JPS646232B2 - - Google Patents
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- JPS646232B2 JPS646232B2 JP12061880A JP12061880A JPS646232B2 JP S646232 B2 JPS646232 B2 JP S646232B2 JP 12061880 A JP12061880 A JP 12061880A JP 12061880 A JP12061880 A JP 12061880A JP S646232 B2 JPS646232 B2 JP S646232B2
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
本発明は、新規な高分子組成物に関するもので
ある。 一般に高分子物質の性質は、基本的にその高分
子物質を構成する高分子鎖の性質、たとえば主鎖
構成原子間の結合エネルギー、それらの結合の自
由回転の熱的束縛度、双極子分極度、分子の対称
性、電子密度、立体構造、分子量、分子量分布等
に依存し、二次的にはその成形加工法により、、
高分子鎖集合体としての高分子成形物の性質が発
現する。したがつて、各種のモノマーからなる高
分子物質が合成され、さらに個別の要求特性を満
足させるように、ランダム、ブロツク、グラフト
共重合体等も合成され実用化されている。 しかし、個別の要求特性に応じたポリマーを製
造するのはコスト等の経済的問題を生じるため、
適当な2種以上の高分子物質を混合して、すでに
ある性質を付与するか、あるいは中間的性質を得
るポリマーブレンドも多く行なわれている。たと
えばポリスチレンにゴム成分を配合した耐衝撃性
ポリスチレン、ポリスチレンとポリフエニレンオ
キサイド、ポリフツ化ビニリデンとポリメチルメ
タクリレート、ポリ塩化ビニルとアクリロニトリ
ル―ブタジエン共重合ゴム等が、多くの単独重合
体、共重合体等と共に多様化している市場要求を
満たすために実用化されている。 耐熱性高分子として、アミド結合にて結合され
た二価の炭化水素基のすべてが芳香族環性基であ
る、いわゆる全芳香族ポリアミドが繊維、フイル
ムなどとして実用に供され、注目されていること
は知られている。中でも、特公昭47−2489号その
他により、その芳香族環性基がパラフエニレン基
で代表されるパラ配向的全芳香族ポリアミドから
なる繊維、フイルム等の成形物は、高強力、高弾
性率、すぐれた耐熱性の故に種々の用途に有用で
ある。 しかし、これらの重合体は、分子鎖が屈曲性に
乏しく剛直なため、溶融温度または軟化温度を示
さず、500℃以上の温度で熱分解を開始するので、
通常の熱成形加工は困難であつた。したがつて、
これらの重合体は硫酸、弗化水素酸、テトラメチ
ル尿素など極めて特殊な溶剤にしか溶解しないの
であるが、上述の溶剤に溶解して繊維化、フイル
ム化等の成形を実施している。この方法は、硫酸
のような極めて腐蝕性の強い溶剤を用いるため、
工業的に実施するには不利を伴なう。 この問題を解決するため、パラ配向的全芳香族
ポリアミドのアミト結合を各種置換基によりN―
置換する方法(特公昭46−3996号、特開昭49−
2917号、特公昭53−31915号等)、またはパラ芳香
族性基の代りに屈曲性基を用いて共重合する方法
(特開昭49−116322号、特開昭51−1593号等)が
提案されている。しかし、これらの方法は、パラ
配向的全芳香族ポリアミドの特徴である高強力、
高弾性率、すぐれた耐熱性を犠牲にするものであ
つた。 一方、パラ配向的全芳香族ポリアミドの利用と
して、本発明者らは、高分子複合体を提案してい
る(特開昭54−65747号)。これは、屈曲性に乏し
く剛直であるパラ配向的全芳香族ポリアミドを、
一般の屈曲性高分子マトリツクス中に極めて微少
単位で分散存在せしめることにより、改良された
機械的特性を持つ構造物を与えるものである。し
かし、本発明者らは、さらに高い効果を得るため
に鋭意研究を進めた結果、パラ配向的全芳香族ポ
リアミドは自己分子間相互の親和性が高く、マト
リツクス中に安定した微分散系を作りにくいこと
が判明し、マトリツクス分子への相溶性を高める
ことが必要とされるに到つた。 本発明者らは、これらの現状に鑑み、鋭意研究
の結果、新規なN―置換全芳香族ポリアミドをブ
レンドすることにより、上記諸問題を解決し得る
ことを見出した。すなわち、新規なN―置換全芳
香族ポリアミドをパラ配向的全芳香族ポリアミド
にブレンドすると、高温で熱可塑化する新しい現
象を発見した。また、このN―置換体は溶剤に溶
解し、このため、すぐれた性質を有する組成物が
得られることを見出し、本発明に到達したもので
ある。 すなわち、本発明は、下記の群、群の高分
子物質において、 群 一般式
ある。 一般に高分子物質の性質は、基本的にその高分
子物質を構成する高分子鎖の性質、たとえば主鎖
構成原子間の結合エネルギー、それらの結合の自
由回転の熱的束縛度、双極子分極度、分子の対称
性、電子密度、立体構造、分子量、分子量分布等
に依存し、二次的にはその成形加工法により、、
高分子鎖集合体としての高分子成形物の性質が発
現する。したがつて、各種のモノマーからなる高
分子物質が合成され、さらに個別の要求特性を満
足させるように、ランダム、ブロツク、グラフト
共重合体等も合成され実用化されている。 しかし、個別の要求特性に応じたポリマーを製
造するのはコスト等の経済的問題を生じるため、
適当な2種以上の高分子物質を混合して、すでに
ある性質を付与するか、あるいは中間的性質を得
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えばポリスチレンにゴム成分を配合した耐衝撃性
ポリスチレン、ポリスチレンとポリフエニレンオ
キサイド、ポリフツ化ビニリデンとポリメチルメ
タクリレート、ポリ塩化ビニルとアクリロニトリ
ル―ブタジエン共重合ゴム等が、多くの単独重合
体、共重合体等と共に多様化している市場要求を
