JPS5952659B2 - 芳香族ポリアミドの気相重合法 - Google Patents
芳香族ポリアミドの気相重合法Info
- Publication number
- JPS5952659B2 JPS5952659B2 JP9872077A JP9872077A JPS5952659B2 JP S5952659 B2 JPS5952659 B2 JP S5952659B2 JP 9872077 A JP9872077 A JP 9872077A JP 9872077 A JP9872077 A JP 9872077A JP S5952659 B2 JPS5952659 B2 JP S5952659B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas phase
- phase polymerization
- aromatic
- reactor
- polymerization method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Polyamides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は芳香族ポリアミドの新規な気相重合に関するも
のであり、更に詳しくは、分枝鎖の非常に少ない芳香族
ポリアミドを気相重合により得る方法に関するものであ
る。
のであり、更に詳しくは、分枝鎖の非常に少ない芳香族
ポリアミドを気相重合により得る方法に関するものであ
る。
芳香族ポリアミドは、その高い融点などにより繊維やフ
ィルム、ファーフリット等として有用であり、その製造
は、一般に高重合度のものを得るために芳香族ジアミン
と芳香族ジ酸ハライドとを用いて、N一置換アミド型溶
剤中で謂ゆる低温溶液重合することにより行なわれて来
た。
ィルム、ファーフリット等として有用であり、その製造
は、一般に高重合度のものを得るために芳香族ジアミン
と芳香族ジ酸ハライドとを用いて、N一置換アミド型溶
剤中で謂ゆる低温溶液重合することにより行なわれて来
た。
しかし、芳香族ポリアミドの溶液重合の場合、相当量の
溶剤を要するため、溶剤を回収再利用するにしてもコス
ト的に難点があつた。
溶剤を要するため、溶剤を回収再利用するにしてもコス
ト的に難点があつた。
このような欠点を避ける目的で、米国特許第4、009
、153号において、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボ
ン酸ハライドとを高温で直接気相重合させる方法が提案
されている。しかしながら、この特許に記載された方法
では、重合温度が高いため、線状でない謂ゆる分枝状の
ポリマーが生成し易<、成形殊に繊維状に成形すること
が難しいという欠点を有している。
、153号において、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボ
ン酸ハライドとを高温で直接気相重合させる方法が提案
されている。しかしながら、この特許に記載された方法
では、重合温度が高いため、線状でない謂ゆる分枝状の
ポリマーが生成し易<、成形殊に繊維状に成形すること
が難しいという欠点を有している。
本発明者らは、分枝度の小さい芳香族ポリアミドを気相
重合により得る方法を研究するうちに、蒸気化させた3
級アミンを重合系に存在させることにより、気相重合温
度を3級アミンが存在しないときに比して低くすること
が出来、これによつ.て分枝のほとんどないポリマーを
得ることが可能であることを見出し、更に検討を重ねて
本発明に到達したものである。即ち、本発明は、1種又
は2種以上の芳香族ジアミンと1種又は2種以上の芳香
族ジ酸ハライドノとを蒸気化し、次いで不活性気体の存
在下に混合し、約150℃〜450℃にて少なくとも0
.01秒間反応させる芳香族ポリアミドの気相重合にお
いて、混合及び反応工程中に蒸気化させた3級アミンを
存在させることを特徴とする芳香族ポリアミドの気,相
重合法である。
重合により得る方法を研究するうちに、蒸気化させた3
級アミンを重合系に存在させることにより、気相重合温
度を3級アミンが存在しないときに比して低くすること
が出来、これによつ.て分枝のほとんどないポリマーを
得ることが可能であることを見出し、更に検討を重ねて
本発明に到達したものである。即ち、本発明は、1種又
は2種以上の芳香族ジアミンと1種又は2種以上の芳香
族ジ酸ハライドノとを蒸気化し、次いで不活性気体の存
在下に混合し、約150℃〜450℃にて少なくとも0
.01秒間反応させる芳香族ポリアミドの気相重合にお
いて、混合及び反応工程中に蒸気化させた3級アミンを
存在させることを特徴とする芳香族ポリアミドの気,相
重合法である。
本発明の気相重合法の基本工程図を第1図に示したので
、これに基づいて全体の工程を概略説明する。
、これに基づいて全体の工程を概略説明する。
芳香族ジアミン、芳香族ジ酸ハライド及び3級アミンは
各々別個に蒸気化され、加熱された,不活性気体ととも
に混合器に導かれる。混合器中で混合され1部重合反応
の開始されて、次に反応器に移され、もし必要ならば更
に不活性気体で希釈されて、重合反応をうける。反応器
より排出されるガスの中にはポリマーや未反応モノマー
、3,級アミンのハロゲン化水素塩などが含まれており
冷却器で冷却されたあと、ポリマー分離器にてポリマー
等の固形物が取り除かれ、次いでガス洗浄器にて3級ア
ミンのハロゲン化水素塩などが分離され、不活性気体が
排出される。不活性気体は回.収再使用されるのが望ま
しい。ポリマーは反応器、冷却器、ポリマー分離器など
から回収される。また、3級アミン蒸気は、混合器に供
給する代りに反応器に供給してもよく、もし必要ならば
これらの両方に供給することも許される。第1図に示し
た混合器を用いずに、第2図に示すようにモノマー等を
直接反応器に供給する方法も、本発明の実施態様の1つ
である。
各々別個に蒸気化され、加熱された,不活性気体ととも
に混合器に導かれる。混合器中で混合され1部重合反応
の開始されて、次に反応器に移され、もし必要ならば更
に不活性気体で希釈されて、重合反応をうける。反応器
より排出されるガスの中にはポリマーや未反応モノマー
