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JPS61123631A - 芳香族ポリアミド共重合体の製造法 - Google Patents

芳香族ポリアミド共重合体の製造法

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Publication number
JPS61123631A
JPS61123631A JP24252284A JP24252284A JPS61123631A JP S61123631 A JPS61123631 A JP S61123631A JP 24252284 A JP24252284 A JP 24252284A JP 24252284 A JP24252284 A JP 24252284A JP S61123631 A JPS61123631 A JP S61123631A
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JP
Japan
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aromatic
formula
aromatic polyamide
polyamide copolymer
residues
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JP24252284A
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Yasuo Nakagawa
中川 泰雄
Shiyouzaburou Hiratsuka
平塚 尚三郎
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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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】 産業上の利用分野 本発明は高い規則性を有する芳香族ポリアミド共重合体
の製造法に関するものである。
更に詳しくは、互いに相異なる2mの芳香族ジアミン単
位と1種又は2211の芳香族ジカルボン酸単位とが分
子鎖中で交互に規則的に配置している芳香族ポリアミド
共重合体を製造する方法に関するものである。
従来技術 芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸から得られる芳香
族ポリアミドは、高い融解温度。
高い熱分解温度、高いガラス転位温度を有し、耐熱性9
耐桑品性、その他の化学的及び物理的性質に優れた成形
物を与えることが知られている。芳香族ポリアミドから
なる優れた熱的性質をもつaRJ*(例えば、ボ替メタ
フェニレンイソ7タルアミド緻維)は、耐熱防炎・難燃
繊維として防護衣料フィルターバックなどに有用である
。また芳香族ポリアミドからなり大きな初期ヤング率と
強度等の優れた機械的性質を有する繊維(例えば、ポリ
パラフェニレンテレフタルアミド繊維)は、タイヤコー
ド、ベルト、ホース等のゴム補強材1複合材料のプラス
チック補強材!ロープ、防弾衣等に有用である。
また、ある種の共重合芳香族ポリアミドも同様に有用で
ある。%に該共重合芳香族ポリアミドは芳香族ポリアミ
ドのもつ優れた性質を保持して、かつ溶解性を向上させ
成形性を高める長所を有している(例えば、特公昭53
−32838号公報参照)。
ところで、芳香族ボリアミド共重合体は、芳香族ジアミ
ン成分と2種類以上及び/または芳香族ジカルボン酸成
分を2種類以上用いて重合させて得られる。しかしなが
ら、これらの共重合体においては1例えば酸成分が11
1鶏でジアミン成分が2mgkである場合、通常の重合
法では、2つのジアミンの反応性の差及び反応のランダ
ム性のため、完全な交互共重合体は祷られず、ランダム
共1合体またはブロック共重合体及びこれらの中間のポ
リマーシーフェンスを有する共重合体が得られる。
(Peter A、 Curnuck and Mic
ha@l E、B、Jon@g「A 5tudy of
 5equence Distibution  in
 anAromatic  CopolyamideJ
  Br、Polym、J1973.5.2l−32) 逆の場合、すなわち酸成分が2成分でジ゛lξン底分が
