JPH0925419A - Fine particle dispersion type molecular composite material - Google Patents

Fine particle dispersion type molecular composite material

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JPH0925419A
JPH0925419A JP19794895A JP19794895A JPH0925419A JP H0925419 A JPH0925419 A JP H0925419A JP 19794895 A JP19794895 A JP 19794895A JP 19794895 A JP19794895 A JP 19794895A JP H0925419 A JPH0925419 A JP H0925419A
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Japan
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compound
copolymer
composite material
aromatic
polymer
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JP19794895A
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Koji Akita
浩司 秋田
Hiroto Kobayashi
啓人 小林
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強高分子である剛直芳香族ポリマーが、マ
トリックスポリマー中に微細に均一に良好に分散し、加
熱成形段階での補強高分子の凝集などもなく、もって機
械的強度などに優れた分子複合材を提供する。 【解決手段】 マトリックスポリマーと微粒子分散型構
造を形成する芳香族複素環コポリマーとからなる微粒子
分散型分子複合材。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: A rigid aromatic polymer, which is a reinforcing polymer, is finely and uniformly dispersed in a matrix polymer, and there is no agglomeration of the reinforcing polymer in the heat molding stage, which is mechanical. Provide a molecular composite material having excellent strength and the like. A fine particle-dispersed molecular composite material comprising a matrix polymer and an aromatic heterocyclic copolymer forming a fine particle-dispersed structure.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マトリックスポリ
マーと芳香族複素環コポリマーとからなる分子複合材に
関するものであって、特に機械的特性などに優れ、航空
機や自動車、宇宙機器などの構造材料として使用するの
に適した微粒子分散型分子複合材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molecular composite material comprising a matrix polymer and an aromatic heterocyclic copolymer, which is particularly excellent in mechanical properties and is used as a structural material for aircraft, automobiles, space equipment and the like. The present invention relates to a fine particle-dispersed type molecular composite material suitable for use.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、航空機や自動車などの軽量化の目
的で、機械的性質や耐熱性などに優れた、いわゆるエン
ジニアリングプラスチックが広く使われるようになって
いる。また、強度や剛性を向上するために、プラスチッ
ク材とカーボンファイバーなどの高強度高弾性の繊維と
を組み合わせたFRPなどの複合材料の開発も盛んに行
われるようになり、広く実用に供されている。
2. Description of the Related Art In recent years, so-called engineering plastics having excellent mechanical properties and heat resistance have been widely used for the purpose of reducing the weight of aircraft and automobiles. Further, in order to improve strength and rigidity, development of composite materials such as FRP in which a plastic material and a high-strength and highly-elastic fiber such as carbon fiber are combined has been actively developed and widely used in practice. There is.

【0003】これらの複合材の強度は、マトリックスと
なるプラスチック、および補強材として用いた繊維自身
の強度のほかに、繊維とマトリックス樹脂との界面接着
性に大きく影響されることが知られている。また、繊維
強化プリフォームへのマトリックス樹脂の含浸性の良不
良も、製造の観点のみならず製品の強度に影響してく
る。このような事情から、材料として高強度、高弾性を
示す繊維または樹脂を用いても、必ずしも強度、剛性に
優れた複合材を得ることができるとは限らない。
It is known that the strength of these composite materials is greatly influenced by the interfacial adhesion between the fiber and the matrix resin in addition to the strength of the plastic used as the matrix and the fiber itself used as the reinforcing material. . Further, whether the impregnability of the matrix resin into the fiber reinforced preform is good or bad affects not only the viewpoint of manufacturing but also the strength of the product. Under such circumstances, even if a fiber or resin exhibiting high strength and high elasticity is used as a material, it is not always possible to obtain a composite material excellent in strength and rigidity.

【0004】そこで、芳香族ポリアミドなどのいわゆる
剛直ポリマーを、マトリックス樹脂となるポリマー中に
分子レベルまで微細に分散させることにより、いわゆる
ポリマーブレンド系複合材(分子複合材)として上記の
問題を克服し、高強度の複合材を得ようとする試みが提
案され、その研究が行われている。
Therefore, a so-called rigid polymer such as an aromatic polyamide is finely dispersed to a molecular level in a polymer serving as a matrix resin to overcome the above problems as a so-called polymer blend type composite material (molecular composite material). , An attempt to obtain a high-strength composite material has been proposed and researched.

【0005】分子複合材に好適に使用される芳香族高分
子としては、例えばチアゾール環、イミダゾール環、オ
キサゾール環、オキサジノン環などの複素環を繰り返し
単位内に有するものがあり、中でもチアゾール環を有す
るポリチアゾールは、その優れた機械的強度により、分
子複合材の補強高分子として有望視されている。
The aromatic polymer preferably used for the molecular composite material includes, for example, those having a heterocyclic ring such as a thiazole ring, an imidazole ring, an oxazole ring and an oxazinone ring in a repeating unit, and particularly, a thiazole ring. Due to its excellent mechanical strength, polythiazole is regarded as a promising polymer for reinforcing a molecular composite material.

【0006】ところで、芳香族チアゾールなどの補強高
分子とマトリックスポリマーとを単純に混合して分子複
合材を製造しようとしても、補強高分子の有する剛直性
のために、補強高分子とマトリックスポリマーとの相溶
性が一般に良好とはならず、補強高分子のマトリックス
ポリマー中への均一な分散を得ることは難しい。補強高
分子がマトリックスポリマー中に均一に分散しなけれ
ば、機械的特性に優れた分子複合材を得ることはできな
い。そのために、これまで種々の試みがなされている。
By the way, even if an attempt is made to simply mix a reinforcing polymer such as aromatic thiazole and a matrix polymer to manufacture a molecular composite material, due to the rigidity of the reinforcing polymer, the reinforcing polymer and the matrix polymer are combined. In general, the compatibility is not good, and it is difficult to obtain a uniform dispersion of the reinforcing polymer in the matrix polymer. Unless the reinforcing polymer is uniformly dispersed in the matrix polymer, a molecular composite material having excellent mechanical properties cannot be obtained. Therefore, various attempts have been made so far.

【0007】例えば、特開平1−287167号公報
は、実質的に棒状骨格を有するポリチアゾールからなる
補強高分子(A)と融着性を有するマトリックスポリマ
ー(B)とを主として含有する高分子溶液を凝固浴中に
導入し、製膜することからなる高分子複合体の製造法で
あって、上記高分子溶液が光学的異方性を呈し、上記高
分子溶液が凝固浴中に浸漬後、見掛け上、光学的等方性
相を経由したのち、凝固させる方法を開示している。
For example, JP-A-1-287167 discloses a polymer solution mainly containing a reinforcing polymer (A) consisting of polythiazole having a substantially rod-like skeleton and a matrix polymer (B) having a fusion property. Is introduced into a coagulation bath, a method for producing a polymer composite comprising film formation, wherein the polymer solution exhibits optical anisotropy, and the polymer solution is immersed in the coagulation bath, It discloses a method of apparently passing through an optically isotropic phase and then solidifying.

【0008】また、特公平2−7976号公報は、実質
的に棒状骨格を有するポリチアゾールからなる補強高分
子(A)と、200℃以上のガラス転移温度および50
0℃以下の流動開始温度を有し、かつガラス転移温度と
流動開始温度との間の温度でそのものを5時間以内の任
意の時間保持したとき、形成される見掛けの結晶サイズ
が25Å以下である難結晶性芳香族コポリアミドからな
るマトリックス高分子(B)とが、(A)/〔(A)+
(B)〕=0.15〜0.70(重量基準)の割合で含
有される高分子組成物を開示している。
Further, Japanese Patent Publication No. 2-7976 discloses a reinforcing polymer (A) consisting essentially of polythiazole having a rod-like skeleton, a glass transition temperature of 200 ° C. or higher, and a glass transition temperature of 50.
It has a flow starting temperature of 0 ° C. or less, and when it is held at a temperature between the glass transition temperature and the flow starting temperature for any time within 5 hours, the apparent crystal size formed is 25 Å or less. The matrix polymer (B) made of a hardly crystalline aromatic copolyamide is (A) / [(A) +
(B)] = 0.15 to 0.70 (weight basis) is disclosed.

【0009】しかしながら、特開平1−287167号
公報に示される高分子複合体の製造方法、および特公平
2−7976号公報に開示の高分子組成物を用いた複合
材の製造では、補強高分子とマトリックスポリマーとの
均一な分散がそれほど期待できず、得られる分子複合材
の機械的強度などが大きく向上しない。これは、剛直性
を示す補強高分子とマトリックスとの相溶性が良くない
ため、補強高分子のマトリックスポリマー中への分散が
充分とならないためであると思われる。
However, in the method for producing a polymer composite disclosed in JP-A-1-287167 and the production of a composite material using the polymer composition disclosed in JP-B-2-7976, a reinforcing polymer is used. The uniform dispersion of the matrix polymer with the matrix polymer cannot be expected so much, and the mechanical strength of the obtained molecular composite material is not significantly improved. It is considered that this is because the compatibility between the reinforcing polymer exhibiting rigidity and the matrix is not good and the reinforcing polymer is not sufficiently dispersed in the matrix polymer.

【0010】そこで、剛直芳香族ポリマーとマトリック
スポリマーとを混合するのではなく、剛直芳香族ポリマ
ーの前駆物質と、マトリックスポリマーまたはその前駆
物質とを有機溶媒中で均一に混合し、有機溶媒を除去後
に加熱して前駆物質を剛直芳香族ポリマーとする方法が
提案されている(特開昭64−1760号公報および特
開昭64−1761号公報)。上記の方法によれば、機
械的強度などが比較的良好な分子複合材を製造すること
ができるようになる。
Therefore, the rigid aromatic polymer and the matrix polymer are not mixed, but the rigid aromatic polymer precursor and the matrix polymer or the precursor thereof are uniformly mixed in an organic solvent to remove the organic solvent. A method of heating the precursor to form a rigid aromatic polymer afterwards has been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 64-1760 and 64-1761). According to the above method, it becomes possible to manufacture a molecular composite material having relatively good mechanical strength and the like.

【0011】しかしながら、本発明者らの研究によれ
ば、例えば分子複合材の熱圧成形を目的としてマトリッ
クスポリマーに熱可塑性樹脂を用い、これと芳香族ポリ
チアゾール前駆物質とを用いて、上述の特開昭64−1
760号公報または特開昭64−1761号公報に示さ
れた方法により分子複合材を製造しようとすると、マト
リックスポリマーと前駆物質との均一混合物の加熱成形
段階で、チアゾール閉環反応により形成される芳香族ポ
リチアゾールが凝集してしまい、その結果、分子複合材
の機械的特性が低下することが分かった。また、芳香族
ポリチアゾールは、マトリックスポリマーと水素結合な
どの相互作用に乏しいため、得られる分子複合材の伸び
が小さい。これは、構造材などに用いる場合の欠点とな
る。
However, according to the research conducted by the present inventors, a thermoplastic resin is used as a matrix polymer for the purpose of, for example, thermocompression molding of a molecular composite material, and this is used together with an aromatic polythiazole precursor. Japanese Patent Laid-Open No. 64-1
In order to produce a molecular composite material by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 760 or 64-1761, an aromatic compound formed by a thiazole ring closure reaction in a step of thermoforming a homogeneous mixture of a matrix polymer and a precursor. It has been found that the group polythiazole aggregates, resulting in poor mechanical properties of the molecular composite. Further, since aromatic polythiazole is poor in interaction with the matrix polymer such as hydrogen bond, the elongation of the obtained molecular composite material is small. This is a drawback when used as a structural material or the like.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術的課題を背景になされたものであり、本発
明の目的は、上記の問題を解決し、補強高分子である剛
直芳香族ポリマーが、マトリックスポリマー中に微細に
均一に良好に分散し、加熱成形段階での補強高分子の凝
集などもなく、もって機械的強度などに優れた分子複合
材を提供することにある。
The present invention has been made against the background of the above-mentioned conventional technical problems, and an object of the present invention is to solve the above problems and provide a rigid polymer which is a reinforced polymer. It is an object of the present invention to provide a molecular composite material in which an aromatic polymer is finely and uniformly dispersed in a matrix polymer, and the reinforcing polymer is not agglomerated in the heat molding step, and thus has excellent mechanical strength.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、マトリックス
ポリマーと微粒子分散型構造を形成されてなる芳香族複
素環コポリマーとからなる微粒子分散型分子複合材を提
供するものである。また、本発明は、マトリックスポリ
マーと芳香族複素環コポリマーの前駆体を有機溶媒中で
相溶し、脱溶媒して凝固させ、これらの複合材を得たの
ち、熱処理することにより芳香族複素環コポリマーの前
駆体の閉環反応を起こし、マトリックスポリマーと芳香
族複素環コポリマーの複合材を得、この複合材を金型ホ
ットプレス成形することを特徴とする微粒子分散型分子
複合材の製造方法を提供するものある。
The present invention provides a fine particle dispersion type molecular composite material comprising a matrix polymer and an aromatic heterocyclic copolymer having a fine particle dispersion type structure. In addition, the present invention provides a method in which a matrix polymer and a precursor of an aromatic heterocyclic copolymer are made compatible with each other in an organic solvent, desolvated and solidified to obtain a composite material thereof, and then heat treatment is performed to heat the aromatic heterocyclic ring. Provided is a method for producing a fine particle-dispersed molecular composite material, which comprises subjecting a precursor of a copolymer to a ring-closing reaction to obtain a composite material of a matrix polymer and an aromatic heterocyclic copolymer, and subjecting the composite material to hot press molding of a mold. There is something to do.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の微粒子分散型分子複合材
は、マトリックスリッチ相を島とし、強化ポリマー(芳
香族複素環コポリマー)リッチ相を海とした2相複合材
料であり、強化ポリマーリッチ相には、強化材が微粒子
として均一に分散している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The fine particle-dispersed type molecular composite material of the present invention is a two-phase composite material in which a matrix-rich phase is an island and a reinforced polymer (aromatic heterocyclic copolymer) -rich phase is a sea, and is a reinforced polymer-rich material. The reinforcing material is uniformly dispersed as fine particles in the phase.

【0015】本発明においてマトリックスポリマーとし
ては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ア
ラミド系樹脂(芳香族ポリアミド)、ポリエーテルスル
ホン、ポリエーテルイミドなどが挙げられる。これらの
マトリックスポリマーは、芳香族複素環コポリマーとの
相溶性が良好であり、機械的強度に優れた分子複合材を
与えることができる。マトリックスポリマーとしては、
特に芳香族ポリアミドが好ましい。
In the present invention, examples of the matrix polymer include polyamide, polyimide, polyamideimide, aramid resin (aromatic polyamide), polyether sulfone, polyether imide and the like. These matrix polymers have good compatibility with the aromatic heterocyclic copolymer and can provide a molecular composite material having excellent mechanical strength. As a matrix polymer,
Aromatic polyamide is particularly preferable.

【0016】次に、芳香族複素環コポリマーについて説
明する。本発明において、分子複合材の補強高分子とな
る芳香族複素環コポリマーは、複合材中で微粒子分散型
構造を形成している。微粒子は、その最大径(φ)が1
00nm以下で均一に分散しており、もって本発明の複
合材は、優れた機械的特性を有するのである。このよう
な芳香族複素環コポリマーとしては、ポリベンゾチアゾ
ール(PBT)あるいはポリベンゾオキサゾール(PB
O)のランダムあるいはブロックコポリマーが挙げられ
る。
Next, the aromatic heterocyclic copolymer will be described. In the present invention, the aromatic heterocyclic copolymer serving as the reinforcing polymer of the molecular composite material forms a fine particle dispersed structure in the composite material. The maximum diameter (φ) of fine particles is 1
Even if it is less than 00 nm, it is uniformly dispersed, and thus the composite material of the present invention has excellent mechanical properties. Such aromatic heterocyclic copolymers include polybenzothiazole (PBT) or polybenzoxazole (PB).
The random or block copolymer of O) is mentioned.

【0017】本発明においては、マトリックスポリマー
とこれらの芳香族複素環コポリマーの複合は、マトリッ
クスポリマーと芳香族複素環コポリマーの前駆体を混合
し複合材とし、これを所定の温度で加熱して閉環反応を
起こし、もって最終的にマトリックスポリマーと芳香族
複素環コポリマーの複合材とする。そして、さらにこれ
を金型ホットプレスにて成形することにより、本発明の
複合材成形品を得ることができる。
In the present invention, the matrix polymer and the aromatic heterocyclic copolymer are compounded by mixing the matrix polymer and the precursor of the aromatic heterocyclic copolymer into a composite material, which is heated at a predetermined temperature to close the ring. A reaction is allowed to occur, and finally a composite material of the matrix polymer and the aromatic heterocyclic copolymer is obtained. Then, the composite material molded article of the present invention can be obtained by further molding this with a die hot press.