、3,級アミンのハロゲン化水素塩などが含まれており
冷却器で冷却されたあと、ポリマー分離器にてポリマー
等の固形物が取り除かれ、次いでガス洗浄器にて3級ア
ミンのハロゲン化水素塩などが分離され、不活性気体が
排出される。不活性気体は回.収再使用されるのが望ま
しい。ポリマーは反応器、冷却器、ポリマー分離器など
から回収される。また、3級アミン蒸気は、混合器に供
給する代りに反応器に供給してもよく、もし必要ならば
これらの両方に供給することも許される。第1図に示し
た混合器を用いずに、第2図に示すようにモノマー等を
直接反応器に供給する方法も、本発明の実施態様の1つ
である。
本発明に用いられる芳香族ジアミンは、次の一般式(4
)又は(B)で示される化合物である。
)又は(B)で示される化合物である。
NH2−Q−NH2(A)NH2−Q−Y−Q″−NH
2(B) ここで、Q及びQ″は2価の芳香族基を示し、QとQ″
は同じで゛あつても異なつていてもよい。
2(B) ここで、Q及びQ″は2価の芳香族基を示し、QとQ″
は同じで゛あつても異なつていてもよい。
2価の芳香族基としては、例えばフエニレン、ナフチレ
ン、アンスリレン、ビフエニレン、ターフエニレン、フ
エナンスリレン、アンスラキノニレン、フエニルナフチ
レン、ピリジレン等がある。
ン、アンスリレン、ビフエニレン、ターフエニレン、フ
エナンスリレン、アンスラキノニレン、フエニルナフチ
レン、ピリジレン等がある。
そしてこれらの芳香族基の水素原子の1個又は2個以上
が他の非反応性の置換基例えば低級アルキル、ハロゲン
、ニトロ基等によつて置換されていてもさしつかえない
。Yは隣接する芳香族基を結合する要素であつてアミノ
基、酸ハライド基と非反応性の結合例えばエステル、ケ
トン、アミド、メチレン、エチレン、テトラメチレン、
エテニレン、アゾ、ヒドラジド、エーテルなどを示す。
が他の非反応性の置換基例えば低級アルキル、ハロゲン
、ニトロ基等によつて置換されていてもさしつかえない
。Yは隣接する芳香族基を結合する要素であつてアミノ
基、酸ハライド基と非反応性の結合例えばエステル、ケ
トン、アミド、メチレン、エチレン、テトラメチレン、
エテニレン、アゾ、ヒドラジド、エーテルなどを示す。
このような芳香族ジアミンの代表的な例として、メタフ
エニレンジアミン、メチルメタフエニレンジアミン、ク
ロロメタフエニレンジアミン、パラフエニレンジアミン
、メチルパラフエニレンジアミン、クロロパラフエニレ
ンジアミン、1,5−ナフチレンジアミン、1,4−ナ
フチレンジアミン、2,6−ナフチレンジアミン、オル
トトリジン、オルトジアニシジン、4,4″−ジアミノ
ジフエニルメタン、4,4″−ジアミノビベンジル、4
,4″−ジアミノジフエニルエーテル、1,2−ビス(
4−アミノフエニル)プロパン、4,4′−ジアミノフ
エニルベンゾエート、4,4″−ジアミノベンズアニリ
ド、4,4″−ジアミノスチルベン、2,5−ピリジレ
ンジアミン等を挙げることができ、これらは単独でまた
は2種以上で用いることができる。
エニレンジアミン、メチルメタフエニレンジアミン、ク
ロロメタフエニレンジアミン、パラフエニレンジアミン
、メチルパラフエニレンジアミン、クロロパラフエニレ
ンジアミン、1,5−ナフチレンジアミン、1,4−ナ
フチレンジアミン、2,6−ナフチレンジアミン、オル
トトリジン、オルトジアニシジン、4,4″−ジアミノ
ジフエニルメタン、4,4″−ジアミノビベンジル、4
,4″−ジアミノジフエニルエーテル、1,2−ビス(
4−アミノフエニル)プロパン、4,4′−ジアミノフ
エニルベンゾエート、4,4″−ジアミノベンズアニリ
ド、4,4″−ジアミノスチルベン、2,5−ピリジレ
ンジアミン等を挙げることができ、これらは単独でまた
は2種以上で用いることができる。
これらの中で高温における安定性などの点から特に好ま
しく用いられるのは、パラフエニレンジアミン、メタフ
エニレンジアミン及びこれらの混合物である。
しく用いられるのは、パラフエニレンジアミン、メタフ
エニレンジアミン及びこれらの混合物である。
本発明に用いられる芳香族ジ酸ハライドとは次の一般式
(O又は(D)に示される化合物を指す。
(O又は(D)に示される化合物を指す。
XCO−R−COX(0XC0−R−Y−R″−COX
(D) ただし、RとR″は前述のQ.Q″と同様な2価の芳香
族基である。
(D) ただし、RとR″は前述のQ.Q″と同様な2価の芳香
族基である。
Y″はジアミンの場合のYと同様に隣接する芳香族基を
結合する要素であつて、アミノ基、酸ハライド基と非反
応性の結合を示す。
結合する要素であつて、アミノ基、酸ハライド基と非反
応性の結合を示す。
Xは塩素や臭素等のハロゲン原子を示し、化合物として
の取扱い易さなどの点から塩素が好ましいこのような芳
香族ジ酸ハライドの代表的な例としては、イソフタル酸
シクロラード、クロロイソフタル酸シクロラード、テレ
フタル酸シクロラード、クロロテレフタル酸シクロラー
ド、2,5−ジタロロテレフタル酸シクロラード、メチ
ルテレフタル酸シクロラード、1,4−ナフタレンジカ
ノレボン酸クロライド、1,5−ナフタレンジカノレボ
ン酸クロライド、4,4″−ビフエニノレカノレボン酸
クロライド、ビス(パラクロロカノレボニルラエニノレ
)メタン、ビス(パラクロロカノレボニルフエニノレ)
エーテノレ、ビス(パラタロロカルボニルフエニル)エ
チレン、イソシンコメロン酸ジタロライド等を挙げるこ
とが出来る。
の取扱い易さなどの点から塩素が好ましいこのような芳
香族ジ酸ハライドの代表的な例としては、イソフタル酸
シクロラード、クロロイソフタル酸シクロラード、テレ
フタル酸シクロラード、クロロテレフタル酸シクロラー
ド、2,5−ジタロロテレフタル酸シクロラード、メチ
ルテレフタル酸シクロラード、1,4−ナフタレンジカ
ノレボン酸クロライド、1,5−ナフタレンジカノレボ
ン酸クロライド、4,4″−ビフエニノレカノレボン酸
クロライド、ビス(パラクロロカノレボニルラエニノレ
)メタン、ビス(パラクロロカノレボニルフエニノレ)
エーテノレ、ビス(パラタロロカルボニルフエニル)エ
チレン、イソシンコメロン酸ジタロライド等を挙げるこ
とが出来る。
