JPH0340056B2 - - Google Patents
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- JPH0340056B2 JPH0340056B2 JP2850590A JP2850590A JPH0340056B2 JP H0340056 B2 JPH0340056 B2 JP H0340056B2 JP 2850590 A JP2850590 A JP 2850590A JP 2850590 A JP2850590 A JP 2850590A JP H0340056 B2 JPH0340056 B2 JP H0340056B2
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Landscapes
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- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は耐熱性の優れた易成形性ポリフエニル
キノキサリン樹脂プレポリマの製造方法に関す
る。さらに詳しくは、ポリフエニルキノキサリン
プレポリマの両末端のビニル基によつて付加重合
する熱硬化型ポリフエニルキノキサリン樹脂プレ
ポリマの製造方法に関する。 (従来の技術) 近年の航空宇宙機器や電子産業の急速な進歩に
伴つて、耐熱性高分子の需要は急速に伸びてい
る。特に電子産業における回路基板や航空宇宙機
器における炭素繊維複合材料などに代表される繊
維強化複合材料の伸展が著しい。そのため、耐熱
性高分子は繊維強化複合材料用のマトリツクス樹
脂として、ますます重要性を高めてきた。そこで
耐熱性の優れた、かつ成形性の良い耐熱性高分子
の開発が強く要望されている。 ところで繊維強化複合材料用高耐熱性のマトリ
ツクス樹脂としてはポリイミド樹脂が広く使われ
ている。そのためポリイミド樹脂に関しては成形
性の改良や耐熱性の向上に関して幾多の改良がな
されている。しかし、ポリイミド樹脂は吸水性が
大きいことや、高温下での耐酸化性が十分でない
などの問題点を有している。そのためポリイミド
以外の各種の耐熱性高分子を繊維強化複合材料用
のマトリツクス樹脂として使用する試みがなされ
ている。しかし、一般に耐熱性高分子は強化繊維
に樹脂が含浸しにくい、成形に高温、高圧が必要
などといつた主として難成形性に起因して実用さ
れるに至つていないのが現状である。 一方、ポリフエニルキノキサリン樹脂は
USP3661850などで古くから知られている耐熱、
耐水性の優れた耐熱性高分子である。そのため炭
素繊維強化複合材料用のマトリツクス樹脂として
研究されている(例えば、T.T.Serafini et al、
J.Appl.Polym.Sci.、173235(1973)など)。しか
し、ポリフエニルキノキサリン樹脂も繊維への含
浸性が悪いことや、樹脂の流動性が悪いため成形
性が悪く、十分満足できる高性能の複合材料が得
られないという欠点を有している。そのため、ポ
リフエニルキノキサリン樹脂の成形性を改善する
試みがなされている。これらの試みはいずれもポ
リフエニルキノキサリン樹脂プレポリマの両末端
に付加重合性の官能基を導入して、付加重合型ポ
リフエニルキノキサリン樹脂に改質したもので、
アリシリツク基を導入したもの(USP3748307)、
アセチレン基を導入したもの(USP3975444)ニ
トリル基を導入したもの(SAMPE、Vo1.8、
P114、1976)などが知られている。しかし、こ
れらの樹脂はいずれも成形に300℃以上の高温が
必要なため、成形温度の低下が重要な課題となつ
ている。 (発明が解決しようとする課題) 本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、耐酸
化性や耐水性の優れた耐熱性高分子で、しかも成
形性に優れたポリフエニルキノキサリン樹脂プレ
ポリマを製造する方法を提供せんとするものであ
る。 (課題を解決するための手段) 本発明は、かかる目的を達成するために次のよ
うな構成を採用する。 すなわち、一般式〔〕、〔〕および〔〕で
表わされる化合物を反応させることを特徴とする