【0018】従って、まずPBTコポリマーの前駆体に
ついて説明する。PBT前駆体コポリマーの製造 本発明において、分子複合材の補強高分子となるPBT
コポリマーの前駆体は、下記式(化1)
Therefore, the precursor of the PBT copolymer will be described first. Production of PBT Precursor Copolymer In the present invention, PBT serving as a reinforcing polymer for a molecular composite material
The precursor of the copolymer has the following formula (Formula 1)

【0019】[0019]

【化1】 Embedded image

【0020】(ただし、ArおよびAr′は芳香族残基
であり、Rは置換または無置換のアルキル基であり、X
はジカルボン酸誘導体の残基であり、mおよびnはとも
に整数であり、m:nは0.01:99.99〜99.
99:0.01である)で表される。
(Wherein Ar and Ar 'are aromatic residues, R is a substituted or unsubstituted alkyl group, and X is
Is a residue of a dicarboxylic acid derivative, m and n are both integers, and m: n is 0.01: 99.99 to 99.
It is 99: 0.01).

【0021】この前駆体コポリマーは、(a)チオール
基の水素原子を、置換または無置換のアルキル基で置換
した芳香族ジアミノジチオール化合物、(b)芳香族ジ
アミノ化合物および(c)ジカルボン酸誘導体とから製
造することができる。
This precursor copolymer comprises (a) an aromatic diaminodithiol compound obtained by substituting a hydrogen atom of a thiol group with a substituted or unsubstituted alkyl group, (b) an aromatic diamino compound and (c) a dicarboxylic acid derivative. Can be manufactured from.

【0022】(a)チオール基の水素原子を、置換また
は無置換のアルキル基で置換した芳香族ジアミノジチオ
ール化合物 本発明において、(a)チオール基の水素原子を、置換
または無置換のアルキル基で置換した芳香族ジアミノジ
チオール化合物〔以下「化合物(a)」と呼ぶ〕は、下
記一般式(化2)
(A) The hydrogen atom of the thiol group is replaced or
Is an aromatic diaminodithio substituted with an unsubstituted alkyl group
In the present invention, an aromatic diaminodithiol compound (hereinafter referred to as “compound (a)”) in which the hydrogen atom of the (a) thiol group is substituted with a substituted or unsubstituted alkyl group is represented by the following general formula: 2)

【0023】[0023]

【化2】 Embedded image

【0024】(ただし、Arは芳香族残基であり、Rは
置換または無置換のアルキル基である)で表されるもの
である。ここで、芳香族残基Arは、ベンゼン環に限ら
ず2つ以上のベンゼン環が縮合した芳香族環でもよく、
またビフェニルなどのように2つ以上のベンゼン環が結
合したものでもよい。また、両側のアミノ基およびチオ
エーテル基の位置は、芳香族残基を中心として左右対称
でも点対称でもよい。この化合物(a)の具体例として
は、(化3)などが挙げられる。
(Wherein Ar is an aromatic residue and R is a substituted or unsubstituted alkyl group). Here, the aromatic residue Ar is not limited to a benzene ring and may be an aromatic ring in which two or more benzene rings are condensed,
Further, it may be one having two or more benzene rings bonded to each other such as biphenyl. The positions of the amino group and the thioether group on both sides may be left-right symmetric or point-symmetric with respect to the aromatic residue. Specific examples of the compound (a) include (Chemical Formula 3).

【0025】[0025]

【化3】 Embedded image

【0026】この化合物(a)は、芳香族残基の両側に
それぞれアミノ基およびチオール基を有する化合物であ
る芳香族ジアミノジチオール化合物より合成することが
できる。芳香族ジアミノジチオール化合物としては、上
述した(化3)に示す各化合物のアルキル基Rを水素原
子で置き換えたものを使用することができるが、この芳
香族ジアミノジチオール化合物は、劣化を防ぐためには
塩酸塩などの塩の形で使用する。
The compound (a) can be synthesized from an aromatic diaminodithiol compound which is a compound having an amino group and a thiol group on both sides of an aromatic residue. As the aromatic diaminodithiol compound, those in which the alkyl group R of each compound shown in the above (formula 3) is replaced with a hydrogen atom can be used, but this aromatic diaminodithiol compound is used in order to prevent deterioration. It is used in the form of a salt such as hydrochloride.

【0027】芳香族ジアミノジチオール化合物のチオー
ル基に結合するアルキル基Rは、置換または無置換のア
ルキル基である。無置換のアルキル基としては、イソプ
ロピル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、
sec−ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられ
る。アルキル基としては、2級および3級のアルキル基
が特に好ましい。
The alkyl group R bonded to the thiol group of the aromatic diaminodithiol compound is a substituted or unsubstituted alkyl group. Examples of the unsubstituted alkyl group include isopropyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group,
Examples thereof include sec-butyl group and tert-butyl group. As the alkyl group, secondary and tertiary alkyl groups are particularly preferable.

【0028】また、置換アルキル基としては、カルボキ
シル基、エステル基、シアノ基またはベンゼン基などに
より置換されたアルキル基が好適である。なお、このよ
うな置換基を有する場合には、アルキル基は特に2級の
ものである必要はない。置換基を有するアルキル基とし
ては、例えば(化4)などが挙げられる。
The substituted alkyl group is preferably an alkyl group substituted with a carboxyl group, an ester group, a cyano group, a benzene group or the like. In addition, when it has such a substituent, the alkyl group does not need to be particularly secondary. Examples of the alkyl group having a substituent include (Chemical Formula 4).

【0029】[0029]

【化4】 Embedded image

【0030】なお、上記の6つの置換アルキル基のう
ち、上位に示す2つのエステル基を置換したものにおい
ては、エステル結合中の酸素原子に結合するアルキル基
がメチル基に限らず、炭素数2〜10のアルキル基であ
ってもよい。
In the above-mentioned 6 substituted alkyl groups in which the two ester groups shown above are substituted, the alkyl group bonded to the oxygen atom in the ester bond is not limited to the methyl group and has 2 carbon atoms. It may be an alkyl group of 10 to 10.

【0031】特に、芳香族ジアミノジチオール化合物の
チオール基の水素原子を、シアノ基を有するアルキル基
またはエステル基を有するアルキル基で置換しておく
と、前駆体コポリマー〔上記した(化1)のポリマー〕
の、Nメチル−2−ピロリドンなどの有機溶媒への溶解
度が向上する。
In particular, when the hydrogen atom of the thiol group of the aromatic diaminodithiol compound is replaced with an alkyl group having a cyano group or an alkyl group having an ester group, a precursor copolymer [polymer of the above-mentioned (formula 1)] ]
, The solubility in organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone is improved.

【0032】上記したアルキル基は、そのハロゲン化物
であるアルキルハライドとして用い、これと、さきに述
べた芳香族ジアミノジチオール化合物(の塩)とから、
以下に示す方法により化合物(a)を合成する。なお、
ハロゲン化物としては、上記したアルキル基の臭素化
物、塩化物、ヨウ化物などが使用できる。
The above-mentioned alkyl group is used as an alkyl halide which is a halide thereof. From this and the aromatic diaminodithiol compound (salt) described above,
Compound (a) is synthesized by the method shown below. In addition,
As the halide, the bromide, chloride or iodide of the above alkyl group can be used.

【0033】化合物(a)の合成では、上述した芳香族
ジアミノジチオール化合物の塩およびアルキルハライド
とをアルカリ性水溶液中で反応させる。使用するアルカ
リ性水性溶媒としては、水、または水とアルコール(エ
タノールおよび/またはメタノール)との混合溶媒に、
水酸化ナトリウムなどの塩基性塩を溶解したものを使用
することができる。溶媒をアルカリ性とすることで、芳
香族ジアミノジチオール化合物の塩を容易に溶解するこ
とができる。また、チオール基の求核性を増大させ、置
換反応を助長する。なお、アルカリ性水性溶媒のアルカ
リ濃度は、モノマーの2等量以上、4等量以下がよい。
平衡反応であり、2等量未満では反応が充分に進行せ
ず、一方4等量を超えるとアルカリ性水性溶媒を除去す
るのが面倒で、作業性が落ちる。
In the synthesis of the compound (a), the salt of the aromatic diaminodithiol compound described above and the alkyl halide are reacted in an alkaline aqueous solution. The alkaline aqueous solvent used is water or a mixed solvent of water and alcohol (ethanol and / or methanol),
A solution in which a basic salt such as sodium hydroxide is dissolved can be used. By making the solvent alkaline, the salt of the aromatic diaminodithiol compound can be easily dissolved. It also increases the nucleophilicity of the thiol group and promotes the substitution reaction. The alkali concentration of the alkaline aqueous solvent is preferably 2 equivalents or more and 4 equivalents or less of the monomer.
It is an equilibrium reaction, and if it is less than 2 equivalents, the reaction does not proceed sufficiently. On the other hand, if it exceeds 4 equivalents, it is troublesome to remove the alkaline aqueous solvent and the workability deteriorates.

【0034】この置換反応は、0℃〜100℃の範囲で
行うことができる。温度が0℃未満であると、反応速度
が遅くなり好ましくない。一方、100℃を超えると、
副反応が起こってしまい好ましくない。より好ましい反
応温度は、0〜95℃である。反応時間は特に制限はな
いが、一般に2〜24時間程度でよい。なお、反応速度
を高めるために、溶液の攪拌を行うことが好ましい。ま
た、アルキルハライドの量を過剰にすることで、反応速
度を高めることができる。
This substitution reaction can be carried out in the range of 0 ° C to 100 ° C. If the temperature is lower than 0 ° C, the reaction rate becomes slow, which is not preferable. On the other hand, when the temperature exceeds 100 ° C,
Side reactions occur, which is not preferable. A more preferable reaction temperature is 0 to 95 ° C. Although the reaction time is not particularly limited, it is generally about 2 to 24 hours. It is preferable to stir the solution in order to increase the reaction rate. Further, the reaction rate can be increased by making the amount of the alkyl halide excessive.

【0035】さらに、セチルトリメチルアンモニウムク
ロライド、臭化n−ブチルトリフェニルホスホニウム、
臭化テトラフェニルホスホニウム、18−クラウン−6
などを相間移動触媒として加えると、反応速度を高める
ことができる。このような相間移動触媒は、芳香族ジア
ミノジチオール化合物の塩とアルキルハライドとの反応
を速やかに進行させる。
Further, cetyltrimethylammonium chloride, n-butyltriphenylphosphonium bromide,
Tetraphenylphosphonium bromide, 18-crown-6
The reaction rate can be increased by adding such as a phase transfer catalyst. Such a phase transfer catalyst causes the reaction between the salt of the aromatic diaminodithiol compound and the alkyl halide to proceed rapidly.

【0036】以上の条件で置換反応を行うことにより、
芳香族ジアミノジチオール化合物の塩のチオール基の水
素原子をアルキル基で置換したモノマー〔化合物
(a)〕を得ることができる。
By carrying out the substitution reaction under the above conditions,
A monomer [compound (a)] in which a hydrogen atom of a thiol group of a salt of an aromatic diaminodithiol compound is substituted with an alkyl group can be obtained.

【0037】化合物(a)を合成する反応において、芳
香族ジアミノジチオール化合物の塩とアルキルハライド
との反応は、以下(化5)のとおり進行する。ここで、
芳香族ジアミノジチオール化合物の塩の例として、2,
5−ジアミノ−1,4−ベンゼンジチオール二塩酸塩を
用いる。また、式中、X−Rは、アルキルハライドを表
す。
In the reaction for synthesizing the compound (a), the reaction between the salt of the aromatic diaminodithiol compound and the alkyl halide proceeds as shown below (Chemical Formula 5). here,
Examples of salts of aromatic diaminodithiol compounds include 2,
5-Diamino-1,4-benzenedithiol dihydrochloride is used. In addition, in the formula, X-R represents an alkyl halide.

【0038】[0038]

【化5】 Embedded image

【0039】(b)芳香族ジアミノ化合物 本発明で用いる芳香族ジアミノ化合物としては、屈曲可
能な構造を有する芳香族ジアミノ化合物が好ましく、ジ
フェニルエーテル、ビフェニルなどの芳香族残基を有す
るジアミンを好適に用いることができる。芳香族ジアミ
ノ化合物としては、具体的には(化6)で表される芳香
族残基を有するものを使用することができる。
(B) Aromatic Diamino Compound The aromatic diamino compound used in the present invention is preferably an aromatic diamino compound having a bendable structure, and a diamine having an aromatic residue such as diphenyl ether or biphenyl is preferably used. be able to. As the aromatic diamino compound, specifically, those having an aromatic residue represented by (Chemical Formula 6) can be used.

【0040】[0040]

【化6】 [Chemical 6]

【0041】上記した(化6)中の芳香族残基のうち、
上位に示すジフェニルエーテル基、トリフェニルエーテ
ル基が好ましい。このようなジフェニルエーテル基を用
いれば、得られる前駆体コポリマーに充分な屈曲性を付
与することができる。なお、芳香族複素環コポリマーと
マトリックスとなるポリマーとの相溶性を向上させるた
めに、この化合物(b)として、混合相手となるマトリ
ックスポリマーの一部と同一または類似の構造を有する
ものを選択するのがよい。
Of the aromatic residues in (Chemical Formula 6) above,
The diphenyl ether group and the triphenyl ether group shown above are preferred. By using such a diphenyl ether group, it is possible to impart sufficient flexibility to the obtained precursor copolymer. In order to improve the compatibility between the aromatic heterocyclic copolymer and the matrix polymer, the compound (b) having a structure similar to or similar to a part of the matrix polymer to be mixed is selected. Is good.

【0042】(c)ジカルボン酸誘導体 また、本発明において使用するジカルボン酸の誘導体と
しては、各カルボキシル基を以下の(化7)のように置
換したものが挙げられる。
(C) Dicarboxylic Acid Derivative In addition, examples of the dicarboxylic acid derivative used in the present invention include those in which each carboxyl group is substituted as shown in the following (Chemical Formula 7).

【0043】[0043]

【化7】 Embedded image

【0044】また、上記ジカルボン酸誘導体の残基とし
ては、比較的短鎖(炭素数2〜10)のアルキレン基
や、以下のような(化8)で表される芳香族系残基が挙
げられる。なお、ジカルボン酸の例としては、芳香族系
のジカルボン酸が好ましい。
Examples of the residue of the above dicarboxylic acid derivative include an alkylene group having a relatively short chain (having 2 to 10 carbon atoms) and an aromatic residue represented by the following chemical formula (8). To be In addition, as an example of the dicarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid is preferable.

【0045】[0045]

【化8】 Embedded image

【0046】なお、芳香族残基には、ハロゲン、および
/または低級アルキル基、低級アルコキシル基もしくは
フェニル基などの置換基を付加し得る。このような置換
基を導入することによって、反応性、溶媒への溶解性を
向上させることができる。
In addition, halogen and / or a substituent such as a lower alkyl group, a lower alkoxyl group or a phenyl group may be added to the aromatic residue. By introducing such a substituent, reactivity and solubility in a solvent can be improved.

【0047】このような芳香族ジカルボン酸誘導体の中
では、特にテレフタル酸ジクロリド、またはそのハロゲ
ン置換体、イソフタル酸ジクロリドが好ましく、具体的
には2−クロロテレフタル酸ジクロリド、および2,5
−ジクロロテレフタル酸ジクロリドなどを好適に用いる
ことができる。なお、これらの芳香族ジカルボン酸誘導
体は、単独で用いても、あるいは2種以上混合して用い
てもよい。
Among such aromatic dicarboxylic acid derivatives, terephthalic acid dichloride, its halogen-substituted product, and isophthalic acid dichloride are preferable, and specifically, 2-chloroterephthalic acid dichloride and 2,5
-Dichloroterephthalic acid dichloride and the like can be preferably used. In addition, these aromatic dicarboxylic acid derivatives may be used alone or in combination of two or more kinds.

【0048】(1)PBT前駆体ランダムコポリマーの
製造 次に、前駆体ランダムコポリマーの製造方法について説
明する。ランダムコポリマーを製造する場合は、化合物
(a)、(b)および(c)を所望の配合比で有機溶媒
に溶解し、この三者を共重合する。好ましくは化合物
(a)と化合物(b)との均一溶液をまず調製し、これ
に(c)ジカルボン酸誘導体を加える。
(1) of PBT precursor random copolymer
Production Next, a method for producing the precursor random copolymer will be described. In the case of producing a random copolymer, the compounds (a), (b) and (c) are dissolved in an organic solvent at a desired compounding ratio and the three are copolymerized. Preferably, a homogeneous solution of the compound (a) and the compound (b) is first prepared, and the (c) dicarboxylic acid derivative is added thereto.