満たすために実用化されている。 耐熱性高分子として、アミド結合にて結合され
た二価の炭化水素基のすべてが芳香族環性基であ
る、いわゆる全芳香族ポリアミドが繊維、フイル
ムなどとして実用に供され、注目されていること
は知られている。中でも、特公昭47−2489号その
他により、その芳香族環性基がパラフエニレン基
で代表されるパラ配向的全芳香族ポリアミドから
なる繊維、フイルム等の成形物は、高強力、高弾
性率、すぐれた耐熱性の故に種々の用途に有用で
ある。 しかし、これらの重合体は、分子鎖が屈曲性に
乏しく剛直なため、溶融温度または軟化温度を示
さず、500℃以上の温度で熱分解を開始するので、
通常の熱成形加工は困難であつた。したがつて、
これらの重合体は硫酸、弗化水素酸、テトラメチ
ル尿素など極めて特殊な溶剤にしか溶解しないの
であるが、上述の溶剤に溶解して繊維化、フイル
ム化等の成形を実施している。この方法は、硫酸
のような極めて腐蝕性の強い溶剤を用いるため、
工業的に実施するには不利を伴なう。 この問題を解決するため、パラ配向的全芳香族
ポリアミドのアミト結合を各種置換基によりN―
置換する方法(特公昭46−3996号、特開昭49−
2917号、特公昭53−31915号等)、またはパラ芳香
族性基の代りに屈曲性基を用いて共重合する方法
(特開昭49−116322号、特開昭51−1593号等)が
提案されている。しかし、これらの方法は、パラ
配向的全芳香族ポリアミドの特徴である高強力、
高弾性率、すぐれた耐熱性を犠牲にするものであ
つた。 一方、パラ配向的全芳香族ポリアミドの利用と
して、本発明者らは、高分子複合体を提案してい
る(特開昭54−65747号)。これは、屈曲性に乏し
く剛直であるパラ配向的全芳香族ポリアミドを、
一般の屈曲性高分子マトリツクス中に極めて微少
単位で分散存在せしめることにより、改良された
機械的特性を持つ構造物を与えるものである。し
かし、本発明者らは、さらに高い効果を得るため
に鋭意研究を進めた結果、パラ配向的全芳香族ポ
リアミドは自己分子間相互の親和性が高く、マト
リツクス中に安定した微分散系を作りにくいこと
が判明し、マトリツクス分子への相溶性を高める
ことが必要とされるに到つた。 本発明者らは、これらの現状に鑑み、鋭意研究
の結果、新規なN―置換全芳香族ポリアミドをブ
レンドすることにより、上記諸問題を解決し得る
ことを見出した。すなわち、新規なN―置換全芳
香族ポリアミドをパラ配向的全芳香族ポリアミド
にブレンドすると、高温で熱可塑化する新しい現
象を発見した。また、このN―置換体は溶剤に溶
解し、このため、すぐれた性質を有する組成物が
得られることを見出し、本発明に到達したもので
ある。 すなわち、本発明は、下記の群、群の高分
子物質において、 群 一般式
【式】お
よび/または
【式】なる繰返し単
位より成るパラ配向的全芳香族ポリアミド
群 一般式
【式】お
よび/または
【式】なる繰返し単
位より成り、ここで、X,Y,Zが、(―1)
―Hおよび/または一般式―CkH2k+1で示され
る基、または(―2)―Hおよび/または一
般式―(CH2―)lAr4で示される基、または(―
3)―Hおよび/または一般式
―Hおよび/または一般式―CkH2k+1で示され
る基、または(―2)―Hおよび/または一
般式―(CH2―)lAr4で示される基、または(―
3)―Hおよび/または一般式
【式】で示される基、または(―
4)―Hおよび/または一般式―(CH2―)o
COOMで示される基であつて、かつポリマー
中の置換率が2モル%以上であり、ηinhが0.1
以上であるN―置換全芳香族ポリアミド (上記式中、Ar1,Ar2,Ar3は各々独立に二
価のパラ配向的芳香族基を表し、k,l,nは
それぞれ、7≦k≦25、1≦l≦6、1≦n≦
10の範囲の整数、mは任意の整数であり、Ar4
は
COOMで示される基であつて、かつポリマー
中の置換率が2モル%以上であり、ηinhが0.1
以上であるN―置換全芳香族ポリアミド (上記式中、Ar1,Ar2,Ar3は各々独立に二
価のパラ配向的芳香族基を表し、k,l,nは
それぞれ、7≦k≦25、1≦l≦6、1≦n≦
10の範囲の整数、mは任意の整数であり、Ar4
は
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】より選ばれた芳香族
基、R1,R2,R3,R4は同一または相異なる―
H、―CH3、―CH=CH2、―C2H5、―C3H7、
H、―CH3、―CH=CH2、―C2H5、―C3H7、
【式】―CH2
―O―CH2―CH=CH2より選ばれた基、Mは
―HまたはLi、Na、K、Rb、Csから選ばれた
アルカリ金属を表す。) 群と群の―1、―2、―3、―4
から選ばれた1種または2種以上とが互いに1〜
99重量%の組成比で成る高分子組成物である。 以下に、本発明をさらに詳細に説明する。 群 一般式
―HまたはLi、Na、K、Rb、Csから選ばれた
アルカリ金属を表す。) 群と群の―1、―2、―3、―4
から選ばれた1種または2種以上とが互いに1〜
99重量%の組成比で成る高分子組成物である。 以下に、本発明をさらに詳細に説明する。 群 一般式
【式】お
よび/または
【式】なる繰返し単
位より成るパラ配向的全芳香族ポリアミド(た
だし、Ar1,Ar2,Ar3は各々独立に二価のパラ
配向的芳香族基を表わす。): Ar1,Ar2,Ar3が実質的にパラ配向的であるこ
とは、該全芳香族ポリアミドが屈曲性に乏しい剛
直的性質を保持する上で必須である。ここで二価
のパラ配向的芳香族基とは、その二価の結合基同
志が1,4―フエニレン(パラフエニレン)や、
4,4′―ビフエニレン、1,4―ナフチレン等の
如く、芳香族環より同軸的に反対方向に、または
1,5―ナフチレンや2,6―ナフチレンの如く
平行軸的に反対方向に配置されているようなもの
を云い、その芳香族環には、メチル、エチル等の
アルキル基、メトキシ、エトキシ等のアルコキシ
基、塩素、臭素等のハロゲン基等が1個または2
個以上置換していることも許される。またパラ配
向的芳香族基としては、上記の如き炭素環基の他
に、2,5―ピリジレンの如きヘテロ環芳香族基
も含まれる。 パラ配向的全芳香族ポリアミドの典型的な例と
しては、ポリパラベンズアミド、ポリパラフエニ
レンテレフタルアミド、ポリ―4,4′―ジアミノ
ベンズアニリドテレフタルアミド、ポリ―N,
N′―p―フエニレンビス(p―ベンズアミド)
テレフタルアミド、ポリパラフエニレン―2,6
―ナフタリツクアミド、コポリパラフエニレン/
4,4′―(3,3′―ジメチルビフエニレン)―テ
レフタルアミド、コポリパラフエニレン/2,5
―ピリジレン―テレフタルアミド、コポリパラフ
エニレン―イソシンコメロンアミド/テレフタル
アミド等が挙げられる。 本発明のパラ配向的全芳香族ポリアミドは、そ
の分子を構成する芳香族基の5モル%までを、上
記の特別な芳香族基以外の二価の芳香族基、たと
えば、メタフエニレン基、3,3―ビフエニレン
等や、二価の脂肪族基、たとえば、エチレン、ブ
チレン等で置き換えることも、また、アミド結合
の5モル%以下をヒドラジド結合、エステル結
合、尿素結合、ウレタン結合等により置き換える
ことも許される。 これらのパラ配向的全芳香族ポリアミドの製造
法は、本発明を実施する上で特に制限されるもの
ではなく、たとえば、該当するジアミンおよびジ
酸クロライドから、特公昭35−14399号公報等で
知られる低温溶液重合法により容易に製造でき
る。 群 一般式
だし、Ar1,Ar2,Ar3は各々独立に二価のパラ
配向的芳香族基を表わす。): Ar1,Ar2,Ar3が実質的にパラ配向的であるこ
とは、該全芳香族ポリアミドが屈曲性に乏しい剛
直的性質を保持する上で必須である。ここで二価
のパラ配向的芳香族基とは、その二価の結合基同
志が1,4―フエニレン(パラフエニレン)や、
4,4′―ビフエニレン、1,4―ナフチレン等の
如く、芳香族環より同軸的に反対方向に、または
1,5―ナフチレンや2,6―ナフチレンの如く
平行軸的に反対方向に配置されているようなもの
を云い、その芳香族環には、メチル、エチル等の
アルキル基、メトキシ、エトキシ等のアルコキシ
基、塩素、臭素等のハロゲン基等が1個または2
個以上置換していることも許される。またパラ配
向的芳香族基としては、上記の如き炭素環基の他
に、2,5―ピリジレンの如きヘテロ環芳香族基
も含まれる。 パラ配向的全芳香族ポリアミドの典型的な例と
しては、ポリパラベンズアミド、ポリパラフエニ
レンテレフタルアミド、ポリ―4,4′―ジアミノ
ベンズアニリドテレフタルアミド、ポリ―N,
N′―p―フエニレンビス(p―ベンズアミド)
テレフタルアミド、ポリパラフエニレン―2,6
―ナフタリツクアミド、コポリパラフエニレン/
4,4′―(3,3′―ジメチルビフエニレン)―テ
レフタルアミド、コポリパラフエニレン/2,5
―ピリジレン―テレフタルアミド、コポリパラフ
エニレン―イソシンコメロンアミド/テレフタル
アミド等が挙げられる。 本発明のパラ配向的全芳香族ポリアミドは、そ
の分子を構成する芳香族基の5モル%までを、上
記の特別な芳香族基以外の二価の芳香族基、たと
えば、メタフエニレン基、3,3―ビフエニレン
等や、二価の脂肪族基、たとえば、エチレン、ブ
チレン等で置き換えることも、また、アミド結合
の5モル%以下をヒドラジド結合、エステル結
合、尿素結合、ウレタン結合等により置き換える
ことも許される。 これらのパラ配向的全芳香族ポリアミドの製造
法は、本発明を実施する上で特に制限されるもの
ではなく、たとえば、該当するジアミンおよびジ
酸クロライドから、特公昭35−14399号公報等で
知られる低温溶液重合法により容易に製造でき
る。 群 一般式
【式】お
よび/または
【式】なる繰返し単
位より成り、ここでX,Y,Zが、(―1)
―Hおよび/または一般式―CkH2k+1で示され
る基、または(―2)―Hおよび/または一
般式―(CH―)Ar4で示される基、または(―
3)―Hおよび/または一般式
―Hおよび/または一般式―CkH2k+1で示され
る基、または(―2)―Hおよび/または一
般式―(CH―)Ar4で示される基、または(―
3)―Hおよび/または一般式
【式】で示される基、または(―
4)―Hおよび/または一般式―(CH2―)o
COOMで示される基であつて、かつポリマー
中の置換率が2モル%以上であり、ηinhが0.1
以上であるN―置換全芳香族ポリアミド (上記式中、Ar1,Ar2,Ar3は各々独立に二
価のパラ配向的芳香族基を表し、k,l,nは
それぞれ、7≦k≦25、1≦l≦6、1≦n≦
10の範囲の整数、mは任意の整数であり、Ar4
は
COOMで示される基であつて、かつポリマー
中の置換率が2モル%以上であり、ηinhが0.1
以上であるN―置換全芳香族ポリアミド (上記式中、Ar1,Ar2,Ar3は各々独立に二
価のパラ配向的芳香族基を表し、k,l,nは
それぞれ、7≦k≦25、1≦l≦6、1≦n≦
10の範囲の整数、mは任意の整数であり、Ar4
は
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】より選ばれた芳香族
基、R1,R2,R3,R4は同一または相異なる―
H、―CH3、―CH=CH2、―C2H5、
H、―CH3、―CH=CH2、―C2H5、
【式】
【式】―CH2―O―CH2―
CH=CH2より選ばれた基、Mは―HまたはLi、
Na、K、Rb、Csから選ばれたアルカリ金属を
表わす。): Ar1,Ar2,Ar3は群で記述されたものと同一
である。ここで(―1)X,Y,Zが―Hおよ
び/または一般式―CkH2k+1で示される基の場合
は、kは7〜25であることが好ましく、特に好ま
しくは10〜20である。kが6以下の場合は、各種
溶剤に対する溶解性が低いため、特にポリオレフ
イン類の溶剤である芳香族炭化水素に全く溶解し
ないので好ましくない。 (―2)X,Y,Zが―Hおよび/または一
