JPS6357633A - 全芳香族熱互変性ポリエステル - Google Patents

全芳香族熱互変性ポリエステル

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JPS6357633A
JPS6357633A JP62200124A JP20012487A JPS6357633A JP S6357633 A JPS6357633 A JP S6357633A JP 62200124 A JP62200124 A JP 62200124A JP 20012487 A JP20012487 A JP 20012487A JP S6357633 A JPS6357633 A JP S6357633A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/60Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from the reaction of a mixture of hydroxy carboxylic acids, polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/605Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from the reaction of a mixture of hydroxy carboxylic acids, polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds the hydroxy and carboxylic groups being bound to aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38Polymers
    • C09K19/3804Polymers with mesogenic groups in the main chain
    • C09K19/3809Polyesters; Polyester derivatives, e.g. polyamides

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は良好な寸法安定性を有する繊維、シートその他
の成形体を製造するのに適当な熱互変性全芳香族ポリエ
ステル及びこれから製造される成形体に関するものであ
る。
ここで「熱互変性Jは液晶溶融体、すなわち異方性溶融
体を形成すること或はそのような性状を一般的に指称す
る。
(従来技術) 芳香族ジカルボン酸及びジヒドロキシ化合物ならびに場
合により芳香族ヒドロキシカルボン酸から形成される熱
互変性芳香族ポリエステルは公知であり9例えば英国の
特許出願公開2061304号公報、西独の同2025
971号公報、ヨーロッパ特許の同33147号及び同
92843号公報に記載されている。
このようなポリエステルの欠点は蝮雑な時間のかかる多
工程方法で製造されねばならないことにある。更にまた
この公知のポリエステルは一般に350’C:を超える
融点を示し、その熱可塑性成形が困難である。
西独特許出願公開3517587号公□報には、基体樹
脂オキシベンゾイルコポリエステルのほかにテレフタル
酸、イソフタル醗、4−ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキ
ノン及び4.47−ジヒドロキシジフェニルから形成さ
れ、微少量の流動性改善剤を含有する熱可塑性成形材料
が記載されている。この公報に記載の実施形態から、酸
としてイソフタル酸のみが存在するときだけヒドロキノ
ンを出発物質として使用することが明らかにされている
。実施例に示される流動性改変剤は、極めて高い融点(
実施例3では400℃以上)を示し、或は結晶溶融体を
もたらさず、従って低い熱成形耐性を示す。
そこでこの分野の技術的課題は、上記西独351’75
87号公報に記載されている流動性改変剤に比し容易に
熱塑性加工することができ、しかも同時に改善された熱
成形耐性を示す全芳香族熱互変性ポリエステルを提供す
ることである。
(発明の要約) この技術的課題は1本発明による (A)4−ヒドロキシ安息香酸30乃至60%/L’%
と。
(B) (B、 ’)テレフタル酸及び(B2)イソフ
タル酸り混合物であって、(B1)対(B2)のモル割
合が1.04 :1乃至19:1の範囲にある混合物2
0乃至35モル%と、 (Cり (a+ )ヒドロキノ
ン、(C2)4,4′−ジヒドロキシジフエニル及び(
C3)以下の一般式()(C1)(上記式中、R及びy
は1乃至4個の炭素原子を有するアルキル基、ハロゲン
原子或はアリール基を、n及びpはl、2或は3を1m
はO或は1をそれぞれ意味する)で表わされるジヒドロ
キシ化合物0乃至5モル%から成り、((+り対(C,
)のモル割合が0.1 : 1乃至2.67:lの範囲
にある混合物20乃至35モル%とを主要構成分とし、
(B)対(C)のモル割合が0.9 : l乃至1.1
 : lの範囲にある全芳香族熱互変性ポリエステルに
より解決されることが見出された。
これ等組成分A+B+Oの合計量が100モル%となる
べきとは云うまでもない所である。
(発明の構成) 本発明による全芳香族ポリエステルは、4−ヒドロキシ
安息香# (A) 、テレフタル酸(B、 )、イソフ
タル酸(B2 )、ヒドロキノン(C1)及び4.4′
−ジヒドロキシジフェニル(C2)より成る単位で構成
される。
テレフタル酸及びイソフタル酸の混合物(組成分A)は
、25乃至35モル%、ことに22.5乃至32.5モ
ル%の量で使用される。この使用量はジヒドロキシ化合
物の混合物(組成分O)についても同様である。
組成分(B) : ((りの量割合は、 0,9 : 
l乃至1.1:1の範FM!、コとに0.95 : l
乃至1.05 : 1のjii!囲にあり、特に好まし
いのは組成分(B)及び(C)を等モル量で使用するこ
とである。
組成分(Bl ) : (B2) 、すなわちテレフタ
ル酸対イソフタル酸のモル割合は、  1.04 : 
l乃至19:1、ことに1.5 : l乃至9:lの範
囲にある。
ヒドロキノン(C,)対4.4′−ジヒドロキシ化合物
ニ/k (C2)のセフ1フ割合は、 0.1 : 1
乃至2.6’7:1゜ことに0.5 : l乃至2.3
3:lの範囲にある。
なお1式(1) (式中R及びyはl乃至4個の炭素原子を有するアルキ
ル基、ハロゲン原子或はアリール基を、n及びpは1.