【0049】有機溶媒を用いた溶液中の化合物(a)と
化合物(b)の量の比は、最終的に得られるPBT前駆
体ランダムコポリマーにおいて、剛直鎖部位に変化する
部分と柔軟な鎖部分となる部分との比率〔すなわち、上
記した(化1)におけるmとnの比〕となるが、PBT
前駆体ランダムコポリマーの使用目的に合わせて、化合
物(a)と化合物(b)の量を適宜決定する。本発明に
おいては、m:nが0.01:〜99.99〜99.9
9:0.01となるように化合物(a)と化合物(b)
を配合する。
The ratio of the amount of the compound (a) to the amount of the compound (b) in the solution using the organic solvent is such that in the finally obtained PBT precursor random copolymer, the portion changing to the rigid linear portion and the flexible chain portion are obtained. The ratio of the PBT to the portion that becomes [that is, the ratio of m to n in (Chemical formula 1) above]
The amounts of the compound (a) and the compound (b) are appropriately determined according to the intended use of the precursor random copolymer. In the present invention, m: n is 0.01: to 99.99 to 99.9.
Compound (a) and compound (b) so as to be 9: 0.01
Is blended.

【0050】また、(c)ジカルボン酸誘導体の量は、
化合物(a)と化合物(b)の合計モル量と等量または
それ以上とする。また、有機溶媒中における化合物
(a)、化合物(b)および化合物(c)の合計量の濃
度は、0.1〜5モル/リットル程度とするのがよい。
濃度が5モル/リットルを超す濃度となると、各成分の
溶解が難しくなり、好ましくない。
The amount of the (c) dicarboxylic acid derivative is
The amount is equal to or more than the total molar amount of the compound (a) and the compound (b). Further, the concentration of the total amount of the compound (a), the compound (b) and the compound (c) in the organic solvent is preferably about 0.1 to 5 mol / liter.
If the concentration exceeds 5 mol / liter, it becomes difficult to dissolve each component, which is not preferable.

【0051】有機溶媒としては、アミド系有機溶媒を好
適に用いることができる。アミド系有機溶媒としては、
N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチルフォスフォ
リックトリアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど
が挙げられ、これらの単独または混合溶液を使用するこ
とができる。また、溶解性を高めるために、3〜20重
量%のLiCl、CaCl2 などの塩化物を添加しても
よい。
As the organic solvent, an amide organic solvent can be preferably used. As the amide-based organic solvent,
Examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone, hexamethylphosphoric triamide, N, N-dimethylacetamide and the like, and these can be used alone or as a mixed solution. Further, in order to enhance the solubility, 3 to 20% by weight of chloride such as LiCl or CaCl 2 may be added.

【0052】化合物(a)、(b)および(c)とを重
合し、前駆体ランダムコポリマーを製造するが、このと
きの重合反応温度は、−20〜50℃とするのがよい。
重合温度が−20℃未満では、充分な重合反応が起こら
ず、また得られる前駆体ランダムコポリマーの重合度も
低くなる。一方、250℃程度の温度では、チアゾール
閉環反応が起こる可能性があるので、安全をみて重合反
応の温度の上限は50℃とする。より好ましくは、−2
0〜30℃の範囲である。
The compounds (a), (b) and (c) are polymerized to produce a precursor random copolymer, and the polymerization reaction temperature at this time is preferably -20 to 50 ° C.
When the polymerization temperature is lower than -20 ° C, a sufficient polymerization reaction does not occur, and the degree of polymerization of the obtained precursor random copolymer becomes low. On the other hand, at a temperature of about 250 ° C., a thiazole ring-closing reaction may occur, so for safety, the upper limit of the temperature of the polymerization reaction is set to 50 ° C. More preferably, -2
It is in the range of 0 to 30 ° C.

【0053】上記の重合反応では、その反応速度を高め
るために、溶液の攪拌を行うことが好ましい。また、反
応時間は特に制限はないが、一般に1〜24時間程度で
よい。以上の条件で重合反応を行うことにより、チアゾ
ール閉環反応を起こすことなく、大きな重合度を有する
前駆体ランダムコポリマーが得られる。得られる前駆体
ランダムコポリマーの固有粘度ηinh (N−メチル−2
−ピロリドン、30℃、0.5g/dl)は、0.4以
上が好ましく、さらに好ましくは0.8〜1.6程度で
ある。
In the above polymerization reaction, it is preferable to stir the solution in order to increase the reaction rate. Further, the reaction time is not particularly limited, but generally it may be about 1 to 24 hours. By carrying out the polymerization reaction under the above conditions, a precursor random copolymer having a large degree of polymerization can be obtained without causing a thiazole ring closure reaction. Intrinsic viscosity η inh (N-methyl-2
-Pyrrolidone, 30 ° C., 0.5 g / dl) is preferably 0.4 or more, more preferably about 0.8 to 1.6.

【0054】この重合反応は、以下のとおり進行するも
のと考えられる。なお、下記の反応式(化9)におい
て、化合物(a)の例として、2,5−ジアミノ−1,
4−ベンゼンジチオール二塩酸塩のアルキル基置換体を
用い、化合物(b)の例として4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル(4−アミノ−p−フェノキシアニリ
ン)を用い、(c)ジカルボン酸誘導体の例として2−
クロロテレフタル酸ジクロライドを用いている。また、
mおよびnは、重合度を表す。
This polymerization reaction is considered to proceed as follows. In the reaction formula (Formula 9) below, as an example of the compound (a), 2,5-diamino-1,
Using an alkyl group-substituted form of 4-benzenedithiol dihydrochloride, using 4,4′-diaminodiphenyl ether (4-amino-p-phenoxyaniline) as an example of compound (b), and (c) an example of a dicarboxylic acid derivative As 2-
Chloroterephthalic acid dichloride is used. Also,
m and n represent the degree of polymerization.

【0055】[0055]

【化9】 Embedded image

【0056】得られた前駆体ランダムコポリマーは、公
知の方法により洗浄および乾燥することができる。
The obtained precursor random copolymer can be washed and dried by a known method.

【0057】(2)PBT前駆体ブロックコポリマーの
製造 本発明において、前駆体ブロックコポリマーは、上記の
ランダムコポリマーと同様に上記の(化1)で表され、
上記と同様の(a)チオール基の水素原子を置換または
無置換のアルキル基で置換した芳香族ジアミノジチオー
ル化合物、(b)芳香族ジアミノ化合物および(c)ジ
カルボン酸誘導体とから製造することができる。
(2) PBT precursor block copolymer
Manufacture In the present invention, the precursor block copolymer is represented by the above (Chemical formula 1) in the same manner as the above random copolymer,
It can be produced from the same aromatic diaminodithiol compound (a) in which the hydrogen atom of the thiol group is substituted with a substituted or unsubstituted alkyl group, (b) an aromatic diamino compound and (c) a dicarboxylic acid derivative as described above. .

【0058】具体的には、前駆体ブロックコポリマー
は、(i)化合物(a)および(b)をそれぞれ、別々
に有機溶媒中で(c)ジカルボン酸誘導体と反応させる
ことにより、2種類のオリゴマーを合成し、(ii)得ら
れた2種類のオリゴマーを有機溶媒中で反応させること
により製造することができる。
Specifically, the precursor block copolymer is prepared by reacting (i) the compounds (a) and (b) separately with the (c) dicarboxylic acid derivative in an organic solvent to prepare two kinds of oligomers. Can be produced by reacting (ii) the obtained two kinds of oligomers in an organic solvent.

【0059】ここで、説明を簡単にするため、化合物
(a)と(c)ジカルボン酸誘導体とを反応させて得ら
れるオリゴマーをオリゴマー(I)と呼び、化合物
(b)と(c)ジカルボン酸誘導体とを反応させて得ら
れるオリゴマーをオリゴマー(II)と呼ぶ。
Here, for the sake of simplicity, the oligomer obtained by reacting the compound (a) with the (c) dicarboxylic acid derivative is referred to as an oligomer (I), and the compound (b) and the (c) dicarboxylic acid derivative are referred to. The oligomer obtained by reacting with the derivative is called oligomer (II).

【0060】(2)−1PBT前駆体ブロックコポリマ
ー用のオリゴマーの合成 (a)芳香族ジアミノジチオール化合物と(c)ジカル
ボン酸誘導体とを有機溶媒に溶解し、所定の温度で攪拌
してオリゴマー(I)を製造する。オリゴマー(I)の
合成において、化合物(a)のモル量と(c)ジカルボ
ン酸誘導体のモル量とは基本的には等量とするが、オリ
ゴマー(I)の分子量を適切なものとし、また後述する
オリゴマー(II) との反応を良好にするために、(c)
ジカルボン酸誘導体の量を多少調節してもよい。
(2) -1 PBT precursor block copolymer
Synthesis of oligomer (a) The aromatic diaminodithiol compound (a) and the dicarboxylic acid derivative (c) are dissolved in an organic solvent and stirred at a predetermined temperature to produce an oligomer (I). In the synthesis of the oligomer (I), the molar amount of the compound (a) and the molar amount of the dicarboxylic acid derivative (c) are basically the same, but the molecular weight of the oligomer (I) is appropriate, and In order to improve the reaction with the oligomer (II) described later, (c)
The amount of the dicarboxylic acid derivative may be adjusted to some extent.

【0061】また、有機溶媒中における化合物(a)と
(c)ジカルボン酸誘導体の合計量の濃度は、0.1〜
5モル/リットル程度とするのがよい。濃度が5モル/
リットルを超えると、各成分の溶解が難しくなり好まし
くない。有機溶媒としては、ランダムコポリマーの製造
の際に用いられるものと同様のものが挙げられる。
The total concentration of the compounds (a) and (c) dicarboxylic acid derivative in the organic solvent is 0.1-0.1%.
It is preferable that the amount is about 5 mol / liter. Concentration is 5 mol /
If it exceeds liter, it is not preferable because the dissolution of each component becomes difficult. Examples of the organic solvent include those similar to those used in the production of the random copolymer.

【0062】(a)芳香族ジアミノジチオール化合物と
(c)ジカルボン酸誘導体とを重合してオリゴマー
(I)を合成する時の重合反応温度は、−20〜200
℃とするのがよい。反応温度が−20℃未満であると、
充分な重合反応が起こらない。一方、250℃程度の温
度では、チアゾール閉環反応が起こる可能性があるの
で、重合反応の温度の上限は200℃とする。好ましく
は、−20〜80℃、さらに好ましくは−10〜50℃
の範囲とする。
The polymerization reaction temperature when the oligomer (I) is synthesized by polymerizing the aromatic diaminodithiol compound (a) and the dicarboxylic acid derivative (c) is -20 to 200.
℃ is good. When the reaction temperature is less than -20 ° C,
Not enough polymerization reaction. On the other hand, at a temperature of about 250 ° C., the thiazole ring closure reaction may occur, so the upper limit of the temperature of the polymerization reaction is set to 200 ° C. Preferably, it is -20 to 80 ° C, more preferably -10 to 50 ° C.
Range.

【0063】上記のオリゴマー(I)の製造において
は、反応速度を高めるために、溶液の攪拌を行うことが
好ましい。また、反応時間は、1〜120分程度とする
のがよい。化合物(a)と(c)ジカルボン酸誘導体と
の重合反応は、以下のとおり進行するものと考えられ
る。なお、下記の反応式(化10)において、化合物
(a)の例として、2,5−ジアミノ−1,4−ベンゼ
ンジチオール二塩酸塩のアルキル基置換体を用い、
(c)ジカルボン酸誘導体の例として2−クロロテレフ
タル酸ジクロライドを用いている。なお、mは、重合度
を表す。オリゴマー(I)の固有粘度ηinh (N−メチ
ル−2−ピロリドン、30℃、0.5g/dl)は、
0.1〜0.7程度である。
In the production of the above oligomer (I), it is preferable to stir the solution in order to increase the reaction rate. The reaction time is preferably about 1 to 120 minutes. The polymerization reaction between the compound (a) and the (c) dicarboxylic acid derivative is considered to proceed as follows. In the following reaction formula (Formula 10), as an example of the compound (a), an alkyl group-substituted product of 2,5-diamino-1,4-benzenedithiol dihydrochloride is used,
(C) 2-Chloroterephthalic acid dichloride is used as an example of the dicarboxylic acid derivative. In addition, m represents a polymerization degree. The intrinsic viscosity η inh (N-methyl-2-pyrrolidone, 30 ° C., 0.5 g / dl) of the oligomer (I) is
It is about 0.1 to 0.7.

【0064】[0064]

【化10】 Embedded image

【0065】また、オリゴマー(II) も、上述したオリ
ゴマー(I)の合成方法と同様にして合成することがで
きる。オリゴマー(II) の合成の場合も、(c)ジカル
ボン酸誘導体の量は基本的には化合物(b)のモル量と
等量とするが、オリゴマー(I)の合成時の(c)ジカ
ルボン酸誘導体の量の調節に合わせて、オリゴマー(I
I) の合成における(c)ジカルボン酸誘導体の量も調
節するのがよい。
The oligomer (II) can also be synthesized in the same manner as the above-mentioned method for synthesizing the oligomer (I). Also in the case of synthesizing the oligomer (II), the amount of the (c) dicarboxylic acid derivative is basically the same as the molar amount of the compound (b). The oligomer (I
It is also preferable to adjust the amount of the (c) dicarboxylic acid derivative in the synthesis of I).

【0066】有機溶媒中における化合物(b)および
(c)ジカルボン酸誘導体の合計量の濃度は0.5〜5
モル/リットル程度とするのがよい。また、重合反応温
度は、−20℃〜400℃、好ましくは−20〜200
℃とするのがよい。温度が−20℃未満であると、充分
な重合反応が起こらない。一方、400℃程度の温度で
は、熱分解が生じる。より好ましくは、−10〜50℃
の範囲である。
The concentration of the total amount of the compounds (b) and (c) dicarboxylic acid derivative in the organic solvent is 0.5-5.
It is preferable to set it to about mol / liter. The polymerization reaction temperature is −20 ° C. to 400 ° C., preferably −20 to 200.
℃ is good. If the temperature is lower than -20 ° C, a sufficient polymerization reaction does not occur. On the other hand, at a temperature of about 400 ° C., thermal decomposition occurs. More preferably, -10 to 50 ° C
Range.

【0067】なお、オリゴマー(II) の合成において用
いる有機溶媒としては、上述のオリゴマー(I)の合成
に用いたものと同様のものが挙げられる。反応時間は特
に制限はないが、一般に1〜120分程度とするのがよ
い。
As the organic solvent used in the synthesis of the oligomer (II), the same organic solvents as those used in the synthesis of the oligomer (I) can be mentioned. The reaction time is not particularly limited, but it is generally good to set it to about 1 to 120 minutes.

【0068】化合物(b)と(c)ジカルボン酸誘導体
との重合反応は、以下のとおり進行するものと考えられ
る。なお、下記の反応式(化11)において、化合物
(b)の例として4,4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル(4−アミノ−p−フェノキシアニリン)を用い、
(c)ジカルボン酸誘導体の例として2−クロロテレフ
タル酸ジクロライドを用いている。なお、nは重合度を
表す。オリゴマー(II) の固有粘度ηinh (N−メチル
−2−ピロリドン、30℃、0.5g/dl)は、0.
1〜0.4程度である。
The polymerization reaction of the compound (b) and the dicarboxylic acid derivative (c) is considered to proceed as follows. In the reaction formula (Formula 11) below, 4,4′-diaminodiphenyl ether (4-amino-p-phenoxyaniline) is used as an example of the compound (b),
(C) 2-Chloroterephthalic acid dichloride is used as an example of the dicarboxylic acid derivative. Note that n represents the degree of polymerization. The intrinsic viscosity η inh (N-methyl-2-pyrrolidone, 30 ° C., 0.5 g / dl) of the oligomer (II) is 0.
It is about 1 to 0.4.

【0069】[0069]

【化11】 Embedded image

【0070】(2)−2PBT前駆体ブロックコポリマ
ーの製造 上述した方法により得られたオリゴマー(I)とオリゴ
マー(II) とを有機溶媒中で反応させ、前駆体ブロック
コポリマーを合成する。有機溶媒としては、上記のオリ
ゴマー(I)あるいは(II) の合成で用いたものを使用
することができる。
(2) -2PBT precursor block copolymer
Oligomers obtained by the process produced the aforementioned chromatography (I) and oligomers (II) are reacted in an organic solvent, to synthesize a precursor block copolymer. As the organic solvent, the one used in the synthesis of the above-mentioned oligomer (I) or (II) can be used.

