JPS6129974B2 - - Google Patents

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JPS6129974B2
JPS6129974B2 JP15451177A JP15451177A JPS6129974B2 JP S6129974 B2 JPS6129974 B2 JP S6129974B2 JP 15451177 A JP15451177 A JP 15451177A JP 15451177 A JP15451177 A JP 15451177A JP S6129974 B2 JPS6129974 B2 JP S6129974B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyamide
diaminodiphenyl ether
methyl
group
formula
Prior art date
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Expired
Application number
JP15451177A
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English (en)
Other versions
JPS5486596A (en
Inventor
Tokuyuki Kaneshiro
Takeo Ishii
Ataru Yokono
Yasuo Myadera
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP15451177A priority Critical patent/JPS5486596A/ja
Publication of JPS5486596A publication Critical patent/JPS5486596A/ja
Publication of JPS6129974B2 publication Critical patent/JPS6129974B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は側鎖にアルキルスルホンアミド基を有
する新規なポリアミドに関する。 芳香族核にアミド結合が直接結合したいわゆる
芳香族ポリアミドは、その分子鎖の剛直な故に、
機械的特性、高温での形状安定性、耐熱分解性、
電気絶縁性などにすぐれ、耐熱性繊維や絶縁用フ
イルムとして工業的にきわめて価値の高いもので
ある。しかし一般に芳香族ポリアミドは有機溶媒
に対する溶解性が悪く、例えばポリ(m−フエニ
レンイソフタルアミド)などはN・N−ジメチル
アセトアミドなどの極性溶媒にも、数%の無機塩
(例えば塩化リチウム、硝酸リチウム、塩化カル
シウムなど)の存在でのみ溶解するにすぎない。
それ故それらのポリアミドからフイルム製造には
制限を免れなかつた。またそれら従来の芳香族ポ
リアミドフイルムを半透膜として使用する際に、
その顕著な疎水性のため透水性が不充分であるな
ど特性上の欠点も指摘された。 本発明は前記従来の芳香族ポリアミドの欠点に
鑑みなされたもので、その目的は、芳香族ポリア
ミドに観られた機械的強度と耐熱性を保持し、有
機溶媒に対する溶解性にすぐれ成膜し易い材料を
提供することにあり、さらに水透過性の良好な半
透膜として有用な材料を提供することである。 本発明の材料は、一般式 〔−NH−Ar−NHCO−Q−CO〕− (但し、Arは
【式】
【式】 (nは0または1、R1、R2は水素または低級アル
キル基であり、水素原子のみはR1またはR2のい
ずれか一方にのみ置換する)、 (R3がHのときR4はCH3、C2H5、R3がCH3
ときR4はCH3、C2H5、C3H7、C4H9、R3がC2H5
ときR4はC2H5である)、 (R5はCH3、R6はHかCH3)、またQはm−フ
エニレン基、p−フエニレン基、O−フエニレン
基、 (Y=−O−、−SO2−)、 −(CH2)n−(nは1、2、4〜8)、 である) で示される反復単位から成り、且つ0.5dl/g以上
の還元粘度(ジメチルアセトアミド溶媒、0.1g/
dl濃度、30℃)を示す側鎖にアルキルスルホンア
ミド基を有するポリアミドである。 上記した本発明の側鎖にアルキルスルホンアミ
ド基を有するポリアミドは、一般式H2N−Ar−
NH2(式中Arは
【式】
【式】 (nは0または1、R1、R2は水素または低級アル
キル基であり、水素原子のみはR1、またはR2
いずれか一方にのみ置換する)、 (R3がHのときR4はCH3、C2H5、R3がCH3
ときR4はCH3、C2H5、C3H7、C4H9、R3がC2H5
ときR4はC2H5である)、 (R5はCH3、R6はHかCH3)、 で示される芳香族ジアミノアルキルスルホンアミ
ドと、一般式XOOC−Q−COOX(式中Qはm−
フエニレン基、p−フエニレン基、O−フエニレ
ン基、 (Y=−O−、−SO2−)、 −(CH2)n−(nは1、2、4〜8)、 である。XはCl、Brである。) で示される二塩基酸ハロゲン化物とを、不活性溶
