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JPS59232811A - 芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体の製造方法

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Publication number
JPS59232811A
JPS59232811A JP58109028A JP10902883A JPS59232811A JP S59232811 A JPS59232811 A JP S59232811A JP 58109028 A JP58109028 A JP 58109028A JP 10902883 A JP10902883 A JP 10902883A JP S59232811 A JPS59232811 A JP S59232811A
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JP
Japan
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aromatic polyamide
aromatic
imide resin
heat treatment
formula
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JP58109028A
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上野 捷二
Kenji Nagaoka
長岡 健二
Akira Miyashita
朗 宮下
Satoshi Hiruko
蛭子 聡
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE8484106701T priority patent/DE3463151D1/de
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Priority to CA000456728A priority patent/CA1234268A/en
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
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    • B29B13/021Heat treatment of powders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/003Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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】 本発明は芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体の製造方法
に関し、更に詳細には粉末状芳香族ポリアミドイミド樹
脂を安定に圧縮成形し、優れた物性を有する欠陥の無い
成形体を製造する方法に関する。
芳香族ポリアミドイミド樹脂は芳香族ポリイミド樹脂に
似た優秀な耐熱性、耐薬品性、電気特性等を有すること
に加えて、芳香族ポリイミド樹脂以上に優れた機械特性
と加工性とを備えており、重要な工業用素材として近年
注目されている。
この芳香族ポリアミドイミド樹脂の成形法としては従来
各種の方法が知られているが、中でも最近提案された射
出成形を含む溶融成形法(例えば、米国特許第8.74
8.804号公報参照)は経済的に利益の大きい方法で
あり、該樹脂の有用性を大きく高めること情貢献した。
しかし、この方法にあっては溶融流動性を有する芳香族
ポリアミドイミド樹脂が用いられることが必要であり、
本来の特長である充分高い耐熱性を有する芳香族ポリア
ミトイεド樹脂には適用することができないという欠点
が存する。
一方、芳香族ポリイミド樹脂等に適用される、樹脂の溶
融温度以下の温度で圧縮成形する方法はこのような欠点
の無い成形法であるが、該方法を芳香族ポリアミドイミ
ド樹脂に適用した場合、成形体にクラ・ツクや剥離を生
じ、良好な成形体が得がたいという不都合に惇遇する。
かかる状況下にあって本発明者らは、耐熱性の高い芳香
族ポリアミドイミド樹脂成形体を得るのに適した圧縮成
形法において、上記不都合の無い成形方法を確立すべく
鋭意研究を行った結果、驚くべきことに原料の粉末状芳
香族ポリアミドイミド樹脂を酸素含有気体中で熱処理し
た場合にクラックや剥離を生ずることなく安定に成形で
き、しかも酵素を含まない気体中に於ける同様な熱処理
を施したものより格段に優れた物性の成形体を与えるこ
とを見い出し本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は芳香族ポリアミドイミド樹脂を該樹脂の
溶融温度以下の温度で圧縮成形する方法において、成形
に先立って該樹脂を酸素含有気体中にて、式 %式%() (式中、al=2.5841、Fs2=−8,4926
xlO−8aa=6.9984xlo  、a4=−2
,0449xlOであり、tおよびTはそれぞれ時間単
位の熱処理時間および°C単位の熱処理温度を表わし、
200°C≦T≦400°Cである。)を満足する条件
で熱処理することを特徴とする芳香族ポリアミドイミド
樹脂成形体の製造方法を提供するものである。
本発明における芳香族ポリアミドイミド樹脂で表わされ
る繰返し単位を50モル%以上含み、他に50モル%未
満の割合で、一般式 および/または一般式 で表わされる繰り返し単位を含むことのある重合体のこ
とである。但し、一般式(T)は正確な構造を表わして
いる式ではなく、単に対応するジアミン残基と芳香族ト
リカルボン酸残基と力坪J曝準で略l対1含まれている
ことを示す便宜的な式であり、イミドに閉環していない
アミド酸の部分、あるいは頭−頭結合構造の部分等を含
むことがあるものとする。才だ、本発明の芳香族ポリア
ミドイミド樹脂は末端処理剤の使用等に基づく各種の末
端構造を含んでいてもよい。
ここでA1 は一種類または二種類以上の芳香族の3価
の残基であり、酸無水物基を形成する二つのカルボニル
基が結合すべき2価は相隣なる炭素原子上にあることを
特徴とする。このようなArlの具体例としては 等が挙げられる。これらのうち、好才しい残基Rs 、
 R2、Ra  および几4は一種類または二種類以上
の芳香族、脂肪族または指環族の2価の残基を表わし、
それぞれ少くとも70モル%は芳香族の2価の残基でよ
って占められる。このような几1.几2.几3 および
几4の具体例としては H8 およびてれらの該置換体等の芳香族の2価の残価の残基
等を挙げることができろうこれらのうち、好ましい残基
は芳香族の残基であり、特に本発明における芳香族ポリ
アミドイミド樹脂の好ましい具体例としては 質的に単一の繰返し単位から成る、所謂ホモポリマーを
挙げることができる これら芳香族ポリアミドイミド樹脂の製造法は種々知ら
れており、例えばそれらには芳香族トリカルボン酸無水
物のアシルハライド誘導体と芳香族シアミンとをN、N
−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンあるい
はジメチルスルホキシドといった極性wi溶eの存在下
に反応させる方法(米国特許@8,661.882号、
日本特公昭42−15687号公報)、芳香族トリカル
ボン酸無水物と芳香族ジアミンとをポウ酸等を触媒に用
いて極性有機溶媒中に反応させる方法(仏国特許第1.