【0071】具体的には、オリゴマー(I)を溶解した
有機溶媒とオリゴマー(II) を溶解した有機溶媒を混合
し、−10〜50℃で攪拌して前駆体ブロックコポリマ
ーを合成する。−10℃未満では、重合が進まない。な
お、250℃を超す温度とするとチアゾール閉環反応が
進行してしまう。
Specifically, an organic solvent in which the oligomer (I) is dissolved and an organic solvent in which the oligomer (II) is dissolved are mixed and stirred at -10 to 50 ° C to synthesize a precursor block copolymer. If it is lower than -10 ° C, the polymerization does not proceed. If the temperature exceeds 250 ° C, the thiazole ring closure reaction will proceed.

【0072】以上の条件で重合反応を行うことにより、
チアゾール閉環反応を起こすことなく、大きな重合度を
有する前駆体ブロックコポリマーが得られる。得られる
PBT前駆体ブロックコポリマーの固有粘度ηinh (N
−メチル−2−ピロリドン、30℃、0.5g/dl)
は、0.4〜1.5程度である。
By carrying out the polymerization reaction under the above conditions,
A precursor block copolymer having a large degree of polymerization can be obtained without causing a thiazole ring closure reaction. Intrinsic viscosity of obtained PBT precursor block copolymer η inh (N
-Methyl-2-pyrrolidone, 30 ° C, 0.5 g / dl)
Is about 0.4 to 1.5.

【0073】オリゴマー(I)とオリゴマー(II) との
重合反応は、以下(化12)のとおりに進行し、前駆体
ブロックコポリマーが得られる。ここで、オリゴマー
(I)として先に(化10)で示した反応により得られ
たものを用い、オリゴマー(II) としては(化11)で
示したものを用いているが、本発明はこれに限定される
ものではない。
The polymerization reaction of the oligomer (I) and the oligomer (II) proceeds as shown in (Chemical Formula 12) below to obtain a precursor block copolymer. Here, as the oligomer (I), the one obtained by the reaction shown in (Chemical Formula 10) above is used, and as the oligomer (II), the one shown in (Chemical Formula 11) is used. It is not limited to.

【0074】[0074]

【化12】 Embedded image

【0075】なお、mおよびnは、重合度を示してい
る。本発明においては、1つのコポリマー中のmの合計
(上記式でmによって括られている部位の前駆体コポリ
マー中における合計の重合度)とnの合計(上記式でn
によって括られている部位の前駆体コポリマー中におけ
る合計の重合度)との比m:nは、0.01:〜99.
99〜99.99:0.01の範囲をとる。
Incidentally, m and n represent the degree of polymerization. In the present invention, the sum of m in one copolymer (the total degree of polymerization in the precursor copolymer of the sites bounded by m in the above formula) and the sum of n (n in the above formula)
The ratio m: n of the portion surrounded by the total copolymerization degree in the precursor copolymer) is 0.01: to 99.
It is in the range of 99 to 99.99: 0.01.

【0076】得られる前駆体ブロックコポリマーは、公
知の方法により洗浄および乾燥することができる。
The precursor block copolymer obtained can be washed and dried by a known method.

【0077】PBO前駆体コポリマーの製造 本発明において、PBO前駆体コポリマーは、下記式
(化13)で表される。
Production of PBO Precursor Copolymer In the present invention, the PBO precursor copolymer is represented by the following formula (Formula 13).

【0078】[0078]

【化13】 Embedded image

【0079】(ただし、Arは芳香族残基であり、mお
よびnはともに整数であり、m:nは0.01:99.
99〜99.99:0.01である。)
(However, Ar is an aromatic residue, both m and n are integers, and m: n is 0.01: 99.
It is 99-99.99: 0.01. )

【0080】このPBO前駆体コポリマーは、(d)ア
ミノ基および/またはヒドロキシル基の水素原子を置換
または無置換した芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物、
(e)アミノ基の水素原子を置換または無置換した芳香
族ジアミノ化合物および(c)ジカルボン酸誘導体とか
ら製造することができる。
This PBO precursor copolymer is (d) an aromatic diaminodihydroxy compound in which a hydrogen atom of an amino group and / or a hydroxyl group is substituted or unsubstituted,
It can be produced from (e) an aromatic diamino compound in which a hydrogen atom of an amino group is substituted or unsubstituted and (c) a dicarboxylic acid derivative.

【0081】(d)アミノ基および/またはヒドロキシ
ル基の水素原子を置換または無置換した芳香族ジアミノ
ジヒドロキシ化合物 本発明における芳香族ジアミノヒドロキシ化合物は、芳
香族残基の両側にそれぞれアミノ基、ヒドロキシル基を
有する化合物であり、芳香族残基はベンゼン環に限らず
2つ以上のベンゼン環が縮合した芳香族環でもよく、ま
たビフェニルなどのように2つ以上のベンゼン環が結合
したものでもよい。また、両側のアミノ基およびヒドロ
キシル基の位置関係は、芳香族残基を中心として左右対
称でも点対称でもよい。このような芳香族ジアミノジヒ
ドロキシ化合物の例としては、(化14)などが挙げら
れる。
(D) Amino group and / or hydroxy
Aromatic diamino with or without substitution of hydrogen atom
Dihydroxy Compound The aromatic diaminohydroxy compound in the present invention is a compound having an amino group and a hydroxyl group on both sides of an aromatic residue, and the aromatic residue is not limited to a benzene ring, but two or more benzene rings are condensed. It may be an aromatic ring, or may be one in which two or more benzene rings are bonded, such as biphenyl. Further, the positional relationship between the amino group and the hydroxyl group on both sides may be symmetrical or point-symmetrical with respect to the aromatic residue. Examples of such aromatic diaminodihydroxy compound include (Chemical Formula 14).

【0082】[0082]

【化14】 Embedded image

【0083】なお、本発明において、(d)芳香族ジア
ミノジヒドロキシ化合物は、そのアミノ基および/また
はヒドロキシル基の水素原子が置換されたものでもよ
い。水素基がシリル基で置換されたシリル化物により前
駆体コポリマーを製造すると、高分子量のものを高い収
率で得ることができ好ましい。
In the present invention, the aromatic diaminodihydroxy compound (d) may be a compound in which the hydrogen atom of its amino group and / or hydroxyl group is substituted. It is preferable to produce a precursor copolymer from a silylated product in which a hydrogen group is substituted with a silyl group, since a high molecular weight product can be obtained in a high yield.

【0084】また、上述した(d)芳香族ジアミノジヒ
ドロキシ化合物において、その芳香族残基にClなどの
置換基を有したものを用いてもよい。これらの芳香族ジ
アミノジヒドロキシ化合物は、劣化を防ぐために塩酸塩
などの塩の形で使用するのがよい。芳香族ジアミノジヒ
ドロキシ化合物としては、特に4,6−ジアミノ−1,
3−ジヒドロキシベンゼン(またはその塩)、そのシリ
ル化物が好適に用いられる。
Further, in the above-mentioned (d) aromatic diaminodihydroxy compound, the aromatic residue having a substituent such as Cl may be used. These aromatic diaminodihydroxy compounds are preferably used in the form of salts such as hydrochloride to prevent deterioration. As the aromatic diaminodihydroxy compound, especially 4,6-diamino-1,
3-dihydroxybenzene (or a salt thereof) and its silylated product are preferably used.

【0085】(e)アミノ基の水素原子を置換または無
置換した芳香族ジアミノ化合物 本発明で用いる芳香族ジアミノ化合物としては、屈曲可
能な構造を有する芳香族ジアミノ化合物が好ましく、ジ
フェニルエーテル、ビフェニルなどの芳香族残基を有す
るジアミンを好適に用いることができる。芳香族ジアミ
ノ化合物としては、具体的には上記の(化6)で表され
る芳香族残基を有するものを使用することができるが、
これらの芳香族ジアミノ化合物のアミノ基の水素原子
は、置換されたものであってもよい。特に、シリル化さ
れたものが好ましい。上記した(化6)中の芳香族残基
のうち、上位に示すジフェニルエーテル基、トリフェニ
ルエーテル基が好ましい。このようなジフェニルエーテ
ル基を用いれば、得られる前駆体コポリマーに充分な屈
曲性を付与することができる。
(E) the hydrogen atom of the amino group is substituted or not
Substituted Aromatic Diamino Compound The aromatic diamino compound used in the present invention is preferably an aromatic diamino compound having a bendable structure, and a diamine having an aromatic residue such as diphenyl ether or biphenyl can be preferably used. As the aromatic diamino compound, specifically, those having an aromatic residue represented by the above (Chemical Formula 6) can be used.
The hydrogen atom of the amino group of these aromatic diamino compounds may be substituted. Particularly, silylated one is preferable. Among the aromatic residues in (Chemical Formula 6) described above, the diphenyl ether group and the triphenyl ether group shown in the upper order are preferable. By using such a diphenyl ether group, it is possible to impart sufficient flexibility to the obtained precursor copolymer.

【0086】なお、前駆体コポリマーと、マトリックス
となるポリマーとの相溶性を向上させるために、この化
合物(e)として、混合相手となるマトリックスポリマ
ーの一部と同一または類似の構造を有するものを選択す
るのがよい。
In order to improve the compatibility between the precursor copolymer and the matrix polymer, the compound (e) having the same or similar structure as part of the matrix polymer to be mixed is used. Good to choose.

【0087】本発明のPBO前駆体コポリマーは、上記
の化合物(d)、(e)、(c)より得られるものであ
るが、コポリマーはブロックコポリマーであっても、ラ
ンダムコポリマーであってもどちらでも構わない。以下
に、これらの製造方法について説明する。
The PBO precursor copolymer of the present invention is obtained from the above-mentioned compounds (d), (e) and (c), and the copolymer may be a block copolymer or a random copolymer. But it doesn't matter. Below, these manufacturing methods are demonstrated.

【0088】(3)PBO前駆体ランダムコポリマーの
製造 PBO前駆体ランダムコポリマーを製造するには、化合
物(d)として、芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物の
アミノ基およびヒドロキシル基をシリル化した芳香族ジ
アミノジヒドロキシ化合物を用い、化合物(e)とし
て、アミノ基をシリル化した芳香族ジアミノ化合物を用
い、これらと(c)ジカルボン酸誘導体と反応させるの
がよい。上述したように、このように化合物(d)、
(e)としてシリル化を行った化合物を用いコポリマー
を製造すると、高分子量のものを高い収率で得ることが
できる。
(3) PBO precursor random copolymer
Production In order to produce a PBO precursor random copolymer, an aromatic diaminodihydroxy compound in which an amino group and a hydroxyl group of an aromatic diaminodihydroxy compound are silylated is used as the compound (d), and an amino group is obtained as the compound (e). It is preferable to use a silylated aromatic diamino compound and react these with the (c) dicarboxylic acid derivative. As described above, the compound (d) is thus
When a copolymer is produced by using a silylated compound as (e), a high molecular weight product can be obtained in a high yield.

【0089】芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物のアミ
ノ基およびヒドロキシル基をシリル化するには、芳香族
ジアミノジヒドロキシ化合物またはその塩、特に塩酸塩
を、チッ素含有シリル化剤を用いて、有機溶媒中または
溶媒なしで、80℃〜140℃で6〜72時間処理す
る。
To silylate the amino group and hydroxyl group of an aromatic diaminodihydroxy compound, the aromatic diaminodihydroxy compound or a salt thereof, particularly a hydrochloride salt thereof is used in a solvent or in a solvent using a nitrogen-containing silylating agent. Without, treat at 80 ° C-140 ° C for 6-72 hours.

【0090】このようなシリル化反応に有効なチッ素含
有シリル化剤としては、ヘキサメチルジシラザン、N,
N−ジエチルアミノトリメチルシラン、N,O−ビス
(トリメチルシリル)カーバメイト、N−トリメチルシ
リルイミダゾールなどが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing silylating agent effective for such a silylation reaction include hexamethyldisilazane, N,
Examples thereof include N-diethylaminotrimethylsilane, N, O-bis (trimethylsilyl) carbamate and N-trimethylsilylimidazole.

【0091】また、シリル化反応を行う有機溶媒とし
て、テトラヒドロフラン、四塩化炭素、N,N−ジメチ
ルアセトアミドなどを用いることができるが、有機溶媒
を省略することもできる。シリル化温度が80℃より低
いと、反応性が充分でなく、一方140℃より高いと、
アミン塩酸塩の分解が起こり、好ましくない。
As the organic solvent for the silylation reaction, tetrahydrofuran, carbon tetrachloride, N, N-dimethylacetamide or the like can be used, but the organic solvent can be omitted. If the silylation temperature is lower than 80 ° C, the reactivity is insufficient, while if it is higher than 140 ° C,
Decomposition of amine hydrochloride occurs, which is not preferable.

【0092】同様にして、(e)芳香族ジアミノ化合物
も、シリル化することができる。上記の条件でシリル化
物を製造したならば、次に上記の化合物(d)、(e)
および(c)を所望の配合比で有機溶媒に溶解し、−1
0〜40℃で6〜24時間攪拌して、この3者を共重合
する。好ましくは、化合物(d)と化合物(e)との均
一溶液をまず調製し、これに(c)ジカルボン酸誘導体
を加える。重合温度は、−20℃未満では重合が進ま
ず、一方250℃を超す温度とするとオキサゾール閉環
反応が進行してしまう。
Similarly, the aromatic diamino compound (e) can be silylated. When the silylated product is produced under the above conditions, the following compounds (d), (e)
And (c) are dissolved in an organic solvent at a desired mixing ratio, and -1
The three are copolymerized by stirring at 0-40 ° C for 6-24 hours. Preferably, a homogeneous solution of the compound (d) and the compound (e) is first prepared, and the (c) dicarboxylic acid derivative is added thereto. If the polymerization temperature is lower than -20 ° C, the polymerization will not proceed, while if it exceeds 250 ° C, the oxazole ring-closing reaction will proceed.

【0093】以上の条件で重合反応を行うことにより、
オキサゾール閉環反応を起こすことなく、大きな重合度
を有する前駆体ランダムコポリマーが得られる。得られ
るPBO前駆体ランダムコポリマーの固有粘度η
inh ((N−メチル−2−ピロリドン、30℃、0.5
g/dl)は、0.4〜1.2程度である。
By carrying out the polymerization reaction under the above conditions,
A precursor random copolymer having a large degree of polymerization can be obtained without causing an oxazole ring-closing reaction. Intrinsic viscosity η of the resulting PBO precursor random copolymer
inh ((N-methyl-2-pyrrolidone, 30 ° C., 0.5
g / dl) is about 0.4 to 1.2.

【0094】有機溶媒を用いた溶液中の化合物(d)と
化合物(e)の量の比は、最終的に得られるランダムコ
ポリマーにおいて、剛直鎖部位に変化する部分と柔軟な
鎖部分となる部分との比率〔すなわち、上記した(化1
3)におけるmとnの比〕となるが、前駆体ランダムコ
ポリマーの使用目的に合わせて、化合物(d)と化合物
(e)の量を適宜決定する。本発明においては、m:n
は、0.01:〜99.99〜99.99:0.01の
範囲をとることができる。
The ratio of the amounts of the compound (d) and the compound (e) in the solution using an organic solvent is such that in the finally obtained random copolymer, the portion that changes to a rigid linear portion and the portion that becomes a flexible chain portion. And the ratio [that is,
The ratio of m to n in 3)], but the amounts of the compound (d) and the compound (e) are appropriately determined according to the intended use of the precursor random copolymer. In the present invention, m: n
Can range from 0.01: to 99.99 to 99.99: 0.01.

【0095】また、(c)ジカルボン酸誘導体の量は、
化合物(d)と化合物(e)の合計モル量と等量または
それ以上とする。また、有機溶媒中における化合物
(d)、化合物(e)および化合物(c)の合計量の濃
度は、0.5〜5モル/リットル程度とするのがよい。
濃度が、0.5モル/リットル未満では重合反応が進行
し難く、一方5モル/リットルを超す濃度となると、各
成分の溶解が難しくなり、好ましくない。
The amount of the (c) dicarboxylic acid derivative is
The amount is equal to or more than the total molar amount of the compound (d) and the compound (e). Further, the concentration of the total amount of the compound (d), the compound (e) and the compound (c) in the organic solvent is preferably about 0.5 to 5 mol / liter.
If the concentration is less than 0.5 mol / liter, the polymerization reaction is difficult to proceed, while if the concentration exceeds 5 mol / liter, it is difficult to dissolve each component, which is not preferable.

