JPH07133349A - Copolyimide and its production - Google Patents
Copolyimide and its productionInfo
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- JPH07133349A JPH07133349A JP5304864A JP30486493A JPH07133349A JP H07133349 A JPH07133349 A JP H07133349A JP 5304864 A JP5304864 A JP 5304864A JP 30486493 A JP30486493 A JP 30486493A JP H07133349 A JPH07133349 A JP H07133349A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性等の諸特性に優
れている上、高い機械的強度及び低い熱膨張係数を有
し、ファインパターン化フレキシブルプリント配線基板
等の基材として好適なポリイミド共重合体及びその製造
方法に関する。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is excellent in various properties such as heat resistance, has high mechanical strength and a low coefficient of thermal expansion, and is suitable as a base material for fine patterned flexible printed wiring boards and the like. The present invention relates to a polyimide copolymer and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ポリイミド樹脂は、非常に優れた耐熱性、耐薬品性、電
気特性、機械的特性等の諸特性を有していることが知ら
れており、ポリイミド樹脂としては、特公昭36−10
999号公報に記載されている4,4’−ジアミノジフ
ェニルエーテルとピロメリット酸二無水物から得られる
ものが良く知られている。しかし、このポリイミド樹脂
は主鎖に屈曲性に富むエーテル結合を含むため、全芳香
族ポリイミドでありながら可とう性に富む反面、低弾性
率で線膨張係数が大きく、熱的寸法安定性が悪いという
問題があった。特に、従来広く使用されているポリイミ
ド樹脂は線膨張係数が約3×10-5/℃と大きく、熱的
寸法安定性が悪く、金属などと積層した場合に反りやカ
ールを生じ易いものであった。2. Description of the Related Art Conventionally, the problems to be solved by the invention
Polyimide resin is known to have various properties such as excellent heat resistance, chemical resistance, electrical properties, and mechanical properties. As a polyimide resin, Japanese Patent Publication No. 36-10
Those obtained from 4,4′-diaminodiphenyl ether and pyromellitic dianhydride described in Japanese Patent Publication No. 999 are well known. However, since this polyimide resin contains a flexible ether bond in the main chain, it is highly flexible even though it is a wholly aromatic polyimide, but it has a low coefficient of elasticity and a large linear expansion coefficient and poor thermal dimensional stability. There was a problem. In particular, the polyimide resin that has been widely used in the past has a large linear expansion coefficient of about 3 × 10 −5 / ° C., has poor thermal dimensional stability, and is liable to warp or curl when laminated with a metal or the like. It was
【0003】一方、近年、より優れた熱的寸法安定性を
有し、しかも機械的強度に優れたポリイミド樹脂に対す
る要求が高まっている。そこで、ポリイミド樹脂の特性
改善について種々検討が行われており、特に二種類以上
の芳香族ジアミンを用い、機械的強度、熱的寸法安定性
等の向上を目指す取り組みが多く見られる。しかしなが
ら、これらの取り組みのいずれの場合にもポリイミド樹
脂の熱的寸法安定性と機械的特性とを同時に満足させる
ことはできなかった。On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for polyimide resins having more excellent thermal dimensional stability and mechanical strength. Therefore, various studies have been conducted for improving the properties of polyimide resins, and in particular, many efforts are made to improve mechanical strength, thermal dimensional stability, etc. by using two or more kinds of aromatic diamines. However, in any of these approaches, the thermal dimensional stability and mechanical properties of the polyimide resin could not be satisfied at the same time.
【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
耐熱性等の諸特性に優れている上、機械的強度が高く、
かつ熱的寸法安定性に優れたポリイミド共重合体及びこ
のポリイミド共重合体の工業的に有利な製造方法を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances.
It has excellent properties such as heat resistance and high mechanical strength.