1g分である場合においても同様である。ランダム共産
合体またはブロック共重合体及びこれらの中間のポリマ
ーシーフェンスを有する共重合体では、ホモポリマーに
比較してIWs性などの成形性は向上する反面、ホモポ
リマーに比べて熱的性質が著しく低下したり結晶性が劣
ったりする。
これらの欠点の改良された共重合体、jII]ち溶解性
などの成形性に優れ、かつ熱的性質や結晶性の向上した
芳香族ポリアミド共重合体が求められる。そのために交
互共重合体またはそれに近い、高い規則性のあるポリマ
ーシーフェンスを有する共重合体が期待される。
そのような高い規則性芳香族ポリアミド共重合体を合成
する方法として次のような方法が考えられる。
イ) 酸成分が2成分(HOOC−T−COOH。
HOOC−8−Coon )でジアミン成分が1成分(
HtN−*−NHt )である場合 式N−A−NHCO−T−CONH−A−Nル+cIc
o−s−coα→+HN−A−NHCO−T−CONH
−A−NHCO−8−CO+n口)酸成分がIJiE分
(HOOC−T−COOH) ”t’ シフ iン成分
が2成分(&N−A−鴎+ HJJ−B−隅1である場
合 α−T−CONH−A−NHCO−T−COCJ + 
H,N−B−NH1→+C0−T−CONH−A−NH
CO−T−CONH−B−洲÷しかし、これらの方法で
はH,N−A−NHCO−T−CONH−LA−NH,
、c*co−T−coNH−A−洲Co−T−Co(J
なる化合物の合成及び精製が困難で高純度とならないた
め、繊維等の成形品に加工出来る程度の高重合度な共重
合体が得られていない。
発明の目的 本発明の目的は、分子鎖中に互いに相異なる2種の芳香
族ジアミン残基と1m又は2種の芳香族ジカルボン酸残
基とが交互に規則的に配置している芳香族ポリアミド共
重合体を工業的に製造する方法を提供することKある。
発明の構成 本発明は、一般式(A) H2N−Arc −NCO−Arl −CON−Ars
−NH。
〔式中、Ar、は2価の芳香族残基s Ar1tArl
は互いに相異なる21111の芳香族残基な表わす。R
,eR,は同一でも相異ってもよく、水素原子、フェニ
ル基、炭素数10以下のアルキル基から選ばれる。〕 で表わされる非対称な芳香族ジアミノ化合物と、一般式
(B) C/COAr4  COCl    ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・CB)[Ar4は2価の芳香族残
基な表わす。〕で表わされる芳香族ジカルボン識クロラ
イドとを反応させることを特徴とする高い規則性を有す
る芳香族ポリアミド共重合体の製造法である。
本発明におい【使用する前記一般式(A)。
CB)で表わされる芳香族ジカルボン酸クロライドにお
いて、Art v人7g + Arm l Ar4はL
−ずれも2価の芳香族残基を表わすが、そのような芳香
族残基の代表的例として。
などが挙げられる。Ar1tムr@ s Arm t 
Ar4 1家。
ムr−kr@でさえあれば、互いに同じ残基であっても
よい。その中でAr1t Ar、として好ましいものは
パラフェニレンとメタフェニレンであ、す、最も好まし
いものはノ(ラフエニレンである。
Ar、又はAr3の一方がこれらの芳香族残基である場
合、fiりがパラフェニレンであること力を最も好まし
い。
これらの芳香族残基の芳香環の水素原子はハロゲン基、
炭素数1〜10のアルキル基。
アルコキシ基、アセチル基、ベンゾイル基などの置換基
で置換されていてもよい。
また、Rt−Rtは同一でも相異なってもよく水素原子
、フェニル基、炭素数10以下のア ゛ルキル基から選
ばれる。最も好ましいものは水素原子である。
不発明においては、前述のような芳香族ジアミン及び芳
香族ジカルボン酸クロライドはそれぞれ1種づつ便用す
るのが好まし〜1が、必要に応じて2種以上使用するこ
ともできる。
例えば、芳香族ジアミンとして 芳香族ジカルボン酸クロライドとして cico Qoc* を用いて反応させる場合に、芳香族ジアミンの一部を あるいは、 などに置き換えてもよく、また芳香族ジカルボン酸の一
部を などに置ぎ換えてもよい。
本発明に従って、一般式に)で表わされる非対称な芳香
族ジアミノ化合物と一般式■で表わされる芳香族ジカル
ボン酸クロライドとを反応させる重合方法としては、芳
香族ポリアミドを重合するために用いられる程々の方法
が通用出来るが、一般式囚で表わされる非対称な芳香族