2或は3を1mは0或は1をそれぞれ意味する)の芳香
族ジヒドロキシ化合物0乃至5モル%は、単量体混合物
の形態で使用され得る。
一般式()(C1)の置換基R及びWは同じもの或は異
なるものを意味することができ、また同じ芳香族環にお
いて複数個の異なる置換基を有することもできる〇 一般式()(C1)のnが0である場合にはnは1.2
或は3であるが9mが1である場合にはn及びpは1或
は2であるのが好ましい。
置換基R及びWはメチル基、t−ブチル基或はフェニル
基であることが好ましく、一般式(1)の好ましい化合
物としては以下のものが挙げられる。
C0CCHs >s 〕1−2 特に好ましいのはR゛及びWが同じものを意味する化合
物である。
一般式()(C1)のヒドロキシ化合物はそれ自体は公
知であって各種文献に記載されている。このジヒドロキ
シ化合物(C8)の使用は必須不可欠ではないが。
場合によりその使用は極めて有利である。この組成分(
C1)は0.5乃至5モル%、ことに1乃至4モル%の
量において使用されるのが好ましい。
熱互変性の、従って液晶状の本発明による全芳香族ポリ
エステルは1例えば西独特許出願公開2520819号
公報に記載の方法により偏光顕微鏡で確認され得る。交
叉偏光子間に、2枚のガラス板体にはさまれた10μm
厚さのこのポリマー溶融体は液晶相と関連せしめられる
組織を示す。前述の西独特許出願公開3517587号
公報に記載された流動性改善重合体に比して加工性及び
熱成形耐性に関し著しく改善された特性を示すことは、
予期されなかった驚くべき事実である。これは、ジカル
ボン酸組a分としてイソフタル酸及びテレフタル酸の混
合物を、ジヒドロキシ化合物組成分としてヒドロキノン
、4.”4’−ジヒドロキシジフェニル及び場合により
一般式(1)のジヒドロキシ化合物を使用することによ
り達成される。
この本発明によるポリエステルは、一般に。
200乃至350℃、ことに300乃至350℃の融点
を有する。
その熱成形耐性は工So / R75、A法により測定
して一般に180℃以上、ことに200℃以上に達する
そのせん断弾性は、200℃においてD工N 5344
5により測定して、一般に同様条件下に20℃で測定さ
れた数値の少くとも25%、ことに30%に達する。
本発明による全芳香族ポリエステルの相対粘度は、60
°CIペンタフルオルフェノール0.1重量%溶液で測
定して、1乃至4 dl / g 、ことに1.5乃至
3.5 d/ / gに達する。
本発明による熱互変性ポリエステルは9例えば米国特許
4375530号及び同4118372号明細書に記載
されているようなそれ自体公知の方法により原則的に製
造され得る。
出発物質(A)、  (B+)、(B2)、(o+)、
(l  及び場合により更に(C5)を、炭素原子2乃
至6個を有するアルカンカルボン酸無水物5乃至60モ
ル%過剰量の存在下に、1段階の溶融重縮合反応に附す
る方法を採用することが好ましい。この場合無水物のモ
ル過剰量はモノマー混合物中のOH基総計量と関連する
この2乃至6個の炭素原子を有するアルカンカルボン酸
無水物としては、醋酸、プロピオン酸及び酪酸の各無水
物が挙げられるが、そのうち無水醋酸が極めて有利であ
る。この酸無水物のモル過剰量は1o乃至50モル%で
あるのがことに好まししλ。
また不活性雰囲気9例えば窒素或はアルゴン中で反応を
行うことも有利である。
更に1例えばヨーロッパ特許出願公開131846号公
報に記載されているような触媒を使用することにより反
応を促進させることも、しばしば有利である。
モノマー(A)、(B1)、(B2)、  (c’+)
、(C,)及び場合により(C3)とカルボン酸無水物
とを不活性雰囲気下に混和し、攪拌しつつ還流が生ずる
まで加熱する。この場合、温度は段階的に上げることが
好ましく、最初は5時間まで、ことに2時間までの間1
30乃至200℃に維持し1次いで2乃至2.5時間の
間に温度を250乃至370℃まで上げる。
この反応過程において過剰量のカルボン酸無水物及び生
成するカルボン酸を留去する。