Another object of the present invention is to provide a polyimide copolymer having excellent thermal dimensional stability and an industrially advantageous method for producing the polyimide copolymer.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、4,4’−
ジアミノジフェニルエステルと4,4’−ジアミノジフ
ェニルエーテルとを主成分とする芳香族ジアミンとテト
ラカルボン酸二無水物と重合することにより得られるポ
リアミド酸共重合体を脱水閉環することにより得られる
下記一般式(1)で示される反復単位と下記一般式
(2)で示される反復単位とを主構成単位として好まし
くはモル比で5/95〜85/15の割合で含むポリイ
ミド共重合体が、耐熱性等の諸特性に優れている上、機
械的強度が高く、かつ低い熱膨張係数及び吸水率、高い
弾性率と柔軟性を有して熱的寸法安定性に優れているこ
とを知見し、本発明をなすに至った。Means and Actions for Solving the Problems The present inventor has conducted extensive studies to achieve the above object, and as a result, 4,4′-
The following general formula obtained by dehydrating and ring-closing a polyamic acid copolymer obtained by polymerizing an aromatic diamine containing diaminodiphenyl ester and 4,4′-diaminodiphenyl ether as main components and tetracarboxylic dianhydride The polyimide copolymer containing the repeating unit represented by (1) and the repeating unit represented by the following general formula (2) as a main constituent unit at a molar ratio of preferably 5/95 to 85/15 is heat resistant. In addition to being excellent in various properties, such as high mechanical strength, low thermal expansion coefficient and water absorption rate, high elastic modulus and flexibility, it has excellent thermal dimensional stability. Invented.
【0006】[0006]
【化2】 (但し、式中R1は4価の芳香族炭化水素基である。)[Chemical 2] (However, in the formula, R 1 is a tetravalent aromatic hydrocarbon group.)
【0007】従って、本発明は、上記一般式(1)で示
される反復単位と上記一般式(2)で示される反復単位
とを主構成単位として含むことを特徴とするポリイミド
共重合体、及び4,4’−ジアミノジフェニルエステル
と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを主成分と
する芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを重
合してポリアミド酸共重合体を得、次いで該ポリアミド
酸共重合体を脱水閉環することを特徴とする上記ポリイ
ミド共重合体の製造方法を提供する。Therefore, the present invention comprises a polyimide copolymer characterized by containing a repeating unit represented by the general formula (1) and a repeating unit represented by the general formula (2) as main constituent units, and An aromatic diamine containing 4,4'-diaminodiphenyl ester and 4,4'-diaminodiphenyl ether as main components is polymerized with a tetracarboxylic acid dianhydride to obtain a polyamic acid copolymer, and then the polyamic acid copolymer is obtained. There is provided a method for producing the above polyimide copolymer, which comprises subjecting the polymer to dehydration ring closure.
【0008】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明のポリイミド樹脂は、下記一般式(1)で示
される反復単位と下記一般式(2)で示される反復単位
とを主構成単位として含むものである。The present invention will be described in more detail below. The polyimide resin of the present invention has a repeating unit represented by the following general formula (1) and a repeating unit represented by the following general formula (2) as main constituent units. It includes.
【0009】[0009]
【化3】 [Chemical 3]
【0010】上記式中のR1は4価の芳香族炭化水素基
であり、これはテトラカルボン酸二無水物の主骨格に由
来する。具体的には、テトラカルボン酸二無水物とし
て、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,
4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’
4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無
水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)エーテル二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)エタン二無水物、3,4,9,10
−ベリレンテトラカルボン酸二無水物、ベンゼン−1,
2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,
7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,
7,8−フェニンレンテトラカルボン酸二無水物などを
挙げることができ、これらの1種類を単独で又は2種類
以上を併用して使用することができる。R 1 in the above formula is a tetravalent aromatic hydrocarbon group, which is derived from the main skeleton of the tetracarboxylic dianhydride. Specifically, as tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′,
4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 '
4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride,
2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl)
Propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane Dianhydride, 3,4,9,10
-Berylene tetracarboxylic dianhydride, benzene-1,
2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6
7-anthracene tetracarboxylic dianhydride, 1,2,
7,8-Phenylenelentetracarboxylic dianhydride and the like can be mentioned, and one of these can be used alone or two or more can be used in combination.
【0011】ここで、上記式(1)の反復単位と上記式
(2)の反復単位とは、ポリイミド共重合体中にモル比
で5/95〜85/15、特に20/80〜70/30
の割合で存在することが好ましい。式(1)の反復単位
のモル比が85%を越えるとポリイミド共重合体の柔軟
性が非常に低下する場合があり、式(2)の反復単位の
モル比が95%を越えるとポリイミド共重合体の線膨張
係数、吸水率及び弾性率の改善効果が十分に得られない
場合がある。Here, the repeating unit of the above formula (1) and the repeating unit of the above formula (2) are contained in the polyimide copolymer in a molar ratio of 5/95 to 85/15, particularly 20/80 to 70 /. Thirty
It is preferable to exist in the ratio of. If the molar ratio of the repeating unit of the formula (1) exceeds 85%, the flexibility of the polyimide copolymer may be extremely lowered, and if the molar ratio of the repeating unit of the formula (2) exceeds 95%, the polyimide copolymer In some cases, the effects of improving the linear expansion coefficient, water absorption coefficient and elastic modulus of the polymer may not be sufficiently obtained.