【0096】有機溶媒としては、例えば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−
メチル−2−ピロリドンなどのアミド系溶媒、ピリジン
などの芳香族アミン系溶媒、ジメチルスルホキシド、テ
トラメチルスルホンなどのイオウ系溶媒、ベンゼン、ト
ルエン、アニソール、ジフェニルエーテル、ニトロベン
ゼン、ベンゾニトリルなどのベンゼン系溶媒、テトラヒ
ドロフラン、1,4−ジオキサンなどのエーテル系溶
媒、クロロホルム、トリクロルエタン、四塩化炭素など
のハロゲン化炭化水素などの中性溶媒(aprotic
solvent)を挙げることができる。得られたラ
ンダムコポリマーは、公知の方法により洗浄および乾燥
することができる。
Examples of the organic solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-
Amide solvents such as methyl-2-pyrrolidone, aromatic amine solvents such as pyridine, sulfur solvents such as dimethyl sulfoxide and tetramethyl sulfone, benzene solvents such as benzene, toluene, anisole, diphenyl ether, nitrobenzene and benzonitrile, Ether-based solvents such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane, neutral solvents such as halogenated hydrocarbons such as chloroform, trichloroethane, and carbon tetrachloride (aprotic)
solvent). The obtained random copolymer can be washed and dried by a known method.

【0097】(4)PBO前駆体ブロックコポリマーの
製造 本発明において、PBO前駆体ブロックコポリマーは、
上記のランダムコポリマーと同様に上記の(化13)で
表され、上記と同様なシリル化した(d)芳香族ジアミ
ノジヒドロキシ化合物、シリル化した(e)芳香族ジア
ミノ化合物、および(c)ジカルボン酸誘導体とから製
造することができる。
(4) of the PBO precursor block copolymer
Production In the present invention, the PBO precursor block copolymer is
The same silylated (d) aromatic diaminodihydroxy compound, silylated (e) aromatic diamino compound, and (c) dicarboxylic acid represented by the above (Chemical Formula 13) similar to the above random copolymer, It can be produced from a derivative.

【0098】具体的には、PBO前駆体ブロックコポリ
マーは、(i)化合物(d)および(e)をそれぞれ、
別々に有機溶媒中で(c)ジカルボン酸誘導体と反応さ
せることにより、2種類のオリゴマーを合成し、(ii)
得られた2種類のオリゴマーを有機溶媒中で反応させる
ことにより製造することができる。ここで、説明を簡単
にするため、化合物(d)と(c)ジカルボン酸誘導体
とを反応させて得られるオリゴマーをオリゴマー(III)
と呼び、化合物(e)と(c)ジカルボン酸誘導体とを
反応させて得られるオリゴマーをオリゴマー(IV)と呼
ぶ。
Specifically, the PBO precursor block copolymer comprises (i) compounds (d) and (e), respectively.
Two kinds of oligomers are synthesized by separately reacting with (c) dicarboxylic acid derivative in an organic solvent, (ii)
It can be produced by reacting the obtained two kinds of oligomers in an organic solvent. Here, in order to simplify the explanation, the oligomer obtained by reacting the compound (d) with the (c) dicarboxylic acid derivative is referred to as an oligomer (III).
The oligomer obtained by reacting the compound (e) with the dicarboxylic acid derivative (c) is called an oligomer (IV).

【0099】(4)−1PBO前駆体ブロックコポリマ
ー用のオリゴマーの合成 上述の条件でシリル化芳香族ジアミノジヒドロキシ化合
物を製造したならば、次にこの(d)シリル化芳香族ジ
アミノヒドロキシ化合物と(c)ジカルボン酸誘導体と
を反応させて、オリゴマー(III)を製造する。(d)シ
リル化芳香族ジアミノジヒドロキシ化合物と(c)ジカ
ルボン酸誘導体との反応は、有機溶媒中で、実質的に無
水、無酸素の条件下、乾燥チッ素またはアルゴンガス下
で、使用する溶媒により多少異なるが、−10℃〜80
℃にて、5分〜2時間行えばよい。反応温度が、−20
℃未満であると反応性が充分でなく、一方100℃を超
えると上記反応物の酸化などが起こる恐れがある。好ま
しくは、反応温度を−10〜30℃とする。
(4) -1 PBO precursor block copolymer
Synthesis of oligomer for use in the production of silylated aromatic diaminodihydroxy compound under the above-mentioned conditions. Next, the silylated aromatic diaminohydroxy compound (d) is reacted with (c) dicarboxylic acid derivative to produce an oligomer. (III) is produced. The reaction between the (d) silylated aromatic diaminodihydroxy compound and the (c) dicarboxylic acid derivative is carried out in an organic solvent under substantially anhydrous and oxygen-free conditions under dry nitrogen or argon gas and the solvent used. -10 ℃ to 80
It may be carried out at 5 ° C. for 5 minutes to 2 hours. The reaction temperature is -20
If the temperature is lower than 0 ° C, the reactivity is insufficient, whereas if the temperature exceeds 100 ° C, the above reaction product may be oxidized. The reaction temperature is preferably -10 to 30 ° C.

【0100】化合物(d)のモル量と(c)ジカルボン
酸誘導体のモル量とは、基本的には等量とするが、化合
物(d)に対し(c)ジカルボン酸誘導体のモル量を適
宜増減するのがよい。この化合物(c)ジカルボン酸誘
導体の量の調節については後述する。また、有機溶媒中
における化合物(d)と(c)ジカルボン酸誘導体の合
計量の濃度は、0.5〜5モル/リットル程度とするの
がよい。濃度が5モル/リットルを超えると、各成分の
溶解が難しくなり、好ましくない。
The molar amount of the compound (d) and the molar amount of the (c) dicarboxylic acid derivative are basically the same, but the molar amount of the (c) dicarboxylic acid derivative relative to the compound (d) is appropriately set. It is better to increase or decrease. The adjustment of the amount of the compound (c) dicarboxylic acid derivative will be described later. Further, the concentration of the total amount of the compound (d) and the dicarboxylic acid derivative (c) in the organic solvent is preferably about 0.5 to 5 mol / liter. When the concentration exceeds 5 mol / liter, it becomes difficult to dissolve each component, which is not preferable.

【0101】有機溶媒としては、ランダムコポリマーの
製造の際に用いられるものと同様のものが挙げられる。
化合物(d)と(c)ジカルボン誘導体との重合反応
は、以下のとおり進行するものと考えられる。なお、下
記の反応式(化15)において、(d)シリル化芳香族
ジアミノヒドロキシ化合物としては、ジアミノジヒドロ
キシベンゼンをシリル化したものを用いている。
As the organic solvent, those similar to those used in the production of the random copolymer can be mentioned.
The polymerization reaction between the compound (d) and the dicarboxylic derivative (c) is considered to proceed as follows. In addition, in the following reaction formula (Formula 15), as (d) silylated aromatic diaminohydroxy compound, a compound obtained by silating diaminodihydroxybenzene is used.

【0102】[0102]

【化15】 Embedded image

【0103】(ただし、式中、Arは芳香族残基、Xは
ハロゲン、Meはメチル基を表す。) オリゴマー(IV) の合成も、上述したオリゴマー(III)
の合成と同様にし、化合物(e)として芳香族ジアミノ
化合物をシリル化したものを用い、これを(c)ジカル
ボン酸誘導体と反応させて行うことができる。
(In the formula, Ar represents an aromatic residue, X represents a halogen, and Me represents a methyl group.) The oligomer (IV) can also be synthesized by the above-mentioned oligomer (III).
In the same manner as in the synthesis of, the compound (e) can be obtained by using a silylated aromatic diamino compound and reacting it with the dicarboxylic acid derivative (c).

【0104】オリゴマー(IV) の合成の場合も、(c)
ジカルボン酸誘導体の量は基本的には化合物(e)のモ
ル量と等量とするが、オリゴマー(III)の合成時の
(c)ジカルボン酸誘導体の量の調節に合わせて、オリ
ゴマー(IV) の合成における(c)ジカルボン酸誘導体
の量も調節するのがよい。これについては後述する。
Also in the case of the synthesis of the oligomer (IV), (c)
The amount of the dicarboxylic acid derivative is basically the same as the molar amount of the compound (e), but the oligomer (IV) is adjusted according to the adjustment of the amount of the (c) dicarboxylic acid derivative during the synthesis of the oligomer (III). The amount of the (c) dicarboxylic acid derivative in the synthesis of is also preferably adjusted. This will be described later.

【0105】有機溶媒中における化合物(e)および
(c)ジカルボン酸誘導体の合計量の濃度は、0.5〜
5モル/リットル程度とするのがよい。濃度が5モル/
リットルを超えると、各成分の溶解が難しくなり、好ま
しくない。また、重合反応は、−10〜80℃にて、5
分〜2時間行えばよい。反応温度が、−20℃未満であ
ると、反応性が充分でなく、一方100℃を超えると上
記反応物の酸化などが起こる恐れがある。好ましくは、
反応温度を−10〜30℃とする。
The concentration of the total amount of the compound (e) and the dicarboxylic acid derivative (c) in the organic solvent is from 0.5 to
It is preferable that the amount is about 5 mol / liter. Concentration is 5 mol /
When it exceeds liter, it becomes difficult to dissolve each component, which is not preferable. The polymerization reaction is carried out at -10 to 80 ° C for 5 minutes.
It may be done for a minute to two hours. If the reaction temperature is less than -20 ° C, the reactivity is insufficient, while if it exceeds 100 ° C, the reaction product may be oxidized. Preferably,
The reaction temperature is -10 to 30 ° C.

【0106】なお、オリゴマー(IV) の合成に用いる有
機溶媒としては、上述のオリゴマー(III)の合成に用い
たものと同様のものが挙げられる。化合物(e)と
(c)ジカルボン誘導体との重合反応は、以下のとおり
進行するものと考えられる。なお、下記の反応式(化1
6)において、(e)シリル化芳香族ジアミノ化合物と
しては、3,4′−ジアミノジフェニルエーテルをシリ
ル化したものを用いている。
The organic solvent used for the synthesis of the oligomer (IV) may be the same as that used for the synthesis of the oligomer (III). The polymerization reaction of the compound (e) and the dicarboxylic derivative (c) is considered to proceed as follows. In addition, the following reaction formula (Formula 1
In (6), as (e) silylated aromatic diamino compound, 3,4'-diaminodiphenyl ether silylated is used.

【0107】[0107]

【化16】 Embedded image

【0108】(ただし、式中、Arは芳香族残基、Xは
ハロゲン、Meはメチル基を表す。) 次に、オリゴマー(III)およびオリゴマー(IV) の合成
における(c)ジカルボン酸誘導体の量の調節について
説明する。それぞれのオリゴマーの合成においては、化
合物(d)または化合物(e)のモル量とジカルボン酸
誘導体のモル量は基本的には等量とするが、以下の理由 オリゴマー(III)と、オリゴマー(IV) とが良好に反
応できるように、オリゴマー(III)、オリゴマー(IV)
のうちの一方における末端を−COClとし、他方のオ
リゴマーの末端を−NH2 とするため、および オリゴマー(III)あるいは(IV) の分子量を適切なも
のとするために、化合物(d)あるいは化合物(e)に
対して(c)ジカルボン酸誘導体のモル量を適宜増減す
るのがよい。
(In the formula, Ar is an aromatic residue, X is a halogen, and Me is a methyl group.) Next, in the synthesis of the oligomer (III) and the oligomer (IV), the (c) dicarboxylic acid derivative The adjustment of the amount will be described. In the synthesis of the respective oligomers, the molar amount of the compound (d) or the compound (e) and the molar amount of the dicarboxylic acid derivative are basically the same, but the following reasons are mentioned: the oligomer (III) and the oligomer (IV ), Oligomer (III), oligomer (IV)
The end of one of the -COCl, the end of the other oligomer to a -NH 2, and to the molecular weight of the oligomer (III) or (IV) as appropriate, the compound (d) or the compound It is preferable to appropriately increase or decrease the molar amount of the (c) dicarboxylic acid derivative with respect to (e).

【0109】本発明者らの研究によれば、後述する前駆
体コポリマーの製造において、オリゴマー(III)を比較
的多く用いる場合には(すなわち、最終的に得られるP
BOコポリマー中に、ジヒドロキシル基を有する剛直部
位を多く導入する場合には)、オリゴマー(III)の合成
における(c)ジカルボン酸誘導体の量を化合物(d)
のモル数より多少多めにするのがよい。一方、前駆体コ
ポリマーの製造において、オリゴマー(III)の量をオリ
ゴマー(IV) の量より少なくする場合には、オリゴマー
(III)の合成における(c)ジカルボン酸誘導体の量を
化合物(d)のモル数よりわずかに少なめにするのがよ
い。ただし、一方のオリゴマーの合成において、(c)
ジカルボン酸誘導体の量を少々減じた場合には、その減
じた分だけ、他方のオリゴマーの合成において(c)ジ
カルボン酸誘導体の量を増やす。
According to the research conducted by the present inventors, when a relatively large amount of the oligomer (III) is used in the production of the precursor copolymer described later (that is, P
In the case where many rigid sites having dihydroxyl groups are introduced into the BO copolymer), the amount of the (c) dicarboxylic acid derivative in the synthesis of the oligomer (III) is set to the compound (d).
It is better to add a little more than the number of moles of. On the other hand, when the amount of the oligomer (III) is smaller than that of the oligomer (IV) in the production of the precursor copolymer, the amount of the (c) dicarboxylic acid derivative in the synthesis of the oligomer (III) is less than that of the compound (d). It is better to be slightly less than the number of moles. However, in the synthesis of one oligomer, (c)
When the amount of the dicarboxylic acid derivative is slightly reduced, the amount of the (c) dicarboxylic acid derivative is increased in the synthesis of the other oligomer by the reduced amount.

【0110】(4)−2PBOブロックコポリマーの製
上述した方法により得られるオリゴマー(III)とオリゴ
マー(IV) とを有機溶媒中で反応させ、ブロックコポリ
マーを合成する。有機溶媒としては、上記のオリゴマー
(III)あるいは(IV) の合成で用いたものを使用するこ
とができる。
(4) Preparation of 2PBO Block Copolymer
The oligomer (III) and the oligomer (IV) obtained by the above - mentioned method are reacted in an organic solvent to synthesize a block copolymer. As the organic solvent, those used in the synthesis of the above-mentioned oligomer (III) or (IV) can be used.

【0111】具体的には、オリゴマー(III)を溶解した
有機溶媒とオリゴマー(IV) を溶解した有機溶媒を混合
し、−10〜40℃で2〜24時間攪拌してブロックコ
ポリマーを合成する。−20℃未満では、重合が進ま
ず、一方250℃を超す温度とすると、オキサゾール閉
環反応が進行してしまう。
Specifically, an organic solvent in which the oligomer (III) is dissolved and an organic solvent in which the oligomer (IV) is dissolved are mixed and stirred at -10 to 40 ° C for 2 to 24 hours to synthesize a block copolymer. If the temperature is lower than -20 ° C, the polymerization does not proceed. On the other hand, if the temperature exceeds 250 ° C, the oxazole ring-closing reaction proceeds.

【0112】以上の条件で重合反応を行うことにより、
オキサゾール閉環反応を起こすことなく、大きな重合度
を有するブロックコポリマーが得られる。得られるPB
O前駆体ブロックコポリマーの固有粘度ηinh (N−メ
チル−2−ピロリドン、30℃、0.5g/dl)は、
0.4〜1.5程度である。
By carrying out the polymerization reaction under the above conditions,
A block copolymer having a large degree of polymerization can be obtained without causing an oxazole ring-closing reaction. PB obtained
The intrinsic viscosity η inh (N-methyl-2-pyrrolidone, 30 ° C., 0.5 g / dl) of the O precursor block copolymer is
It is about 0.4 to 1.5.

【0113】オリゴマー(III)とオリゴマー(IV) との
重合反応は、以下(化17)のとおりに進行し、ブロッ
クコポリマーが得られる。ここで、オリゴマー(III)と
して先に(化15)で示した反応により得られたものを
用い、オリゴマー(IV) としては(化16)で示したも
のを用いているが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
The polymerization reaction of the oligomer (III) and the oligomer (IV) proceeds as shown in the following (Chemical formula 17) to obtain a block copolymer. Here, as the oligomer (III), the one obtained by the reaction shown in (Chemical formula 15) above is used, and as the oligomer (IV), the one shown in (Chemical formula 16) is used. It is not limited to.