できるだけ定量反応を達成するために1反応最終段階に
おいて減圧で1例えば0.1乃至200 ミ’Jパール
(10乃至20.000 Pa  )の範囲で処理する
のが好ましい。
このようにして得られた全芳香族ポリエステルは、固相
におい後縮合処理に附され得る。この後処理は200乃
至300℃、ことに200乃至280℃の温度で行うの
が好ましい。この固相後縮合処理は。
熱塑性加工の後に行うことも可能である。この後縮合処
理は窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気中において行う
のが好ましい。
上述した方法は比較的短時間の内に1段階で好ましい特
性を有する全芳香族ポリエステルが得られることにおい
て特徴がある。
本発明による全芳香族ポリエステルは、慣用の添加剤及
び加工処理助剤を含有することができる。
酸化、熱、紫外線に対する安定剤、滑剤乃至潤滑剤、離
型剤、染料、顔料、繊維状或は粉末状充填剤乃至補強剤
、核形成剤、核化剤、可塑剤などが挙げられる。この種
の添加剤はそれ自体公知であり、各種文献に記載されて
いる。
酸化防止剤、熱安定剤としては1周期律表第1族金属の
ハロゲン化物のみ、場合に上り銅()(C1)ハロゲン
化物、或は立体障害フェノールとの混合物を1重量%ま
での割合で配合される。
対紫外線安定剤としては、置換レゾルシン、サリチラー
ト、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンならびにこれ
等の混合物が適当であり、2重世%までの量で添加され
る。
染料、顔料は一般に5重世%までの社で使用されるが、
その例としてニグロシン、二酸化メタン。
硫化カドミウム、フタロシアニン染料、ウルトラマリン
ブルー、カーボンブラックなどが挙げられる。
充填剤及び補強剤としては、炭素繊維、ガラス繊維、無
定形珪醗、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、炭酸マ
グネシウム、カオリン、雲母9石英粉末、白亜、長石な
どが挙げられ、充填される材料全重量に対して70重量
%までの量が使用され得る。
核形成剤としては、タルカム、弗化カルシウム。
フェニルホスフィン酸ナトリウム、重化アルミニウム、
ポリテトラフルオロエチレン粉末が挙げられる。
更に、7タル酸エステル、炭化水素油、スルホンアミド
などの可塑剤が20重量%までの量で使用され得る。
本発明による全芳香族ポリエステルは、極めて秀れた熱
成形耐性と、明るい固有の色相の、平滑で光沢のある耐
磨耗性表面を有する。更にこれは秀れた耐化学品性、難
燃性と、ポリエステルに固有の対加水分解安定性を示す
本発明の全芳香族ポリエステルで製造された成形体は極
めて優秀な機械的特性、ことに強剛性。
強固性9強靭性を示す。従って、このポリエステルは電
気産業、データシステム、自動車産業などの成形体製造
用に適する。
またこのポリエステルから成形されるシート。
繊維は良好な特性スペクトルを示す。
本発明のポリエステルの成形処理は一般に370℃以下
の温度で射出、プレス或は押出により行われ得る。
実施例! 本発明によるポリエステルを製造するために以下の組成
分を使用した。
4.5モル(42,86モル%)の4−ヒドロキシ安瑠
香酸 2.4モル(22,85モル%)のテレフタル酸0.6
モル(5,71モル%)のイソフタル酸1.8モル(1
7,15モル%)のヒドロキノン1.2モル(11,4
3モル%)の4.4’−ジヒドロキシジフェニル 以上の組成分を合併して1360 rd (14,4モ
ル)の無水醋酸と共に、窒素雰囲気下51の反応容器に
装填した。攪拌しつつ周囲温度を30分間で150℃に
9次いで170分間で345℃に加熱上昇させた。
次いで圧力を560ミリバールに低下させ、その移更に
それぞれ10分間で前段階圧力値の半分に逐次低下させ
た。これにより周囲温度は360℃に上昇した。
240分の全反応時間後における最終圧力は35ミリバ
ールであった。
得られたポリエステルの固有粘度は、60°C,ペンタ
フルオルフェノールの0.1重量%溶液で測定して3.