【0012】また、上記ポリイミド共重合体は、高分子
量の重合体であり、ポリアミド酸としての粘度が0.5
g/100mlDMF中で測定した場合の測定温度30
℃における対数粘度で0.5〜5であることが好まし
い。The above-mentioned polyimide copolymer is a high molecular weight polymer and has a viscosity of 0.5 as a polyamic acid.
Measured temperature 30 when measured in g / 100 ml DMF
The logarithmic viscosity at 0 ° C. is preferably 0.5 to 5.
【0013】本発明の上記ポリイミド共重合体は、4、
4’−ジアミノジフェニルエステルと4、4’−ジアミ
ノジフェニルエーテルとを主成分とする芳香族ジアミン
と上記テトラカルボン酸二無水物とを重合してポリアミ
ド酸共重合体を得、次にこのポリアミド酸共重合体を脱
水閉環することにより製造することができる。The above-mentioned polyimide copolymer of the present invention has 4,
An aromatic diamine containing 4'-diaminodiphenyl ester and 4,4'-diaminodiphenyl ether as main components is polymerized with the tetracarboxylic acid dianhydride to obtain a polyamic acid copolymer, and then the polyamic acid copolymer is prepared. It can be produced by subjecting the polymer to dehydration ring closure.
【0014】ここで、芳香族ジアミンの4、4’−ジア
ミノエステルと4、4’−ジアミノジフェニルエーテル
との混合割合は、モル比で5/95〜85/15、特に
20/80〜70/30とすることが好ましい。Here, the mixing ratio of 4,4'-diamino ester of aromatic diamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether is 5/95 to 85/15, especially 20/80 to 70/30 in terms of molar ratio. It is preferable that
【0015】本発明では、芳香族ジアミンとして4、
4’−ジアミノエステル及び4、4’−ジアミノジフェ
ニルエーテルのみを使用することが最も好ましいが、こ
れらの芳香族ジアミンと共にその他の芳香族多価アミン
化合物を併用することができる。In the present invention, the aromatic diamine is 4,
Although it is most preferable to use only 4'-diamino ester and 4,4'-diaminodiphenyl ether, other aromatic polyvalent amine compounds can be used in combination with these aromatic diamines.
【0016】併用可能な芳香族ジアミン化合物として具
体的には、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビ
フェニル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、
3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、ビス〔4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフォン、ビス
〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフォ
ン、ビス〔4−(2−アミノフェノキシ)フェニル〕ス
ルフォン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、
1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス(3−メチ
ル−4−アミノフェニル)メタン、ビス(3−クロロ−
4−アミノフェニル)メタン、3,3’−ジメトキシ−
4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−
4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−
4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,5,5’−
テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,
3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、
3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニ
ル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,
3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミ
ノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニル
メタン、4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジ
アミノオクタフルオロビフェニル、2,4−ジアミノト
ルエン、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジア
ミン、4、4’−ジアミノベンズアニリド、3,4’−
ジアミノベンズアニリド、4,3’−ジアミノベンズア
ニリド、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,
2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)プロ
パン、2,2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9−ビス(4−ア
ミノフェニル)10−ヒドロ−アントラセン、オルトト
リジンスルフォン等が例示される。なお、上記ジアミン
化合物以外にも例えば3,3’4,4’−ビフェニルテ
トラアミン、3,3’4,4’−テトラアミノジフェニ
ルエーテル等の一部のテトラアミン類を使用することも
できる。Specific examples of the aromatic diamine compound that can be used in combination include 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone,
3,3′-diaminodiphenyl sulfone, bis [4-
(4-Aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (2-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene , 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene,
1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether,
4,4'-diaminodiphenylmethane, bis (3-methyl-4-aminophenyl) methane, bis (3-chloro-
4-aminophenyl) methane, 3,3′-dimethoxy-
4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-
4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-
4,4'-diaminobiphenyl, 2,2 ', 5,5'-
Tetrachloro-4,4'-diaminobiphenyl, 3,
3'-dicarboxy-4,4'-diaminobiphenyl,
3,3′-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,
3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl, 2,4-diaminotoluene, paraphenylenediamine , Metaphenylenediamine, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,4'-
Diaminobenzanilide, 4,3'-diaminobenzanilide, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy)
Phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,
2-bis (3-hydroxy-4-aminophenyl) propane, 2,2-bis (3-hydroxy-4-aminophenyl) hexafluoropropane, 9,9-bis (4-aminophenyl) 10-hydro-anthracene , Orthotrizine sulfone and the like. In addition to the above diamine compounds, some tetraamines such as 3,3′4,4′-biphenyltetraamine and 3,3′4,4′-tetraaminodiphenyl ether can also be used.
