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JPH0340066B2 - - Google Patents
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JPH0340066B2 - - Google Patents

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JPH0340066B2
JPH0340066B2 JP63179091A JP17909188A JPH0340066B2 JP H0340066 B2 JPH0340066 B2 JP H0340066B2 JP 63179091 A JP63179091 A JP 63179091A JP 17909188 A JP17909188 A JP 17909188A JP H0340066 B2 JPH0340066 B2 JP H0340066B2
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Description

【発明の詳細な説明】
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、あるいは中間性質を得る
ポリマーブレンドも多く行われている。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
ポリアミドのアミド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
族性基の代わ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小
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、置換基の異なるN−
置換体のブレンドで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、 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−)oCOOMで示され
る基であつて、かつポリマー中のN−置換基の置
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
【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。) の(1)〜(4)から選ばれた2種以上から成る高分子組
成物である。 以下に、本発明をさらに詳細に説明する。本発
明において、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−)oCOOMで示され
る基であつて、かつポリマー中のN−置換基の置
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
【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。)が用いられる。 Ar1、Ar2、Ar3は二価のパラ配向的芳香族基を
表し、その二価の結合基同士が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。 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。
【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。 N置換ポリアミドのN−置換基の置換率とは、
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)で表し、
アミド1単位当たり1分子付加したときグラフト
率100モル%と定義する。 ポリマーのN−置換基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士
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ギーな効果
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、N−置換基の置換率(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、N−置換基の置換率の上限
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)により表して0.1以上であること
が好ましい。 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−)lAr4、または またはX(−CH2−)oCOOM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す)。 この反応を実施するに当たり、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ものであるが、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。 反応に当た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 −)oCOOM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。 (1)のポリアミドはフエノール、テトラヒドロフ
ラン、ベンゼン、ブロモホルム等に溶解し、軟化
温度は100〜350℃、熱分解温度200〜400℃であ
る。 (2)のポリアミドはDMSO、フエノール、テト
ラヒドロフラン、ブロモホルム等に溶解し、軟化
温度200〜450℃、熱分解温度400〜500℃である。 (3)のポリアミドはDMSO、フエノール、ブロ
モホルム等の有機溶剤、あるいはN−ヒドロキシ
プロピル置換体のように、R1〜R4がHまたは低
級アルキル基の場合は水に溶解し、熱分解温度
250〜400℃である。 (4)のポリアミドはフエノール、ブロモホルム等
の有機溶剤、あるいは水またはアルカリ水溶液に
溶解し、熱分解温度150〜400℃である。 (1)から(4)すべて濃硫酸に溶解する。 (1)〜(4)の混合法は、共溶剤を用いた溶液法、あ
るいは溶融法、もしくはこれらをドライブレンド
後溶融する方法等が用いられ、これらから繊維
状、フイルム状等の成形品を得ることができる。 本発明の高分子組成物の組成比は、混合比に応
じてそれぞれの性質が現れるので、目的とする性
質に対応して混合できる。 本発明により得られる高分子組成物は、耐熱
性、破断強度、屈曲強度等の優れた組成物であ
る。該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を
含有してもよい。 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−ラウリル−ポリパラフエニレンテレフタル
アミド(以下、ポリパラフエニレンテレフタルア
ミドをPPTAと略称)(N−置換率65モル%、
ηinh=1.9)2gとN−9−アンスリルメチル
PPTA(N−置換率55モル%、ηinh=1.3)2gと
を、99.4%硫酸15mlに40℃で溶解し、この原液を
ガラス板状に流して水中で凝固させ、完全に硫酸
が除去されるまで水洗いし乾燥することにより、
厚さ45μmのフイルムを得た。引張り破断強度は
13Kg/mm2であつた。 実施例 2 実施例1と同じ方法で、N−ステアリルPPTA
(N−置換率45モル%、ηinh=3.3)/N−カルボ
キシメチルPPTA(N−置換率33モル%、ηinh=
1.2)=1/1(重量比)の混合比である、厚さ35μ
mのフイルムを得た。引張り破断強度は18Kg/mm2
であつた。 実施例 3 実施例1と同じ方法で、N−デシルポリパラベ
ンズアマイド(N−置換率95モル%、ηinh=
0.80)/N−ヒドロキシプロピルPPTA(グラフ
ト率320モル%、ηinh=0.3)=3/1(重量比)の
混合比である、厚さ60μmのフイルムを得た。引
張り破断強度は6Kg/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PPTA(グラフト率20モル%、ηinh=3.5)/N
−カルボキシメチルPPTA(N−置換率15モル%、
ηinh=3.9)=40/60(重量比)の混合比である、
厚さ35μmのフイルムを製造した。フイルムは透
明で柔軟性があり、引張り破断強度は11Kg/mm2
あつた。 実施例 5 N−ベンジルPPTA(N−置換率82モル%、
ηinh=0.22)20gとN−ヒドロキシエチルPPTA
(グラフト率150モル%、ηinh=3.7)20gとを小
型溶融混練機で混合し、圧縮成形機で厚さ3mmの
シート状サンプルを製造した。この組成物の引張
り破断強度は7.1Kg/mm2であつた。 実施例 6 実施例5と同様の方法で、N−(1−ナフチル)
メチルPPTA(N−置換率85モル%、ηinh=
0.31)/N−カルボキシエチルPPTA(N−置換
率75モル%、ηinh=2.9)=30/70(重量比)の混
合比である、厚さ0.5mmのシートを製造した。引
張り破断強度は8.2Kg/mm2であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 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−)oCOOMで示され
    る基であつて、かつポリマー中のN−置換基の置
    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
    【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。) の(1)〜(4)から選ばれた2種以上から成る高分子組
    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。
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