って均一配合ペレットを
得た。次に得られた配合ペレットを用いて、通常の射出
成形機でシリンダー温度400℃、金型温度210℃の
温度条件下でダンベル試験片を作成し、引張り速度5m
m/分で引張強度を測定したところ3350kg/cm
2 であった。
Example 23 A container equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen inlet tube was placed in a container.
3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone 39.
6 g (0.10 mol), N, N-dimethylacetamide 23
5 g was charged and, under a nitrogen atmosphere, 31.2 g of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (0.
(97 mol) was added in portions while paying attention to increase in solution temperature, and the mixture was stirred at room temperature for about 20 hours. The polyamic acid solution thus obtained was further treated with N, N-dimethylacetamide.
Diluted to wt%. Next, an acrylic carbon fiber bundle (trade name HTA, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., number of Ferment 12
000 pieces) is immersed in the above polyamic acid solution at a speed of 60 m / min, dried by heating at 130 ° C. for 60 minutes, and then heated in a nitrogen atmosphere at 260 ° C. for 1 hour for polyimidization, and the polyimide resin is 3% by weight. A carbon fiber having the surface of was obtained. Then, the obtained carbon fiber was cut into a length of 3 mm to form a chopped strand, and 30 wt% of the strand was dry-blended with a thermoplastic polyimide resin AURUM # 450 (Mitsui Toatsu Chemical Co., Inc .: trademark) 70 wt%,
A 40 mm diameter extruder was used to carry out extrusion while melting and kneading at an extrusion temperature of 400 ° C. to obtain a uniform blended pellet. Then, using the obtained compounded pellets, a dumbbell test piece was prepared with a usual injection molding machine under the conditions of a cylinder temperature of 400 ° C. and a mold temperature of 210 ° C., and a pulling speed of 5 m.
When the tensile strength was measured at m / min, it was 3350 kg / cm.
Was 2 .

【0069】実施例24 実施例23に、さらに無水フタル酸0.888g(0.
006モル)を添加した以外は全く同様にしてダンベル
試験片を作成して引張り速度を測定したところ3400
kg/cm2 であった。
Example 24 In addition to Example 23, 0.888 g of phthalic anhydride (0.
A dumbbell test piece was prepared in the same manner except that (006 mol) was added, and the tensile speed was measured to be 3400.
It was kg / cm 2 .