【0017】4、4’−ジアミノジフェニルエステル及
び4、4’−ジアミノジフェニルエーテル以外の芳香族
多価アミン化合物は、本発明の目的及び効果を妨げない
範囲で使用することができるが、全アミン化合物に対し
て10モル%を越えない量、特に5モル%を越えない量
が好適である。Aromatic polyvalent amine compounds other than 4,4'-diaminodiphenyl ester and 4,4'-diaminodiphenyl ether can be used within a range that does not impair the objects and effects of the present invention. The amount is preferably not more than 10 mol%, particularly not more than 5 mol%.
【0018】上記芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二
無水物との重合反応は、両化合物を有機極性溶媒中、モ
ル比で芳香族ジアミン混合物100に対してテトラカル
ボン酸二無水物を95〜105、特に等モルの割合で混
合することが望ましい。In the polymerization reaction of the aromatic diamine and the tetracarboxylic dianhydride, the two compounds are mixed in an organic polar solvent at a molar ratio of 100 to 100 parts of the aromatic diamine and 95 to 105 of the tetracarboxylic dianhydride. It is particularly desirable to mix them in equimolar proportions.
【0019】また、有機極性溶媒としては、例えばジメ
チルスルフォキシド等のスルフォキシド系溶媒、N、N
−ジメチルホルムアミド、N、N−ジエチルホルムアミ
ド等のホルムアミド系溶媒、N、N−ジメチルアセトア
ミド、N、N−ジエチルアセトアミド等のアセトアミド
系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2
−ピロリドン等のピロリドン系溶媒、フェノール、o
−,m−又はp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン
化フェノール,カテコール等のフェノール系溶媒、ある
いはヘキサメチルホスホルムアミド、γ−ブチロラクト
ン等を挙げることができる。これら有機極性溶媒は、1
種類を単独で用いても2種類を混合して用いてもよく、
またキシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系の有機非
極性溶媒を併用して用いることもできる。上記有機極性
溶媒の使用量は特に限定されないが、重合反応により得
られるポリアミド酸共重合体が有機極性溶媒中に5〜3
0重量%、特に10〜20重量%溶解しているように芳
香族ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、有機極性溶
媒の使用量を決定することが望ましい。Further, as the organic polar solvent, for example, sulfoxide-based solvent such as dimethyl sulfoxide, N, N
-Formamide solvents such as dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide solvents such as N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2
-Pyrrolidone-based solvents such as pyrrolidone, phenol, o
Examples of the solvent include phenol solvents such as-, m- or p-cresol, xylenol, halogenated phenol, and catechol, hexamethylphosphorum amide, and γ-butyrolactone. These organic polar solvents are 1
The types may be used alone or in combination of two types,
Further, an aromatic hydrocarbon-based organic nonpolar solvent such as xylene or toluene can be used in combination. The amount of the above organic polar solvent used is not particularly limited, but the polyamic acid copolymer obtained by the polymerization reaction is 5 to 3 in the organic polar solvent.
It is desirable to determine the amounts of aromatic diamine, tetracarboxylic dianhydride, and organic polar solvent used so that 0% by weight, particularly 10 to 20% by weight, is dissolved.
【0020】上記重合反応条件は、0〜70℃、特に0
〜30℃の温度で1〜50時間、特に3〜20時間行う
ことが好ましく、この重合反応により効率的にポリアミ
ド酸共重合体を得ることができる。The above polymerization reaction conditions are 0 to 70 ° C., especially 0
It is preferable to carry out at a temperature of -30 ° C for 1 to 50 hours, particularly 3 to 20 hours, and a polyamic acid copolymer can be efficiently obtained by this polymerization reaction.