ビニル末端ポリフエニルキノキサリン樹脂プレポ
リマの製造方法である。 但し Ar1:
キノキサリン樹脂プレポリマの製造方法に関す
る。さらに詳しくは、ポリフエニルキノキサリン
プレポリマの両末端のビニル基によつて付加重合
する熱硬化型ポリフエニルキノキサリン樹脂プレ
ポリマの製造方法に関する。 (従来の技術) 近年の航空宇宙機器や電子産業の急速な進歩に
伴つて、耐熱性高分子の需要は急速に伸びてい
る。特に電子産業における回路基板や航空宇宙機
器における炭素繊維複合材料などに代表される繊
維強化複合材料の伸展が著しい。そのため、耐熱
性高分子は繊維強化複合材料用のマトリツクス樹
脂として、ますます重要性を高めてきた。そこで
耐熱性の優れた、かつ成形性の良い耐熱性高分子
の開発が強く要望されている。 ところで繊維強化複合材料用高耐熱性のマトリ
ツクス樹脂としてはポリイミド樹脂が広く使われ
ている。そのためポリイミド樹脂に関しては成形
性の改良や耐熱性の向上に関して幾多の改良がな
されている。しかし、ポリイミド樹脂は吸水性が
大きいことや、高温下での耐酸化性が十分でない
などの問題点を有している。そのためポリイミド
以外の各種の耐熱性高分子を繊維強化複合材料用
のマトリツクス樹脂として使用する試みがなされ
ている。しかし、一般に耐熱性高分子は強化繊維
に樹脂が含浸しにくい、成形に高温、高圧が必要
などといつた主として難成形性に起因して実用さ
れるに至つていないのが現状である。 一方、ポリフエニルキノキサリン樹脂は
USP3661850などで古くから知られている耐熱、
耐水性の優れた耐熱性高分子である。そのため炭
素繊維強化複合材料用のマトリツクス樹脂として
研究されている(例えば、T.T.Serafini et al、
J.Appl.Polym.Sci.、173235(1973)など)。しか
し、ポリフエニルキノキサリン樹脂も繊維への含
浸性が悪いことや、樹脂の流動性が悪いため成形
性が悪く、十分満足できる高性能の複合材料が得
られないという欠点を有している。そのため、ポ
リフエニルキノキサリン樹脂の成形性を改善する
試みがなされている。これらの試みはいずれもポ
リフエニルキノキサリン樹脂プレポリマの両末端
に付加重合性の官能基を導入して、付加重合型ポ
リフエニルキノキサリン樹脂に改質したもので、
アリシリツク基を導入したもの(USP3748307)、
アセチレン基を導入したもの(USP3975444)ニ
トリル基を導入したもの(SAMPE、Vo1.8、
P114、1976)などが知られている。しかし、こ
れらの樹脂はいずれも成形に300℃以上の高温が
必要なため、成形温度の低下が重要な課題となつ
ている。 (発明が解決しようとする課題) 本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、耐酸
化性や耐水性の優れた耐熱性高分子で、しかも成
形性に優れたポリフエニルキノキサリン樹脂プレ
ポリマを製造する方法を提供せんとするものであ
る。 (課題を解決するための手段) 本発明は、かかる目的を達成するために次のよ
うな構成を採用する。 すなわち、一般式〔〕、〔〕および〔〕で
表わされる化合物を反応させることを特徴とする
ビニル末端ポリフエニルキノキサリン樹脂プレポ
リマの製造方法である。 但し Ar1:
【式】(m:0〜3)
R1:CH2、O、CO、SO2、S
Ar2:結合手のみか又は、
【式】
(R2:CH2、O、CO、SO2、S)
すなわち、本発明者らはポリフエニルキノキサ
リン樹脂プレポリマの両末端に付加重合性のビニ
ル基を導入した、下記の一般式〔〕で表わされ
るビニル末端ポリフエニルキノキサリン樹脂プレ
ポリマによれば、ポリフエニルキノキサリン樹脂
の優れた耐熱、耐水性を損うことなく、成形性を
改善することができることを見いだしたものであ
る。 但し Ar1:
リン樹脂プレポリマの両末端に付加重合性のビニ
ル基を導入した、下記の一般式〔〕で表わされ
るビニル末端ポリフエニルキノキサリン樹脂プレ
ポリマによれば、ポリフエニルキノキサリン樹脂
の優れた耐熱、耐水性を損うことなく、成形性を
改善することができることを見いだしたものであ
る。 但し Ar1:
【式】(m:0〜3)
n:1〜10