ジアミン化合物が難容であることからそれらを連節する
非ジグトン系アミド溶剤を用いる低温溶液重合法が好ま
しい。かかる非プロトン系アミド溶剤としては、ジメチ
ルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(D
MAC)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、テ
トラメチルウレア(TMU)sヘキサメチルホスホル7
ミド(HMPA)などが挙げられる。これらめ中でもN
MP。
DMACが%に好ましい。
反応温度はモノマーまたは重合体の濃度によって選定さ
れるが、0℃から100℃までの範囲が好ましい。
低温溶液重合によって得られた重合体溶液を水と温合し
、沈殿する重合体を分離、水洗。
乾燥して重合体を単離して利用することも出来るが、一
般には得られた重合体溶液をそのまま紡糸または製m勢
の成形に供する。その場合1重合によって副生じた塩酸
をアルカリまたはアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物
炭酸塩、例えば酸化リチウム、水酸化リチウム、炭酸リ
チウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カル
シウムなどで中和しておくことが好ましい。
本発明の方法に用いる一般式(2)の非対称な芳香族ジ
アミノ化合物は、本発明者らが別途提案した方法、すな
わち、一般式 %式% 〔式中、 Arlは前記と同じ〕 で表わされる化合物と一般式 %式% 〔式中、 Arlは2価の芳香族残基1.R1は水素原
子會フェニル基、炭素数10以下のアルキル基から選ば
れる。〕 で表わされる化合物とを非プロトン性アミド溶媒中、0
℃以下で反応させた後、生成物を。
分離することなく、続いて一般式 %式% 〔式中、 Ar3はArlと異なる2価の芳香族残基、
R8は水素原子、フェニル基I縦素数10以下のアルキ
ル基から選ばれる。〕で表わされる化合物と反応させて
一般式%式% 〔式中、 Ar、 t Arl I Arlは前記と同
じ〕で表わされる非対称な芳香族ジニトロ化合物となし
、次いでそれを接触還元する方法によ゛ り珈造するこ
とができる。
この化合物は安定であり、再結晶により容易に高純度に
精製出来るため1本発明の方法によって高重合度(1&
1有粘度C1,V、)にして1〜5)で高い規則性を有
する芳香族ポリアミド共重合体を得ることができる。そ
して、得られた共重合体は容易に繊維及びフィルム吟の
成形品に成形できる。
さらに本発明の方法によって得られる高い規則性を有す
る芳香族ポリアミド共重合体は通常の方法によって得ら
れるランタム共重合体またはブロック共重合体及びこれ
ら□の中間のポリマーシーフェンスを有する共重合体に
比較して優れた溶解性を維持し゛ており、しかも結晶性
に優れているという利点を有する。
実  施  例 以下、本発明の比較例及び実施例を詳述する。なお、本
明細書中のポリマーの固有粘度(1,V、)の値は、9
8%濃度の濃硫酸中、ポリマー濃度0.5JI/#の溶
液について30℃で測定した値である。
比較例1 音素を内部にフローしている錨型撹拌翼を有するフラス
フKN−メチルー2−ピロリドン(NMP)560aI
jを投入し、パラフェニレンジアミン8.765 Jl
と3.4−ジアミノジフェニルエーテル1g、2241
とを連節させた。この溶液の温度が30℃のときテレフ
タル酸クロライド32.750 jを投入し、激しく攪
拌を続けた。溶液の粘度はゆつ(り上昇し、浴液の温度
を85℃まで加熱して15分後に水酸化カルシウム11
.9 s ’z ttとNMP40μからなるスラリー
を添加して、90℃で攪拌を続けた。60分後に攪拌と
加熱を終了し、その一部をサンプリングし水と混合し。
得られたポリマーの沈殿を水洗、乾燥して固有粘KC1
,v、)を測定した。該ポリマーの1.V。
は2.45であったう このポリマーを示差走査熱量測定装置で測定したところ
、はっきりした結晶化挙動はみもれず、495℃と52
1℃に融解熱分解ピークが2本みられた。
このよ5Kして得られたポリマーのNMP浴液を、濾過
、脱泡した彼、いわゆる半乾半湿式紡糸法により、孔径
0.2xv孔数5のノズルを通して室温のNMPを30
 vtX含有する水性#j固浴中に吐出速度sml―で
紡出し、6m/−の速度で巻きあげた。次いで、常法に
より水洗、乾燥した糸条な熱板上で第1表に示した温度