般式―(CH2―)lAr4で示される基の場合は、lが1
〜6であることが好ましい。lが7以上の場合
は、炭化水素鎖の長さの影響で、この置換基の特
徴である 耐熱性が低下するので好ましくなく、特に好ま
しいのはlが1〜3の範囲である。またAr4とし
ては、フエニル基、ナフチル基、アンスリル基、
フエナンスリル基等が挙げられる。 (―3)X,Y,Zが―Hおよび/または一
般式
Na、K、Rb、Csから選ばれたアルカリ金属を
表わす。): Ar1,Ar2,Ar3は群で記述されたものと同一
である。ここで(―1)X,Y,Zが―Hおよ
び/または一般式―CkH2k+1で示される基の場合
は、kは7〜25であることが好ましく、特に好ま
しくは10〜20である。kが6以下の場合は、各種
溶剤に対する溶解性が低いため、特にポリオレフ
イン類の溶剤である芳香族炭化水素に全く溶解し
ないので好ましくない。 (―2)X,Y,Zが―Hおよび/または一
般式―(CH2―)lAr4で示される基の場合は、lが1
〜6であることが好ましい。lが7以上の場合
は、炭化水素鎖の長さの影響で、この置換基の特
徴である 耐熱性が低下するので好ましくなく、特に好ま
しいのはlが1〜3の範囲である。またAr4とし
ては、フエニル基、ナフチル基、アンスリル基、
フエナンスリル基等が挙げられる。 (―3)X,Y,Zが―Hおよび/または一
般式
【式】で示される基の場合は、
グラフト体であるためmは任意の整数である。
R1,R2,R3,R4の具体的な組合せ例は下表に示
される。
R1,R2,R3,R4の具体的な組合せ例は下表に示
される。
【表】
(―4)X,Y,Zが―Hおよび/または一
般式―(CH2―)oCOOMで示される場合は、nが1
〜10であることが好ましい。特に好ましいのはn
が1〜6の範囲である。またMとしては、H、
Li、Na、K等が挙げられる。 群の該ポリアミドの置換率とは、置換基が
(―1)、(―2)、(―4)の場合は、ポリ
マー中のX,Y,Zの全体中でそれが―Hでない
割合(N―置換率)である。置換基が(―3)
の場合は、ポリマー中にグラフト反応した割合
(グラフト率)で表わし、アミド1単位当り1分
子付加したときグラフト率100モル%と定義する。 群のポリマーの置換率が低いときは、未置換
のアミド基が多く、芳香族ポリアミド同志の分子
間力が強くなり、本発明の趣旨に反する。しか
し、本発明の特別な置換基のバルキーな効果ある
いは長鎖で屈曲性分子の効果等により、2モル%
程度の置換率でも効果を発揮することがある。し
たがつて、置換率(N―置換率あるいはグラフト
率)は2モル%以上であることが好ましく、一般
的には10モル%以上が好ましく、さらに好ましく
は30モル%以上である。また、本発明の場合、置
換率の上限は、N―置換率で100モル%であり、
グラフト率で1000モル%である。 N―置換全芳香族ポリアミドの分子量は、本発
明の目的からして、特に巨大である必要はない
が、低すぎる場合においては、目的とする好まし
い効果が期待できないため、100重量%の濃硫酸
中で30℃にて0.5g/100mlの濃度で測定した対数
粘度数(ηinh)により表わして0.1以上であるこ
とが好ましい。 群のN―置換全芳香族ポリアミドを製造する
には、前述のパラ配向的全芳香族ポリアミドをジ
メチルスルホキシド(以下DMSOと略称する)
および/またはヘキサメチルホスホルアミド(以
下HMPAと略称する)中にて、ナトリウムもし
くはナトリウムハイドライド、またはそれらと
DMSOおよび/またはHMPAとの反応物の存在
下に、一般式X―CkH2k+1、またはX―(CH2)―
Ar4、または
般式―(CH2―)oCOOMで示される場合は、nが1
〜10であることが好ましい。特に好ましいのはn
が1〜6の範囲である。またMとしては、H、
Li、Na、K等が挙げられる。 群の該ポリアミドの置換率とは、置換基が
(―1)、(―2)、(―4)の場合は、ポリ
マー中のX,Y,Zの全体中でそれが―Hでない
割合(N―置換率)である。置換基が(―3)
の場合は、ポリマー中にグラフト反応した割合
(グラフト率)で表わし、アミド1単位当り1分
子付加したときグラフト率100モル%と定義する。 群のポリマーの置換率が低いときは、未置換
のアミド基が多く、芳香族ポリアミド同志の分子
間力が強くなり、本発明の趣旨に反する。しか
し、本発明の特別な置換基のバルキーな効果ある
いは長鎖で屈曲性分子の効果等により、2モル%
程度の置換率でも効果を発揮することがある。し
たがつて、置換率(N―置換率あるいはグラフト
率)は2モル%以上であることが好ましく、一般
的には10モル%以上が好ましく、さらに好ましく
は30モル%以上である。また、本発明の場合、置
換率の上限は、N―置換率で100モル%であり、
グラフト率で1000モル%である。 N―置換全芳香族ポリアミドの分子量は、本発
明の目的からして、特に巨大である必要はない
が、低すぎる場合においては、目的とする好まし
い効果が期待できないため、100重量%の濃硫酸
中で30℃にて0.5g/100mlの濃度で測定した対数
粘度数(ηinh)により表わして0.1以上であるこ
とが好ましい。 群のN―置換全芳香族ポリアミドを製造する
には、前述のパラ配向的全芳香族ポリアミドをジ
メチルスルホキシド(以下DMSOと略称する)
および/またはヘキサメチルホスホルアミド(以
下HMPAと略称する)中にて、ナトリウムもし
くはナトリウムハイドライド、またはそれらと
DMSOおよび/またはHMPAとの反応物の存在
下に、一般式X―CkH2k+1、またはX―(CH2)―
Ar4、または
【式】またはX―(CH2―)o
COOMで示される化合物と反応させればよい
(ただし一般式中、Xは塩素、臭素またはヨウ素
から選ばれたハロゲン基を表わす)。 この反応を実施するに当り、用いられる
DMSOおよびHMPAは、必要あれば精製、脱水
等の前処理を施した後用いられることが好まし
く、また反応を阻害しない第1、第2の溶剤を存
在せしめることも可能である。 ナトリウムもしくはナトリウムハイドライド、
またはそれらとDMSOおよび/またはHMPAと
の反応物の量は、反応系に投入される全芳香族ポ
リアミドの量および導入すべき置換基の量とから
任意に設定されてよい。 反応の温度および時間に関しても特に制限する
ものではなく、反応系のポリマー濃度や置換率に
よつて適当に加減されるべきであるが、一般には
0℃〜系の沸点の間、特に10〜50℃の間が好まし
く用いられ、時間も10分〜90時間程度が適当であ
る。 反応に当つて全芳香族ポリアミドは、反応系に
溶解されて、または懸濁された状態で供せられ
る。 置換基を導入するための一般式X―CkH2k+1、
X―(CH2―)lAr4、
(ただし一般式中、Xは塩素、臭素またはヨウ素
から選ばれたハロゲン基を表わす)。 この反応を実施するに当り、用いられる
DMSOおよびHMPAは、必要あれば精製、脱水
等の前処理を施した後用いられることが好まし
く、また反応を阻害しない第1、第2の溶剤を存
在せしめることも可能である。 ナトリウムもしくはナトリウムハイドライド、
またはそれらとDMSOおよび/またはHMPAと
の反応物の量は、反応系に投入される全芳香族ポ
リアミドの量および導入すべき置換基の量とから
任意に設定されてよい。 反応の温度および時間に関しても特に制限する
ものではなく、反応系のポリマー濃度や置換率に
よつて適当に加減されるべきであるが、一般には
0℃〜系の沸点の間、特に10〜50℃の間が好まし
く用いられ、時間も10分〜90時間程度が適当であ
る。 反応に当つて全芳香族ポリアミドは、反応系に
溶解されて、または懸濁された状態で供せられ
る。 置換基を導入するための一般式X―CkH2k+1、
X―(CH2―)lAr4、
【式】X―(CH2―)o
COOMで示される化合物は、パラ配向的全芳香
族ポリアミドと反応して、それぞれ(―1)、
(―2)、(―3)、(―4)を与えるもので
ある。 本発明の組成物は、群と群の―1、―
2、―3、―4から選ばれた1種または2種
以上とからなる。 本発明の組成物は、パラ配向的全芳香族ポリア
ミドと各種のN―置換パラ配向的全芳香族ポリア
ミドとの混合、特に好ましくは共溶剤による溶解
混合によつて作られる。すなわち、これら2種類
または3種類以上のポリマーを共溶剤である硫
酸、クロロ硫酸等に均一に溶解混合する方法であ
る。この原液より湿式法、乾式法で繊維状、フイ
ルム状等の成形品を得ることができる。 また、その他の混合法として、上記の原液より
脱溶媒した組成物を溶融加工成形、もしくはこれ
らをドライブレンド後、溶融加工成形する方法等
が用いられる。 本発明の組成物の好ましい群は、パラ配向的全
芳香族ポリアミド(群)1〜99重量%と、各種
のN―置換パラ配向的全芳香族ポリアミド(群
から選ばれた1種または2種以上)99〜1重量%
とより成る高分子組成物である。該組成物中でパ
ラ配向的全芳香族ポリアミドが1%未満の場合
は、N―置換パラ配向的全芳香族ポリアミドに対
する強化材としての実質的効果が認められないた
め好ましくない。またパラ配向的全芳香族ポリア
ミドが99重量%を超える場合は、N―置換パラ配
向的全芳香族ポリアミドのパラ配向的全芳香族ポ
リアミドに対する可塑化効果が認められないため
好ましくない。 本発明により得られる高分子組成物の特徴は、
熱可塑化現象を示すことである。すなわち、パラ
配向的全芳香族ポリアミドに各種のN―置換パラ
配向的全芳香族ポリアミド1〜40重量%を混合
し、繊維状あるいはフイルム状に成形後、加熱す
ると約100℃以上の温度で可塑化し、伸びは少な
くとも40%以上を示す。通常のパラ配向的全芳香
族ポリアミドから得られた繊維またはフイルムの
伸びは3〜5%程度であるので、該組成物の伸び
の大きさが理解される。可塑化温度および伸び
は、混合するN―置換体の置換基の種類、混合量
により異なる。 熱延伸された繊維あるいはフイルム等の成形品
は、引張強度、弾性率などの機械的性質のすぐれ
た成形品である。パラ配向的全芳香族ポリアミド
から得られた繊維は、座屈変形や曲げ変形により
容易にフイプリル化する構造的欠陥を示すが、該
組成物はこのような欠点を克服できるものであ
る。また、該組成物からのフイルムも成膜後、二
軸延伸が可能となり、縦横方向での強度が均一な
フイルムが得られる。 必要によつては各種N―置換体の溶剤によるN
―置換体のみの選択的な除去も可能であり、この
除去は両者の熱分解温度の差を利用する熱処理に
よつても可能である。 次いで、各種のN―置換パラ配向的全芳香族ポ
リアミド40〜99重量%とパラ配向的全芳香族ポリ
アミド60〜1重量%との組成物の場合は、パラ配
向的全芳香族ポリアミドがN―置換体中に分散し
強化材として作用する。すなわち、単独のN―置
換体よりも、引張強度、弾性率、耐熱性等の優れ
た成形品が得られる。該組成物中のパラ配向的全
芳香族ポリアミドは、マトリツクス中に一様に微
分散できるため、少量の添加、一般には20重量%
以下で充分好ましい結果を与える。 このように本発明の高分子組成物は、従来のパ
ラ配向的全芳香族ポリアミドの欠点を克服した高
性能を有する組成物であり、また高性能なN―置
換パラ配向的全芳香族ポリアミドを提供する組成
物でもある。 2種類のポリアミドを混合したときに起る本発
明の効果の機構は明らかでないが、下記のように
推測される。すなわち、N―置換体の添加量が少
い場合は、繊維あるいはフイルム等の成形時にパ
ラ配向的全芳香族ポリアミドは、その強力な分子
間力により相分離してミクロフイブリルを形成
し、熱によりN―置換体部分が可塑化するもので
あろう。また、N―置換体がミクロフイブリル間
の接着剤として作用するためフイブリル化を妨
げ、座屈変形や曲げ変形に強いと考えられる。 一方、N―置換体の添加量が多い場合は、上述
のミクロフイブリルの形成が妨げられ、N―置換
体中に微分散してN―置換体を強化するものであ
ろう。 本発明により得られる高分子組成物は、耐熱
性、破断強度、弾性率、屈曲強度等の優れた組成
物である。 本発明の組成物は、他にガラス繊維、炭素繊
維、ホイスカー、ガラスビーズ、アスベスト等の
強化材および/または特殊な目的のために他の添
加剤、たとえば、可塑剤、顔料、難燃剤、安定
剤、離型剤等を含有せしめることもできる。 以下、本発明を一層明確にするために実施例を
挙げて説明するが、本発明は実施例により範囲を
限定されるものではない。 実施例中で用いた各種のパラ配向的全芳香族ポ
リアミドは、HMPAとN―メチルピロリドンの
1対1混合物中にて、相当するジアミンとジ酸ク
ロライドを室温にて反応させて重合したものであ
る。また、各種のN―置換パラ配向的全芳香族ポ
リアミドは、パラ配向的全芳香族ポリアミドを
DMSOとナトリウムハイドライドとの反応物の
存在下に、相当するハロゲン化合物またはエポキ
シド化合物を反応させたものである。 実施例 1 N―ステアリルPPTA(N―置換率25モル%、
ηinh=0.55)0.1gとPPTA(ηinh=5.2)3gと
を、99.4%硫酸9mlに50℃で溶解した。この原液
を50℃に保温された直径0.4mmの紡糸口から空気
中に押出し、ついで1cmの距離の空気層を通過さ
せ、水中に導入し約20m/minの速度で巻き取つ
た。巻き取つた繊維は、硫酸が完全に除去される
まで水洗後、真空乾燥で100℃で10時間乾燥した。
得られた繊維の径は18μmであつた。この繊維の
引張り破断強度は140Kg/mm2、初期弾性率930Kg/
mm2であつた。この繊維を150℃に加熱して延伸す
ると、約60%の伸びを示し、引張り破断強度は
210Kg/mm2、初期弾性率1850Kg/mm2であつた。 実施例 2 実施例1と同じ方法で、N―9―アンスリルメ
チルPPTA(N―置換率77モル%、ηinh=
0.19)/PPTA(ηinh=5.2)=5/95(重量比)の
混合比である径15μmの繊維を製造した。この繊
維の引張り破断強度120Kg/mm2、初期弾性率880
Kg/mm2であつた。この繊維は180℃で延伸すると、
80%の伸びを示し、引張り破断強度200Kg/mm2、
初期弾性率1600Kg/mm2であつた。 実施例 3 実施例1と同じ方法で、N―カルボキシメチル
PPTA(N―置換率47モル%、ηinh=0.49)/
PPTA(ηinh=4.8)=10/90(重量比)の混合比で
ある径20μmの繊維を製造した。この繊維の引張
り破断強度130Kg/mm2、初期弾性率910Kg/mm2であ
つた。この繊維を180℃に加熱して延伸すると約
80%の伸びを示し、引張り破断強度190Kg/mm2、
初期弾性率1750Kg/mm2であり、また、250℃に加
熱すると、約170%の伸びを示し、引張り破断強
度230Kg/mm2、初期弾性率2050Kg/mm2であつた。 実施例 4 実施例1と同じ方法で、N―ヒドロキシプロピ
ルポリパラベンズアマイド(グラフト率40モル
%、ηinh=0.93)/PPTA(ηinh=5.2)=20/80
(重量比)の混合比である径14μmの繊維を製造し
た。この繊維の引張り強度105Kg/mm2、初期弾性
率810Kg/mm2であつた。この繊維を200℃に加熱し
て延伸すると、約230%の伸びを示し、引張り破
断強度185Kg/mm2、初期弾性率1450Kg/mm2であつ
た。 比較例 実施例1と同一の方法で、径20μmのPPTA繊
維を製造した。この繊維の引張り破断強度は、
120Kg/mm2、初期弾性率950Kg/mm2であつた。この
繊維を200℃に加熱して延伸すると、約5%で破
断するため、約4%延伸させて引張り試験を行つ
た。その結果、引張り破断強度125Kg/mm2、初期
弾性率1050Kg/mm2であつた。 実施例 5 N―カルボキシエチルPPTA(N―置換率33モ
ル%、ηinh=0.82)/PPTA(ηinh=5.2)=5/
95(重量比)の混合比で99.4%濃硫酸に溶解し、
この原液をガラス板上に流延して水中で凝固さ
せ、水洗および乾燥して、厚さ40μmのフイルム
を製造した。引張り破断強度は16Kg/mm2であつ
た。このフイルムを200℃に加熱して二軸延伸を
行うと、約60%の伸びを示し、引張り破断強度は
35Kg/mm2であつた。 実施例 6 実施例5と同じ方法で、N―ステアリルPPTA
(N―置換率45モル%、ηinh=3.3)/PPTA
(ηinh=5.2)=70/30(重量比)の混合比である、
厚さ50μmのフイルムを得た。引張り破断強度は
14Kg/mm2であつた。
族ポリアミドと反応して、それぞれ(―1)、
(―2)、(―3)、(―4)を与えるもので
ある。 本発明の組成物は、群と群の―1、―
2、―3、―4から選ばれた1種または2種
以上とからなる。 本発明の組成物は、パラ配向的全芳香族ポリア
ミドと各種のN―置換パラ配向的全芳香族ポリア
ミドとの混合、特に好ましくは共溶剤による溶解
混合によつて作られる。すなわち、これら2種類
または3種類以上のポリマーを共溶剤である硫
酸、クロロ硫酸等に均一に溶解混合する方法であ
る。この原液より湿式法、乾式法で繊維状、フイ
ルム状等の成形品を得ることができる。 また、その他の混合法として、上記の原液より
脱溶媒した組成物を溶融加工成形、もしくはこれ
らをドライブレンド後、溶融加工成形する方法等
が用いられる。 本発明の組成物の好ましい群は、パラ配向的全
芳香族ポリアミド(群)1〜99重量%と、各種
のN―置換パラ配向的全芳香族ポリアミド(群
から選ばれた1種または2種以上)99〜1重量%
とより成る高分子組成物である。該組成物中でパ
ラ配向的全芳香族ポリアミドが1%未満の場合
は、N―置換パラ配向的全芳香族ポリアミドに対
する強化材としての実質的効果が認められないた
め好ましくない。またパラ配向的全芳香族ポリア
ミドが99重量%を超える場合は、N―置換パラ配
向的全芳香族ポリアミドのパラ配向的全芳香族ポ
リアミドに対する可塑化効果が認められないため
好ましくない。 本発明により得られる高分子組成物の特徴は、
熱可塑化現象を示すことである。すなわち、パラ
配向的全芳香族ポリアミドに各種のN―置換パラ
配向的全芳香族ポリアミド1〜40重量%を混合
し、繊維状あるいはフイルム状に成形後、加熱す
ると約100℃以上の温度で可塑化し、伸びは少な
くとも40%以上を示す。通常のパラ配向的全芳香
族ポリアミドから得られた繊維またはフイルムの
伸びは3〜5%程度であるので、該組成物の伸び
の大きさが理解される。可塑化温度および伸び
は、混合するN―置換体の置換基の種類、混合量
により異なる。 熱延伸された繊維あるいはフイルム等の成形品
は、引張強度、弾性率などの機械的性質のすぐれ
た成形品である。パラ配向的全芳香族ポリアミド
から得られた繊維は、座屈変形や曲げ変形により
容易にフイプリル化する構造的欠陥を示すが、該
組成物はこのような欠点を克服できるものであ
る。また、該組成物からのフイルムも成膜後、二
軸延伸が可能となり、縦横方向での強度が均一な
フイルムが得られる。 必要によつては各種N―置換体の溶剤によるN
―置換体のみの選択的な除去も可能であり、この
除去は両者の熱分解温度の差を利用する熱処理に
よつても可能である。 次いで、各種のN―置換パラ配向的全芳香族ポ
リアミド40〜99重量%とパラ配向的全芳香族ポリ
アミド60〜1重量%との組成物の場合は、パラ配
向的全芳香族ポリアミドがN―置換体中に分散し
強化材として作用する。すなわち、単独のN―置
換体よりも、引張強度、弾性率、耐熱性等の優れ
た成形品が得られる。該組成物中のパラ配向的全
芳香族ポリアミドは、マトリツクス中に一様に微
分散できるため、少量の添加、一般には20重量%
以下で充分好ましい結果を与える。 このように本発明の高分子組成物は、従来のパ
ラ配向的全芳香族ポリアミドの欠点を克服した高
性能を有する組成物であり、また高性能なN―置
換パラ配向的全芳香族ポリアミドを提供する組成
物でもある。 2種類のポリアミドを混合したときに起る本発
明の効果の機構は明らかでないが、下記のように
推測される。すなわち、N―置換体の添加量が少
い場合は、繊維あるいはフイルム等の成形時にパ
ラ配向的全芳香族ポリアミドは、その強力な分子
間力により相分離してミクロフイブリルを形成
し、熱によりN―置換体部分が可塑化するもので
あろう。また、N―置換体がミクロフイブリル間
の接着剤として作用するためフイブリル化を妨
げ、座屈変形や曲げ変形に強いと考えられる。 一方、N―置換体の添加量が多い場合は、上述
のミクロフイブリルの形成が妨げられ、N―置換
体中に微分散してN―置換体を強化するものであ
ろう。 本発明により得られる高分子組成物は、耐熱
性、破断強度、弾性率、屈曲強度等の優れた組成
物である。 本発明の組成物は、他にガラス繊維、炭素繊
維、ホイスカー、ガラスビーズ、アスベスト等の
強化材および/または特殊な目的のために他の添
加剤、たとえば、可塑剤、顔料、難燃剤、安定
剤、離型剤等を含有せしめることもできる。 以下、本発明を一層明確にするために実施例を
挙げて説明するが、本発明は実施例により範囲を
限定されるものではない。 実施例中で用いた各種のパラ配向的全芳香族ポ
リアミドは、HMPAとN―メチルピロリドンの
1対1混合物中にて、相当するジアミンとジ酸ク
ロライドを室温にて反応させて重合したものであ
る。また、各種のN―置換パラ配向的全芳香族ポ
リアミドは、パラ配向的全芳香族ポリアミドを
DMSOとナトリウムハイドライドとの反応物の
存在下に、相当するハロゲン化合物またはエポキ
シド化合物を反応させたものである。 実施例 1 N―ステアリルPPTA(N―置換率25モル%、
ηinh=0.55)0.1gとPPTA(ηinh=5.2)3gと
を、99.4%硫酸9mlに50℃で溶解した。この原液
を50℃に保温された直径0.4mmの紡糸口から空気
中に押出し、ついで1cmの距離の空気層を通過さ
せ、水中に導入し約20m/minの速度で巻き取つ
た。巻き取つた繊維は、硫酸が完全に除去される
まで水洗後、真空乾燥で100℃で10時間乾燥した。
得られた繊維の径は18μmであつた。この繊維の
引張り破断強度は140Kg/mm2、初期弾性率930Kg/
mm2であつた。この繊維を150℃に加熱して延伸す
ると、約60%の伸びを示し、引張り破断強度は
210Kg/mm2、初期弾性率1850Kg/mm2であつた。 実施例 2 実施例1と同じ方法で、N―9―アンスリルメ
チルPPTA(N―置換率77モル%、ηinh=
0.19)/PPTA(ηinh=5.2)=5/95(重量比)の
混合比である径15μmの繊維を製造した。この繊
維の引張り破断強度120Kg/mm2、初期弾性率880
Kg/mm2であつた。この繊維は180℃で延伸すると、
80%の伸びを示し、引張り破断強度200Kg/mm2、
初期弾性率1600Kg/mm2であつた。 実施例 3 実施例1と同じ方法で、N―カルボキシメチル
PPTA(N―置換率47モル%、ηinh=0.49)/
PPTA(ηinh=4.8)=10/90(重量比)の混合比で
ある径20μmの繊維を製造した。この繊維の引張
り破断強度130Kg/mm2、初期弾性率910Kg/mm2であ
つた。この繊維を180℃に加熱して延伸すると約
80%の伸びを示し、引張り破断強度190Kg/mm2、
初期弾性率1750Kg/mm2であり、また、250℃に加
熱すると、約170%の伸びを示し、引張り破断強
度230Kg/mm2、初期弾性率2050Kg/mm2であつた。 実施例 4 実施例1と同じ方法で、N―ヒドロキシプロピ
ルポリパラベンズアマイド(グラフト率40モル
%、ηinh=0.93)/PPTA(ηinh=5.2)=20/80
(重量比)の混合比である径14μmの繊維を製造し
た。この繊維の引張り強度105Kg/mm2、初期弾性
率810Kg/mm2であつた。この繊維を200℃に加熱し
て延伸すると、約230%の伸びを示し、引張り破
断強度185Kg/mm2、初期弾性率1450Kg/mm2であつ
た。 比較例 実施例1と同一の方法で、径20μmのPPTA繊
維を製造した。この繊維の引張り破断強度は、
120Kg/mm2、初期弾性率950Kg/mm2であつた。この
繊維を200℃に加熱して延伸すると、約5%で破
断するため、約4%延伸させて引張り試験を行つ
た。その結果、引張り破断強度125Kg/mm2、初期
弾性率1050Kg/mm2であつた。 実施例 5 N―カルボキシエチルPPTA(N―置換率33モ
ル%、ηinh=0.82)/PPTA(ηinh=5.2)=5/
95(重量比)の混合比で99.4%濃硫酸に溶解し、
この原液をガラス板上に流延して水中で凝固さ
せ、水洗および乾燥して、厚さ40μmのフイルム
を製造した。引張り破断強度は16Kg/mm2であつ
た。このフイルムを200℃に加熱して二軸延伸を
行うと、約60%の伸びを示し、引張り破断強度は
35Kg/mm2であつた。 実施例 6 実施例5と同じ方法で、N―ステアリルPPTA
(N―置換率45モル%、ηinh=3.3)/PPTA
(ηinh=5.2)=70/30(重量比)の混合比である、
厚さ50μmのフイルムを得た。引張り破断強度は
14Kg/mm2であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下記の群、群の高分子物質において、 群 一般式【式】お よび/または【式】なる繰り返し 単位より成るパラ配向的全芳香族ポリアミド 群 一般式【式】お よび/または【式】なる繰り返し 単位より成り、ここで、X,Y,Zが、(―
1)―Hおよび/または一般式―CkH2k+1で示
される基、または(―2)―Hおよび/また
は一般式―(CH2―)lAr4で示される基、または
(―3)―Hおよび/または一般式
【式】で示される基、または(― 4)―Hおよび/または一般式―(CH2―)o
COOMで示される基であつて、かつポリマー
中の置換率が2モル%以上であり、ηinhが0.1
以上であるN―置換全芳香族ポリアミド (上記式中、Ar1,Ar2,Ar3は各々独立に二
価のパラ配向的芳香族基を表し、k,l,nは
それぞれ、7≦k≦25、1≦l≦6、1≦n≦
10の範囲の整数、mは任意の整数であり、Ar4
は【式】【式】 【式】【式】 【式】 【式】 【式】 【式】 【式】 【式】 【式】 【式】 【式】より選ばれた芳香族 基、R1,R2,R3,R4は同一または相異なる―
H、―CH3、―CH=CH2、―C2H5、―C3H7、
【式】【式】―CH2 ―O―CH2―CH=CH2より選ばれた基、Mは
―HまたはLi,Na,K,Rb,Csから選ばれた
アルカリ金属を表す。) 群と群の―1,―2,―3,―4
から選ばれた1種または2種以上とが互いに1〜
99重量%の組成比で成る高分子組成物。 2 一般式において、Ar1,Ar2,Ar3が各々パラ
フエニレン基である特許請求の範囲第1項記載の
高分子組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12061880A JPS5747351A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | High polymer composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12061880A JPS5747351A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | High polymer composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747351A JPS5747351A (en) | 1982-03-18 |
| JPS646232B2 true JPS646232B2 (ja) | 1989-02-02 |
Family
ID=14790693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12061880A Granted JPS5747351A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | High polymer composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5747351A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3139313A1 (de) * | 1981-10-02 | 1983-04-21 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verwendung metallisierter aramidfaeden |
| US4824881A (en) * | 1988-01-14 | 1989-04-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for making polyamide anion solutions |
| JPS6445459A (en) * | 1988-07-20 | 1989-02-17 | Motoo Takayanagi | Composition consisting of high polymer |
| JPS6445461A (en) * | 1988-07-20 | 1989-02-17 | Motoo Takayanagi | High polymer composition |
-
1980
- 1980-09-02 JP JP12061880A patent/JPS5747351A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5747351A (en) | 1982-03-18 |
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