【0114】[0114]

【化17】 Embedded image

【0115】ここで、mおよびnは、重合度を示してい
る。m:nは、0.01:〜99.99〜99.99:
0.01の範囲をとることができる。得られたブロック
コポリマーは、公知の方法により洗浄および乾燥するこ
とができる。
Here, m and n represent the degree of polymerization. m: n is 0.01: to 99.99 to 99.99:
It can take the range of 0.01. The block copolymer obtained can be washed and dried by known methods.

【0116】分子複合材の製造方法 本発明の微粒子分散型分子複合材を得るには、まず上述
のマトリックスポリマーと上記のようにして得られた芳
香族複素環コポリマー前駆体とを両者が良好に溶解する
有機溶媒中に溶解し相溶させたのち、脱溶媒して凝固さ
せ、マトリックスポリマーと前駆体コポリマーとからな
る分子複合材を得る。
Method for Producing Molecular Composite Material In order to obtain the fine particle-dispersed molecular composite material of the present invention, first of all, the above matrix polymer and the aromatic heterocyclic copolymer precursor obtained as described above are favorably used. After being dissolved and dissolved in an organic solvent to be dissolved, the solvent is removed and solidified to obtain a molecular composite material including a matrix polymer and a precursor copolymer.

【0117】このような有機溶媒としては、N−メチル
−2−ピロリドン、ジメチルスルフォキサイド、N,N
−ジメチルアセトアミドなどのアミド系の有機溶媒を好
適に用いることができる。
Examples of such an organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, N, N
An amide-based organic solvent such as dimethylacetamide can be preferably used.

【0118】前駆体コポリマーとマトリックスポリマー
との配合において、前駆体コポリマーの配合量が極めて
少なくても補強効果はあるが、最終的に芳香族複素環コ
ポリマーとマトリックスポリマーとの配合比が重量比で
1:99〜90:10の範囲となるように設定するのが
好ましい。補強高分子である芳香族複素環コポリマーの
配合比が多くなりすぎると、その存在が密になりすぎ、
芳香族複素環コポリマーどうしが凝集して分子レベルで
の分散が悪くなり、それが分子複合材の機械的強度を低
下させると考えられる。より好ましい配合比は、3:9
7〜80:20である。
In the blending of the precursor copolymer and the matrix polymer, the reinforcing effect can be obtained even if the blending amount of the precursor copolymer is extremely small, but finally the blending ratio of the aromatic heterocyclic copolymer and the matrix polymer is a weight ratio. It is preferable to set it in the range of 1:99 to 90:10. If the compounding ratio of the aromatic heterocyclic copolymer, which is a reinforcing polymer, becomes too large, its existence becomes too dense,
It is considered that the aromatic heterocyclic copolymers aggregate with each other to cause poor dispersion at the molecular level, which lowers the mechanical strength of the molecular composite material. A more preferable mixing ratio is 3: 9.
It is 7 to 80:20.

【0119】前駆体コポリマーとマトリックスポリマー
の溶解は、均一溶液となる限りいかなる方法で行っても
よい。例えば、前駆体コポリマーおよびマトリックスポ
リマーの溶液をそれぞれ調製し、次にこれらを混合して
均一溶液としてもよいし、前駆体コポリマーを溶解した
溶液にマトリックスポリマーを加え均一溶液としてもよ
い。また、両者を一度に1種類の溶媒に溶解させてもよ
い。最終的な溶液の濃度は、1〜40重量%が好まし
い。さらに好ましくは3〜30重量%である。1重量%
未満では、薄すぎて実用的でなく、一方40重量%を超
えると、溶解性が低下する。
The precursor copolymer and the matrix polymer may be dissolved by any method as long as a homogeneous solution is obtained. For example, a solution of the precursor copolymer and a matrix polymer may be prepared and then mixed to form a uniform solution, or the solution of the precursor copolymer may be added with the matrix polymer to form a uniform solution. Also, both may be dissolved in one kind of solvent at a time. The final concentration of the solution is preferably 1 to 40% by weight. More preferably, it is 3 to 30% by weight. 1% by weight
If it is less than the above range, it is too thin to be practical, and if it exceeds 40% by weight, the solubility is lowered.

【0120】混合時間は、用いるマトリックスポリマー
および溶媒によって多少異なるが、6時間〜30日程度
がよい。また、混合の温度は、−15〜150℃とする
のがよいが、好ましくは室温〜80℃であり、さらに好
ましくは室温〜60℃である。前駆体コポリマーとマト
リックスポリマーの溶液の調製および混合は、チッ素ガ
ス、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気下、または真
空中で行うのがよい。
The mixing time varies somewhat depending on the matrix polymer and solvent used, but is preferably about 6 hours to 30 days. The mixing temperature is preferably −15 to 150 ° C., preferably room temperature to 80 ° C., more preferably room temperature to 60 ° C. The solution of the precursor copolymer and the matrix polymer may be prepared and mixed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, or in vacuum.

【0121】脱溶媒の方法としては、マトリックスポリ
マーと芳香族複素環コポリマー前駆体との相溶溶液を、
両者のポリマーの非溶媒中に投入する、あるいは乾燥し
てキャストフィルムにするなどの方法がある。
As the method for removing the solvent, a compatible solution of the matrix polymer and the aromatic heterocyclic copolymer precursor is prepared.
There is a method in which the both polymers are put in a non-solvent or dried to form a cast film.

【0122】非溶媒としては、メタノール、エタノール
などのアルコール、蒸留水などが挙げられる。投入方法
は、どのような方法でもよく、ポリマー溶液を、噴霧、
滴下、繊維状に流し込む、板上に広げて非溶媒中、ある
いは加熱、減圧により脱溶媒して凝固させるなどの方法
があるが、これらに限定されるものではない。なかで
も、噴霧する方法が好ましい。
Examples of the non-solvent include alcohols such as methanol and ethanol, distilled water and the like. The charging method may be any method, such as spraying the polymer solution,
Examples of the method include, but are not limited to, dropping, pouring into fibers, spreading on a plate in a non-solvent, or desolvating by heating or decompression to solidify. Of these, the method of spraying is preferable.

【0123】なお、PBO前駆体コポリマーを用いる場
合、化合物(d)、(e)としてシリル化物を用いた場
合には、メチルアルコールなどのアルコール中で数時間
攪拌し、アルコール洗浄を繰り返すことにより、下記反
応式(化18)に例示するように脱シリル化反応処理を
施す。なお、式中、Arは、芳香族残基である。
In the case of using the PBO precursor copolymer, in the case of using a silylated compound as the compounds (d) and (e), the mixture is agitated in an alcohol such as methyl alcohol for several hours, and alcohol washing is repeated. As illustrated in the following reaction formula (Formula 18), desilylation reaction treatment is performed. In the formula, Ar is an aromatic residue.

【0124】[0124]

【化18】 Embedded image

【0125】次に、上記で得られた前駆体コポリマーと
マトリックスポリマーとの複合体を加熱し、前駆体コポ
リマー中においてチアゾールあるいはオキサゾール閉環
反応を起こし、芳香族複素環コポリマーの複合材を得
る。
Next, the composite of the precursor copolymer and the matrix polymer obtained above is heated to cause a thiazole or oxazole cyclization reaction in the precursor copolymer to obtain a composite material of an aromatic heterocyclic copolymer.

【0126】この加熱において、PBT前駆体コポリマ
ーであればアルキル基R、PBO前駆体コポリマーであ
れば水素が離脱するとともに、その部位でチアゾール
環、あるいはオキサゾール環が形成され、芳香族複素環
コポリマーが形成される。前駆体コポリマーとして上述
の(化12)に示す反応式で得られたもの(PBT前駆
体コポリマー)を用いれば、下記構造式(化19)の芳
香族複素環コポリマーが形成される。
In this heating, the alkyl group R is released in the case of the PBT precursor copolymer, and hydrogen is released in the case of the PBO precursor copolymer, and the thiazole ring or the oxazole ring is formed at that site, and the aromatic heterocyclic copolymer is formed. It is formed. When the precursor copolymer (PBT precursor copolymer) obtained by the reaction formula shown in (Formula 12) is used as the precursor copolymer, an aromatic heterocyclic copolymer having the following structural formula (Formula 19) is formed.

【0127】[0127]

【化19】 Embedded image

【0128】また、前駆体コポリマーとして上述の(化
18)に示す反応式で得られたもの(PBO前駆体コポ
リマー)を用いれば、下記構造式(化20)の芳香族複
素環コポリマーが形成される。
If the precursor copolymer (PBO precursor copolymer) obtained by the reaction formula shown in (Chemical Formula 18) above is used, an aromatic heterocyclic copolymer having the following structural formula (Chemical Formula 20) is formed. It

【0129】[0129]

【化20】 Embedded image

【0130】前駆体コポリマーとマトリックスポリマー
との均一混合物の加熱温度は、用いるマトリックスポリ
マーの種類によって異なるが、一般には250℃〜40
0℃とする。250℃未満の温度では、チアゾール環あ
るいはオキサゾール環の形成は見られない。一方、40
0℃を超えると、ポリマーの分解が始まり好ましくな
い。PBTの場合、330℃、30分程度で行うのが、
最適である。また、PBOの場合、350℃、30分程
度で行うのが最適である。加熱は、一定の加熱温度によ
るものだけでなく、段階的に温度を変える加熱プログラ
ムによるものでもよい。また、加熱は、真空中で行うこ
とが好ましい。
The heating temperature of the homogeneous mixture of the precursor copolymer and the matrix polymer varies depending on the kind of the matrix polymer used, but is generally 250 ° C to 40 ° C.
Set to 0 ° C. At temperatures below 250 ° C, formation of thiazole or oxazole rings is not seen. On the other hand, 40
If it exceeds 0 ° C, decomposition of the polymer starts and it is not preferable. In the case of PBT, it takes about 30 minutes at 330 ℃,
Optimal. Further, in the case of PBO, it is optimal to carry out at 350 ° C. for about 30 minutes. The heating may be performed not only by a constant heating temperature but also by a heating program in which the temperature is changed stepwise. Further, the heating is preferably performed in vacuum.

【0131】このようにして得られたマトリックスポリ
マーと芳香族複素環コポリマーの複合材を金型ホットプ
レス法にて成形することにより、本発明の複合材成形品
を得ることができる。成形温度は、200〜400℃が
好ましい。200℃未満では、成形流動性が小さく、一
方400℃を超えるとポリマーの分解が始まり好ましく
ない。また、圧力は、60〜300kgf/cm2 が好
ましく、より好ましくは80〜150kgf/cm2
ある。60kgf/cm2 未満では、成形品にボイドが
生じやすく、一方300kgf/cm2 を超えると、残
留応力の問題が生じやすい。なお、金型ホットプレス成
形は、アルゴン雰囲気グローブボックス中で行うことが
好ましい。
The composite material of the present invention can be obtained by molding the composite material of the matrix polymer thus obtained and the aromatic heterocyclic copolymer by a mold hot pressing method. The molding temperature is preferably 200 to 400 ° C. If it is less than 200 ° C, the molding fluidity is low, while if it exceeds 400 ° C, the polymer starts to decompose, which is not preferable. Further, the pressure is preferably 60 to 300 kgf / cm 2 , and more preferably 80 to 150 kgf / cm 2 . If it is less than 60 kgf / cm 2 , voids are likely to occur in the molded product, while if it exceeds 300 kgf / cm 2 , the problem of residual stress tends to occur. The mold hot press molding is preferably performed in an argon atmosphere glove box.

【0132】上述した方法によれば、マトリックスポリ
マー中に分子レベルで均一に分散した前駆体コポリマー
がそのまま芳香族複素環コポリマーになるので、芳香族
複素環コポリマーはマトリックスポリマー中に微細に均
一に分散することになり、良好な機械的特性を有する分
子複合材となる。
According to the above-mentioned method, since the precursor copolymer uniformly dispersed in the matrix polymer at the molecular level becomes the aromatic heterocyclic copolymer as it is, the aromatic heterocyclic copolymer is finely and uniformly dispersed in the matrix polymer. As a result, a molecular composite material having good mechanical properties is obtained.

【0133】このようにして得られる本発明の複合材
は、微細にナノメーター単位で複合されている。図1
に、本発明の複合材の状態を表す模式図を示す。マトリ
ックスリッチ相を島とし、強化材である芳香族複素環コ
ポリマーを海としており、その強化材リッチ相には強化
材が最大径(φ)100nm以内の微粒子として均一に
分散している。これは、図2に示す本発明の複合材の電
子顕微鏡写真(倍率;40,000倍)により明らかで
ある。本発明の複合材は、このように強化材である芳香
族複素環コポリマーが微粒子分散構造を形成しており、
一般的な溶融成形が可能となり、成形時にも強化材ポリ
マーの凝集などがなく、大きな相分離を生じない。これ
により、本発明の複合材は、優れた機械的物性を有す
る。
The composite material of the present invention thus obtained is finely composited in nanometer units. FIG.
A schematic diagram showing the state of the composite material of the present invention is shown in FIG. The matrix-rich phase is an island and the aromatic heterocyclic copolymer, which is a reinforcing material, is the sea. The reinforcing material is uniformly dispersed in the reinforcing material-rich phase as fine particles having a maximum diameter (φ) of 100 nm or less. This is clear from the electron micrograph (magnification: 40,000 times) of the composite material of the present invention shown in FIG. In the composite material of the present invention, the aromatic heterocyclic copolymer that is the reinforcing material thus forms a fine particle dispersed structure,
General melt molding is possible, and during molding, there is no agglomeration of the reinforcing polymer and no large phase separation occurs. Therefore, the composite material of the present invention has excellent mechanical properties.

【0134】[0134]

【作用】芳香族複素環ポリマーは、その高い剛直性のた
めに一般に溶解性に乏しく、強酸にのみ可溶であり、熱
により溶融することがなく、また相溶性にも劣り、成形
加工が困難であり、マトリックスポリマーと複合材料と
する際においても問題がある。
[Function] Aromatic heterocyclic polymers generally have poor solubility due to their high rigidity, are soluble only in strong acids, do not melt by heat, and have poor compatibility, making molding difficult. Therefore, there is a problem in forming a composite material with the matrix polymer.

【0135】本発明では、このような欠点を解決する手
段として、芳香族複素環ポリマーにマトリックスポリマ
ーと同一または類似のフラグメントを導入し共重合体と
し、マトリックスポリマーとの相溶性を向上させたもの
である。そして、補強材である芳香族複素環コポリマー
を、微細にナノメーター単位でマトリックスポリマー中
に良好に均一に分散させ、複合させたものである。かく
て、一般的な溶融成形が可能となり、成形時にも大きな
相分離を生じず、芳香族複素環コポリマーの凝集もな
く、機械的特性に優れた分子複合材を得ることができ
る。
In the present invention, as a means for solving such a drawback, a compound in which a fragment which is the same as or similar to the matrix polymer is introduced into an aromatic heterocyclic polymer to form a copolymer to improve the compatibility with the matrix polymer. Is. Then, the aromatic heterocyclic copolymer, which is the reinforcing material, is finely and finely dispersed in the matrix polymer in the unit of nanometer, and is composited. Thus, general melt molding becomes possible, a large phase separation does not occur during molding, and the aromatic heterocyclic copolymer does not aggregate, so that a molecular composite material having excellent mechanical properties can be obtained.

【0136】[0136]

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳しく
説明する。 実施例1(1) PBT前駆体ランダムコポリマーの合成 下記式(化21)
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Example 1 (1) Synthesis of PBT precursor random copolymer

【0137】[0137]

【化21】 で表される化合物(a)8ミリモルと、下記式(化2
2)
[Chemical 21] And 8 mmol of the compound (a) represented by
2)

【0138】[0138]

【化22】 Embedded image

【0139】で表される化合物(b)2ミリモルとを、
アルゴン雰囲気下、N−メチル−ピロリドン(以下「N
MP」と呼ぶ)15mlに溶解し、均一な溶液を調製し
た。この溶液を容器ごと氷冷し、化合物(c)として2
−クロロテレフタル酸ジクロライド10ミリモルを加え
た。溶液を攪拌しながら、徐々に温度を上げて行き、室
温に達したところで温度を保ち、さらに6時間反応させ
た。得られたエメラルドグリーンの溶液を大量のメタノ
ール中に注いだ。なお、この操作は、メタノールを攪拌
しながら行った。
2 mmol of the compound (b) represented by
Under an argon atmosphere, N-methyl-pyrrolidone (hereinafter "N
(Referred to as “MP”) and dissolved in 15 ml to prepare a uniform solution. This solution was ice-cooled together with the container to obtain 2 as the compound (c).
10 ml of chloroterephthalic acid dichloride was added. While stirring the solution, the temperature was gradually raised, and when the temperature reached room temperature, the temperature was maintained and the reaction was continued for 6 hours. The resulting emerald green solution was poured into a large amount of methanol. This operation was performed while stirring methanol.