【0021】次に、上記ポリアミド酸共重合体の脱水閉
環は、通常の方法で行うことができ、熱的又は化学的脱
水閉環を好適に採用することができる。ここで、熱的な
脱水閉環方法しては、200〜500℃で5〜120分
間加熱する方法が好適である。The dehydration ring closure of the above polyamic acid copolymer can be carried out by a usual method, and thermal or chemical dehydration ring closure can be preferably adopted. Here, as the thermal dehydration ring-closing method, a method of heating at 200 to 500 ° C. for 5 to 120 minutes is preferable.
【0022】また、ポリアミド酸共重合体を化学的に脱
水閉環するには、脱水剤及び触媒を用いた方法が好適で
ある。この場合、脱水剤としては、例えば脂肪族酸無水
物、芳香族酸無水物、N,N’−ジアルキルカルボンイ
ミド、低級脂肪酸ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸
ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸無水物、アリルフ
ォスフォン酸ジハロゲン化物、チオニルハロゲン化物等
が挙げられ、これらは1種を単独でも2種以上を混合し
ても使用することができる。脱水剤の使用量は、ポリア
ミド酸の繰り返し単位当り約0.5〜10モル量、特に
2〜6モル量が好ましい。A method using a dehydrating agent and a catalyst is suitable for chemically dehydrating and ring-closing the polyamic acid copolymer. In this case, as the dehydrating agent, for example, aliphatic acid anhydride, aromatic acid anhydride, N, N′-dialkylcarbonimide, lower fatty acid halide, halogenated lower fatty acid halide, halogenated lower fatty acid anhydride, allyl Examples thereof include phosphonic acid dihalides and thionyl halides, which may be used alone or in combination of two or more. The amount of the dehydrating agent used is preferably about 0.5 to 10 mols, and particularly preferably 2 to 6 mols per repeating unit of the polyamic acid.
【0023】また、触媒としては、例えばトリエチルア
ミン等の脂肪族第三級アミン、ジメチルアニリン等の芳
香族第三級アミン、ピリジン、β−ピコリン、イソキノ
リン等の複素環式第三級アミン等が挙げられ、これらの
1種又は2種以上を混合して使用することができる。触
媒の使用量は、ポリアミド酸の繰り返し単位当り約0.
01〜4モル量、特に0.1〜2モル量が好ましい。Examples of the catalyst include aliphatic tertiary amines such as triethylamine, aromatic tertiary amines such as dimethylaniline, and heterocyclic tertiary amines such as pyridine, β-picoline and isoquinoline. These can be used alone or in combination of two or more. The amount of the catalyst used is about 0. per repeating unit of polyamic acid.
An amount of 01 to 4 molar amount, particularly 0.1 to 2 molar amount is preferable.
【0024】なお、上記化学的脱水閉環の反応条件は、
70〜400℃で0.2〜20時間、特に100〜30
0℃で1〜5時間が好ましい。The reaction conditions for the above chemical dehydration ring closure are as follows:
0.2 to 20 hours at 70 to 400 ° C, especially 100 to 30
Preference is given to 0 ° C. for 1 to 5 hours.
【0025】ポリイミド共重合体をフィルム状として得
るには、上記ポリアミド酸共重合体の有機極性溶媒液を
エンドレスベルト等の支持体に流延又は塗布して膜状と
し、この膜を100〜150℃で乾燥し、溶剤を10〜
30%含有するポリアミド酸の自己支持体の膜を得る。
次いで、この膜を支持体上から引き剥し端部を固定した
後、約200〜250℃に加熱して溶媒をとばし、更に
300〜500℃で脱水イミド化することにより、厚み
が10〜150μmのポリイミドフィルムを得ることが
できる。In order to obtain a polyimide copolymer in the form of a film, an organic polar solvent solution of the above polyamic acid copolymer is cast or applied on a support such as an endless belt to form a film, and this film is 100-150. Dry at 10 ° C and add 10-
A self-supporting membrane of polyamic acid containing 30% is obtained.