515.066号)、芳香族トリカルボン酸無水物と芳
香族ジイソシアネートとを加熱反応せしめる方法(日本
特公昭4゜−8910号公報、日本特公昭44−192
74号公報)、および芳香族トリカルボン酸無水物と芳
香族ジイソシアネートとを極性芳香族溶媒中で第8級ア
ミンを触媒に用いて加熱反応せしめるいわゆる沈澱重縮
合法(日本特公昭54−44719号公報)が有る。こ
れらの中では芳香族トリカルボン酸無水物と芳香族ジア
ミンとを反応させる方法が経済性に優れた方法であり、
好ましい方法である。
本発明方法において使用される前記芳香族ポリアミドイ
ミド樹脂は粉末もしくは顆粒状で用いられる。機械特性
の優れた成形体を得る為には該粉末状もしくは顆粒状の
芳香族ポリアミドイミド樹脂の一次粒子は細かいのが良
く、平均粒径が約80μ以下のものが好ましく用いられ
る。より好ましくは20μ以下である。ここに平均粒径
とは一次粒子についての重量平均径もしくは重量基準の
中位径のことであり、これらは粉体の顕微鏡写真、分級
あるいはコールタ−カウンター等の粒径測定手段により
求めることができる。
本発明に於ける酸素含有気体とは本発明に云う効果が発
現されるような濃度で酸素を含む気体のことであり、通
常5%以上、好ましくは10%以上、の酸素を含む気体
が使用される。酸素含有気体の具体例としては空気、酸
素、酸素を含む窒素、酸素を含むアルゴン等が列挙され
る。
これらの中で好ましい酸素含有気体は空気である。
本発明方法において、熱処理条件を構成する温度と時間
は上記式(A)を満足するように選ばれるのであるが、
該式は200〜400°Cの範囲内、の特定の熱処理温
度を選んだ場合における、選び得る熱処理時間の範囲を
示しており、更に言えば、右辺は必要な熱処理時間の下
限を表わす。熱処理時間が該下限より短い場合には、ク
ラックや剥離を防止できないので好ましくない。
熱処理時間のと限は熱劣化あるいは酸化劣化等に基づく
物性低下がもたらされない範囲で芳香族ポリアミドイミ
ド樹脂の種類に応じて決まるべきものであり、−律に定
めることはできないが通常300時間以下である。好ま
しい熱処理時間の上限は次式(B)で表わされる。
1ogt=bl + b2T + ba’r2+ b4
T8(B)(式中、bt=18.7808、b2=−0
,12268、ba=4.89B2xlO’、b4=−
5,5771X10−7でありtおよびTはそれぞれ時
間単位の熱処理時間および°C単位の熱処理温度を表わ
し、200°C≦T≦400°Cである。) 熱処理温度は200〜400°C1好ましくは280〜
890℃、の範囲から選ばれる。熱処理温度が200℃
未満の場合には実用的な処理時間で効果が得られず、ま
た400°Cより高い場合には芳香族ポリアミド+ミド
樹脂の速い酸化分解が起るので共に好ましくない。
熱処理の方法としては粉体を加熱する為の通常の方法を
種々用いることができ、それらの例としてはオーブン中
での静置処理、加熱気体による流動処理、パドルドライ
ヤーあるいはタンブライヤー等による攪拌加熱処理等が
挙げられる。
本発明方法に於いては、潤滑、摩耗等の諸性質を改良す
る目的で各種の充填剤を上記粉末状芳香族ポリアミドイ
ミド樹脂に混合することは何等差支えない。そのような
充填剤には例えばグラファイト、フッ素樹脂、シリコン
カーバイド、二硫化モリブデン、窒化はう素、金属酸化
物、金属硫化物等がある。
本発明方法に於いて、圧縮成形温度は対象とする芳香族
ポリアミトイミド樹脂の溶融温度以下の温度井廟豫棲剰
−寸i■■に)1゛毒」旨」導通I壌堪亜≠誓梗が選ば
れる。ここに溶融温度とはIQKp/α程度の剪断応力
を加えた時に該樹脂が実質的に流動するような、換言す
れば見掛けの溶融粘度が約1×1o8 ポイズ以下にな
るような温度のことであり、これは例えばメルトインデ
クサ−1高化式フローテスタ17等を用いた測定により
容易に知ることができる。好ましい圧縮成形温度は室温
〜約400 ’Cである。圧縮温度が溶融温度より高い
場合には分解反応等が起り、劣悪な物性の成形体しが得
られないので好ましくない。
本発明方法の実施に当り、成形圧力は対象とする芳香族
ポリアミドイミド樹脂の種類や成形温度等に応じて任意
に選ばれるが、通常約1o。