R1:CH2、O、CO、SO2、S
Ar2:結合手のみか又は、
【式】
(R2:CH2、O、CO、SO2、S)
ポリフエニルキノキサリンオリゴマの両末端に
ビニル基を導入するためには、一般式〔〕で表
わされるビニル基含有グリオキサリル化合物が有
用である。 ポリフエニルキノキサリン樹脂は、テトラアミ
ンとグリオキサリル化合物から縮合重合によつて
得られるポリマである。それ故、本発明による熱
硬化型ポリフエニルキノキサリン樹脂は原料モノ
マとして一般式〔〕で表わされるテトラアミン
と一般式〔〕で表わされるビスフエニルグリオ
キサリル化合物と、前記一般式〔〕で表わさ 但し Ar1:
ビニル基を導入するためには、一般式〔〕で表
わされるビニル基含有グリオキサリル化合物が有
用である。 ポリフエニルキノキサリン樹脂は、テトラアミ
ンとグリオキサリル化合物から縮合重合によつて
得られるポリマである。それ故、本発明による熱
硬化型ポリフエニルキノキサリン樹脂は原料モノ
マとして一般式〔〕で表わされるテトラアミン
と一般式〔〕で表わされるビスフエニルグリオ
キサリル化合物と、前記一般式〔〕で表わさ 但し Ar1:
【式】(n:0〜3)
R1:CH2、O、CO、SO2、S
れるビニル基含有化合物とを反応させることによ
り合成することができる。 本発明による熱硬化型ポリフエニルキノキサリ
ン樹脂の成形性や耐熱性等は、一般式〔〕で表
わされるプレポリマの分子量に依存するので、プ
レポリマの分子量を最適化するのが好ましい。通
常好ましい分子量は約1000〜10000の範囲である。
それ故、プレポリマの合成にあたつては、プレポ
リマの設計分子量に対して計算量のビニル化合物
〔〕、テトラアミン〔〕とビスグリオキサリル
化合物〔〕をメタクレゾール中で縮合重合させ
る方法が一般的に採用される。得られたプレポリ
マはm−クレゾール溶液の状態でワニスとして繊
維強化複合材料用中間素材の製造に使用すること
もできるし、溶液から単離して成形用粉末を作る
ことも可能である。あるいは、計算量のビニル化
合物、テトラアミン、ビスグリオキサリル化合物
をNMP等の極性溶剤に溶解し、いわゆる現場重
合法によつて、繊維強化複合材料用中間素材を製
造することも可能である。 なお、本発明によつて製造されたプレポリマで
成形用中間素材を形成する場合には、中間素材中
のマトリツクス樹脂の含有量を25〜45重量%の範
囲にするのが好ましく、強化繊維としては炭素繊
維、ガラス繊維、有機繊維等を使用することがで
きる。かかる強化繊維としては、一方向に引揃え
たもの、あるいは二方向以上の定められた方向に
引揃えられたものの他、織物、編物等が使用可能
であり、かかる強化繊維の形態に特に限定される
ものではない。 (実施例) 以下実施例によつて本発明の内容をさらに詳細
に説明する。 実施例 1 1−ビニル−4−(フエニルグリオキサリル)
ベンゼンを2モル、3,3′,4,4′−テトラアミ
ノジフエニルスルホンを3モル、p−ビス(フエ
ニルグリオキサリル)ベンゼンを2モルの割合
で、m−クレゾールに溶解し、室温で約3時間反
応させた。得られた反応液を大量のメチルアルコ
ールに投入し、沈澱したポリフエニルキノキサリ
ン樹脂プレポリマを別、真空乾燥した。 得られた固体粉末の赤外吸収スペクトルを測定
したところ、695cm-1にキノキサリン構造に由来
する吸収が、また1150cm-1と1330cm-1にスルホン
結合に由来する吸収が、また、1410cm-1に末端ビ
ニル基に由来する吸収がそれぞれ観測され、ビニ
ル末端ポリフエニルキノキサリン樹脂が生成され
ていることが確認された。 次に得られたビニル末端ポリフエニルキノキサ
リン樹脂プレポリマの粉末を金型に充填し、250
℃、30Kg/cm2の条件で2時間プレス成形した。得
られた成形品をさらに280℃のオーブン中で6時
間アフターキユアーした後、TMAでガラス転移
温度を測定したところ、Tgは325℃で耐熱性の良
好な成形品が得られた。 実施例 2 実施例1で得られたビニル末端ポリフエニルキ
ノキサリン樹脂プレポリマをNMPに溶解し、強
化繊維として東レ(株)製炭素繊維“トレカ”T300
を用いてドラムワインド法にてプリプレグを作成
した。得られたプリプレグ中の樹脂の含有量は38