Next, after peeling off this film from the support and fixing the end portion, the film is heated to about 200 to 250 ° C. to eliminate the solvent, and dehydrated and imidized at 300 to 500 ° C. to have a thickness of 10 to 150 μm. A polyimide film can be obtained.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明のポリイミド共重合体は、耐熱性
等の諸特性に優れている上、機械的強度が高く、かつ低
い線膨張係数を有して熱的寸法安定性に優れているた
め、例えば電気絶縁材料やファインパターン化フレキシ
ブル配線基盤等のフィルム材料として好適である。更
に、本発明の製造方法によれば、上記ポリイミド共重合
体を工業的に有利に製造することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The polyimide copolymer of the present invention has excellent properties such as heat resistance, high mechanical strength, low linear expansion coefficient, and excellent thermal dimensional stability. Therefore, it is suitable as a film material such as an electrically insulating material or a fine patterned flexible wiring board. Further, according to the production method of the present invention, the polyimide copolymer can be industrially advantageously produced.
【0027】[0027]
【実施例】以下、参考例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限
されるものではない。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Reference Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
【0028】〔参考例〕下記方法で4,4’−ジアミノ
ジフェニルエステルを合成した。テトラヒドロフラン5
00mlとp−ニトロフェノール43.8g(0.25
mol)とトリエチルアミン28.3g(0.28mo
l)を溶解し、0℃に冷却後、その中にテトラヒドロフ
ラン100mlにp−ニトロ塩化ベンゾイル46.4g
(0.25mol)を溶かした溶液を反応液の温度が1
0℃以下になるように滴下した。その後、室温に戻し、
2時間攪拌を続けた。Reference Example 4,4′-diaminodiphenyl ester was synthesized by the following method. Tetrahydrofuran 5
00 ml and p-nitrophenol 43.8 g (0.25
mol) and 28.3 g (0.28 mo) of triethylamine
l) was dissolved and cooled to 0 ° C., and then, 46.4 g of p-nitrobenzoyl chloride was added to 100 ml of tetrahydrofuran.
The temperature of the reaction solution is 1 when the solution of (0.25 mol) is dissolved.
It was added dropwise so as to be 0 ° C. or lower. Then return to room temperature,
Stirring was continued for 2 hours.
【0029】次いで、析出物を濾過し、テトラヒドロフ
ランで洗浄し、更に水、メタノールで洗浄した後、乾燥
して4,4’−ジニトロジフェニルエステルの白色結晶
を得た。その収量は、68.9g(収率95.6%)で
あった。粗結晶をN,N’−ジメチルホルムアミド(D
MF)/メタノールにより再結晶し、純品を得た。Next, the precipitate was filtered, washed with tetrahydrofuran, further washed with water and methanol, and then dried to obtain white crystals of 4,4'-dinitrodiphenyl ester. The yield was 68.9 g (yield 95.6%). The crude crystal was treated with N, N'-dimethylformamide (D
It was recrystallized from MF) / methanol to obtain a pure product.
【0030】1000mlのオートクレーブ中に上で得
られた4,4’−ジニトロジフェニルエステル52.0
g(0.18mol)を5%Pd/C 3g、ジメチル
ホルムアミド600mlとともに入れた。60℃で激し
く攪拌しながら水素を導入し、水素の吸収が認められな
くなるまで攪拌を続けた。冷却後、濾過して触媒(Pd
/C)を除去し、更に減圧濃縮して水1000ml中へ
注ぎ、沈澱物を濾過した。水及びメタノールで洗浄後、
減圧乾燥し、4,4’−ジアミノジフェニルエステルの
白色結晶を得た。収量は40.9g(収率99.6%)
であった。粗結晶をジメチルホルムアミド/メタノール
の混合溶媒により再結晶し、純品を得た。52.0 of 4,4'-dinitrodiphenyl ester obtained above in 1000 ml autoclave
g (0.18 mol) was added together with 3 g of 5% Pd / C and 600 ml of dimethylformamide. Hydrogen was introduced with vigorous stirring at 60 ° C., and stirring was continued until hydrogen absorption was no longer observed. After cooling, it is filtered and the catalyst (Pd
/ C) was removed, the mixture was further concentrated under reduced pressure, poured into 1000 ml of water, and the precipitate was filtered. After washing with water and methanol,
After drying under reduced pressure, white crystals of 4,4'-diaminodiphenyl ester were obtained. Yield 40.9g (Yield 99.6%)
Met. The crude crystal was recrystallized with a mixed solvent of dimethylformamide / methanol to obtain a pure product.