Kt/、4以上、好ましくは800〜5000 KyA
r/l、である。このような圧力を加える方法としては
、金型に樹脂を充填しピストンで一方向から加圧する方
法やラバープレス等により静水圧を加える方法等の各種
の加圧手段が用いられる。
また、ラム押出し等の速続的な方法も採用できる。
加圧時間は特に制限されないが、通常1〜60分が採用
される。所定時間の加圧操作後圧力を放ち、ただちに、
あるいは時間をおいて、加圧装置から芳香族ポリアミド
イミド樹脂成形体が取り出される。
かくして得られた芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体は
そのまま、あるいは必要に応じて機械加工等を施して所
望の形状とした後、各種の用途に供されろう加圧装置か
ら取り出された該成形体は通常そのままでも充分高い物
性を有するが、更に高い機械的あるいは熱的性質を所望
する場合は圧力を加えない状態での加熱処理が施ぢ等さ
れる。その場合、温度が270〜400°C1時間が5
分〜120時間である条件が選ばれる。
以上詳述した本発明の方法によれば、各種の電気部品、
機械部品、摺動部品等の用途に供することができる高い
耐熱性と優れた機械特性を併せ持つ芳香族ポリアミド樹
脂成形体を安定に製造し、供給できるのであり、その工
業的価値は頗る大なるものである。
以下、実施例を挙げて本発面の方法を更に詳しく説明す
るが、本発明の方法はかかる実施例によりその範囲を限
定されるものではない。
尚、実施例中における還元粘度(?!8p10)はN−
メチルピロリドン溶液について、0.5Q/100 m
lの濃度および25°Cの温度で測定した値である。
平均粒径は粉末状芳香族ポリアミドイミド樹脂の一部を
メタノールに分散させ、該スラリーの一部をプレパラー
トにとって顕微鏡写真を撮り、該写真の粒子像の100
0個以上をカールツアイス製の微粒子測定装置で読み、
重量平均径を計算することによって求めた。
熱変形温度はASTMD 648に準じ、4醪×7.4
聾X4Qnmの大きさの試験片につき、支点間距離F3
0m、曲げ応力18.6 K4/ca、曲げ歪2%の条
件で求めた。
曲げ強度および曲げ歪はA8TMD790に準じ、厚み
4咽、幅10m、長さ60mmの試験片について、支点
間距離50fi、変形速度2−Inの条件で求めた。
参考例 温度計、窒素導入管、留出口、攪拌機および外部加熱装
置を備えた内容量5tの反応器にトリメリ・ソト酸無水
’fl 576 f (8モル)、4.4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル600g(3モlし)、トリフェニ
ルホスファイト28.8g(0,075モル)およびス
ルホラン3Lをとり、窒素を液中に吹き込みながら、約
1時間かけて内温210°Cまで昇温した。
この間、内温か140°C付近から水の留出が始マリ、
210°Cに達した時点で理論量の約95%の水が留出
した。
引き続き窒素を吹き込みながら210°Cで5時間攪拌
を続けt二。この時、反応混合物は粘稠なスラリーに変
じていた。
次いで該反応混合物を反応器から取り出し、大量の蒸留
水に投じた。家庭用ミキサーによって分散させた後、得
られたスラリーから遠心濾過によって固体状ポリマーを
単離した。
該ポリマーを煮沸アセトンで2回洗浄し、最終的に得た
湿潤ポリマーを自動乳鉢にかけて微粉化した後、160
°Cで24時間、更に240°Cで24時間真空乾燥し
た。その結果、1085f(収率96.9%)の若草色
をした微粉末状のポリマーが得られた。該ポリマーは元
素分析および赤外吸収スペクトルから、で表わされる芳
香族ポリアミドイミド樹脂であることが確認された。
該芳香族ポリアミドイミド樹脂の還元粘度、溶融温度、
および平均粒径はそれぞれ0.764wy、880°C
以上、および12μであった。
実施例−1〜−4、比較例−1〜−4 参考例で得られた粉末状芳香族ポリアミトイ2ド樹脂を
、熱せられた第1表に示す気体が循環し、その一部が連
続的に換気されている加熱炉中に於いて静置状態で第1
表に示す温度と時間の熱処理を行った。
次いで、熱処理後の該樹脂65gを860°Cに予熱さ
れた内径76mの円筒型金型中に充填し、圧力を加えず