媒中25℃以下の温度において、重縮合させること
によつて製造することができる。 本発明の使用される芳香族ジアミノアルキルス
ルホンアミドは、一般式H2N−Ar−NH2(式中
Arは
【式】
【式】 (nは0または1、R1、R2は水素または低級アル
キル基であり、水素原子のみはR1またはR2のい
ずれか一方にのみ置換する)、 (R3がHのときR4はCH3、C2H5、R3がCH3
ときR4はCH3、C2H5、C3H7、C4H9、R3がC2H5
ときR4はC2H5である)、で示される化合物であ
る。 そのような芳香族アミノスルホンアミド(H2N
−Ar−NH2)を具体的に示すと次の通りである。 3・5−ジアミノベンゼン−N−メチルスルホ
ンアミド 3・5−ジアミノベンゼン−N・N−ジメチル
スルホンアミド 3・5−ジアミノベンゼン−N−エチルスルホ
ンアミド 3・5−ジアミノベンゼン−N・N−ジエチル
スルホンアミド 3・5−ジアミノベンゼン−(N−メチル、N
−エチルスルホンアミド) 3・5−ジアミノベンゼン−(N−メチル、N
−n−プロピルスルホンアミド) 3・5−ジアミノベンゼン−(N−メチル、N
−n−ブチルスルホンアミド) 3・5−ジアミノベンゼン−(N−エチル、N
−n−プロピルスルホンアミド) 3・5−ジアミノベンゼン−(N−エチル、N
−n−ブチルスルホンアミド) 3・5−ジアミノベンゼン−(N−n−プロピ
ル、N−nブチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−N
−メチルスルホンアミド 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−
N・N−ジメチルスルホンアミド 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−
(N−メチル、N−エチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−
(N−メチル、N−n−プロピルスルホンアミ
ド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−
(N−メチル、N−n−ブチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−
(N−エチル、N−n−プロピルスルホンアミ
ド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−
(N−エチル、N−n−ブチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2−
(N−n−プロピル、N−n−ブチルスルホンア
ミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−メチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N・N−ジメチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−エチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N・N−ジエチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N・N−ジ−n−プロピルスルホンアミ
ド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−イソプロピルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N・N−ジイソプロピルスルホンアミ
ド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−n−ブチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル2・2′−
ジ(N・N−ジ−n−ブチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ−(N−メチル、N−エチルスルホンアミ
ド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−メチル、N−n−プロピルスルホン
アミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−メチル、N−n−ブチルスルホンア
ミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−エチル、N−n−プロピルスルホン
アミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−エチル、N−n−ブチルスルホンア
ミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−n−プロピル、N−n−ブチルスル
ホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−メチル、N−イソプロピルスルホン
アミド) 4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−イソプロピル、N−イソブチルスル
ホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルメタン−2・2′−
ジ(N−メチル、N−n−プロピルスルホンアミ
ド) 4・4′−ジアミノジフエニルメタン−2・2′−
ジ(N−エチル、N−n−ブチルスルホンアミ
ド) 4・4′−ジアミノジフエニルメタン−2・2′−
ジ(N−メチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルメタン−2・2′−
ジ(N・N−メチルスルホンアミド) ベンジジン−2−N−メチルスルホンアミド ベンジジン−2−N・N−ジメチルスルホンア
ミド ベンジジン−2−N−エチルスルホンアミド ベンジジン−2−N・N−ジエチルスルホンア
ミド ベンジジン−2−(N−メチル、N−エチルス
ルホンアミド) ベンジジン−2−(N−メチル、N−エチルス
ルホンアミド) ベンジジン−2−(N−メチル、N−n−ブチ
ルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルメタン−2−N−
メチルスルホンアミド 4・4′−ジアミノジフエニルメタン−2−N・
N−ジメチルスルホンアミド 4・4′−ジアミノジフエニルサルフアイド−2
−N−メチルスルホンアミド 4・4′−ジアミノジフエニルサルフアイド−2
−N・N−ジメチルスルホンアミド 4・4′−ジアミノベンゾフエノン−2−N−メ
チルスルホンアミド 4・4′−ジアミノベンゾフエノン−2−N・N
−ジメチルスルホンアミド 4・4′−ジアミノジフエニルサルフアイド−
2・2′−ジ(N−メチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルサルフアイド−
2・2′−ジ(N・N−ジメチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルスルホン−2・
2′−ジ(N−メチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノジフエニルスルホン−2・
2′−ジ(N・N−ジメチルスルホンアミド) 4・4′−ジアミノベンゾフエノン−2・2′−ジ
(N−メチルスルホンアミド) 4・4−ジアミノベンゾフエノン−2・2′−ジ
(N・N−ジメチルスルホンアミド) ベンジジン−2・2′−ジ(N−メチルスルホン
アミド) ベンジジン−2・2′−ジ(N・N−ジメチルス
ルホンアミド) 3・7−ジアミノナフタレン−1・5−ジ(N
−メチルスルホンアミド) 3・7−ジアミノナフタレン−1・5−ジ
(N・N−ジメチルスルホンアミド) 2・4−ジアミノジフエニル−4′−N−メチル
スルホンアミド 2・4−ジアミノフエニル−4′−N・N−ジメ
チルスルホンアミド 2−〔(4−アミノフエニル)イソプロピル〕−
4−アミノ−N−メチルスルホンアミド 2−〔(4−アミノフエニル)イソプロピル〕−
4−アミノ−N・N−ジメチルスルホンアミド 本発明は製造するための原料のもう一つは二塩
基酸ハロゲン化物である。具体例としては、 イソフタル酸(m−フエニレン)ハロゲン化物 テレフタル酸(p−フエニレン)ハロゲン化物 フタル酸(O−フエニレン)ハロゲン化物 4・4′−ジフエニルエーテルジカルボン酸ハロ
ゲン化物 4・4′ジフエニルスルホンジカルボン酸ハロゲ
ン化物 2・6−ナフタレンジカルボン酸ハロゲン化物 マロン酸ハロゲン化物 XOOC−CH2−COOX、 コハク酸ハロゲン化物 XOOC−(CH22−COOX、 グルタミン酸ハロゲン化物 XOOC−CH2−CH2−CH(NH2) −COOX、 アジピン酸ハロゲン化物 XOOC−(CH24−COOX、 ピメリン酸ハロゲン化物 XOOC−(CH25−COOX、 スベリン酸ハロゲン化物 XOOC−(CH26−COOX、 アゼライン酸ハロゲン化物 XOOC−(CH27−COOX、 セバシン酸ハロゲン化物 XOOC−(CH28−COOX、 1・3−シクロペンタンカルボン酸ハロゲン化
1・4−シクロヘキサジカルボン酸ハロゲン化
4・4′−ジフエニルジカルボン酸ハロゲン化物 、などがある。これらの二塩基酸ハロゲン化物も
2種以上併用することができる。 本発明はポリアミドを製造する際に反応媒体と
して、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N・
N−ジメチルアセトアミド、N・N−ジメチルホ
ルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、N・
N−ジエチルホルムアミドなど反応成分に対し不
活性の溶媒が用いられる。 また、発生するハロゲン化水素を捕獲するため
に酸受容体を使用してもよい。酸受容体としては