3 dl / gであった。
このポリエステルは糸を引く液晶溶融体を形成した。
DSG法(D14ferential Scannin
g Oalorimetry)で測定したその融点は3
40℃であった。
この重合体は射出法忙より360℃で問題なく成形処理
された。
その熱成形耐性はISO/ R75で、方法Aによれば
2486C,B法によれば250℃以上を示した。
せん断弾性はD工N 53445により200℃におい
て。
同様の条件下に20℃で測定した値のなお48%を示し
た。
実施例− 本実施例では以下の組成分を使用した。
4.5モル(42,86モル%)の4−ヒドロキシ安息
香酸 2.1モル(20モル%)のテレフタル酸0.9モル(
8,58モル%)のイソフタル酸1.5モル(14,2
8モル%)のヒドロキノン1.5モル(14,28モル
%)の4.4′−ジヒドロキシジフェニル 上記出発化合物を無水醋酸1326ゴ(14,07モル
)と共に混和し、実施例1におけると同様に反応させた
最終温度は3509C1最終圧力は70ミリバールとし
た。
実施例1と同様に測定した固有粘度は:z、rdl/g
であった0 また融点(DSO法)は315℃であった。
生成ポリマーは340℃で問題なく射出成形処理された
。工so / R75による熱成形耐性はA法によれば
248°CIB法によれば250℃以上であった。
またせん断弾性はD工N 53445により200℃に
おいて、同様の条件下に20℃で測定した値の51%を
示した。
実施例3 本実施例では以下の如き出発化合物を使用した。
4.5モル(42,86モル%)の4−ヒドロキシ安息
香酸 2.7モル(25,71モル%)のテレフタル酸0.3
モル(2,86モル%)のイソフタル酸1.5モル(1
4,28モ/L’%)のヒドロキノン1.2モル(11
,43モル%)の4.4′−ジヒドロキシジフェニル 0.3モル(2,86モル%)のメチルヒドロキノン 上記組成分を無水醋酸1360 yd (14,4モル
)と共に実施例1と同様に反応に附した。
生成物は実施例1と同様に測定して2.08dj / 
gの固有粘度、345℃の融点(DSO法)、D工N 
53445により200℃において同様条件下20’C
の測定値に対し45%のせん断弾性を示した。
このポリマーは360℃における射出成形により問題な
く加工処理された。
実施例ダ 実施例3のメチルヒドロキノンをt−ブチルヒドロキノ
ンに置き換えたほかは全く同様にして処理した。
生成物の固有粘度は2.14dA’/ g 、 DSO
法による融点は335°C,D工N 534451cよ
る200℃のせん断弾性は20’Cにおける測定値の4
0%であった。
このポリマーは350℃における射出成形で問題なく加
工処理された。
実施例よ 本実施例では以下の組成分を使用した。
4.5モル(42,86モル%)の4−ヒドロキシ安息
香酸 2.4モA/(22,86モル%)のテレフタル酸0.