これらのモノマーは単独で又は2種以上で用いることが
出来る。これらの中で安定性などの点から特に好ましく
用いられるのは、テレフタル酸シクロラード、イソフタ
ル酸シクロラード及びこれらの混合物である。本発明に
用いられる3級アミンは、重合反応によつて副生するハ
ロゲン化水素を捕捉することによつて、重合反応の活性
化エネルギーを小さくし、従つて3級アミンを用いない
時に比べて重合温度を低くできるという機能を有してい
る。
出来る。これらの中で安定性などの点から特に好ましく
用いられるのは、テレフタル酸シクロラード、イソフタ
ル酸シクロラード及びこれらの混合物である。本発明に
用いられる3級アミンは、重合反応によつて副生するハ
ロゲン化水素を捕捉することによつて、重合反応の活性
化エネルギーを小さくし、従つて3級アミンを用いない
時に比べて重合温度を低くできるという機能を有してい
る。
更に副次的には、ハロゲン化水素の捕捉効果によりハロ
ゲンイオンの活性を弱め、このため反応器などを腐食す
る能力を低下させるという利点がある。3級アミンであ
ればどのような種類のものでも基本的には本発明に用い
ることが出来るが、取扱い面などから好ましいものは、
トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルア
ミン、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−
ジエチルアニリン、N,N″−ジメチルピペラジン、N
,N″−ジエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、
1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセンー7
である。
ゲンイオンの活性を弱め、このため反応器などを腐食す
る能力を低下させるという利点がある。3級アミンであ
ればどのような種類のものでも基本的には本発明に用い
ることが出来るが、取扱い面などから好ましいものは、
トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルア
ミン、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−
ジエチルアニリン、N,N″−ジメチルピペラジン、N
,N″−ジエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、
1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセンー7
である。
不活性気体は、モノマー蒸気や3級アミン蒸気のキャリ
ヤーとしての機能が要求されており、副反応や重合停止
反応を起さないことが必要である。
ヤーとしての機能が要求されており、副反応や重合停止
反応を起さないことが必要である。
具体的には、窒素、アルゴン、へリウム、炭酸ガス、二
酸化イオウなどが用いられるが、窒素が最も好ましい。
本発明の重合を実施する場合、まずモノマーと3級アミ
ンを溶融し、これを蒸発温度以上に加熱した管に供給し
て気化させ、次に加熱した不活性気体で希釈する。
酸化イオウなどが用いられるが、窒素が最も好ましい。
本発明の重合を実施する場合、まずモノマーと3級アミ
ンを溶融し、これを蒸発温度以上に加熱した管に供給し
て気化させ、次に加熱した不活性気体で希釈する。
続いて、混合器で混合して又はそのまま直接反応器へ供
給して重合反応をおこさせる。混合器又は反応器に、必
要ならば、加熱した不活性気体を吹き込んで、更に希釈
してもよい。なお、モノマー流を3つ以上にすることや
、3級アミン流を2つ以上にすることは必要に応じ行な
われてよく、芳香族ジアミンや芳香族ジ酸ハライドとし
て各々2種以上の成分を用いて、コポノマ一をつくるこ
とも自由に行なわれてよい。本発明に用いられる混合器
としては、いわゆる「ジニットミキサー」や単なる短管
及びこれらを組み合わせたものなどを挙げることが出来
る。これらの中で、モノマー流や3級アミン流が管の中
の共通点に集中する構造の「ジニットミキサー」が好ま
しく用いられる。混合器は通常加熱されており、ここで
重合反応を開始させる。混合器における不活性気体や蒸
気の滞溜時間は通常0.001〜0.1秒の間に選ばれ
る。本発明に使用される反応器としては、大別して、謂
ゆる「空管式反応器」と「担体式反応器」の2種類が挙
げられる。
給して重合反応をおこさせる。混合器又は反応器に、必
要ならば、加熱した不活性気体を吹き込んで、更に希釈
してもよい。なお、モノマー流を3つ以上にすることや
、3級アミン流を2つ以上にすることは必要に応じ行な
われてよく、芳香族ジアミンや芳香族ジ酸ハライドとし
て各々2種以上の成分を用いて、コポノマ一をつくるこ
とも自由に行なわれてよい。本発明に用いられる混合器
としては、いわゆる「ジニットミキサー」や単なる短管
及びこれらを組み合わせたものなどを挙げることが出来
る。これらの中で、モノマー流や3級アミン流が管の中
の共通点に集中する構造の「ジニットミキサー」が好ま
しく用いられる。混合器は通常加熱されており、ここで
重合反応を開始させる。混合器における不活性気体や蒸
気の滞溜時間は通常0.001〜0.1秒の間に選ばれ
る。本発明に使用される反応器としては、大別して、謂
ゆる「空管式反応器」と「担体式反応器」の2種類が挙
げられる。
「空管式反応器」では、反応器壁では重合反応がほとん
ど起らず、空間中で起る。
ど起らず、空間中で起る。
この反応器の特徴は有用な重合度のポリマーを高いモノ
マー濃度で得ることが出来る点にある。「担体式反応器
」では、より高重合度のポリマーをつくりうる点に特徴
があり、得られるポリマーの多くは反応器中の担体表面
に集積される。
マー濃度で得ることが出来る点にある。「担体式反応器
」では、より高重合度のポリマーをつくりうる点に特徴
があり、得られるポリマーの多くは反応器中の担体表面
に集積される。
その厚さは1mm以上にするのが好ましい。担体に集積
されるポリマー以外に反応器より後の工程即ち冷却器や
ポリマー分離器等にもポリマーがたまる。担体に集積さ
れるポリマーの反応器中の滞溜時間は大よそ1〜120
分に選ばれる。「担体式反応器」に用いられる担体は、
反応器の器壁そのもの、取り外しの可能なシートやライ
ニング、粒子などとして用いられる。
されるポリマー以外に反応器より後の工程即ち冷却器や
ポリマー分離器等にもポリマーがたまる。担体に集積さ
れるポリマーの反応器中の滞溜時間は大よそ1〜120
分に選ばれる。「担体式反応器」に用いられる担体は、
反応器の器壁そのもの、取り外しの可能なシートやライ
ニング、粒子などとして用いられる。
これらの中で、好ましいのは反応器中で移動や流動ので
きる粒子層である。粒子状の担体の具体例としては、先
に生成したポリマー自体、ガラスビーズや粉末状ニツケ
ル、砂、表面の粗な塩化ナトリウム、塩化カルシウムな
どの無機粒子である。担体は、重合温度では軟化しない
もの、重合反応やハロゲン化水素との反応に化学的に関
与しないものが好ましく、回収のしやすさという面から
は水溶性のものが望ましい。粒子状の担体を用いるとき
はその粒度は約5〜100メツシユのものがポリマーの
重合度を大きくする上で好ましい。反応器の材質はモノ
マーや3級アミン、重合反応副生物に耐えるものが要求
され、具体的には、ガラス、ステンレス鋼、ニツケルな
どが用いられる。
きる粒子層である。粒子状の担体の具体例としては、先
に生成したポリマー自体、ガラスビーズや粉末状ニツケ
ル、砂、表面の粗な塩化ナトリウム、塩化カルシウムな
どの無機粒子である。担体は、重合温度では軟化しない
もの、重合反応やハロゲン化水素との反応に化学的に関
与しないものが好ましく、回収のしやすさという面から
は水溶性のものが望ましい。粒子状の担体を用いるとき
はその粒度は約5〜100メツシユのものがポリマーの
重合度を大きくする上で好ましい。反応器の材質はモノ
マーや3級アミン、重合反応副生物に耐えるものが要求
され、具体的には、ガラス、ステンレス鋼、ニツケルな
どが用いられる。
反応器における気体流の滞溜時間は約0.01〜5秒の
間に選ばれる。
間に選ばれる。
なお、「担体式反応器」ではポリマーの反応器中の滞溜
時間は1〜120分の間に選ばれるが、好ましくは1〜
30分である。本発明の重合におけるモノマー濃度は、
重合の制御の容易さや得られるポリマーの重合度などか
ら、通常2〜50モル%で行なわれる。上述のように、
「空管式反応器」では比較的高モノマー濃度で行ない得
るのに対し、「担体式反応器」に於いては高いモノマー
濃度では反応温度の制御が難しく、通常10モル%程度
で行なわれる。また、3級アミン濃度はモノマー濃度の
約0.1〜10倍で、好ましくは0.3〜2倍で用いら
れる。
時間は1〜120分の間に選ばれるが、好ましくは1〜
30分である。本発明の重合におけるモノマー濃度は、
重合の制御の容易さや得られるポリマーの重合度などか
ら、通常2〜50モル%で行なわれる。上述のように、
「空管式反応器」では比較的高モノマー濃度で行ない得
るのに対し、「担体式反応器」に於いては高いモノマー
濃度では反応温度の制御が難しく、通常10モル%程度
で行なわれる。また、3級アミン濃度はモノマー濃度の
約0.1〜10倍で、好ましくは0.3〜2倍で用いら
れる。
なお、3級アミンは一部液状で反応器中に存在している
ことも許される。芳香族ジアミンと芳香族ジ酸ハライド
とのモル比は特に制限されないが、高重合度のポリマー
を高収率で得るためには、化学量論的当モル比が好まし
い。
ことも許される。芳香族ジアミンと芳香族ジ酸ハライド
とのモル比は特に制限されないが、高重合度のポリマー
を高収率で得るためには、化学量論的当モル比が好まし
い。
反応温度は、反応速度の点より約150℃以上、分枝の
出現を抑える点より約450℃以下に、好ましくは約3
50℃以下に選ばれる。
出現を抑える点より約450℃以下に、好ましくは約3
50℃以下に選ばれる。
芳香族ポリアミドの気相重合においては、一般に、反応
温度が高くなればなる程ポリマーの重合度も大きくでき
る反面分枝状のポリマーが出来やすくなるが、前述のよ
うに、本発明の場合、重合系に3級アミン即ち重合反応
の副生物であるハロゲン化水素の受容剤を含有させるこ
とによつて重合反応の温度を3級アミン無含有系に比べ
て低くすることが出来、従つて分枝の少ない高重合度の
ポリマーを得ることが可能になつた。冷却器では、反応
器から排出される、ポリマーやオリゴマ一、ハロゲン化
水素、3級アミン、3級アミンのハロゲン化水素塩など
を含む高温の不活性気体を、冷却用不活性気体の導入や
水噴霧などによつて冷却する働きを有する。
温度が高くなればなる程ポリマーの重合度も大きくでき
る反面分枝状のポリマーが出来やすくなるが、前述のよ
うに、本発明の場合、重合系に3級アミン即ち重合反応
の副生物であるハロゲン化水素の受容剤を含有させるこ
とによつて重合反応の温度を3級アミン無含有系に比べ
て低くすることが出来、従つて分枝の少ない高重合度の
ポリマーを得ることが可能になつた。冷却器では、反応
器から排出される、ポリマーやオリゴマ一、ハロゲン化
水素、3級アミン、3級アミンのハロゲン化水素塩など
を含む高温の不活性気体を、冷却用不活性気体の導入や
水噴霧などによつて冷却する働きを有する。
また、ポリマー分離器は、いわゆる「サイクロン分離器
」がフイルタ一付で用いられ、排ガス流中の固形物を分
離し、ガス洗浄器は水などの液体の噴霧などによりハロ
ゲン化水素や3級アミンのハロゲン化水素塩を分離する
。このようにして、洗浄された不活性気体は回収再利用
することが可能となる。本発明の重合により得られるポ
リマーの回収、後処理は次のようにして行うことができ
る。反応器壁や冷却器、ポリマー分離器などに存在する
ポリマーは、これらから機械的に取り外したあと、粉砕
し、モノマー等をメタノール等で抽出し、更に水で抽出
洗浄してから、乾燥すればよい。「担体式反応器」の担
体粒子に集積されたポリマーは、ポリマーで覆われた担
体を取扱い易い大きさに粉砕したあと、担体を溶解抽出
してポリマーを分離する方法(例えば担体として塩化ナ
トリウムや塩化カルシユウムを用いるときは水で溶解抽
出できる。)や、逆にポリマーを溶解抽出して担体から
分離し(例えば濃硫酸でポリマーを溶解抽出できる。)
次いでポリマーを析出させる方法で、行なうことができ
る。ただし、このようにして得られたポリマーは未反応
モノマー等を含む「粗ポリマー」であるため、上述の場
合と同様にこれをメタノール等で抽出してモノマー等を
取除き、更に水で抽出洗浄してから乾燥することによつ
て「精製ポリマー」を得ることができる。このようにし
て得られるポリマーは、濃硫酸等の無機酸やヘキサメチ
ルフオスフオルアミド、N−メチル−2−ピロリドン、
N,N−ジメチルアセトアミドなどのN一置換アミド型
溶剤等に溶解したドープから、乾式や湿式やいわゆる乾
式ジニット湿式などで、繊維やフイルム、ファーフリッ
ト等に成形される。
」がフイルタ一付で用いられ、排ガス流中の固形物を分
離し、ガス洗浄器は水などの液体の噴霧などによりハロ
ゲン化水素や3級アミンのハロゲン化水素塩を分離する
。このようにして、洗浄された不活性気体は回収再利用
することが可能となる。本発明の重合により得られるポ
リマーの回収、後処理は次のようにして行うことができ
る。反応器壁や冷却器、ポリマー分離器などに存在する
ポリマーは、これらから機械的に取り外したあと、粉砕
し、モノマー等をメタノール等で抽出し、更に水で抽出
洗浄してから、乾燥すればよい。「担体式反応器」の担
体粒子に集積されたポリマーは、ポリマーで覆われた担
体を取扱い易い大きさに粉砕したあと、担体を溶解抽出
してポリマーを分離する方法(例えば担体として塩化ナ
トリウムや塩化カルシユウムを用いるときは水で溶解抽
出できる。)や、逆にポリマーを溶解抽出して担体から
分離し(例えば濃硫酸でポリマーを溶解抽出できる。)
次いでポリマーを析出させる方法で、行なうことができ
る。ただし、このようにして得られたポリマーは未反応
モノマー等を含む「粗ポリマー」であるため、上述の場
合と同様にこれをメタノール等で抽出してモノマー等を
取除き、更に水で抽出洗浄してから乾燥することによつ
て「精製ポリマー」を得ることができる。このようにし
て得られるポリマーは、濃硫酸等の無機酸やヘキサメチ
ルフオスフオルアミド、N−メチル−2−ピロリドン、
N,N−ジメチルアセトアミドなどのN一置換アミド型
溶剤等に溶解したドープから、乾式や湿式やいわゆる乾
式ジニット湿式などで、繊維やフイルム、ファーフリッ
ト等に成形される。
本発明の方法によつて得られるポリマーは、前述のよう
に、従来の気相重合即ち3級アミン無添加系により得ら
れるポリマーに比し分枝度が非常に小さいために特に繊
維形成能にすぐれている。これらの成形品の用途は、衣
料用、産業資材用を問わず幅広く利用され、例えば耐熱
服、耐熱ホース、耐熱フイルム、耐熱紙、耐熱接着剤、
防燃カーテン、防燃カーペツト、バツクフイルタ一、ま
たはタイヤ、ベルト、エアバツク等のゴムの補強材、樹
脂の強化材、コンクリートの強化材等の分野でその特徴
が十二分に発揮される。
に、従来の気相重合即ち3級アミン無添加系により得ら
れるポリマーに比し分枝度が非常に小さいために特に繊
維形成能にすぐれている。これらの成形品の用途は、衣
料用、産業資材用を問わず幅広く利用され、例えば耐熱
服、耐熱ホース、耐熱フイルム、耐熱紙、耐熱接着剤、
防燃カーテン、防燃カーペツト、バツクフイルタ一、ま
たはタイヤ、ベルト、エアバツク等のゴムの補強材、樹
脂の強化材、コンクリートの強化材等の分野でその特徴
が十二分に発揮される。
以下に、本発明を具体的に説明するために実施例を示す
か、用いた測定値の定義や条件などは次の通りである。
か、用いた測定値の定義や条件などは次の通りである。
(1)対数粘度(ηInh)
ポリマーの重合度の目安として用いたもので、98.5
重量%の濃硫酸に濃度C=0.5g/d1でポリマーを
溶かした溶液を30℃にて常法にて相対粘度(ηRel
)を測定して、上式で算出した。
重量%の濃硫酸に濃度C=0.5g/d1でポリマーを
溶かした溶液を30℃にて常法にて相対粘度(ηRel
)を測定して、上式で算出した。
(2)分枝値(B)
ここで、ηsは、気相重合にて得られたポリマーを99
.5重量%の濃硫酸にポリマー濃度3重量%で溶解した
60℃の溶液のバルク粘度であり、回転粘度計にて測定
した。
.5重量%の濃硫酸にポリマー濃度3重量%で溶解した
60℃の溶液のバルク粘度であり、回転粘度計にて測定
した。
η50は、気相重5合ポリマーと同じηInhをもつ、
いわゆる「低温溶液重合法」 (米国特許第3,063
,966号参照)によつて得た分枝なしのポリマーの溶
液のバルク粘度で、溶液条件はη5と同じである。(3
)気体流速は、0℃、1気圧の標準条件下における1i
ter/Minで表示した。(4)モノマー流速及び3
級アミン流速は、MOi/Minで表示した。
いわゆる「低温溶液重合法」 (米国特許第3,063
,966号参照)によつて得た分枝なしのポリマーの溶
液のバルク粘度で、溶液条件はη5と同じである。(3
)気体流速は、0℃、1気圧の標準条件下における1i
ter/Minで表示した。(4)モノマー流速及び3
級アミン流速は、MOi/Minで表示した。
(5)気体の滞溜時間は、反応器容積と気体流速とから
計算で出した。
計算で出した。
比較例 1
塩化ナトリウムを流動層として用いた「担体式反応器」
で、3級アミンを使わない従来法での気相重合の例を示
す。
で、3級アミンを使わない従来法での気相重合の例を示
す。
反応器は約15cmφ×120cmLのたて型円筒状で
、原料気体は反応器の底から分配板を通じて導入される
構造になつていて、反応器の上端側に冷却器、サイタロ
ン分離器、ガス洗浄器の順にとりつけ、反応器より排出
される気体がこれらを通るようにした。305℃に加熱
したテレフタル酸シクロラードの蒸気、0.245m0
1/Minを215℃の窒素ガス701/Minで希釈
し、220℃に保つた。
、原料気体は反応器の底から分配板を通じて導入される
構造になつていて、反応器の上端側に冷却器、サイタロ
ン分離器、ガス洗浄器の順にとりつけ、反応器より排出
される気体がこれらを通るようにした。305℃に加熱
したテレフタル酸シクロラードの蒸気、0.245m0
1/Minを215℃の窒素ガス701/Minで希釈
し、220℃に保つた。
一方、290℃に加熱したパラフェニレンジアミンの蒸
気0.246m01/Minを215℃の窒素ガス65
1/Minで希釈して220℃に保つた。窒素ガスで希
釈されたこれら2つのモノマー蒸気を「ジニットミキサ
ー」にて混合した。「ジニットミキサー」は320℃に
保持した。混合されたモノマー流は直ちに反応器に導入
した。反応器内には多孔質の約10メツシユの塩化ナト
リウムを約5kg入れてあり、220℃に予熱した窒素
ガスを1131/Minで反応器に導入して、塩化ナト
リウムの1部を反応器中で流動させた。このとき反応器
中でのモノマー濃度は4.4モル%であり、反応気体の
滞在時間は約1.2秒であつた。重合開始に先だつて、
加熱窒素を反応器に通してこれを予熱した。
気0.246m01/Minを215℃の窒素ガス65
1/Minで希釈して220℃に保つた。窒素ガスで希
釈されたこれら2つのモノマー蒸気を「ジニットミキサ
ー」にて混合した。「ジニットミキサー」は320℃に
保持した。混合されたモノマー流は直ちに反応器に導入
した。反応器内には多孔質の約10メツシユの塩化ナト
リウムを約5kg入れてあり、220℃に予熱した窒素
ガスを1131/Minで反応器に導入して、塩化ナト
リウムの1部を反応器中で流動させた。このとき反応器
中でのモノマー濃度は4.4モル%であり、反応気体の
滞在時間は約1.2秒であつた。重合開始に先だつて、
加熱窒素を反応器に通してこれを予熱した。
反応器中の塩化ナトリウムが300℃になつたとき、両
モノマーをほとんど同時に、反応器に導入して重合を開
始させた。反応器は放熱によつて温度低下をおこさない
ように、その周囲を電気ヒーターで加熱しかつ断熱材で
厚く保護し、塩化ナトリウム担体温度を300℃±15
0℃にし、反応器壁は250℃より温度が下がらないよ
うにした。反応器を通過した反応混合物を含む気体流は
冷却器にて3001/Minの室温窒素ガスと混合され
て冷却され、更にバツクフイルタ一付のサイクロン分離
器及びガス洗浄器を通るようにした。
モノマーをほとんど同時に、反応器に導入して重合を開
始させた。反応器は放熱によつて温度低下をおこさない
ように、その周囲を電気ヒーターで加熱しかつ断熱材で
厚く保護し、塩化ナトリウム担体温度を300℃±15
0℃にし、反応器壁は250℃より温度が下がらないよ
うにした。反応器を通過した反応混合物を含む気体流は
冷却器にて3001/Minの室温窒素ガスと混合され
て冷却され、更にバツクフイルタ一付のサイクロン分離
器及びガス洗浄器を通るようにした。
30分間運転したのち、モノマー流の導入をとめ、全熱
源を切つて反応器等を冷却した。
源を切つて反応器等を冷却した。
ポリマーの集積した塩化ナトリウムを反応器より取出し
、ボールミルで粉砕したのち、これを水で5回洗浄して
塩化ナトリウムを溶解除去した。次いでモノマー等を抽
出するためにメタノールで数回洗l浄し、更に水洗して
、水洗水に硝酸銀を入れても白い沈殿が生じなくなるま
でくり返した。120℃常圧乾燥して得られたポリマー
は、ηInh=3.2、B=2.0で収量は約1500
gであつた。
、ボールミルで粉砕したのち、これを水で5回洗浄して
塩化ナトリウムを溶解除去した。次いでモノマー等を抽
出するためにメタノールで数回洗l浄し、更に水洗して
、水洗水に硝酸銀を入れても白い沈殿が生じなくなるま
でくり返した。120℃常圧乾燥して得られたポリマー
は、ηInh=3.2、B=2.0で収量は約1500
gであつた。
塩化ナトリウム担体以外から、つまり冷却器や}ポリマ
ー分離器等より回収されたポリマーはηInh=1.0
〜2.3で約200gであつた。次に、反応器中の塩化
ナトリウム担体の温度を約350℃及び約410℃に保
つた以外は、上と同じ条件で運転した。後処理を同様に
して塩化ナトリウノム担体表面より回収して得られたポ
リマーは、反応温度350℃のときηInh=3.8、
B=4.5であり、反応温度410℃のときηInh=
4.0、B=7.2であつて、反応温度を上げると重合
度も大きくなるが、分枝状ポリマーが非常に生成しやす
くなる。実施例 1本実施例は、3級アミンとしてN,
N−ジメチルアニリンを混合器を通じて反応器に供給し
つつ気相重合を行なつた例を示す。
ー分離器等より回収されたポリマーはηInh=1.0
〜2.3で約200gであつた。次に、反応器中の塩化
ナトリウム担体の温度を約350℃及び約410℃に保
つた以外は、上と同じ条件で運転した。後処理を同様に
して塩化ナトリウノム担体表面より回収して得られたポ
リマーは、反応温度350℃のときηInh=3.8、
B=4.5であり、反応温度410℃のときηInh=
4.0、B=7.2であつて、反応温度を上げると重合
度も大きくなるが、分枝状ポリマーが非常に生成しやす
くなる。実施例 1本実施例は、3級アミンとしてN,
N−ジメチルアニリンを混合器を通じて反応器に供給し
つつ気相重合を行なつた例を示す。
即ち、比較例1と同じ装置を用い、215℃に加熱した
501/Minの窒素ガスで希釈したN,Nジエチルア
ニリン蒸気を0.25m01/Minで「ジニットミキ
サー」に導入し、反応器に直接導入させる窒素ガス量6
31/Minにした以外は比較例1と全く同じ条件で行
なつた。
501/Minの窒素ガスで希釈したN,Nジエチルア
ニリン蒸気を0.25m01/Minで「ジニットミキ
サー」に導入し、反応器に直接導入させる窒素ガス量6
31/Minにした以外は比較例1と全く同じ条件で行
なつた。
塩化ナトリウム担体温度を300℃で行なつた重合によ
り担体表面より回収して得られたポリマーはηInh=
4.8、B=4.2であつた。
り担体表面より回収して得られたポリマーはηInh=
4.8、B=4.2であつた。
次に担体温度240℃でも行なつてみたところ、ηIn
h=3.9、B=1.2であつた。収量はいずれの場合
も約1500gであつた。本発明の方法、即ち3級アミ
ンを添加して気相重合させることにより、従来法に比べ
低い反応温度で、分枝度の小さい、重合度の大きいポリ
マーをつくることができた。
h=3.9、B=1.2であつた。収量はいずれの場合
も約1500gであつた。本発明の方法、即ち3級アミ
ンを添加して気相重合させることにより、従来法に比べ
低い反応温度で、分枝度の小さい、重合度の大きいポリ
マーをつくることができた。
実施例 2
本実施例は、「空管式反応器」を用いた例を示す。
モノマー流として、300℃のパラフエニレンジアミン
蒸気0.44m01/Minを340℃の窒素6.41
/Minで希釈したもの、及び270℃のテレフタル酸
ジ,クロライド0.44m01/Minを340℃の窒
素6.41/Minで希釈したものを用い、これらは2
80℃に加熱した「ジニットミキサー」に導入した。
「ジニットミキサー」には2.5cmφX23cmlの
ステンレス製「空管式反応器」を直結させてあり、反応
器には.モノマー混合流以外に、「ジニットミキサー」
を経ずに直接3級アミン流を導入させた。3級アミンと
してはピリジンを用い、210℃の蒸気0.15m01
/Minを340℃の窒素12・71/Minで希釈し
て用いた。
蒸気0.44m01/Minを340℃の窒素6.41
/Minで希釈したもの、及び270℃のテレフタル酸
ジ,クロライド0.44m01/Minを340℃の窒
素6.41/Minで希釈したものを用い、これらは2
80℃に加熱した「ジニットミキサー」に導入した。
「ジニットミキサー」には2.5cmφX23cmlの
ステンレス製「空管式反応器」を直結させてあり、反応
器には.モノマー混合流以外に、「ジニットミキサー」
を経ずに直接3級アミン流を導入させた。3級アミンと
してはピリジンを用い、210℃の蒸気0.15m01
/Minを340℃の窒素12・71/Minで希釈し
て用いた。
反応器は約280℃に加熱して用い、反応ガスの計算上
の滞溜時間は0.08秒、モノマー濃度は44m01%
であつた。
の滞溜時間は0.08秒、モノマー濃度は44m01%
であつた。
反応器出口には、冷却したバツクフイルタ一付のサイク
ロン分離器、ガス洗浄器を順にとりつけた。
ロン分離器、ガス洗浄器を順にとりつけた。
4分間運転したのち、サイクロン分離器より回収したポ
リマーを比較例1と同様に後処理して得たポリマーは、
ηInh=2.9、B=1.05であつた。
リマーを比較例1と同様に後処理して得たポリマーは、
ηInh=2.9、B=1.05であつた。
実施例 3実施例2と同じ装置でポリメタフエニレンイ
ソフタルアミドを重合した例を示す。
ソフタルアミドを重合した例を示す。
即ち、モノマーとしてパラフエニレンジアミンの代り
にメタフエニレンジアミン、テレフタル酸シクロラード
の代りにイソフタル酸シクロラードを用い、3級アミン
としてはピリジンの代りにトリエチレンジアミンを用い
た。またモノマーや3級アミンを希釈する窒素ガス温度
を230℃にし、「ジニットミキサー」と「空管式反応
器」の温度を各々210℃、190℃とした。これ以外
の条件は実施例2と同じにした。サイタロン分離器より
約110gのポリマーが得られ、ηInh=2.5、B
=1.01であつた。
にメタフエニレンジアミン、テレフタル酸シクロラード
の代りにイソフタル酸シクロラードを用い、3級アミン
としてはピリジンの代りにトリエチレンジアミンを用い
た。またモノマーや3級アミンを希釈する窒素ガス温度
を230℃にし、「ジニットミキサー」と「空管式反応
器」の温度を各々210℃、190℃とした。これ以外
の条件は実施例2と同じにした。サイタロン分離器より
約110gのポリマーが得られ、ηInh=2.5、B
=1.01であつた。
第1図及び第2図は各々本発明の気相重合法の基本工程
図を表わすものである。
図を表わすものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 1種又は2種以上の芳香族ジアミンと1種又は2種
以上の芳香族ジ酸ハライドとを蒸気化し、次いで不活性
気体の存在下に混合し、約150℃〜450℃にて少な
くとも0.01秒間反応させる芳香族ポリアミドの気相
重合において、混合及び反応工程中に蒸気化させた3級
アミンを存在させることを特徴とする芳香族ポリアミド
の気相重合法。 2 芳香族ジアミンがパラフェニレンジアミン、メタフ
ェニレンジアミン、及びこれらの混合物から成る群より
選ばれたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の気相重合法。 3 芳香族ジ酸ハライドが芳香族ジカルボン酸クロライ
ドであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
気相重合法。 4 芳香族ジカルボン酸クロライドがテレフタル酸ジク
ロライド、イソフタル酸ジクロライド、及びこれらの混
合物から成る群より選ばれたものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第3項記載の気相重合法。 5 不活性気体が窒素であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の気相重合法。 6 反応温度を150℃〜350℃とし、モノマー濃度
を2モル%〜50モル%にて反応させることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の気相重合法。 7 3級アミンとしてトリエチルアミン、トリプロピル
アミン、トリブチルアミン、ピリジン、N,N−ジメチ
ルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N′−ジ
メチルピペラジン、N,N′−ジエチルピペラジン、ト
リエチレンジアミン及び1,8−ジアザビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7から成る群より選ばれたものを
用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の気
相重合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9872077A JPS5952659B2 (ja) | 1977-08-19 | 1977-08-19 | 芳香族ポリアミドの気相重合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9872077A JPS5952659B2 (ja) | 1977-08-19 | 1977-08-19 | 芳香族ポリアミドの気相重合法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5433591A JPS5433591A (en) | 1979-03-12 |
| JPS5952659B2 true JPS5952659B2 (ja) | 1984-12-20 |
Family
ID=14227345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9872077A Expired JPS5952659B2 (ja) | 1977-08-19 | 1977-08-19 | 芳香族ポリアミドの気相重合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952659B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190062U (ja) * | 1984-05-28 | 1985-12-16 | 新日本無線株式会社 | 混成集積回路装置 |
| JPS6276561U (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-16 |
-
1977
- 1977-08-19 JP JP9872077A patent/JPS5952659B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190062U (ja) * | 1984-05-28 | 1985-12-16 | 新日本無線株式会社 | 混成集積回路装置 |
| JPS6276561U (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5433591A (en) | 1979-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3063966A (en) | Process of making wholly aromatic polyamides | |
| US10619009B2 (en) | Ortho-substituted triptycene-based diamines, monomers, and polymers, methods of making and uses thereof | |
| TWI585125B (zh) | 聚醯亞胺前驅體、聚醯亞胺、聚醯亞胺膜 | |
| CN102775364B (zh) | 一种交联剂三烯丙基异氰尿酸酯的制备方法 | |
| CN102838554A (zh) | 一种溴代三嗪合成新方法 | |
| CN111875794A (zh) | 一种腈基树脂单体的新型制备方法 | |
| CN117940485A (zh) | ε-己内酰胺和聚酰胺6低聚物的回收方法及聚酰胺6的制造方法 | |
| Liou et al. | Preparation and properties of aromatic polyamides from 2, 2′‐bis (p‐carboxyphenoxy) biphenyl or 2, 2′‐bis (p‐carboxyphenoxy)‐1, 1′‐binaphthyl and aromatic diamines | |
| US4009153A (en) | Vapor-phase preparation of aromatic polyamides | |
| JPH04182466A (ja) | ビストリメリティックイミド類の製造方法 | |
| CN103408521B (zh) | 一种聚合级4,4’-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐的制法及其产品和用途 | |
| JPH02263829A (ja) | 新規芳香族コポリアミド及びその製法 | |
| JPH04225028A (ja) | 加水分解抵抗性のすぐれた芳香族ポリアミドの製造方法 | |
| Wang et al. | A facile and highly efficient protocol for synthesis of poly (ether sulfone) s in ionic liquid/zwitterion | |
| US3729453A (en) | Process for the preparation of polyamidoximes and polybenzimidazole (pbi)type polymers derived therefrom | |
| CN118103350A (zh) | ε-己内酰胺的制造方法及聚酰胺6的制造方法 | |
| US3755254A (en) | Process for the preparation of polyamidoximes and poly(bisbenzimidazobenzophenanthroline) (bbb) type polymers derived therefrom | |
| CN110591094B (zh) | 基于2,5-二烯丙氧基对苯二胺单体的聚苯并噁唑高分子材料及其制备方法 | |
| US4487921A (en) | Polyoxadiazole from 5-t-butylisophthalic acid | |
| EP0926186A1 (en) | Method for producing polybenzazole | |
| JPS59149928A (ja) | 芳香族ポリエステルアミドの製造方法 | |
| US3471453A (en) | Polybenzimidazole-polyamide copolymers and block polymers | |
| JP4514037B2 (ja) | 芳香族ポリアミド樹脂の製造方法 | |
| JPS638418A (ja) | 芳香族ジアミンから誘導される耐熱性重合体の製造方法 | |
| US4059719A (en) | Process for forming branched nitropolyphenylene |