【0031】〔比較例1〕500mlのフラスコにDM
F188.3gを入れ、窒素ガスを流しながら4,4’
−ジアミノジフェニルエーテル10.012g(0.0
50mol)を加えてDMFに溶解させた。これにピロ
メリット酸二無水物10.906g(0.050mo
l)を加え、25℃で3時間反応させた。Comparative Example 1 DM was added to a 500 ml flask.
Put F188.3g, 4,4 'while flowing nitrogen gas
-Diaminodiphenyl ether 10.102 g (0.0
50 mol) was added and dissolved in DMF. Pyromellitic dianhydride 10.906g (0.050mo
1) was added and reacted at 25 ° C. for 3 hours.
【0032】次に、これらのアミド酸溶液をガラス板上
にアプリケーターで薄くのばし、オーブン中110℃で
60分、乾燥してから剥離し、鉄枠に固定し、200℃
で60分、300℃で60分脱溶剤イミド化したとこ
ろ、約25μmの厚みのフィルムが得られた。フィルム
の特性を下記方法で測定したところ、表1に示す結果が
得られた。機械的特性(引張強度、弾性率、伸度) ASTM D882−88に基づき測定した。線膨張係数 真空理工(株)製熱分析計TMA−7000を用い、昇
温速度5℃/分で150〜200℃での線膨張係数の平
均値を求めた。吸水率 ポリイミドフィルムを90%RHで24時間放置し、そ
の前後の重量を測定して吸水率を求めた。対数粘度 ポリアミド酸濃度が0.5g/100mlDMFであっ
て、測定温度が30℃である測定条件で測定した結果よ
り、次の計算式で算出した。Next, these amic acid solutions were thinly spread on a glass plate with an applicator, dried in an oven at 110 ° C. for 60 minutes, peeled off, fixed on an iron frame, and fixed at 200 ° C.
When desolvation was carried out for 60 minutes at 300 ° C. for 60 minutes, a film having a thickness of about 25 μm was obtained. When the characteristics of the film were measured by the following methods, the results shown in Table 1 were obtained. Mechanical Properties (Tensile Strength, Elastic Modulus, Elongation ) Measured based on ASTM D882-88. Linear expansion coefficient Using a thermal analyzer TMA-7000 manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd., an average value of linear expansion coefficients at 150 to 200 ° C was obtained at a temperature rising rate of 5 ° C / minute. Water absorption The polyimide film was left at 90% RH for 24 hours, and the weight before and after that was measured to determine the water absorption. The logarithmic viscosity polyamic acid concentration was 0.5 g / 100 ml DMF, and the measurement temperature was 30 ° C.
【0033】[0033]
【数1】 [Equation 1]
【0034】〔比較例2〕500mlのフラスコにDM
F224.0gを入れ、窒素ガスを流しながら4,4’
−ジアミノジフェニルエステル11.413g(0.0
50mol)を加えてDMFに溶解させた。その後、比
較例1と同様の方法でフィルムを得た。フィルムの特性
は表1に示すとおりであり、非常に脆いことが判った。Comparative Example 2 DM was added to a 500 ml flask.
Put F224.0g, 4,4 'while flowing nitrogen gas
-Diaminodiphenyl ester 11.413 g (0.0
50 mol) was added and dissolved in DMF. Then, a film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1. The characteristics of the film are as shown in Table 1 and were found to be extremely brittle.
【0035】〔比較例3〕500mlのフラスコにDM
F222.5gを入れ、窒素ガスを流しながら4,4’
−ジアミノジフェニルエーテル10.012g(0.0
50mol)を加えてDMFに溶解させた。次に、3,
3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸14.71
1g(0.050mol)を加え、25℃で3時間反応
させた後、比較例1と同様にしてフィルムを得た。フィ
ルムの特性は表1に示すとおりであった。Comparative Example 3 DM was added to a 500 ml flask.
Put F222.5g, while flowing nitrogen gas 4,4 '
-Diaminodiphenyl ether 10.102 g (0.0
50 mol) was added and dissolved in DMF. Then 3,
3'4,4'-biphenyltetracarboxylic acid 14.71
After adding 1 g (0.050 mol) and reacting at 25 ° C. for 3 hours, a film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1. The characteristics of the film were as shown in Table 1.