6モル(5,71モル%)のイソフタル酸1.2モル(
11,43モル%)のヒドロキノン1.5モル(14,
gaモル%)の4.4′−ジヒドロキシジフェニル 0.3モル(2,86モル%)のメチルヒドロキノン上
記出発物質を1360 wtの無水醋酸と共に、実施例
1と同様に、ただし最終温度を350℃、最終圧力を5
0ミリバールとして反応させた。
生成物の固有粘度は1.15d77 g 、融点は35
0℃。
せん断弾性は200℃において20℃の測定値に対し3
5%であった。
このポリマーは350℃において射出成形により問題な
く成形処理された。
実施例6 実施例よと同様に、ただしメチルヒドロキノンの代りに
トリメチルヒドロキノンを使用して反応させた。
ただし反応後の最終温度は350’C,最終圧力は10
0ミリバールとした。
生成物の固有粘度は2.54dj / g 、 DSO
法による融点は320℃、D工N 53445 Kよる
せん断弾性は200℃において20℃の測定値に対し3
1%を示した。
以下の組成分を使用した。
0.306モル(49,92モA/%)の4−ヒドロキ
シ安息香酸 0.134モル(21,86モル%)のテレフタル酸0
.019モル(3,10モル%)のイソフタル酸0.1
54モル(25,12モル%)の4.4′−ジヒドロキ
シジフェニル 以上の組成分を67、+mjの無水醋酸と共に実施例1
と同様に反応させた。
最終温度は360°C1最終圧力は8ミリバールとした
実施例1乃至4による生成物が糸を引く液晶溶融体であ
るのに対して1本対比実験例の生成物は固状体で灰黄色
を呈する。
このポリマーは400℃においてもなお溶融せず。
ペンタフルオルフェノールに不溶性であるため相対粘度
の測定は不可能であった。
上記西独公報3517587号(実施例3)の方法によ
り製造された同様の組成の生成物も同様に400℃にお
いてもなお溶融せず、従ってこの温度以下においては成
形不能である。
対比実験例2 (上記西独公報3517587号公報の実施例+)−本
対比実験例では以下の組成分を使用した。
0.37モル(64,92モル%)の4−ヒドロキシ安
息香酸 0.1モル(17,54モル%)のイソフタル酸0.1
モル(17,54モル%)の4.4′−ジヒドロキシジ
フェニル 上記組成分を6217の無水醋酸と共に実施例/と同様
に反応させた。
最終温度を330℃、最終圧力を53ミリバールとした
生成物の固有粘度は1.9 di / gであり、この
ポリマーは異方性溶融体としてよく糸を引く性向を有す
る。
シカシナカラソノ2000c′にオけるDIN 534
45によるせん断弾性は20℃における測定値のわずか
に0.6%を示すに過ぎない。
本対比実験例により9本発明の全芳香族ポリエステルは
西独公報3517587号から公知の生成物に対して総
体的に著しく改善された特性スペクトルを示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(A)4−ヒドロキシ安息香酸30乃至60モル
    %と、(B)(B_1)テレフタル酸及び(B_2)イ
    ソフタル酸の混合物であって、(B_1)対(B_2)
    のモル割合が1.04:1乃至19:1の範囲にある混
    合物20乃至35モル%と、(C)(C_1)ヒドロキ
    ノン、(C_2)4,4′−ジヒドロキシジフエニル及
    び(C_3)以下の一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (上記式中、R及びR′は1乃至4個の炭素原子を有す
    るアルキル基、ハロゲン原子或はアリール基を、n及び
    pは1、2或は3を、mは0或は1をそれぞれ意味する
    )で表わされるジヒドロキシ化合物0乃至5モル%から
    成り、(C_1)対(C_2)のモル割合が0.1:1
    乃至2.67:1の範囲にある混合物20乃至35モル
    %とを主要構成分とし、(B)対(C)のモル割合が0
    .9:1乃至1.1:1の範囲にある全芳香族熱互変性
    ポリエステル。
  2. (2)(A)4−ヒドロキシ安息香酸30乃至60モル
    %と、(B)(B_1)テレフタル酸及び(B_2)イ
    ソフタル酸の混合物であって、(B_1)対(B_2)
    のモル割合が1.04:1乃至19:1の範囲にある混
    合物20乃至35モル%と、(C)(C_1)ヒドロキ
    ノン、(C_2)4,4′−ジヒドロキシジフエニル及
    び(C_3)以下の一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (上記式中、R及びR′は1乃至4個の炭素原子を有す
    るアルキル基、ハロゲン原子或はアリール基を、n及び
    pは1、2或は3を、mは0或は1をそれぞれ意味する
    )で表わされるジヒドロキシ化合物0乃至5モル%から
    成り、(C_1)対(C_2)のモル割合が0.1:1
    乃至2.67:1の範囲にある混合物20乃至35モル
    %とを主要構成分とし、(B)対(C)のモル割合が0
    .9:1乃至1.1:1の範囲にある全芳香族熱互変性
    ポリエステルを本質的組成分として含有する寸法安定性
    成形体。
JP62200124A 1986-08-28 1987-08-12 全芳香族熱互変性ポリエステル Expired - Lifetime JPH07107095B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3629211.7 1986-08-28
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