重量%であつた。 次に、得られたプリプレグを巾20cm、長さ25cm
に切断し、10枚積層してオートクレーブ中で成形
した。成形は室温から200℃まで1.5℃/minの昇
温速度で昇温し、この間バツグ内の真空度を700
mmHgに保持した。オートクレーブ内が200℃に到
達してから1時間200℃で保持した後缶内を14
Kg/cm2まで加圧した。缶内圧力が14Kg/cm2に到達
した時点でバツグ内を常圧に戻し、その後1.5
℃/minの昇温速度で250℃まで昇温し、250℃で
2時間保持した後冷却して成形品を取出した。得
られた成形品を280℃のオーブン中で6時間アフ
ターキユアした後、ASTM法に準じて曲げ強度
を測定したところ、曲げ強度183Kg/mm2、曲げ弾
性率13.2t/mm2であつた。またTMA法で測定した
ガラス転移温度は325℃で、250℃で測定した曲げ
強度は室温強度の83%で良好な耐熱性を有してい
た。 (発明の効果) 本発明によつて製造されるポリフエニルキノキ
サリン樹脂プレポリマは、耐酸化性や耐水性に優
れるとともに、極めて優れた成形性を有する。
り合成することができる。 本発明による熱硬化型ポリフエニルキノキサリ
ン樹脂の成形性や耐熱性等は、一般式〔〕で表
わされるプレポリマの分子量に依存するので、プ
レポリマの分子量を最適化するのが好ましい。通
常好ましい分子量は約1000〜10000の範囲である。
それ故、プレポリマの合成にあたつては、プレポ
リマの設計分子量に対して計算量のビニル化合物
〔〕、テトラアミン〔〕とビスグリオキサリル
化合物〔〕をメタクレゾール中で縮合重合させ
る方法が一般的に採用される。得られたプレポリ
マはm−クレゾール溶液の状態でワニスとして繊
維強化複合材料用中間素材の製造に使用すること
もできるし、溶液から単離して成形用粉末を作る
ことも可能である。あるいは、計算量のビニル化
合物、テトラアミン、ビスグリオキサリル化合物
をNMP等の極性溶剤に溶解し、いわゆる現場重
合法によつて、繊維強化複合材料用中間素材を製
造することも可能である。 なお、本発明によつて製造されたプレポリマで
成形用中間素材を形成する場合には、中間素材中
のマトリツクス樹脂の含有量を25〜45重量%の範
囲にするのが好ましく、強化繊維としては炭素繊
維、ガラス繊維、有機繊維等を使用することがで
きる。かかる強化繊維としては、一方向に引揃え
たもの、あるいは二方向以上の定められた方向に
引揃えられたものの他、織物、編物等が使用可能
であり、かかる強化繊維の形態に特に限定される
ものではない。 (実施例) 以下実施例によつて本発明の内容をさらに詳細
に説明する。 実施例 1 1−ビニル−4−(フエニルグリオキサリル)
ベンゼンを2モル、3,3′,4,4′−テトラアミ
ノジフエニルスルホンを3モル、p−ビス(フエ
ニルグリオキサリル)ベンゼンを2モルの割合
で、m−クレゾールに溶解し、室温で約3時間反
応させた。得られた反応液を大量のメチルアルコ
ールに投入し、沈澱したポリフエニルキノキサリ
ン樹脂プレポリマを別、真空乾燥した。 得られた固体粉末の赤外吸収スペクトルを測定
したところ、695cm-1にキノキサリン構造に由来
する吸収が、また1150cm-1と1330cm-1にスルホン
結合に由来する吸収が、また、1410cm-1に末端ビ
ニル基に由来する吸収がそれぞれ観測され、ビニ
ル末端ポリフエニルキノキサリン樹脂が生成され
ていることが確認された。 次に得られたビニル末端ポリフエニルキノキサ
リン樹脂プレポリマの粉末を金型に充填し、250
℃、30Kg/cm2の条件で2時間プレス成形した。得
られた成形品をさらに280℃のオーブン中で6時
間アフターキユアーした後、TMAでガラス転移
温度を測定したところ、Tgは325℃で耐熱性の良
好な成形品が得られた。 実施例 2 実施例1で得られたビニル末端ポリフエニルキ
ノキサリン樹脂プレポリマをNMPに溶解し、強
化繊維として東レ(株)製炭素繊維“トレカ”T300
を用いてドラムワインド法にてプリプレグを作成
した。得られたプリプレグ中の樹脂の含有量は38
重量%であつた。 次に、得られたプリプレグを巾20cm、長さ25cm
に切断し、10枚積層してオートクレーブ中で成形