【0036】〔比較例4〕500mlのフラスコにDM
F235.1gを入れ、窒素ガスを流しながら4,4’
−ジアミノジフェニルエステル11.413g(0.0
50mol)を加えてDMFに溶解させた。次に、3,
3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸14.71
1g(0.050mol)を加え、25℃で3時間反応
させた後、比較例1と同様にしてフィルムを得た。フィ
ルムの特性は表1に示すとおりであり、非常に脆いこと
が判った。Comparative Example 4 DM was added to a 500 ml flask.
Put F235.1g, while flowing nitrogen gas, 4, 4 '
-Diaminodiphenyl ester 11.413 g (0.0
50 mol) was added and dissolved in DMF. Then 3,
3'4,4'-biphenyltetracarboxylic acid 14.71
After adding 1 g (0.050 mol) and reacting at 25 ° C. for 3 hours, a film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1. The characteristics of the film are as shown in Table 1 and were found to be extremely brittle.
【0037】〔実施例1〜3〕芳香族ジアミンとして
4,4’−ジアミノジフェニルエステルと4,4’−ジ
アミノジフェニルエーテルとを用い、これら両化合物、
ピロメリット酸二無水物を表1に示す通りに使用し、比
較例1と同様の方法によりフィルムを得た。フィルム特
性を表1に示す。[Examples 1 to 3] Both 4,4'-diaminodiphenyl ester and 4,4'-diaminodiphenyl ether were used as the aromatic diamine, and both compounds were used.
A film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 using pyromellitic dianhydride as shown in Table 1. The film properties are shown in Table 1.
【0038】〔実施例4〕芳香族ジアミンとして4,
4’−ジアミノジフェニルエステルと4,4’−ジアミ
ノジフェニルエーテルとをモル比で1:1の割合で使用
し、比較例3と同様の方法でフィルムを得た。フィルム
特性を表1に示す。Example 4 As aromatic diamine 4,
A film was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 using 4′-diaminodiphenyl ester and 4,4′-diaminodiphenyl ether in a molar ratio of 1: 1. The film properties are shown in Table 1.
【0039】表1の結果より、本発明のポリイミド共重
合体は、優れた機械的強度を有する上、低い線膨張係数
及び吸水率、高い弾性率と柔軟性を有することが確認さ
れた。From the results shown in Table 1, it was confirmed that the polyimide copolymer of the present invention has excellent mechanical strength, low linear expansion coefficient and water absorption, high elastic modulus and flexibility.
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年1月10日[Submission date] January 10, 1995
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0040[Correction target item name] 0040
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯山 昌弘 茨城県鹿島郡神栖町大字東和田1番地 信 越化学工業株式会社高分子機能性材料研究 所内 (72)発明者 本海 清 茨城県鹿島郡神栖町大字東和田1番地 信 越化学工業株式会社高分子機能性材料研究 所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masahiro Yuyama, Inventor Masahiro Yuyama 1 Towada, Kamisu-cho, Kashima-gun, Ibaraki Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Polymer Functional Materials Research Center (72) Inventor Kiyoshi Motoumi Kashima-gun, Ibaraki Prefecture No. 1 Towada, Kamisu Town, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Claims (3)
下記一般式(2)で示される反復単位とを主構成単位と
して含むことを特徴とするポリイミド共重合体。 【化1】 (但し、式中R1は4価の芳香族炭化水素基である。)1. A polyimide copolymer comprising a repeating unit represented by the following general formula (1) and a repeating unit represented by the following general formula (2) as main constituent units. [Chemical 1] (However, in the formula, R 1 is a tetravalent aromatic hydrocarbon group.)
上記一般式(2)で示される反復単位との割合がモル比
で5/95〜85/15である請求項1記載のポリイミ
ド共重合体。2. The polyimide according to claim 1, wherein the molar ratio of the repeating unit represented by the general formula (1) to the repeating unit represented by the general formula (2) is 5/95 to 85/15. Copolymer.
と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを主成分と
する芳香族ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを重
合してポリアミド酸共重合体を得、次いで該ポリアミド
酸共重合体を脱水閉環することを特徴とする請求項1記
載のポリイミド共重合体。3. A polyamic acid copolymer is obtained by polymerizing an aromatic diamine containing 4,4′-diaminodiphenyl ester and 4,4′-diaminodiphenyl ether as main components and tetracarboxylic dianhydride, The polyimide copolymer according to claim 1, wherein the polyamic acid copolymer is subjected to dehydration ring closure.
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JP05304864A JP3079867B2 (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Polyimide copolymer, method for producing the same, and polyimide film |
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