で延伸した。
そのとき、各々の温度で繊維が破断する最高延伸倍率(
MDR)及びMDHの8096の蔦伸倍皐で延伸して得
た繊維の強度、伸度。
初期ヤング率を第1表中に示す。
第  1  表 実施例1 窒素を内部にフローしている錨麗攪拌具な有するフラス
コにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)560−を
投入し、下記化合物30.029 Nを溶解させた。
この溶液の温度が30℃のとぎ、テレフタル嫉クロライ
ド13.843 Nを投入し激しく攪拌を続けた。溶液
の粘度はゆっくり上昇して49mからなるスラリーを添
加して、90℃で攪拌を続げた。60分後に攪拌と加熱
を終了し、その一部をサンプリングし水と混合し、得ら
れたポリマーの沈殿を水洗、乾燥して固有粘[(LV、
)を測定した。該ポリマーの1.V。
は2.52であった。このポリマーを示差走査熱量測定
装置で測定したところ400〜450’CIC結晶化領
域が存在し、523℃に融解熱分解ピークが一つみられ
た。これらのことから比較例IKよって得られたポリマ
ーよりも熱的性質が向上している。
?:KK、このようkして得られたポリマーのN M 
P 浴液を、濾過、脱泡した後、いわゆる半乾半湿式紡
糸法により、孔径0.2m+孔数5のノズルを通して、
室温のNMPを30wt96含有する水性凝固浴中に吐
出速度sm/−で紡出し、9H/Ijllの速度で巻き
あげた。次いで、常法により水洗、乾燥した糸条を熱板
上で、第2表に示した温度で葺伸した。そのとき、各々
の温度で繊維が破断する最高延伸倍率(MDR)及びM
DHの80%の地神倍率で巻き取って得た繊維の強度、
伸度、初期ヤング率をJIIZ表中に示す。
第  2  表 第1&と第2表とを対比すると明らかなように1本発明
方法により鞠られたポリマーは、繊維の最大蔦伸倍軍が
大きくなり、41に強度のすぐれた蔦伸紘維を与える。
発明の効果 以上の如き本発明の方法によれば、高重合度でかつ高度
の規則性をもつ芳香族ポリアミド共重合体が得られ、こ
の共重合体は優れた溶解性を有し、かつ耐熱性、結晶性
にすぐれている。
このため、この共重合体は、容易に繊維やフィルム等に
成形することが出来、得られる成形物の物性もきわめて
良好である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式(A) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・(A) 〔式中、Ar_1は二価の芳香族残基、Ar_2、Ar
    _3は互いに相異なる2価の芳香族残基を表わ す。R_1、R_2は同一でも相異なってもよく、水素
    原子、フェニル碁、炭素数10以下の アルキル基から選ばれる。〕 で表わされる非対称な芳香族ジアミノ化合物と、一般式
    (B) ClCO−Ar_4−COCl・・・・・・・・・・・
    ・・・・(B)(Ar_4は2価の芳香族残基を表わす
    。)で表わされる芳香族ジカルボン酸クロライドとを反
    応させることを特徴とする高い規則性を有する芳香族ポ
    リアミド共重合体の製造法。
  2. (2)Ar_1及びAr_4が、ともにパラフェニレン
    残基である特許請求の範囲第(1)項記載の芳香族ポリ
    アミド共重合体の製造法。
  3. (3)Ar_2又はAr_3のいずれか一方が▲数式、
    化学式、表等があります▼であり他方がパラフェニレン
    残基である特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項記
    載の芳香族ポリアミド共重合体の製造法。
  4. (4)Ar_1、Ar_3及びAr_4が、ともにパラ
    フェニレン残基であり、Ar_3が▲数式、化学式、表
    等があります▼である特 許請求の範囲第(3)項記載の芳香族ポリアミド共重合
    体の製造法。
  5. (5)R_1及びR_2の全てが、水素原子である特許
    請求の範囲第(1)項〜第(4)項のいずれかに記載の
    芳香族ポリアミド共重合体の製造法。
  6. (6)反応を非プロトン系アミド溶剤中で行う特許請求
    の範囲第(1)項〜第(5)項のいずれかに記載の芳香
    族ポリアミド共重合体の製造法。
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