種々のものがあるが、一般には例えばピリジン、
トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、
N・N−ジメチルアニリン、キノリン、N−メチ
ルモルホリン、N−エチルモルホリンなどの3級
アミンが有用である。 本発明のポリアミドは、前記芳香族ジアミノス
ルホンアミドと二塩基酸ハロゲン化物とを、不活
性溶媒中25℃以下の温度において反応させること
によつて製造される。その際両反応成分を実質上
等モルの比率で使用することが望ましく、かくす
ることによつて高分子量の、すなわち高い還元粘
度を示すポリアミドを得ることができる。低分子
量のポリアミドは成膜しがたく、たとえフイルム
にできても機械的性質に劣る。本発明において
は、少くとも0.5dl/g、なるべくは1.0dl/g以上
の還元粘度(溶媒、N・N−ジメチルアセトアミ
ド、濃度0.1g/dl、30℃測定)を有するポリアミ
ドが好適であり、充分に反応させることが望まし
い。 前記に従い得られたポリアミドは、その赤外線
吸収スペクトルの波数3400〜3200cm-1の領域にア
ミド基による吸収、波数1350〜1320および1170〜
1150cm-1の領域にスルホンアミド基による吸収
2960cm-1、2920cm-1、2870cm-1にアルキル基によ
る吸収を示し、元素分析値も計算値に一致した。 本発明のポリアミドは、アミド類などの極性溶
媒に溶け易く、その溶液から慣用の手段により成
膜することができる。またそのフイルムは強靭で
あり、また良好な水透過性、溶質排除率を示し、
半透膜として有用である。次に実施例によつて本
発明を説明する。 実施例 1 温度計、撹拌器、滴下ろう斗および塩化カルシ
ウム管つき空冷管を備えた容量1の四口フラス
コに、4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−
2・2′−ジ(N−メチルスルホンアミド)、73.6
g、N−メチル−2−ピロリドン500gおよび塩
化リチウム25gを入れ、内容物を撹拌し、フラス
コを氷浴で冷却する。これにイソフタル酸クロラ
イド40.6gを徐々に加え、内容物の温度を10℃に
保つた。添加終了後、反応温度を7℃に保ち、6
時間反応させた。その間溶液の粘度は上昇した。
この生成物を氷水中に注ぎ、生じたポリアミドの
沈殿を粉砕し、塩の酸性が認められなくなるまで
充分に水で洗浄した。最後にメタノールで洗浄
し、淡灰色をおびた白色の粉末を120℃で減圧乾
燥した。収量は99gであつた。 生成物の元素分析結果(かつこ内は計算値)。 C:51.8%(51.15%) H:4.0%(3.90%) S:12.0%(12.41%) N:10.3%(10.85%) 上記ポリアミドは290℃まで軟化しなかつた。 またその赤外吸収スペクトルは第1図の如くで
ある。波数3300cm-1にアミド基による吸収、波数
1160cm-1および1320cm-1にスルホンアミド基によ
る吸収、2850cm-1にメチル基による吸収が認めら
れる。 実施例 2 実施例1で得たポリアミド粉末はN−メチル−
2−ピロリドン、N・N−ジメチルアセトアミ
ド、N・N−ジメチルホルムアミド、N・N−ジ
エチルホルムアミド、ジメチルスルホンキシドに
可溶である。 このポリアミドの還元粘度は2.0dl/g(溶媒ジ
メチルアセトアミド、濃度0.1g/dl溶液、温度30
℃、以下測定条件は同じ)であつた。 このポリアミドのジメチルアセトアミド20%溶
液をつくり、ガラス板上に200μの厚さに流延
し、140℃、5時間、200℃、24時間乾燥してフイ
ルム(厚さ45μ)を作製した。このフイルムの引
張り強度は9Kg/mm2、伸び率は9%であつた。ま
たこのフイルムは空気中で熱重量分析(昇温速度
5℃/min)したところ、390℃まで減量しなかつ
た。 またポリアミドを硝酸リチウム10%を含むジメ
チルアセトアミドに溶解した10%溶液を、ガラス
板上に250μの厚さに流延し、110℃/15分溶媒を
蒸発された後、氷水中に浸漬してゲル化させ透明
な膜を得た。この膜をろ過器に取りつけ、0.5%
シヨ糖溶液を用い、操作圧力5Kg/cm2の条件で水
およびシヨ糖の透過量測定を行なつた。その結
果、水透過量は0.03ml/cm2・minシユ糖排除率は90
%であつた。 実施例 3 実施例1と同様の装置に、4・4′−ジアミノジ
フエニルエーテル−2・2′−ジ(N・N−ジメチ
ルスルホンアミド)82.90g、N・N−ジメチル
アセトアミド250g、塩化リチウム25gを入れ内
容物を撹拌し、フラスコを氷浴で冷却しておく。
この中にアジピン酸クロライド36.6gを徐々に加
える。添加終了後5℃で5時間反応させた。生成
溶液を実施例1と同様に処理してポリアミド粉末
89gを得た。このポリアミドの還元粘度は0.8dl/
gであつた。また熱重量分析による減量開始温度
は400℃であつた。 元素分析結果(かつこ内は計算値) C:50.8%(50.37%) H:5.5%(5.38%) S:12.0%(12.22%) N:10.4%(10.68%) このポリアミドの赤外吸収スペクトルは第2図
に示す如くである。波数3300cm-1にアミド基に基
づく吸収、波数1160cm-1、および1320cm-1スルホ
ンアミド基に基づく吸収、2960cm-1並びに2870cm
-1にメチル基による吸収が認められる。 実施例 4 実施例1と同様の装置に、4・4′−ジアミノジ
フエニルエーテル−2・2′−ジ(N−n−ブチル
スルホンアミド94.06g、N−メチル−2−ピロ
リドン250g、N・N−ジメチルアセトアミド250
g、塩化リチウム25gを入れ、内容物を撹拌し、
フラスコを氷浴で冷却しておく。この中にイソフ
タル酸クロライド28.4gとテレフタル酸クロライ
ド12.18gを徐々に加える。添加終了後、5℃で
5時間反応させた。生成溶液を実施例1と同様に
処理してポリアミド粉末120gを得た。このポリ
アミドの還元粘度は1.5dl/gであつた。また熱重
量分析による減量開始温度は320℃であつた。 元素分析結果(かつこ内は計算値) C:56.1%(55.98%) H:5.4%(5.38%) S:10.2%(10.67%) N:9.1%(9.33%) このポリアミドの赤外吸収スペクトルは第3図
に示す如くである。波数3300cm-1にアミド基によ
る吸収、波数1160cm-1、および1320cm-1にスルホ
ンアミド基による吸収、2960cm-1並びに2870cm-1
にメチル基による吸収、2920cm-1にメチレン基に
よる吸収が認められる。またこのポリアミドはN
−メチル−2−ピロリドン、N・N−ジメチルア
セトアミド、N・N−ジメチルホルムアミド、
N・N−ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キサイドに可溶である。 実施例 5 実施例1と同様の装置を2組用意し、その各々
に4・4′−ジアミノジフエニルエーテル−2・
2′−ジ(N−ブチルスルホンアミド)94.06g、
N−メチル−2−ピロリドン500gおよび塩化リ
チウム25gを入れ、内容物を撹拌し、一つのフラ
スコは25℃、他のフラスコは50℃に保温する。こ
のフラスコ各々にイソフタル酸クロライド40.6g
を徐々に加え、6時間所定の温度に保つて反応を
完結させる。以下実施例1、並びに実施例2と同
様にして、上記合成ポリアミドの還元粘度、並び
に形成させた乾燥フイルムの引張り強度、伸びを
測定した。その結果を表に示す。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればポリアミ
ドが本来有する機械的強度と耐熱性を保持し、有
機溶媒に対する溶解性に優れ成膜し易い材料が得
られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、本発明のポリアミドの
赤外吸収スペクトル図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 〔−NH−Ar−NHCO−Q−CO〕− (但し、Arは 【式】 【式】 (nは0または1、R1、R2は水素または低級
    アルキル基であり、水素原子のみはR1またはR2
    のいずれか一方にのみ置換する)、 (R3がHのときR4はCH3、C2H5、R3がCH3
    ときR4はCH3、C2H5、C3H7、C4H3、R3がC2H5
    ときR4はC2H5である)、 (R5はCH3、R6はHかCH3)、またQはm−フ
    エニレン基、p−フエニレン基、O−フエニレン
    基、 (Y=−O−、−SO2−)、 −(CH2)n− (nは1、2、4〜8)、 である) で示される反復単位から成り、且つ0.5dl/g以上
    の還元粘度(ジメチルアセトアミド溶媒、0.1g/
    dl濃度、30℃)を示す側鎖にアルキルスルホンア
    ミド基を有するポリアミド。 2 (a) 一般式H2N−Ar−NH2(式中Arは 【式】 【式】 (nは0または1、R1、R2は水素または低級ア
    ルキル基であり、水素原子のみはR1またはR2
    のいずれか一方にのみ置換する)、 (R3がHのときR4はCH3、C2H5、R3がCH3のと
    きR4はCH3、C2H5、C3H7、C4H9、R3がC2H5
    ときR4はC2H5である)、 (R5はCH3、R5はHかCH3)、 で示される芳香族ジアミノアルキルスルホンア
    ミドと、 (b) 一般式XOOC−Q−COOX(式中Qはm−フ
    エニレン基、p−フエニレン基、O−フエニレ
    ン基、 (Y=−O−、−SO2−)、 −(CH2)n−(nは1、2、4〜8)、 である。XはCl、Brである。) で示される二塩基酸ハロゲン化物とを、不活性
    溶媒中、25℃以下で重縮合させ、0.5dl/g以上
    の還元粘度(ジメチルアセトアミド溶媒、0.1
    g/dl濃度、30℃)を示す側鎖にアルキルスル
    ホンアミド基を有するポリアミドの製法。
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