【0070】実施例25 攪拌器、還流冷却器および窒素導入管を備えた容器に3,
3'−ジアミノ-4,4'-ジフェノキシベンゾフェノン39.
6g(0.10モル)、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物31.2g(0.097モル)、
無水フタル酸0.888g(0.006モル)、γ−ピ
コリン0.93g、N−メチル−2−ピロリドン184
g、キシレン36gを加えた後、雰囲気下で180℃ま
で加熱し、この温度で更に6時間攪拌を続けた。この間
約3ccの水の留去が確認された。かくして得られたポ
リイミド溶液をさらにN−メチル−2−ピロリドンで5
重量%まで希釈した。ついで、アクリル系炭素繊維束
(東邦レーヨン社製、商標HTA、フェラメント数12
000本)を60m/分の速度で上記ポリイミド溶液に
浸漬し、130℃で60分、200℃で60分加熱乾燥
し、ポリイミド樹脂3重量%を表面に有する炭素繊維を
得た。ついで、得られた炭素繊維を長さ3mmに切断し
てチョップドストランドとし、該ストランド30wt%と
熱可塑性ポリイミド樹脂AURUM#450(三井東圧
化学社製:商標)70wt%とをドライブレンドした後、
40mm径押し出し機にて押し出し温度400℃で溶融
混練しながら押し出す操作を行って均一配合ペレットを
得た。次に得られた配合ペレットを用いて、通常の射出
成形機でシリンダー温度400℃、金型温度210℃の
温度条件下でダンベル試験片を作成し、引張り速度5m
m/分で引張強度を測定したところ3330kg/cm
2 であった。
Example 25 A container equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen introducing tube was placed in a container.
3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone 39.
6 g (0.10 mol), 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride 31.2 g (0.097 mol),
Phthalic anhydride 0.888 g (0.006 mol), γ-picoline 0.93 g, N-methyl-2-pyrrolidone 184
g and 36 g of xylene were added, the mixture was heated to 180 ° C. under an atmosphere, and stirring was continued at this temperature for 6 hours. During this period, it was confirmed that about 3 cc of water had been distilled off. The polyimide solution thus obtained was further treated with N-methyl-2-pyrrolidone
Diluted to wt%. Next, an acrylic carbon fiber bundle (trade name HTA, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., number of Ferment 12
000 pieces) were immersed in the above polyimide solution at a speed of 60 m / min, and dried by heating at 130 ° C. for 60 minutes and 200 ° C. for 60 minutes to obtain carbon fibers having 3% by weight of polyimide resin on the surface. Then, the obtained carbon fiber was cut into a length of 3 mm to form a chopped strand, and 30 wt% of the strand was dry-blended with a thermoplastic polyimide resin AURUM # 450 (Mitsui Toatsu Chemical Co., Inc .: trademark) 70 wt%,
A 40 mm diameter extruder was used to carry out extrusion while melting and kneading at an extrusion temperature of 400 ° C. to obtain a uniform blended pellet. Then, using the obtained compounded pellets, a dumbbell test piece was prepared with a usual injection molding machine under the conditions of a cylinder temperature of 400 ° C. and a mold temperature of 210 ° C., and a pulling speed of 5 m.
When the tensile strength was measured at m / min, it was 3330 kg / cm.
Was 2 .

【0071】実施例26〜32 実施例25におけるテトラカルボン酸二無水物の種類を
各種変更させた炭素繊維表面改質剤を用いてダンベル試
験片を作成し引張り強度を測定した。その結果を表4に
纏めて示す。
Examples 26 to 32 Dumbbell test pieces were prepared using the carbon fiber surface modifiers in which the kind of tetracarboxylic dianhydride in Example 25 was changed, and the tensile strength was measured. The results are summarized in Table 4.

【0072】[0072]

【表4】 *1 3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 *2 3,3',4,4'-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二
無水物 *3 3,3',4,4'-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二
無水物 *4 1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン
二無水物 *5 2,2-ビス〔(3,4- ジカルボキシフェノキシ)フェニ
ル〕プロパン二無水物 *6 2,2-ビス (3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル
-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物 *7 ピロメリット酸二無水物
[Table 4] * 1 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride * 2 3,3', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride * 3 3,3 ', 4,4'- Diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride * 4 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride * 5 2,2-bis [(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride Substance * 6 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl
-1,1,1,3,3,3-Hexafluoropropane dianhydride * 7 Pyromellitic dianhydride

【0073】比較例10 本発明で用いるポリイミドで改質された炭素繊維の代わ
りにエポキシ樹脂で表面改質されたアクリル系炭素繊維
(東邦レーヨン社製、商品名HTA)を用いた以外は実
施例23と同様に処理して引張り強度を測定したとこ
ろ、2300kg/cm2 であった。
Comparative Example 10 Example except that acrylic carbon fiber surface-modified with epoxy resin (trade name HTA, manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) was used in place of the polyimide-modified carbon fiber used in the present invention. When treated in the same manner as in No. 23 and measured for tensile strength, it was 2300 kg / cm 2 .

【0074】比較例11 本発明で用いるポリイミドで改質された炭素繊維の代わ
りに、ポリエーテルイミド(エンジニアリングプラスチ
ック社製、ウルテム1000)で表面改質されたアクリ
ル系炭素繊維(東邦レーヨン社製、商品名HTA)を用
いた以外は実施例25と同様に処理して引張り強度を測
定したところ2250kg/cm2 であった。
Comparative Example 11 Instead of the carbon fiber modified with polyimide used in the present invention, an acrylic carbon fiber surface-modified with polyetherimide (Ultem 1000 manufactured by Engineering Plastics Co., Ltd., manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., The tensile strength was measured in the same manner as in Example 25 except that (trade name: HTA) was used, and the tensile strength was 2250 kg / cm 2 .

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明のポリイミド樹脂組成物は、ポリ
イミド樹脂本来が持つ高耐熱性等の諸物性に加えて、高
温・高湿下においてもその高機械物性が維持され、また
吸湿性、吸水性がきわめて小さい。また機械的物性など
の諸特性も従来以上の物性を兼ね備えている。なおかつ
その製造方法においても、本ポリイミド自身の溶剤可溶
性を利用することにより、ポリイミド/補強材の溶液中
での混合が可能となった。また、本発明のポリイミド複
合体は、従来の非熱可塑性ポリイミドの前駆体であるポ
リアミド酸の溶液含浸法、あるいは熱可塑性ポリイミド
の溶融含浸法に比べて、ボイド等の構造欠陥の発生がな
く製造でき、また本発明で用いるポリイミドが耐熱的に
も、また、接着力においても優れているため、得られる
ポリイミド複合体は耐熱的、機械物性的にすぐれてい
る。
EFFECTS OF THE INVENTION The polyimide resin composition of the present invention, in addition to various physical properties such as high heat resistance inherent in the polyimide resin, maintains its high mechanical properties even under high temperature and high humidity, and also has hygroscopicity and water absorption. The sex is extremely small. In addition, various properties such as mechanical properties also have physical properties more than before. Also in the manufacturing method thereof, the polyimide / reinforcing material can be mixed in the solution by utilizing the solvent solubility of the present polyimide itself. Further, the polyimide composite of the present invention, compared with the solution impregnation method of the polyamic acid which is the precursor of the conventional non-thermoplastic polyimide, or the melt impregnation method of the thermoplastic polyimide, without the occurrence of structural defects such as voids. Since the polyimide used in the present invention is excellent in heat resistance and adhesive strength, the obtained polyimide composite is excellent in heat resistance and mechanical properties.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅沼 正 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 玉井 正司 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 山口 彰宏 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masaru Asanuma 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Masaji Tamai 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama, Kanagawa Mitsui Toatsu Chem. Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Yamaguchi 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 〔式中、mおよびnはそれぞれ独立して0または1の整
数であり、Rは、 【化2】 (ここで、R1 、R2 、R3 、R4 は独立して水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、アラルキル基または炭素数1〜5
のアルコキシ基を表し、R5 、R6 、R7 は水素原子、
炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル
基、アラルキル基または炭素数1〜10で酸素数1〜3
のω−アルキルオキシオリゴ(アルキレンオキシ)アル
キル基を示す)を表し、Arは炭素数6〜27であり、
かつ単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、あるいは芳
香族基が直接または架橋員により相互に連結された非縮
合多環式芳香族基である4価の基を表す)で表される繰
り返し構造単位の少なくとも一種を必須構造単位として
含有するポリイミドと、繊維状補強材を含有してなるポ
リイミド系樹脂組成物。
1. A compound represented by the general formula (1): [Wherein, m and n are each independently an integer of 0 or 1, and R is (Here, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, an alkenyl group, an aralkyl group, or 1 to 5 carbon atoms.
Represents an alkoxy group of R 5 , R 6 , R 7 are hydrogen atoms,
C1-C8 alkyl, aryl, alkenyl, aralkyl or C1-C10 oxygen 1-3.
Of ω-alkyloxy oligo (alkyleneoxy) alkyl group), Ar has 6 to 27 carbon atoms,
And a monovalent aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, or a tetravalent group that is a non-condensed polycyclic aromatic group in which aromatic groups are connected to each other directly or by a crosslinking member). A polyimide resin composition comprising a polyimide containing at least one of the repeating structural units as an essential structural unit, and a fibrous reinforcing material.