【0140】30分間攪拌を続けたのち、ろ過し、さら
に水−メタノール溶液で一晩還流し、溶媒を除去した。
得られたポリマーを真空中、100℃で24時間乾燥し
た。収量は、99.8%であった。このポリマーの固有
粘度ηinh は、1.4であった。なお、固有粘度の測定
は、NMP中で、ポリマー濃度を0.5g/dlとし、
30℃にてウベローデ法により行った。得られたランダ
ムコポリマーの構造は、以下の(化23)のとおりであ
ると推定される。
After continuing stirring for 30 minutes, the mixture was filtered and further refluxed with a water-methanol solution overnight to remove the solvent.
The obtained polymer was dried in vacuum at 100 ° C. for 24 hours. The yield was 99.8%. The intrinsic viscosity η inh of this polymer was 1.4. The intrinsic viscosity was measured in NMP with a polymer concentration of 0.5 g / dl,
It was carried out by the Ubbelohde method at 30 ° C. The structure of the obtained random copolymer is presumed to be as shown below.

【0141】[0141]

【化23】 Embedded image

【0142】なお、このポリマーにおいて、m:nは、
8:2となる。(2)分子複合材の製造 上記のようにして得られた前駆体ランダムコポリマー1
8.35gとマトリックスポリマーとして下記の式(化
24)で表される芳香族ポリアミド〔東レ(株)製、T
X−1〕21.64gをNMP160mlに溶解し、室
温〜80℃で1週間攪拌して混合し、均一な茶褐色の溶
液を得た。
In this polymer, m: n is
It is 8: 2. (2) Production of molecular composite material Precursor random copolymer 1 obtained as described above
8.35 g and an aromatic polyamide represented by the following formula (Formula 24) as a matrix polymer [Tray Co., Ltd., T
X-1] 21.64 g was dissolved in 160 ml of NMP and mixed by stirring at room temperature to 80 ° C. for 1 week to obtain a uniform brown solution.

【0143】[0143]

【化24】 Embedded image

【0144】この溶液を大量のエタノール中にスプレー
して、凝固粉を得た。これをろ過し、得られた凝固粉を
100℃で真空乾燥した。この真空乾燥した粉体を真空
中330℃で30分間熱処理し、前駆体ランダムコポリ
マーを閉環しPBTコポリマーとした。PBTの含有量
は、30重量%となる。
This solution was sprayed into a large amount of ethanol to obtain a coagulated powder. This was filtered, and the obtained coagulated powder was vacuum dried at 100 ° C. This vacuum-dried powder was heat-treated in vacuum at 330 ° C. for 30 minutes to ring-close the precursor random copolymer to obtain a PBT copolymer. The content of PBT is 30% by weight.

【0145】このようにして得られた複合材を図14に
示す金型に充填し、金型ホットプレス法にて、15×5
0×2t(mm)の成形品T/Pを得た。このときの金
型の加熱プログラムを、図3に示す。圧力は、100k
gf/cm2 であった。
The composite material thus obtained was filled in a mold shown in FIG. 14 and was subjected to 15 × 5 by a mold hot pressing method.
A molded product T / P of 0 × 2t (mm) was obtained. The mold heating program at this time is shown in FIG. Pressure is 100k
gf / cm 2 .

【0146】得られた成形品の曲げ物性は、弾性率が6
44kgf/mm2 、強度が6.8kgf/mm2 であ
った。また、成形品の透過電子顕微鏡(超薄切片法)写
真を図2に示す。この写真より、成形品は、島状の部分
とこれを含んだ海状の部分の2相からなり、しかも海状
の部分中には最大径(φ)10〜50nmの粒子が均一
に分散していることが分かる。
The bending property of the obtained molded product has an elastic modulus of 6
The strength was 44 kgf / mm 2 and the strength was 6.8 kgf / mm 2 . Further, a transmission electron microscope (ultra thin section method) photograph of the molded product is shown in FIG. From this photograph, the molded product consists of two phases, an island-shaped portion and a sea-shaped portion containing the same, and particles having a maximum diameter (φ) of 10 to 50 nm are uniformly dispersed in the sea-shaped portion. I understand that.

【0147】この写真を模式化したものが図1である
が、この図の海状の部分および島状の部分のEDXスペ
クトルをとり、それぞれ図4〜5に示す。海状の部分は
S、Clが含まれるが、島状の部分にはこれらが含まれ
ず、海状の部分がポリベンゾチアゾールリッチ相、島状
の部分がマトリックスリッチ相だということが分かる。
FIG. 1 is a schematic representation of this photograph. EDX spectra of the sea-shaped portion and the island-shaped portion in this figure are taken and shown in FIGS. 4 to 5, respectively. It can be seen that the sea-shaped portion contains S and Cl, but the island-shaped portion does not contain these, and the sea-shaped portion is the polybenzothiazole-rich phase and the island-shaped portion is the matrix-rich phase.

【0148】このように、本発明の複合材料は、マトリ
ックスリッチ相を島とし、強化ポリマーリッチ相を海と
した2相複合材料であり、強化ポリマーリッチ相には、
強化材が微粒子として均一に分散している。
As described above, the composite material of the present invention is a two-phase composite material in which the matrix-rich phase is an island and the reinforced polymer-rich phase is the sea.
The reinforcing material is uniformly dispersed as fine particles.

【0149】比較例1 実施例1において用いたマトリックスポリマーのみか
ら、金型ホットプレス法により、100kgf/cm2
の条件で、50×15×2t(mm)の成形品T/Pを
得た。なお、図6に加熱プログラムを示す。得られた成
形品の曲げ物性は、弾性率が479kgf/mm2 、強
度が20.4kgf/mm2 であった。実施例1と比較
例1の物性の比較を表1に示す。
Comparative Example 1 100 kgf / cm 2 was obtained from only the matrix polymer used in Example 1 by a die hot pressing method.
Under the conditions described above, a molded product T / P of 50 × 15 × 2t (mm) was obtained. The heating program is shown in FIG. The bending properties of the obtained molded product were an elastic modulus of 479 kgf / mm 2 and a strength of 20.4 kgf / mm 2 . Table 1 shows a comparison of the physical properties of Example 1 and Comparative Example 1.

【0150】[0150]

【表1】 [Table 1]

【0151】なお、表中、アイゾット衝撃は、室温でノ
ッチなしで測定した。また、実施例1と比較例1の高温
時の曲げ弾性率を、図7に示す。以上により、微細複合
化によって、少量の補強成分添加でも、剛性、耐衝撃
性、硬度、高温物性が大幅に向上し、熱膨張も低下した
ことが分かる。
In the table, the Izod impact was measured at room temperature without notches. Further, the bending elastic moduli of Example 1 and Comparative Example 1 at high temperature are shown in FIG. From the above, it can be seen that, even if a small amount of the reinforcing component was added, the rigidity, impact resistance, hardness, and high-temperature physical properties were significantly improved and the thermal expansion was decreased by the fine composite formation.

【0152】実施例2 前駆体ランダムコポリマーとマトリックスポリマーの混
合比を変化させ、結果としてのPBTの含有量を6〜5
0重量%の範囲とした以外は、実施例1と同様にして成
形品を得、これらの成形品の曲げ弾性率を調べた。PB
T含有量と曲げ弾性率の関係を図8に示す。
Example 2 Varying the mixing ratio of the precursor random copolymer and the matrix polymer, the resulting PBT content was 6-5.
Molded products were obtained in the same manner as in Example 1 except that the range was 0% by weight, and the flexural modulus of these molded products was investigated. PB
FIG. 8 shows the relationship between the T content and the flexural modulus.

【0153】実施例3〜8 mが6、nが4となるようにした以外は、実施例1と同
様にして前駆体ランダムコポリマーを得た。このポリマ
ーの固有粘度ηinh は、1.2であった。なお、固有粘
度の測定は、NMP中で、ポリマー濃度を0.5g/d
lとし、30℃にてウベローデ法により行った。このよ
うにして得られた前駆体ランダムコポリマー6.5gと
実施例1と同様のマトリックスポリマー4.34gを、
表2に示す量のNMPに溶解し、実施例1と同様の方法
で成形品を得た。これらの成形品のPBTの含有量は、
いずれも30重量%であった。
Examples 3 to 8 Precursor random copolymers were obtained in the same manner as in Example 1 except that m was 6 and n was 4. The intrinsic viscosity η inh of this polymer was 1.2. The intrinsic viscosity was measured in NMP at a polymer concentration of 0.5 g / d.
1 and performed at 30 ° C. by the Ubbelohde method. 6.5 g of the precursor random copolymer thus obtained and 4.34 g of the same matrix polymer as in Example 1 were
It was dissolved in the amount of NMP shown in Table 2 and a molded product was obtained in the same manner as in Example 1. The content of PBT in these molded products is
All were 30% by weight.

【0154】[0154]

【表2】 [Table 2]

【0155】これらの成形品の曲げ物性を、比較例1の
結果とともに、以下の表3に示す。また、相溶時のポリ
マー溶液濃度と曲げ弾性率の関係を示すグラフを図9に
示す。
The bending properties of these molded products are shown in Table 3 below together with the results of Comparative Example 1. A graph showing the relationship between the polymer solution concentration and the flexural modulus at the time of compatibility is shown in FIG.

【0156】[0156]

【表3】 [Table 3]

【0157】実施例9〜13 実施例1の前駆体コポリマーと同様の構造式で示され
る、前駆体ブロックコポリマーを以下のようにして製造
した。(1) オリゴマー(I)およびオリゴマー(II) の合成 乾燥したアルゴン気流下で、よく乾燥した50mlのフ
ラスコにNMP5mlを採り、これに、上記の(化2
1)で表される化合物(a)8ミリモル(2.227
g)を加えて溶解し、均一なNMP溶液を調製した。
Examples 9 to 13 Precursor block copolymers having the same structural formula as the precursor copolymer of Example 1 were prepared as follows. (1) Synthesis of Oligomer (I) and Oligomer (II) Under a dry stream of argon, 5 ml of NMP was placed in a well-dried 50 ml flask, and the
1 mmol of the compound (a) represented by 1) (2.227)
g) was added and dissolved to prepare a uniform NMP solution.

【0158】この溶液を容器ごと氷冷した状態で、さら
に化合物(c)として2−クロロテレフタル酸ジクロラ
イド8.2ミリモル(1.947g)を加えて5分間攪
拌し、オリゴマー(I)を合成した。
With this container being ice-cooled together with the solution, 8.2 mmol (1.947 g) of 2-chloroterephthalic acid dichloride as compound (c) was added and stirred for 5 minutes to synthesize oligomer (I). .

【0159】上記したオリゴマー(I)の合成と同時
に、乾燥したアルゴン気流下で、よく乾燥した50ml
のフラスコにNMP10mlを入れ、これに上記の(化
22)で表される化合物(b)2ミリモル(0.400
4g)を加えて溶解し、均一なNMP溶液を調製した。
Simultaneously with the synthesis of the above-mentioned oligomer (I), 50 ml well dried under a stream of dry argon.
10 ml of NMP was placed in the flask of (2), and 2 mmol (0.400) of the compound (b) represented by the above
4 g) was added and dissolved to prepare a uniform NMP solution.

【0160】この溶液を容器ごと氷冷した状態で、さら
に化合物(c)として2−クロロテレフタル酸ジクロラ
イド1.8ミリモル(0.427g)を加えて5分間攪
拌し、オリゴマー(II) を合成した。
While this solution was cooled in ice with the container, 1.8 mmol (0.427 g) of 2-chloroterephthalic acid dichloride as compound (c) was added and stirred for 5 minutes to synthesize oligomer (II). .

【0161】(2)PBT前駆体ブロックコポリマーの
合成 上記の操作で得られたオリゴマー(I)のNMP溶液
を、オリゴマー(II) のNMP溶液に加えた。なお、オ
リゴマー(I)のNMP溶液を、オリゴマー(II) のN
MP溶液に加えたのち、オリゴマー(I)のNMP溶液
のフラスコをさらに2mlのNMPで洗い、この洗った
NMPもオリゴマー(II) のNMP溶液に加えた。
(2) PBT precursor block copolymer
Synthesis The NMP solution of the oligomer (I) obtained by the above operation was added to the NMP solution of the oligomer (II). The NMP solution of the oligomer (I) was mixed with the NMP solution of the oligomer (II).
After addition to the MP solution, the flask of oligomer (I) NMP solution was further washed with 2 ml of NMP, and this washed NMP was also added to the oligomer (II) NMP solution.

【0162】混合したオリゴマー溶液を氷冷したまま1
時間攪拌し、さらに攪拌しながら温度を室温まで上げて
行き、室温に保持してさらに4時間攪拌を続けた。得ら
れた溶液を、大量のメタノール中に注いだ。なお、この
操作は、メタノールを攪拌しながら行った。
While the mixed oligomer solution was cooled with ice, 1
The mixture was stirred for an hour, the temperature was raised to room temperature with further stirring, the temperature was kept at room temperature, and the stirring was continued for another 4 hours. The resulting solution was poured into a large amount of methanol. This operation was performed while stirring methanol.

【0163】次に、このメタノール溶液をろ過し、得ら
れた沈澱(ポリマー)を真空中、100℃で24時間乾
燥した。収率は99.8%であった。このポリマーの固
有粘度ηinh は、1.2であった。なお、固有粘度の測
定は、NMP中でポリマー濃度を0.5g/dlとし、
30℃にてウベローデ法により行った。
Next, this methanol solution was filtered, and the obtained precipitate (polymer) was dried in vacuum at 100 ° C. for 24 hours. The yield was 99.8%. The intrinsic viscosity η inh of this polymer was 1.2. The intrinsic viscosity was measured by setting the polymer concentration in NMP to 0.5 g / dl,
It was carried out by the Ubbelohde method at 30 ° C.

【0164】なお、このポリマーにおいて、オリゴマー
(I)に由来し、剛直性を発現する部位の重合度mと、
オリゴマー(II) に由来し、柔軟性を発現する部位の重
合度nの分子全体における比(m:n、ここでmおよび
nはそれぞれポリマー全体での合計をとる)は、8:2
となる。
In this polymer, the degree of polymerization m of the site which is derived from the oligomer (I) and exhibits rigidity is
The ratio (m: n, where m and n are the totals in the entire polymer) of the degree of polymerization n of the site which is derived from the oligomer (II) and exhibits flexibility is 8: 2.
Becomes

【0165】(3)分子複合材の製造 上記の方法により得られた前駆体ブロックコポリマー
5.0gと実施例1と同様のマトリックスポリマー5.
71gを、表4に示す量のNMPに溶解し、実施例1と
同様の方法で成形品を得た。これらの成形品のPBTの
含有量は、いずれも30重量%であった。
(3) Production of Molecular Composite Material 5.0 g of the precursor block copolymer obtained by the above method and the same matrix polymer as in Example 1.
71 g was dissolved in the amount of NMP shown in Table 4, and a molded product was obtained by the same method as in Example 1. The content of PBT in each of these molded products was 30% by weight.

【0166】[0166]

【表4】 [Table 4]

【0167】成形品の曲げ物性を、比較例1の結果とと
もに、以下の表5に示す。また、相溶時のポリマー溶液
濃度と曲げ弾性率の関係を示すグラフを図10に示す。
The bending properties of the molded product are shown in Table 5 below together with the results of Comparative Example 1. Further, a graph showing the relationship between the polymer solution concentration and the flexural modulus at the time of compatibility is shown in FIG.

【0168】[0168]

【表5】 [Table 5]

【0169】実施例14〜15 化合物(c)としてイソフタル酸ジクロライドを用いた
以外は、実施例1と同様にして前駆体ランダムコポリマ
ーを得た。固有粘度ηinh は、1.4であった。なお、
固有粘度の測定は、NMP中で、ポリマー濃度を0.5
g/dlとし、30℃にてウベローデ法により行った。
得られたランダムコポリマーの構造は、以下の(化2
5)のとおりであると推定される。
Examples 14 to 15 Precursor random copolymers were obtained in the same manner as in Example 1 except that isophthalic acid dichloride was used as the compound (c). The intrinsic viscosity η inh was 1.4. In addition,
Intrinsic viscosity was measured in NMP at a polymer concentration of 0.5.
g / dl and the Ubbelohde method at 30 ° C.
The structure of the obtained random copolymer is
It is presumed to be as in 5).