に15分間放置した後、油圧ピストンで650Kg/c
Jの圧力を加え、15分間保持したう次いで放圧し、形
成された円盤状の芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体を
取り出した。該成形体の観察によってクラヅクまたは剥
離の有無を判定した結果を第1表に示す。
実施例−5 熱処理に於ける気体、温度及び時間が第2表に示すそれ
らである以外は実施例−1と全く同様に熱処理と圧縮成
形を行い、芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体を得た。
該成形体から機械加工によって物性測定用の試験片を作
成し、窒素雪間光中に於いて245°Cで24時間及び
320°Cで48時間焼成した後、物性を測定した。そ
の結果を第2表に示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  芳香族ポリアミドイミド樹脂を、該樹脂の溶
    融温度以下の温度で圧縮成形する方法において、成形に
    先立って該樹脂を酸素含有気体中にて、式 %式% (但し、式中81 = 2.5841、a2=−8,4
    926xlO−a3=6.9984X10  、a4=
    −2,0449X10−8であり、tおよびTはそれぞ
    れ時間単位の熱処理時間および°C単位の熱処理温度を
    表わし、200°C≦T≦400°Cである。)を満足
    する条件で熱処理することを特徴とする芳香族ポリアミ
    ドイミド樹脂成形体の製造方法。
  2. (2)式 %式% (但し、式中al=2.5841、a2=−8,492
    6X10−8aa=6.9984xlO、a4=−2,
    0449X10    、bx=18.78(13、b
    2=−0,12268、ba=4.89B2xlO−4
    、b4=−5,5711X10−7であり、もおよびT
    ばそれぞれ時間単位の熱鋸る条件セ熱処理することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の芳香族ポリアミド
    イミド樹脂成形体の製造方法。
  3. (3)  熱処理温度が280〜890°Cであること
    を特徴とする特許請求のね四箇1項記載の芳香族ポリア
    ミドイミド樹脂成形体の製造方法。
  4. (4)  芳香族ポリアミドイミド樹脂が、で表わされ
    る実質的に単一の繰返し単位から成る芳香族ポリアミド
    イミド樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体の製造方法
JP58109028A 1983-06-16 1983-06-16 芳香族ポリアミドイミド樹脂成形体の製造方法 Granted JPS59232811A (ja)

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DE8484106701T DE3463151D1 (en) 1983-06-16 1984-06-12 Process for producing formed articles of aromatic polyamide-imide resin
EP84106701A EP0137111B1 (en) 1983-06-16 1984-06-12 Process for producing formed articles of aromatic polyamide-imide resin
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JPH0420770B2 JPH0420770B2 (ja) 1992-04-06

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EP (1) EP0137111B1 (ja)
JP (1) JPS59232811A (ja)
CA (1) CA1234268A (ja)
DE (1) DE3463151D1 (ja)

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