【請求項2】 ポリイミドが、一般式(2) 【化3】 (式中、mおよびnはそれぞれ独立して0または1の整
数であり、Rは、 【化4】 (ここで、R1 、R2 、R3 、R4 は独立して水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、アラルキル基または炭素数1〜5
のアルコキシ基を表し、R5 、R6 、R7 は水素原子、
炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル
基、アラルキル基または炭素数1〜10で酸素数1〜3
のω−アルキルオキシオリゴ(アルキレンオキシ)アル
キル基を示す)を表し、Arは炭素数6〜27であり、
かつ単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、あるいは芳
香族基が直接または架橋員により相互に連結された非縮
合多環式芳香族基である4価の基を表す)で表される繰
り返し構造単位および一般式(3) 【化5】 〔式中、mおよびnはそれぞれ独立して0または1の整
数であり、Rは、 【化6】 (ここで、R1 、R2 、R3 、R4 は独立して水素原
子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、アラルキル基または炭素数1〜5
のアルコキシ基を表し、R5 、R6 、R7 は水素原子、
炭素数1〜8のアルキル基、アリール基、アルケニル
基、アラルキル基または炭素数1〜10で酸素数1〜3
のω−アルキルオキシオリゴ(アルキレンオキシ)アル
キル基を示す)を表し、Arは炭素数6〜27であり、
かつ単環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、あるいは芳
香族基が直接または架橋員により相互に連結された非縮
合多環式芳香族基である4価の基を表す)で表される繰
り返し構造単位を含むポリイミド共重合体である請求項
1記載のポリイミド系樹脂組成物。
2. A polyimide is represented by the general formula (2): (In the formula, m and n are each independently an integer of 0 or 1, and R is (Here, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, an alkenyl group, an aralkyl group, or 1 to 5 carbon atoms.
Represents an alkoxy group of R 5 , R 6 , R 7 are hydrogen atoms,
C1-C8 alkyl, aryl, alkenyl, aralkyl or C1-C10 oxygen 1-3.
Of ω-alkyloxy oligo (alkyleneoxy) alkyl group), Ar has 6 to 27 carbon atoms,
And a monovalent aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, or a tetravalent group that is a non-condensed polycyclic aromatic group in which aromatic groups are connected to each other directly or by a crosslinking member). Repeating structural unit and general formula (3): [Wherein, m and n are each independently an integer of 0 or 1, and R is (Here, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, an alkenyl group, an aralkyl group, or 1 to 5 carbon atoms.
Represents an alkoxy group of R 5 , R 6 , R 7 are hydrogen atoms,
C1-C8 alkyl, aryl, alkenyl, aralkyl or C1-C10 oxygen 1-3.
Of ω-alkyloxy oligo (alkyleneoxy) alkyl group), Ar has 6 to 27 carbon atoms,
And a monovalent aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, or a tetravalent group that is a non-condensed polycyclic aromatic group in which aromatic groups are connected to each other directly or by a crosslinking member). The polyimide resin composition according to claim 1, which is a polyimide copolymer containing a repeating structural unit.
【請求項3】 ポリイミドが、前記一般式(2) で表さ
れる構造単位を有するポリイミドと前記一般式(3)で
表される構造単位を有するポリイミドとの混合物である
請求項1記載のポリイミド系樹脂組成物。
3. The polyimide according to claim 1, wherein the polyimide is a mixture of a polyimide having a structural unit represented by the general formula (2) and a polyimide having a structural unit represented by the general formula (3). -Based resin composition.
【請求項4】 ポリイミドが、当該ポリイミドを製造す
る際に、一般式(4) 【化7】 (式中、Z1 は、炭素数6〜15であり、かつ単環式芳
香族基、縮合多環式芳香族基あるいは芳香族基が直接ま
たは架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族
基である2価の基を表す)で表される芳香族ジカルボン
酸無水物および/または一般式(5) Z2−NH2 (5) (式中、Z2 は、炭素数6〜15であり、かつ単環式芳
香族基、縮合多環式芳香族基おあるいは芳香族基が直接
または架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香
族基である1価の基を表す)で表される芳香族モノアミ
ンの共存下に反応させて得られる、ポリマー分子末端を
封止したもの、または該ポリマー分子末端を封止したも
のを含むものである請求項1〜3記載のポリイミド樹脂
組成物。
4. A polyimide represented by the following general formula (4): (In the formula, Z 1 has 6 to 15 carbon atoms, and is a monocyclic aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group, or a non-condensed polycyclic group in which aromatic groups are directly or cross-linked to each other. An aromatic dicarboxylic acid anhydride represented by a divalent group which is an aromatic group) and / or general formula (5) Z 2 —NH 2 (5) (wherein Z 2 has 6 carbon atoms). Is a monovalent aromatic group, a condensed polycyclic aromatic group or a non-condensed polycyclic aromatic group in which aromatic groups are connected to each other directly or by a bridging member. The polyimide according to claims 1 to 3, which is obtained by reacting in the coexistence of an aromatic monoamine represented by (4) and has a polymer molecule terminal blocked or a polymer molecule terminal blocked. Resin composition.
【請求項5】 繊維状補強材が、炭素繊維、ガラス繊
維、芳香族ポリアミド繊維および/またはチタン酸カリ
ウム繊維である請求項1記載のポリイミド樹脂組成物。
5. The polyimide resin composition according to claim 1, wherein the fibrous reinforcing material is carbon fiber, glass fiber, aromatic polyamide fiber and / or potassium titanate fiber.
【請求項6】 繊維状補強材が、一般式(1)で表され
るポリイミド100重量部に対し、0.5〜65重量部
含まれる請求項1記載のポリイミド系樹脂組成物。
6. The polyimide resin composition according to claim 1, wherein the fibrous reinforcing material is contained in an amount of 0.5 to 65 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide represented by the general formula (1).
【請求項7】 ポリイミドを、有機溶剤に溶解した後、
繊維状補強材を混合し、次いで溶剤を除去することを特
徴とする請求項1記載のポリイミド系樹脂組成物の製造
方法。
7. After dissolving the polyimide in an organic solvent,
The method for producing a polyimide resin composition according to claim 1, wherein the fibrous reinforcing material is mixed and then the solvent is removed.
【請求項8】 有機溶剤が、ハロゲン系炭化水素溶剤、
アミド系溶剤および/またはフェノール系溶剤である請
求項7記載のポリイミド系樹脂組成物の製造方法。
8. The organic solvent is a halogenated hydrocarbon solvent,
The method for producing a polyimide resin composition according to claim 7, which is an amide solvent and / or a phenol solvent.
【請求項9】 請求項1〜3記載のポリイミド系樹脂組
成物から得られる射出成形体。
9. An injection-molded article obtained from the polyimide resin composition according to claim 1.
【請求項10】 前記一般式(1)で表されるポリイミ
ドを、有機溶剤に溶解した溶液を、繊維状補強材に含浸
させ、次いで溶剤を除去した後、ポリイミドが流動する
温度以上に加熱、加圧して、成形して得られるポリイミ
ド系積層複合体。
10. A solution obtained by dissolving the polyimide represented by the general formula (1) in an organic solvent is impregnated into a fibrous reinforcing material, and then the solvent is removed, followed by heating to a temperature at which the polyimide flows or higher, A polyimide-based laminated composite obtained by pressurizing and molding.
【請求項11】 前記一般式(1)で表されるポリイミ
ドにより表面を改質された繊維状補強材。
11. A fibrous reinforcing material whose surface is modified with a polyimide represented by the general formula (1).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08188968A (en) * 1995-01-09 1996-07-23 Toray Ind Inc Carbon fiber and method for producing the same
KR20210044956A (en) * 2019-10-15 2021-04-26 한국생산기술연구원 Method for manufacturing organic-inorganic hybrid composite material based on polyimide

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