【0170】[0170]

【化25】 Embedded image

【0171】得られたランダムコポリマーと実施例1と
同様のマトリックスポリマーを表6に示す量、NMP4
00mlに溶解し、実施例1と同様の方法で成形品を得
た。これらの成形品のPBT含有量を、表6に示す。
The obtained random copolymer and the same matrix polymer as in Example 1 were used in the amounts shown in Table 6, NMP4.
It was dissolved in 00 ml and a molded product was obtained in the same manner as in Example 1. Table 6 shows the PBT content of these molded products.

【0172】[0172]

【表6】 [Table 6]

【0173】成形品の曲げ物性を、比較例1の結果とと
もに、以下の表7に示す。また、PBT含有量と曲げ弾
性率の関係を、示すグラフを図11に示す。
The bending properties of the molded product are shown in Table 7 below together with the result of Comparative Example 1. Further, a graph showing the relationship between the PBT content and the flexural modulus is shown in FIG.

【0174】[0174]

【表7】 [Table 7]

【0175】実施例16〜18、比較例2 化合物(b)として下記式(化26)Examples 16 to 18 and Comparative Example 2 Compound (b) represented by the following formula (Formula 26)

【0176】[0176]

【化26】 Embedded image

【0177】で示される化合物を用いた以外は、実施例
1と同様にして、前駆体ランダムコポリマーを得た。こ
のポリマーの固有粘度ηinh は、0.88であった。な
お、固有粘度の測定は、NMP中でポリマー濃度を0.
5g/dlとし、30℃にてウベローデ法により行っ
た。得られたランダムコポリマーの構造は、以下の(化
27)のとおりであると推定される。
A precursor random copolymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the compound shown in was used. The intrinsic viscosity η inh of this polymer was 0.88. The intrinsic viscosity was measured by measuring the polymer concentration in NMP at 0.
It was 5 g / dl and was carried out by the Ubbelohde method at 30 ° C. The structure of the obtained random copolymer is presumed to be as shown below.

【0178】[0178]

【化27】 Embedded image

【0179】なお、このポリマーにおいて、m:nは、
8:2となる。上記の(化26)で示される化合物40
ミリモルをNMP60mlに溶解し、均一なNMP溶液
を調製した。この溶液を容器ごと氷冷した状態で2−ク
ロロテレフタル酸ジクロライド40ミリモルを加えて、
12時間攪拌し、マトリックスポリマーを合成した。こ
のポリマーの固有粘度ηinh は、0.55であった。な
お、固有粘度の測定は、NMP中でポリマー濃度を0.
5g/dlとし、30℃にてウベローデ法により行っ
た。得られたポリマーの構造は、以下の(化28)のと
おりであると推定される。
In this polymer, m: n is
It is 8: 2. Compound 40 represented by the above (Chemical Formula 26)
The mmol was dissolved in 60 ml of NMP to prepare a uniform NMP solution. In a state where this solution was ice-cooled together with a container, 40 mmol of 2-chloroterephthalic acid dichloride was added,
The mixture was stirred for 12 hours to synthesize a matrix polymer. The intrinsic viscosity η inh of this polymer was 0.55. The intrinsic viscosity was measured by measuring the polymer concentration in NMP at 0.
It was 5 g / dl and was carried out by the Ubbelohde method at 30 ° C. The structure of the obtained polymer is presumed to be as follows.

【0180】[0180]

【化28】 Embedded image

【0181】上記の方法により得られた前駆体ランダム
コポリマーとマトリックスポリマーを、表8に示す量、
NMP400mlに溶解し、実施例1と同様の方法で成
形品を得た。これらの成形品のPBT含有量を、表8に
示す。
The precursor random copolymer obtained by the above method and the matrix polymer were added in the amounts shown in Table 8,
Dissolved in 400 ml of NMP, a molded product was obtained in the same manner as in Example 1. Table 8 shows the PBT content of these molded products.

【0182】[0182]

【表8】 [Table 8]

【0183】また、比較例2として、マトリックスポリ
マーのみを成形した。このときの成形温度は、図12に
示す加熱プログラムによった。圧力は、10kgf/c
2であった。これらの成形品の曲げ物性を、以下の表
9に示す。また、PBT含有量と弾性率との関係を示す
グラフを図13に示す。
As Comparative Example 2, only the matrix polymer was molded. The molding temperature at this time was according to the heating program shown in FIG. Pressure is 10kgf / c
m 2 . The bending properties of these molded products are shown in Table 9 below. Further, a graph showing the relationship between the PBT content and the elastic modulus is shown in FIG.

【0184】[0184]

【表9】 [Table 9]

【0185】実施例19(1)モノマー合成 i)下記の式(化29)Example 19 (1) Monomer Synthesis i) The following formula (Formula 29)

【0186】[0186]

【化29】 Embedded image

【0187】で示される4,6−ジアミノレゾルシン2
塩酸塩50g(0.357モル)をアルゴン雰囲気に
て、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン
123ml(0.58モル)に混合した。130℃で6
時間還流し、反応させた。その後、減圧蒸留を行い、1
0Torrにてオイルバス温度200〜210℃の留分
を得た。このようにして下記の式(化30)
4,6-diaminoresorcinol 2 represented by
50 g (0.357 mol) of the hydrochloride was mixed with 123 ml (0.58 mol) of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane in an argon atmosphere. 6 at 130 ° C
Reflux for a period of time to react. Then, vacuum distillation is performed to
A fraction having an oil bath temperature of 200 to 210 ° C. was obtained at 0 Torr. Thus, the following formula (Formula 30)

【0188】[0188]

【化30】 Embedded image

【0189】で示されるモノマーAを得た。収率は60
%であった。なお、Meは、メチル基である。 ii)上記の(化22)で表される化合物(b)10g
(0.05モル)をアルゴン雰囲気にて、1,1,1,
3,3,3−ヘキサメチルジシラザン50ml(0.2
4モル)に混合した。130℃で6時間還流し、反応さ
せた。その後、減圧蒸留を行い、10Torrにてオイ
ルバス温度200℃の留分を得た。このようにして下記
の式(化31)
A monomer A represented by is obtained. Yield is 60
%Met. In addition, Me is a methyl group. ii) 10 g of the compound (b) represented by the above (formula 22)
(0.05 mol) in an argon atmosphere, 1, 1, 1,
50 ml of 3,3,3-hexamethyldisilazane (0.2
4 mol). The mixture was refluxed at 130 ° C. for 6 hours to be reacted. Then, vacuum distillation was performed to obtain a fraction having an oil bath temperature of 200 ° C. at 10 Torr. Thus, the following formula (Formula 31)

【0190】[0190]

【化31】 Embedded image

【0191】で示されるモノマーBを得た。収率は、7
0%であった。なお、Meは、メチル基である。(2) PBO前駆体ランダムコポリマーの合成 上記のようにして得られたモノマーA16ミリモルとモ
ノマーB4ミリモルとを、アルゴン雰囲気下、NMP2
0mlに溶解させた。これを氷冷しながら攪拌しつつ、
2−塩化テレフタロイルジクロリド20ミリモルを加
え、0℃〜室温で6時間攪拌した。80℃、減圧下で溶
媒を除き、下記の(化32)で示される前駆体ランダム
コポリマーを得た。このポリマーの固有粘度ηinh は、
0.98であった。なお、固有粘度の測定は、NMP中
でポリマー濃度を0.5g/dlとし、30℃にてウベ
ローデ法により行った。なお、このポリマーにおいて、
m:nは、8:2となる。
A monomer B represented by is obtained. Yield is 7
It was 0%. In addition, Me is a methyl group. (2) Synthesis of PBO Precursor Random Copolymer 16 mmol of the monomer A and 4 mmol of the monomer B obtained as described above were subjected to NMP2 under an argon atmosphere.
It was dissolved in 0 ml. While stirring this while cooling with ice,
20 mmol of 2-chloroterephthaloyl dichloride was added, and the mixture was stirred at 0 ° C to room temperature for 6 hours. The solvent was removed under reduced pressure at 80 ° C. to obtain a precursor random copolymer represented by the following (Chemical Formula 32). The intrinsic viscosity η inh of this polymer is
It was 0.98. The intrinsic viscosity was measured by the Ubbelohde method at 30 ° C. with a polymer concentration of 0.5 g / dl in NMP. In this polymer,
m: n is 8: 2.

【0192】[0192]

【化32】 Embedded image

【0193】このようにして得られたPBO前駆体ラン
ダムコポリマー5.56gと実施例1と同様のマトリッ
クスポリマー6.14gをNMP46.8mlに溶解さ
せ、室温で1週間攪拌した。その後、この溶液をスプレ
ーにて多量のエタノール中に吹き込み、急速凝固粉を得
た。この凝固粉を、メタノール/水(1:1)混合液中
で2時間還流させて脱シリル化し、100℃で真空乾燥
した。脱シリル化後のポリマーの構造式を(化33)に
示す。
5.56 g of the PBO precursor random copolymer thus obtained and 6.14 g of the same matrix polymer as in Example 1 were dissolved in 46.8 ml of NMP and stirred at room temperature for 1 week. Then, this solution was sprayed into a large amount of ethanol to obtain a rapidly solidified powder. This coagulated powder was desilylated by refluxing it in a mixed solution of methanol / water (1: 1) for 2 hours, and dried under vacuum at 100 ° C. The structural formula of the polymer after desilylation is shown in Chemical formula 33.

【0194】[0194]

【化33】 Embedded image

【0195】脱シリル化した凝固粉を真空中で350℃
にて30分間熱処理し閉環反応を行い、PBOコポリマ
ーとした。実施例1と同様に金型ホットプレス法により
50×15×2tの成形品を得た。この成形品の曲げ物
性は、弾性率が604kgf/mm2 、強度は2.5k
gf/mm2 であった。
The desilylated coagulated powder was heated at 350 ° C. in vacuum.
At 30 minutes, it heat-treated and the ring-closing reaction was performed, and it was set as the PBO copolymer. In the same manner as in Example 1, a 50 × 15 × 2t molded product was obtained by the die hot pressing method. The bending property of this molded product is such that the elastic modulus is 604 kgf / mm 2 and the strength is 2.5 k.
gf / mm 2 .

【0196】[0196]

【発明の効果】本発明の方法では、補強高分子である芳
香族複素環ポリマーにマトリックスポリマーと同一また
は類似のフラグメントを導入し共重合体とし、補強高分
子とマトリックスポリマーとの相溶性を向上させること
ができる。そして、補強材である芳香族複素環コポリマ
ーを微細に、ナノメーター単位でマトリックスポリマー
中に良好に均一に分散させ、複合させることができる。
かくて、一般的な溶融成形が可能となり、成形時にも大
きな相分離を生じず、芳香族複素環コポリマーの凝集も
なく、機械的特性に優れた分子複合材を得ることができ
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the method of the present invention, the compatibility between the reinforcing polymer and the matrix polymer is improved by introducing a fragment, which is the same as or similar to the matrix polymer, into the aromatic heterocyclic polymer which is the reinforcing polymer to form a copolymer. Can be made. Then, the aromatic heterocyclic copolymer that is the reinforcing material can be finely and uniformly dispersed in the matrix polymer in the unit of nanometer to form a composite.
Thus, general melt molding becomes possible, a large phase separation does not occur during molding, and the aromatic heterocyclic copolymer does not aggregate, so that a molecular composite material having excellent mechanical properties can be obtained.

【0197】このような微細複合化によって、少量の補
強成分添加でも、剛性、耐衝撃性、硬度、高温物性を大
幅に向上させ、熱膨張も低下させることができる。本発
明の分子複合材は、良好な機械的強度を有するために、
自動車部品、航空部品、宇宙機器を始めとして、幅広く
利用することができる。
With such a fine composite structure, rigidity, impact resistance, hardness, high temperature physical properties can be significantly improved and thermal expansion can be reduced even if a small amount of reinforcing component is added. Since the molecular composite material of the present invention has good mechanical strength,
It can be widely used for automobile parts, aviation parts, and space equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の微粒子分散型分子複合材の複合状態を
示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a composite state of a fine particle dispersion type molecular composite material of the present invention.

【図2】実施例1における電子顕微鏡写真(粒子構造、
倍率=40,000倍)である。
2 is an electron micrograph (particle structure,
Magnification = 40,000 times).

【図3】実施例1における加熱プログラムである。3 is a heating program in Example 1. FIG.

【図4】実施例1の成形品における海状の部分のEDX
スペクトルである。
FIG. 4 is an EDX of a sea-like portion in the molded article of Example 1.
It is a spectrum.

【図5】実施例1の成形品における島状の部分のEDX
スペクトルである。
5 is an EDX of an island-shaped portion in the molded article of Example 1. FIG.
It is a spectrum.

【図6】比較例1における加熱プログラムである。6 is a heating program in Comparative Example 1. FIG.

【図7】実施例1、比較例1における温度と曲げ弾性率
との関係を表すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between temperature and flexural modulus in Example 1 and Comparative Example 1.

【図8】実施例2におけるPBT含有量と曲げ弾性率と
の関係を示すグラフである。
8 is a graph showing the relationship between PBT content and flexural modulus in Example 2. FIG.

【図9】実施例3〜8における溶液濃度と曲げ弾性率と
の関係を表すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between solution concentration and flexural modulus in Examples 3 to 8.

【図10】実施例9〜13における溶液濃度と曲げ弾性
率との関係を表すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between solution concentration and flexural modulus in Examples 9 to 13.

【図11】実施例14〜15におけるPBT含有量と曲
げ弾性率との関係を示すグラフである。
11 is a graph showing the relationship between PBT content and flexural modulus in Examples 14 to 15. FIG.

【図12】比較例2における加熱プログラムである。12 is a heating program in Comparative Example 2. FIG.

【図13】実施例16〜18におけるPBT含有量と曲
げ弾性率との関係を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between PBT content and flexural modulus in Examples 16-18.

【図14】実施例で用いられる金型の構成図であり、
(a)は組み立て構成図、(b)は分解構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of a mold used in an example,
(A) is an assembly block diagram, (b) is an exploded block diagram.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年10月9日[Submission date] October 9, 1995

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図7】 FIG. 7

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリックスポリマーと微粒子分散型構
造を形成されてなる芳香族複素環コポリマーとからなる
微粒子分散型分子複合材。
1. A fine particle-dispersed molecular composite material comprising a matrix polymer and an aromatic heterocyclic copolymer having a fine particle-dispersed structure.
【請求項2】 マトリックスポリマーが芳香族ポリアミ
ド、芳香族複素環コポリマーがポリベンゾチアゾールコ
ポリマーである請求項1記載の微粒子分散型分子複合
材。
2. The fine particle-dispersed molecular composite material according to claim 1, wherein the matrix polymer is an aromatic polyamide and the aromatic heterocyclic copolymer is a polybenzothiazole copolymer.
【請求項3】 マトリックスポリマーと芳香族複素環コ
ポリマーの前駆体を有機溶媒中で相溶し、脱溶媒して凝
固させ、これらの複合材を得たのち、熱処理することに
より芳香族複素環コポリマーの前駆体の閉環反応を起こ
し、マトリックスポリマーと芳香族複素環コポリマーの
複合材を得、この複合材を金型ホットプレス成形するこ
とを特徴とする微粒子分散型分子複合材の製造方法。
3. The aromatic heterocyclic copolymer is obtained by compatibilizing the matrix polymer and the precursor of the aromatic heterocyclic copolymer in an organic solvent, desolvating and coagulating them to obtain a composite material thereof, and then heat treating the composite material. 2. A method for producing a fine particle dispersion type molecular composite material, which comprises subjecting the precursor of step 1 to a ring closure reaction to obtain a composite material of a matrix polymer and an aromatic heterocyclic copolymer, and subjecting the composite material to hot press molding with a die.
【請求項4】 マトリックスポリマーが芳香族ポリアミ
ド、芳香族複素環コポリマーがポリベンゾチアゾールコ
ポリマーである請求項3記載の微粒子分散型分子複合材
の製造方法。
4. The method for producing a fine particle dispersed molecular composite material according to claim 3, wherein the matrix polymer is an aromatic polyamide and the aromatic heterocyclic copolymer is a polybenzothiazole copolymer.
【請求項5】 請求項1〜4いずれか1項記載の製造方
法によって得られる微粒子分散型分子複合材成形品。
5. A fine particle-dispersed type molecular composite material molded article obtained by the manufacturing method according to claim 1.
JP19794895A 1995-07-12 1995-07-12 Fine particle dispersion type molecular composite material Withdrawn JPH0925419A (en)

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