した。成形は室温から200℃まで1.5℃/minの昇
温速度で昇温し、この間バツグ内の真空度を700
mmHgに保持した。オートクレーブ内が200℃に到
達してから1時間200℃で保持した後缶内を14
Kg/cm2まで加圧した。缶内圧力が14Kg/cm2に到達
した時点でバツグ内を常圧に戻し、その後1.5
℃/minの昇温速度で250℃まで昇温し、250℃で
2時間保持した後冷却して成形品を取出した。得
られた成形品を280℃のオーブン中で6時間アフ
ターキユアした後、ASTM法に準じて曲げ強度
を測定したところ、曲げ強度183Kg/mm2、曲げ弾
性率13.2t/mm2であつた。またTMA法で測定した
ガラス転移温度は325℃で、250℃で測定した曲げ
強度は室温強度の83%で良好な耐熱性を有してい
た。 (発明の効果) 本発明によつて製造されるポリフエニルキノキ
サリン樹脂プレポリマは、耐酸化性や耐水性に優
れるとともに、極めて優れた成形性を有する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一般式〔〕、〔〕および〔〕で表わされ
る化合物を反応させることを特徴とするビニル末
端ポリフエニルキノキサリン樹脂プレポリマの製
造方法。 但し Ar1:【式】(m:0〜3) R1:CH2、O、CO、SO2、S Ar2:結合手のみか又は、【式】 (R2:CH2、O、CO、SO2、S)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2850590A JPH02269124A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ポリフェニルキノキサリン樹脂プレポリマの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2850590A JPH02269124A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ポリフェニルキノキサリン樹脂プレポリマの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6107484A Division JPS60206831A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | ポリフェニルキノキサリン樹脂プレポリマの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02269124A JPH02269124A (ja) | 1990-11-02 |
| JPH0340056B2 true JPH0340056B2 (ja) | 1991-06-17 |
Family
ID=12250538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2850590A Granted JPH02269124A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ポリフェニルキノキサリン樹脂プレポリマの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02269124A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060128937A1 (en) * | 2003-06-17 | 2006-06-15 | Yukio Nagasaki | Diamine having quinoxaline unit, polyimide precursor, polyimide and use thereof |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2850590A patent/JPH02269124A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02269124A (ja) | 1990-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |