JP4863292B2 - Method for producing polyimide - Google Patents

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Description

本発明は、ポリイミドの製造方法に関し、より詳細には、細長い帯状体が集合した微粒子組織を有するポリイミドを製造することができる製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing polyimide, and more particularly to a production method capable of producing a polyimide having a fine particle structure in which elongated strips are assembled.

ポリイミドは、電気絶縁性や高耐熱性等といった好ましい性質を有するため、種々の分野において用いられており、ポリイミドの製造方法についても、様々なものが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2及び特許文献3参照)。
特許文献1には、「表面性が損なわれることなく、弾性率や軟化温度を向上させることが可能な繊維、フィルムあるいは樹脂用成形材料として好適に添加することのできる、ポリイミドウィスカー及びその製造方法を提供する」(発明の詳細な説明中、段落番号0007)ためになされたものであり、段落番号0009に示される式(1)「で示されるパラフエニレンピロメリットイミドであり、かつウィスカーの径dが0.5nm<d<50nmであり、その長さが径の5倍以上であることを特徴とするポリイミドウィスカーであり、その製造方法においてその濃度が0.05〜30重量%のポリアミド酸の溶液を、脱水縮合剤を用いてイミド化することにより得られるポリイミドウィスカーの製造方法である。またポリアミド酸重合時にアミンもしくは酸無水物で末端封止するポリイミドウィスカーの製造方法である。」ものが開示されている。
特許文献2には、「芳香族ポリアミドマトリクス中に良好に分散し、物性を向上させるのに有効なポリイミドウィスカーとその製造方法」(発明の詳細な説明中、段落番号0015)を提供するためになされたものであり、段落番号0018に示される式(1)「に示す繰り返し単位を主成分とするポリイミドからなりかつウィスカーの径dが0.5nm<d<50nmであり、その長さが径の5倍以上であるポリイミドウィスカーであって、N−メチル−2−ピロリドン溶媒中、濃度0.1重量%のポリイミドウィスカー分散溶液のヘイズが20以下であることを特徴とするポリイミドウィスカー。」(発明の詳細な説明中、段落番号0017〜0019)及び「溶媒中、ピロメリット酸二無水物を主成分とする酸無水物とパラフェニレンジアミンを主成分とするジアミンとを反応させることによりポリアミド酸の溶液を得て、濃度が0.05〜30重量%のポリアミド酸の溶液を80℃以上に加熱した後、脱水縮合剤を添加してイミド化することを特徴とする、ウィスカーの径dが0.5nm<d<50nmであり、その長さが径の5倍以上であるポリイミドウィスカーの製造方法。」(発明の詳細な説明中、段落番号0024)が開示されている。
特許文献3には、「樹脂の補強剤としての適用の際により高い効果を発揮させることを目的とした、より分散性の向上したポリイミドウィスカーの製造方法を提供することにある。また分散性の良好なポリイミドウィスカーを提供する」(発明の詳細な説明中、段落番号0012)ためになされたものであり、「ピロメリット酸二無水物を主成分とする酸無水物とパラフェニレンジアミンを主成分とするジアミンとの重合反応から得られる濃度が0.05〜30重量%のポリアミド酸の溶液に、脱水縮合剤を添加してイミド化反応を行う際、アミン触媒として複素環式化合物を用いることを特徴とする」(発明の詳細な説明中、段落番号0014)段落番号0015に示される式(1)「に示す繰り返し単位を主成分とするポリイミドからなり、かつウィスカーの径dが0.5nm<d<50nmであり、その長さが径の3倍以上であるポリイミドウィスカーの製造方法」(発明の詳細な説明中、段落番号0016)が開示されている。
Polyimide has favorable properties such as electrical insulation and high heat resistance, and is therefore used in various fields, and various methods for producing polyimide have been proposed (for example, Patent Document 1, Patents). Reference 2 and Patent Document 3).
Patent Document 1 states that “a polyimide whisker that can be suitably added as a fiber, film, or resin molding material that can improve the elastic modulus and softening temperature without impairing surface properties, and a method for producing the same. ”(Paragraph No. 0007 in the detailed description of the invention), which is a paraphenylene pyromellitic imide represented by the formula (1)“ shown in paragraph No. 0009 ”and Whisker's A polyimide whisker having a diameter d of 0.5 nm <d <50 nm and a length of 5 times or more of the diameter, and a polyamide having a concentration of 0.05 to 30% by weight in the production method This is a method for producing a polyimide whisker obtained by imidizing an acid solution with a dehydrating condensing agent. A method for producing a polyimide whiskers endcapped with amine or acid anhydride. "What is disclosed.
Patent Document 2 provides “a polyimide whisker that is well dispersed in an aromatic polyamide matrix and effective in improving physical properties and a method for producing the same” (paragraph number 0015 in the detailed description of the invention). The whisker diameter d is 0.5 nm <d <50 nm, and the length thereof is the diameter of the polyimide composed mainly of the repeating unit represented by the formula (1) “shown in Paragraph No. 0018. Polyimide whisker having 5 times or more of the above, and having a haze of a polyimide whisker dispersion solution having a concentration of 0.1% by weight in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent is 20 or less. In the detailed description of the invention, paragraph numbers 0017 to 0019) and “an acid anhydride and p-phenylene in a solvent containing pyromellitic dianhydride as a main component. A polyamic acid solution is obtained by reacting with a diamine containing an amine as a main component. A polyamic acid solution having a concentration of 0.05 to 30% by weight is heated to 80 ° C. or higher, and then a dehydrating condensing agent is added. A process for producing a polyimide whisker having a whisker diameter d of 0.5 nm <d <50 nm and a length of 5 times or more of the diameter. , Paragraph number 0024).
Patent Document 3 discloses that “a method for producing a polyimide whisker with improved dispersibility aimed at exerting a higher effect when applied as a resin reinforcing agent is provided. "Providing a good polyimide whisker" (paragraph number 0012 in the detailed description of the invention), "an acid anhydride containing pyromellitic dianhydride as a main component and paraphenylenediamine as a main component When a dehydrating condensing agent is added to a polyamic acid solution having a concentration of 0.05 to 30% by weight obtained from a polymerization reaction with the diamine to perform an imidization reaction, a heterocyclic compound is used as an amine catalyst. (In the detailed description of the invention, paragraph number 0014) comprising polyimide having as a main component a repeating unit represented by formula (1) shown in paragraph number 0015. And a whisker diameter d of 0.5 nm <d <50 nm, and a method for producing a polyimide whisker whose length is three times or more of the diameter ”(paragraph number 0016 in the detailed description of the invention). Yes.

特開2004−168858号公報(例えば、発明の詳細な説明中、段落番号0007〜0010等)JP-A-2004-168858 (for example, paragraph numbers 0007 to 0010 in the detailed description of the invention) 特開2004−285484号公報(例えば、発明の詳細な説明中、段落番号0015〜0024等)JP-A-2004-285484 (for example, paragraph numbers 0015 to 0024 in the detailed description of the invention) 特開2004−307626号公報(例えば、発明の詳細な説明中、段落番号0012〜0016等)JP-A-2004-307626 (for example, paragraph numbers 0012 to 0016 in the detailed description of the invention)

しかしながら、特許文献1に開示のポリイミドの製造方法は、上述の如く「濃度が0.05〜30重量%のポリアミド酸の溶液を、脱水縮合剤を用いてイミド化することにより得られるポリイミドウィスカーの製造方法である。またポリアミド酸重合時にアミンもしくは酸無水物で末端封止するポリイミドウィスカーの製造方法である。」ものであり、ポリアミド酸溶液と脱水縮合剤とを用いる必要があった。
特許文献2に開示のポリイミドの製造方法は、上述の如く「溶媒中、ピロメリット酸二無水物を主成分とする酸無水物とパラフェニレンジアミンを主成分とするジアミンとを反応させることによりポリアミド酸の溶液を得て、濃度が0.05〜30重量%のポリアミド酸の溶液を80℃以上に加熱した後、脱水縮合剤を添加してイミド化することを特徴とする」ものであり、これもポリアミド酸溶液と脱水縮合剤とを用いる必要があった。
特許文献3に開示のポリイミドの製造方法は、上述の如く「ピロメリット酸二無水物を主成分とする酸無水物とパラフェニレンジアミンを主成分とするジアミンとの重合反応から得られる濃度が0.05〜30重量%のポリアミド酸の溶液に、脱水縮合剤を添加してイミド化反応を行う際、アミン触媒として複素環式化合物を用いる」ものであり、これもポリアミド酸溶液と脱水縮合剤とを用いる必要があった。
このような脱水縮合剤としては「無水酢酸、無水安息香酸、トリフルオロ酢酸二無水物といった酸無水物;ホスゲン、塩化チオニル、塩化トシル、塩化ニコチル等の塩化物;三塩化リン、亜リン酸トリフェニル、ジエチルリン酸シアニドのようなリン化合物;N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミドのようなN,N’−2置換カルボジイミドといった縮合剤」(特許文献1、段落番号0030)を用いるものであり、脱水縮合剤の吸水を防止する等といった取り扱いに注意が必要であることから、製造方法の実施を複雑化するといった問題があった。
However, as described above, the method for producing a polyimide disclosed in Patent Document 1 is “a polyimide whisker obtained by imidizing a polyamic acid solution having a concentration of 0.05 to 30% by weight using a dehydrating condensing agent. It is also a manufacturing method of polyimide whiskers that are end-capped with an amine or acid anhydride at the time of polyamic acid polymerization. ”It was necessary to use a polyamic acid solution and a dehydrating condensing agent.
As described above, the method for producing a polyimide disclosed in Patent Document 2 is “polyamide by reacting an acid anhydride containing pyromellitic dianhydride as a main component with a diamine containing paraphenylenediamine as a main component in a solvent. After obtaining an acid solution and heating a polyamic acid solution having a concentration of 0.05 to 30% by weight to 80 ° C. or higher, a dehydrating condensing agent is added and imidized ”. This also required the use of a polyamic acid solution and a dehydrating condensing agent.
As described above, the method for producing a polyimide disclosed in Patent Document 3 is “the concentration obtained from a polymerization reaction of an acid anhydride containing pyromellitic dianhydride as a main component and a diamine containing paraphenylenediamine as a main component is 0. When the imidization reaction is performed by adding a dehydrating condensing agent to a 0.05 to 30% by weight polyamic acid solution, a heterocyclic compound is used as an amine catalyst. This is also a polyamic acid solution and a dehydrating condensing agent. It was necessary to use and.
Examples of such dehydration condensing agents include “acid anhydrides such as acetic anhydride, benzoic anhydride, trifluoroacetic acid dianhydride; chlorides such as phosgene, thionyl chloride, tosyl chloride, nicotyl chloride; phosphorus trichloride, triphosphite triphosphate. Phosphorus compounds such as phenyl and diethyl phosphate cyanide; condensing agents such as N, N′-2 substituted carbodiimides such as N, N′-dicyclohexylcarbodiimide ”(Patent Document 1, paragraph No. 0030) and dehydration Since care must be taken in handling such as preventing water absorption of the condensing agent, there has been a problem that the implementation of the production method is complicated.

このような従来のポリイミドの製造方法に鑑み本発明はなされたもので、本発明においては、新規なポリイミドの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 such a conventional method for producing polyimide, and an object of the present invention is to provide a novel method for producing polyimide.

本発明者は、所定の化合物をモノマーとして用い、該化合物を溶媒中で重合させることでポリイミドを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明のポリイミドの製造方法(以下、「本製造方法」という。)は、次式(I)で示される化合物(以下、「化合物(I)」という。)を溶媒中で重合し、次の式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを固体にて析出させることを特徴とする、ポリイミドの製造方法である。
(式中、X1とX2とのうちいずれか一方は水素原子であり、いずれか他方は水素原子、アルキル基、アリール基を意味し、X3は水素原子又はアシル基を意味する。)
The present inventor has found that a polyimide can be produced by using a predetermined compound as a monomer and polymerizing the compound in a solvent, and has completed the present invention.
That is, the polyimide production method of the present invention (hereinafter referred to as “the present production method”) comprises polymerizing a compound represented by the following formula (I) (hereinafter referred to as “compound (I)”) in a solvent, A polyimide production method characterized in that a polyimide having a repeating unit represented by the following formula (II) is precipitated as a solid.
(In the formula, one of X1 and X2 is a hydrogen atom, the other means a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and X3 means a hydrogen atom or an acyl group.)

また、本製造方法には、以下(イ)〜(リ)の態様が含まれる。
(イ)式(I)中のX3が水素原子である、上記製造方法。
(ロ)式(I)中のX1とX2とのうち前記いずれか他方がメチル基又はエチル基である、上記製造方法。
(ハ)化合物(I)の全てが前記溶媒中に完全に溶解する溶解ステップと、該溶解ステップの後、式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが溶液中から固体として析出する析出ステップと、を含むものである、上記製造方法。
(ニ)前記溶媒が芳香族化合物を含むものである、上記(ハ)の製造方法。
(ホ)前記芳香族化合物が、ジイソプロピルナフタレン、ジエチルナフタレン、エチルーイソプロピルナフタレン、シクロヘキシルジフェニル、ジエチルビフェニル、トリエチルビフェニル、ジベンジルトルエンよりなる群より選ばれる1又は2以上のものの混合物である、上記(ニ)の製造方法。
(ヘ)前記溶媒がジベンジルトルエンである、上記(ホ)の製造方法。
(ト)重合が、240℃乃至350℃の温度範囲で行われるものである、上記製造方法。
(チ)重合に用いる化合物(I)から100%の収率にて、前記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが生成すると仮定した場合に生成する該ポリイミドの重量W(g)が、前記溶媒の体積V(ml)に対する割合(パーセント)((W/V)×100)が、0.5乃至12.0の範囲である、上記製造方法。
(リ)生成するポリイミドが、細長い帯状体が集合した微粒子組織を形成するものである、上記製造方法。
In addition, the production method includes the following aspects (a) to (ri).
(A) The above production method, wherein X3 in formula (I) is a hydrogen atom.
(B) The above production method, wherein either one of X1 and X2 in formula (I) is a methyl group or an ethyl group.
(C) A dissolution step in which all of the compound (I) is completely dissolved in the solvent, and a precipitation step in which, after the dissolution step, a polyimide having a repeating unit represented by the formula (II) is precipitated as a solid from the solution. And the above manufacturing method.
(D) The production method of (c) above, wherein the solvent contains an aromatic compound.
(E) The above aromatic compound is a mixture of one or more selected from the group consisting of diisopropylnaphthalene, diethylnaphthalene, ethyl-isopropylnaphthalene, cyclohexyldiphenyl, diethylbiphenyl, triethylbiphenyl, and dibenzyltoluene. D) Manufacturing method.
(F) The production method of (e) above, wherein the solvent is dibenzyltoluene.
(G) The above production method, wherein the polymerization is carried out in a temperature range of 240 ° C to 350 ° C.
(H) The weight W (g) of the polyimide produced when assuming that the polyimide having the repeating unit represented by the formula (II) is produced at a yield of 100% from the compound (I) used for polymerization. The above-mentioned production method, wherein the ratio (percent) of the solvent to the volume V (ml) ((W / V) × 100) is in the range of 0.5 to 12.0.
(I) The above production method, wherein the produced polyimide forms a fine particle structure in which elongated strips are gathered.

また、本発明は、ポリイミドを提供する。
第1の本発明のポリイミド(以下、「第1本ポリイミド」という。)は、前述の本製造方法により得られうる、ポリイミドである。
第2の本発明のポリイミド(以下、「第2本ポリイミド」という。)は、次式(II)で示される繰り返し単位を有し、細長い帯状体が集合した微粒子組織を有するポリイミドである。
The present invention also provides polyimide.
The polyimide of the first invention (hereinafter referred to as “first polyimide”) is a polyimide that can be obtained by the above-described production method.
The polyimide of the second invention (hereinafter referred to as “second polyimide”) is a polyimide having a repeating unit represented by the following formula (II) and having a fine particle structure in which elongated strips are gathered.

本製造方法は、上記式(I)で示される化合物(I)を溶媒中で重合(化合物(I)が互いに縮合重合する。)し、上記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを固体にて析出させることを特徴とする、ポリイミドの製造方法である。本製造方法のように、化合物(I)を溶媒中で縮合重合させ、上記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを固体にて析出させることによるポリイミドの製造方法は従来知られておらず、本製造方法は新規なポリイミドの製造方法である。本製造方法は、前述した特許文献1〜3に開示のポリイミドの製造方法のように脱水縮合剤のような重合を促す重合剤等(上記のように、かかる重合剤等の取り扱いは、通常、煩雑である。)を必須とするものではなく、この点からも本製造方法は、(従来のポリイミドの製造方法に比し)簡単にポリイミドを製造することができる。   In this production method, the compound (I) represented by the above formula (I) is polymerized in a solvent (compounds (I) undergo condensation polymerization), and a polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II) is obtained. It is a manufacturing method of polyimide characterized by making it precipitate with solid. As in the present production method, a method for producing a polyimide by condensation-polymerizing the compound (I) in a solvent and precipitating a polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II) as a solid is conventionally known. First, this manufacturing method is a novel polyimide manufacturing method. This production method is a polymerization agent that promotes polymerization such as a dehydration condensation agent as in the polyimide production methods disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above (as described above, the handling of such a polymerization agent is usually In this respect, this production method can easily produce a polyimide (compared to a conventional polyimide production method).

モノマーたる化合物(I)を示す上記の式(I)中、X1とX2とのうちいずれか一方は水素原子であり、いずれか他方は水素原子、アルキル基、アリール基を意味し、X3は水素原子又はアシル基を意味する。
X1とX2とのうちいずれか一方は水素原子であるが、いずれか他方(X1が該いずれか一方(水素原子)の場合にはX2が該いずれか他方であり、X2が該いずれか一方(水素原子)の場合にはX1が該いずれか他方である。)は水素原子、アルキル基、アリール基を意味するが、好ましくはアルキル基であり、その中でも最も好ましくはメチル基又はエチル基である。ここにアルキル基としては、炭素数1〜20、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6を有する直鎖状又は分岐状のアルキル基を挙げることができ、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基など直鎖状及び分岐状アルキル基が例示できるが、最も好ましくはメチル基又はエチル基である。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等を挙げることができる。
そして、X3は水素原子又はアシル基を意味するが、好ましくは水素原子である。また、このアシル基はRCOー(但しRはアルキル基又はアリール基を意味する。)として示されるが、Rとしてはメチル基、エチル基、フェニル基等を挙げることができるが、好ましくはメチル基である。
In the above formula (I) showing the compound (I) as a monomer, one of X1 and X2 is a hydrogen atom, the other means a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and X3 is hydrogen. An atom or an acyl group is meant.
One of X1 and X2 is a hydrogen atom, but one of the other (when X1 is one of these (hydrogen atom), X2 is the other one and X2 is one of the other ( In the case of a hydrogen atom), X1 is the other one.) Means a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group, and most preferably a methyl group or an ethyl group. . Examples of the alkyl group include linear or branched alkyl groups having 1 to 20, preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6 carbon atoms. Specifically, a methyl group, Examples of the alkyl group include linear and branched alkyl groups such as ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, and n-hexyl group, most preferably methyl group. Or it is an ethyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and a benzyl group.
X3 means a hydrogen atom or an acyl group, preferably a hydrogen atom. The acyl group is represented as RCO- (wherein R represents an alkyl group or an aryl group), and examples of R include a methyl group, an ethyl group, and a phenyl group. It is.

化合物(I)は、種々の方法により調製されてよく何ら制限されるものではないが、X3が水素原子の場合であれば、4−ニトロ無水フタル酸(4ーニトロー1,2ーベンゼンカルボン酸無水物:4−Nitrophthalic anhydride)(4NPAH。図1参照)にアルコールを付加させることで、4NPAHの5員環を開環させた後、ニトロ基を還元しアミノ基とすれば、X1とX2とのうちいずれが水素原子となるかにより2種の構造異性体が生じるので、これら2種の構造異性体各々を分離精製するようにしてもよい。なお、特段問題がなければ(例えば、後述の実施例のように該2種の構造異性体各々によって生成するポリイミドの組織や収率等があまり変わらない場合等)、該2種の構造異性体各々を分離精製することなく混合物として用いるようにしてもよい。   Compound (I) may be prepared by various methods and is not limited at all. However, when X3 is a hydrogen atom, 4-nitrophthalic anhydride (4-nitro-1,2-benzenecarboxylic anhydride After adding a 4-nitrotrophic anhydride (4NPHAH, see FIG. 1) to open a 5-membered ring of 4NPHAH and then reducing the nitro group to an amino group, X1 and X2 Since two kinds of structural isomers are generated depending on which of them is a hydrogen atom, each of these two kinds of structural isomers may be separated and purified. If there is no particular problem (for example, the structure or yield of polyimide produced by each of the two types of structural isomers does not change much as in the examples described later), the two types of structural isomers. Each may be used as a mixture without separation and purification.

化合物(I)を重合させる際の前記溶媒は、化合物(I)と不要な反応を起こさず化合物(I)を溶解させ、化合物(I)同士が互いに重合する条件(例えば、重合温度)にて安定であり、さらに重合にて生成したポリイミドを固体(例えば、粉体や粒体等)として析出させることができるものであればいかなるものであってもよく何ら制限されるものではないが、化合物(I)と不要な反応を起こさず、かつ、化合物(I)同士が互いに重合する重合温度(通常は高温)にて安定であることからは、高沸点(該重合温度よりも高い)の有機溶媒が好ましく、芳香族化合物たる化合物(I)を安定に十分溶解させることからは芳香族化合物を含むものであることが好ましい(前記溶媒が芳香族化合物からなる場合はさらに好ましい。)。該芳香族化合物としては、ジイソプロピルナフタレン、ジエチルナフタレン、エチルーイソプロピルナフタレン、シクロヘキシルジフェニル、ジエチルビフェニル、トリエチルビフェニル、ジベンジルトルエンよりなる群より選ばれる1又は2以上のものの混合物であってもよく、とりわけ前記溶媒がジベンジルトルエンであれば前記溶媒に要求される上述の性質を前記溶媒が有するので好ましい。なお、このようなジベンジルトルエンは、高温において使用される熱媒体として市販されているので、このような市販品を前記溶媒として用いるようにしてもよく、市販品の一例を挙げれば、松村石油株式会社製の商品名「バーレルサーム400」(高沸点高温度用熱媒体油:主成分はジベンジルトルエン混合物)を用いてもよい。   The solvent for polymerizing the compound (I) dissolves the compound (I) without causing unnecessary reaction with the compound (I), and the conditions (for example, polymerization temperature) in which the compounds (I) are polymerized with each other. Any compound may be used as long as it is stable and can precipitate a polyimide produced by polymerization as a solid (for example, a powder or a granule). An organic compound having a high boiling point (higher than the polymerization temperature) does not cause unnecessary reaction with (I) and is stable at the polymerization temperature (usually high temperature) at which the compounds (I) are polymerized with each other. A solvent is preferable, and it is preferable to contain an aromatic compound in order to stably and sufficiently dissolve the compound (I) as an aromatic compound (more preferably, the solvent is made of an aromatic compound). The aromatic compound may be a mixture of one or more selected from the group consisting of diisopropylnaphthalene, diethylnaphthalene, ethyl-isopropylnaphthalene, cyclohexyldiphenyl, diethylbiphenyl, triethylbiphenyl, dibenzyltoluene, It is preferable if the solvent is dibenzyltoluene because the solvent has the above-described properties required for the solvent. In addition, since such dibenzyltoluene is commercially available as a heat medium used at high temperatures, such a commercially available product may be used as the solvent. The trade name “Barrel Therm 400” manufactured by Co., Ltd. (heat medium oil for high boiling point and high temperature: the main component is a dibenzyltoluene mixture) may be used.

本製造方法は、化合物(I)の全てが前記溶媒中に完全に溶解する溶解ステップと、該溶解ステップの後、式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが溶液中から固体として析出する析出ステップと、を含むものであってもよい。
まず、溶解ステップにおいて化合物(I)の全てが前記溶媒中に完全に溶解して溶液となり、溶解ステップの後の析出ステップにおいて上記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが該溶液中から固体として析出するので、該溶液に完全に溶解した溶質たる化合物(I)が重合反応し、その重合反応によって生成したポリイミドが該溶液中から固体として析出する。その結果、溶液中から固体として析出するポリイミドは、粉体又は粒体の微粒子として析出するので、その後のポリイミドの使用(例えば、プラスチックを強化するためにプラスチックに練り込む補強材として用いる。)や取り扱いを便ならしめる。このことは所謂、塊状重合法によって化合物(I)を重合する場合(本製造方法のように溶媒を用いずに、モノマーである化合物(I)のみを重合温度に昇温する場合)には塊状のポリイミドが生成し、取り扱いが困難であることとは大きく異なる。そして、該溶液に完全に溶解した溶質たる化合物(I)が重合反応し、その重合反応によって生成したポリイミドが該溶液中から固体として析出するようにすることで、その作用や機構は必ずしも明らかではないが、細長い帯状体が集合した微粒子組織をポリイミドが形成するようにできる。この「細長い帯状体が集合した微粒子組織」については、後で詳述する。
なお、かかる細長い帯状体が集合した微粒子組織を有するポリイミドを生成させるには、少なくともポリイミドが固体として析出するとき(析出ステップ)における該溶液はあまり流動させない方が好ましく、とりわけ撹拌は行わないことが好ましい。
また、析出ステップにて固体として析出した式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドは、前記溶媒と分離され回収される。この回収は、液体の溶媒と固体(例えば、粉体や粒体)のポリイミドとを分離することにより行われ、例えば、濾過、静置分離、遠心分離等のような方法によればよく、回収されたポリイミドに不純物等が付着していれば該不純物を洗浄する等により取り除くことができる。
In this production method, the compound (I) is completely dissolved in the solvent, and after the dissolution step, the polyimide having the repeating unit represented by the formula (II) is precipitated as a solid from the solution. And a precipitation step.
First, in the dissolution step, all of the compound (I) is completely dissolved in the solvent to form a solution, and in the precipitation step after the dissolution step, a polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II) is contained in the solution. Since it precipitates as a solid, the solute compound (I) completely dissolved in the solution undergoes a polymerization reaction, and the polyimide produced by the polymerization reaction precipitates as a solid from the solution. As a result, since the polyimide precipitated as a solid from the solution is precipitated as fine particles of powder or granules, the subsequent use of the polyimide (for example, used as a reinforcing material kneaded into the plastic in order to reinforce the plastic) or. Make handling easier. This means that when the compound (I) is polymerized by the so-called bulk polymerization method (when only the monomer compound (I) is heated to the polymerization temperature without using a solvent as in the present production method), the bulk is formed. This is very different from the fact that the polyimide is produced and difficult to handle. The action and mechanism of the compound (I) as a solute completely dissolved in the solution undergoes a polymerization reaction, and the polyimide produced by the polymerization reaction is precipitated as a solid from the solution. Although not, polyimide can form a fine particle structure in which elongated strips are gathered. This “fine particle structure in which elongated strips are gathered” will be described in detail later.
In order to produce a polyimide having a fine particle structure in which such elongated strips are aggregated, at least when the polyimide is precipitated as a solid (precipitation step), it is preferable that the solution does not flow so much that stirring is not particularly performed. preferable.
Further, the polyimide having the repeating unit represented by the formula (II) precipitated as a solid in the precipitation step is separated from the solvent and recovered. This recovery is performed by separating a liquid solvent and a solid (for example, powder or granular) polyimide, and may be performed by a method such as filtration, stationary separation, or centrifugal separation. If impurities or the like adhere to the polyimide, the impurities can be removed by washing or the like.

化合物(I)を溶媒中で重合させる際の温度は、あまり低いと化合物(I)同士の重合反応がうまく進まず(重合反応速度が小さくなりすぎる)、重合反応が起こらなかったり反応時間が長くかかりすぎたりする問題を生じうるし、あまり高いと化合物(I)や前記溶媒の熱分解が生じうるので、使用する化合物(I)や前記溶媒の種類等に応じ、これらを両立する範囲とされることが好ましく、通常、(下限として)好ましくは240℃以上であり、より好ましくは260℃以上であり、最も好ましくは280℃以上であり、逆に(上限として)好ましくは350℃以下であり、より好ましくは340℃以下であり、最も好ましくは330℃以下である(従って、通常、好ましくは240℃〜350℃、より好ましくは260℃〜340℃、最も好ましくは280℃〜330℃である。)。   If the temperature at which the compound (I) is polymerized in the solvent is too low, the polymerization reaction between the compounds (I) does not proceed well (the polymerization reaction rate becomes too low), the polymerization reaction does not occur or the reaction time is long. If it is too high, the compound (I) or the solvent may be thermally decomposed. Therefore, depending on the type of the compound (I) to be used and the solvent, etc. In general, it is preferably 240 ° C or higher (as the lower limit), more preferably 260 ° C or higher, most preferably 280 ° C or higher, and conversely (as the upper limit), preferably 350 ° C or lower. More preferably, it is 340 degrees C or less, Most preferably, it is 330 degrees C or less (Therefore, Usually, Preferably it is 240 to 350 degreeC, More preferably, it is 260 to 340 degreeC. Most preferably from 280 ℃ ~330 ℃.).

化合物(I)を溶媒中で重合させる際の時間は、所望程度のポリイミドが析出するように適宜定められればよく何ら制限されるものではないが、あまり短いと化合物(I)同士の重合反応がうまく進まず十分なポリイミドを得ることができず、あまり長いと得られるポリイミド量があまり増加しないのに無駄な時間を要するので、使用する化合物(I)、重合温度、前記溶媒の種類等に応じ、これらを両立する範囲とされることが好ましく、通常、(下限として)好ましくは1時間以上であり、より好ましくは2時間以上であり、最も好ましくは3時間以上であり、逆に(上限として)好ましくは48時間以下であり、より好ましくは36時間以下であり、最も好ましくは24時間以下である(従って、通常、好ましくは1時間〜48時間、より好ましくは2時間〜36時間、最も好ましくは3時間〜24時間である。)。   The time for polymerizing compound (I) in a solvent is not limited as long as it is appropriately determined so that a desired degree of polyimide is precipitated, but if it is too short, the polymerization reaction between compounds (I) will occur. Since it does not proceed well and sufficient polyimide cannot be obtained, and if it is too long, it takes time to increase the amount of polyimide obtained, so depending on the compound (I) used, the polymerization temperature, the type of the solvent, etc. , And preferably within a range in which these are compatible, usually (as the lower limit), preferably 1 hour or longer, more preferably 2 hours or longer, most preferably 3 hours or longer, and conversely (as the upper limit) ) Preferably 48 hours or less, more preferably 36 hours or less, most preferably 24 hours or less (thus usually preferably 1 hour to 48 hours, Ri is preferably 2 to 36 hours, and most preferably 3 to 24 hours.).

重合に用いる前記溶媒の体積に対する化合物(I)の割合(即ち、モノマーたる化合物(I)の前記溶媒中の濃度)は、あまり大きいと化合物(I)がうまく前記溶媒に溶解せず溶媒を用いて生成するポリイミドの組織をうまく制御できない問題(例えば、塊状重合に近い状態が生じうる。)が生じうるし、あまり小さいと、固体として析出するポリイミドの量が減少(前記溶媒に溶解することでポリイミドとして析出しない。)しポリイミドの収率が低下する問題を生じうるので、これらを両立する範囲とされることが好ましい。
重合に用いる化合物(I)から100%の収率にてポリイミド(上記の式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミド)が生成すると仮定した場合に生成するポリイミドの重量W(g)(即ち、Wは、重合に用いる化合物(I)が重合によりポリイミドとなる際、100%収率にてポリイミドとなったと仮定した場合に脱離する成分を除いた質量である。)を、前記溶媒の体積V(ml)にて除した値に100を乗じた値((W/V)×100)(単位:g/ml))としてモノマーたる化合物(I)の前記溶媒中の濃度を示せば、通常、(下限として)好ましくは0.5以上であり、より好ましくは0.8以上であり、最も好ましくは1.0以上であり、逆に(上限として)好ましくは12.0以下であり、より好ましくは11.0以下であり、最も好ましくは10.0以下である(従って、通常、好ましくは0.5〜12.0、より好ましくは0.8〜11.0、最も好ましくは1.0〜10.0である。)。
If the ratio of the compound (I) to the volume of the solvent used for the polymerization (that is, the concentration of the compound (I) as a monomer in the solvent) is too large, the compound (I) does not dissolve well in the solvent and the solvent is used. The problem is that the structure of the polyimide that is produced cannot be controlled well (for example, a state close to bulk polymerization may occur), and if it is too small, the amount of polyimide that precipitates as a solid decreases (by dissolving in the solvent, the polyimide In this case, the yield of polyimide may be reduced.
The weight W (g) of the polyimide formed when it is assumed that polyimide (polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II)) is generated from the compound (I) used for polymerization at a yield of 100% (ie, , W is a mass excluding components that are eliminated when it is assumed that the compound (I) used for the polymerization becomes a polyimide by polymerization when it is assumed to be a polyimide in 100% yield). If the concentration in the solvent of the compound (I) as a monomer is shown as a value ((W / V) × 100) (unit: g / ml)) obtained by multiplying the value divided by the volume V (ml) by 100, Usually (as the lower limit), preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more, most preferably 1.0 or more, conversely (as the upper limit), preferably 12.0 or less, More preferably 11. Or less, most preferably 10.0 or less (thus usually 0.5 to 12.0, more preferably 0.8 to 11.0, most preferably 1.0 to 10.0). is there.).

本製造方法においては、化合物(I)を前記溶媒に溶解させ、前記溶媒中で化合物(I)を重合させポリイミドとし、前記溶媒中にポリイミドを固体として析出させることで、生成するポリイミドの組織を細長い帯状体が集合した微粒子組織を形成するよううまく制御することができる。
ここに「細長い帯状体」とは、長手方向に沿った長さLと、該長手方向に対する垂直な断面における最大の寸法D(該断面において内部を通過する最も長い線分の長さをいう。)と、の比率(L/D)が、通常5以上のものをいい、好ましくは10以上のものをいい、最も好ましくは20以上のものをいう(比率(L/D)の上限は特にないが、通常、数百(例えば、200〜300)程度以下である。)。また、「細長い帯状体が集合した微粒子組織」の大きさ(直径)は、特に制限はされないが、通常、顕微鏡(例えば、数百倍以上の倍率の電子顕微鏡)観察により個々の微粒子が看取される程度のものであり、通常、(下限として)好ましくは0.1μm以上であり、より好ましくは0.5μm以上であり、最も好ましくは1μm以上であり、逆に(上限として)好ましくは100μm以下であり、より好ましくは50μm以下であり、最も好ましくは10μm以下である(従って、通常、好ましくは0.1μm〜100μm、より好ましくは0.5μm〜50μm、最も好ましくは1μm〜10μmである。)。該比率(L/D)の調整は、DとLとのいずれか一方又は両方を調節すればよく、例えば、Dは、生成するポリイミド(上記の式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミド)に対する貧溶媒を前記溶媒として用いることで減少させることができ(より貧溶媒中で重合することで、析出するポリイミドオリゴマーの過飽和度が増大し、小さな結晶核が多数生成することで、結果的にDが減少する。)、Lは、結晶成長を継続させるようにすれば増加する(例えば、モノマーやオリゴマーを重合系(前記溶媒)内に添加して結晶成長を継続させるようにしてもよい。)。
かかる細長い帯状体が集合した微粒子(粉体、粒体等)組織を有するポリイミドは、繊維状の微細組織を有するものであり、他のプラスチック(樹脂材料)を強化するためにプラスチックに練り込み混合する補強材(補強用フィラー又は補強用充填材とも呼ばれるもので、従来はガラス繊維等が多用されてきた。)として効果的に用いられるものである。とりわけポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルニトリル等といった分子内に極性を有するエンジニアリングプラスチックをベース樹脂とし、これに本発明の「細長い帯状体が集合した微粒子組織を有するポリイミド」を添加すれば、ベース樹脂と本発明のポリイミドとの親和性(いずれも分子内に極性を有する。)により効果的な補強を行うことができる。
In this production method, compound (I) is dissolved in the solvent, compound (I) is polymerized in the solvent to form a polyimide, and the polyimide is precipitated in the solvent as a solid, thereby generating a polyimide structure. It can be well controlled to form a fine grain structure in which elongated strips are assembled.
Here, the “elongated belt-like body” means a length L along the longitudinal direction and a maximum dimension D in a cross section perpendicular to the longitudinal direction (the length of the longest line segment passing through the inside in the cross section). ) And the ratio (L / D) is usually 5 or more, preferably 10 or more, most preferably 20 or more (there is no particular upper limit on the ratio (L / D)) However, it is usually several hundred (for example, about 200 to 300) or less.) Further, the size (diameter) of the “fine particle structure in which elongated strips are gathered” is not particularly limited, but usually, individual fine particles can be observed by observation with a microscope (for example, an electron microscope with a magnification of several hundred times or more). In general, it is preferably 0.1 μm or more (as the lower limit), more preferably 0.5 μm or more, most preferably 1 μm or more, and conversely (as the upper limit), preferably 100 μm. Or less, more preferably 50 μm or less, and most preferably 10 μm or less (thus usually 0.1 μm to 100 μm, more preferably 0.5 μm to 50 μm, most preferably 1 μm to 10 μm). ). The ratio (L / D) may be adjusted by adjusting either one or both of D and L. For example, D is a polyimide to be formed (a polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II)) ) Can be reduced by using the above-mentioned poor solvent as the solvent (by polymerizing in a poor solvent, the supersaturation degree of the precipitated polyimide oligomer is increased, and a large number of small crystal nuclei are formed, resulting in And D increases.) If the crystal growth is continued, L increases (for example, a monomer or an oligomer may be added into the polymerization system (the solvent) to continue the crystal growth). .)
Polyimide having a fine particle (powder, granule, etc.) structure in which such elongated strips are aggregated has a fibrous fine structure and is kneaded and mixed with plastic to reinforce other plastics (resin materials). It is effectively used as a reinforcing material (also called a reinforcing filler or a reinforcing filler, and conventionally glass fiber or the like has been frequently used). In particular, engineering plastics having polarity in the molecule such as polyamide, polyimide, polyester, polyethersulfone, polyetherketone, polyamideimide, polyethernitrile, etc. are used as the base resin, and the “fine particle structure in which elongated strips of the present invention are assembled” By adding “polyimide having”, effective reinforcement can be performed by the affinity between the base resin and the polyimide of the present invention (both have polarity in the molecule).

第1本ポリイミド及び第2本ポリイミドいずれも、後述するように広角X線散乱(WAXS)測定を行うとアモルファス(非晶質構造)由来のハロー(幅の広いピーク)が観察されず高結晶性であることを示し、さらに常温(25℃)の濃硫酸(具体的には97%)に24時間浸漬しても不溶であり、十分な重合度と高結晶性と耐薬品性とを有するものである。   In both the first polyimide and the second polyimide, as will be described later, when wide-angle X-ray scattering (WAXS) measurement is performed, halo (a wide peak) derived from amorphous (amorphous structure) is not observed and high crystallinity is obtained. It is insoluble even when immersed in concentrated sulfuric acid (specifically 97%) at room temperature (25 ° C.) for 24 hours, and has a sufficient degree of polymerization, high crystallinity and chemical resistance. It is.

以下、本発明を具体的に説明するために、実施例を挙げる。しかしながら、これら実施例によって、本発明は何ら制限されるものではない。   Examples are given below in order to specifically describe the present invention. However, the present invention is not limited by these examples.

(合成例1):1EAPと2EAPとの混合物の合成
1EAPと2EAPとの混合物(以下、「EAP混合物」という。)を、図1に示す反応式に従い合成した(なお、1EAP及び2EAPは、それぞれ図2(a)及び(b)に示す構造の化合物であり、いずれも上述の化合物(I)の一つである。)。
具体的には、4−ニトロ無水フタル酸(4ーニトロー1,2ーベンゼンカルボン酸無水物:4−Nitrophthalic anhydride)(以下、「4NPAH」ということもある。)19gと、無水エチルアルコール120mlと、を200mlのフラスコ(以下、「フラスコA」という。)に入れた。なお、4NPAHは東京化成工業株式会社の特級試薬を用い、無水エチルアルコールはナカライテスク社の特級試薬を用いた。フラスコAにコンデンサー(水冷)と加熱装置(具体的には電熱器)を取り付け、フラスコAを加熱し、大気圧下で3時間還流させて反応(図1中、反応1)させた。その後、フラスコAを略室温まで放冷した。
(Synthesis Example 1): Synthesis of a mixture of 1 EAP and 2 EAP A mixture of 1 EAP and 2 EAP (hereinafter referred to as “EAP mixture”) was synthesized according to the reaction formula shown in FIG. 1 (where 1 EAP and 2 EAP are respectively 2 (a) and 2 (b), both of which are one of the above-mentioned compounds (I).
Specifically, 19 g of 4-nitrophthalic anhydride (4-nitro-1,2-benzenecarboxylic anhydride) (hereinafter sometimes referred to as “4NPAH”), 120 ml of anhydrous ethyl alcohol, Was placed in a 200 ml flask (hereinafter referred to as “flask A”). In addition, 4NPAH used a special grade reagent of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., and anhydrous ethyl alcohol used a special grade reagent of Nacalai Tesque. A condenser (water cooling) and a heating device (specifically, an electric heater) were attached to Flask A, and Flask A was heated and refluxed at atmospheric pressure for 3 hours to cause a reaction (reaction 1 in FIG. 1). Thereafter, the flask A was allowed to cool to approximately room temperature.

フラスコAの内容物全量を、水素化用の反応容器(以下、「反応容器B」という。)に移し、Pd/C(具体的には、Aldrich社製の商品名「Palladium,5wt.% on activated carbon」を用いた。)5%(担持量)粉末0.45gを水素化触媒として反応容器Bに入れ、反応容器B内を水素気流にて置換しつつマグネチックスターラーにて撹拌し、室温にて約12時間(一晩)水素化反応(図1中、反応2)させた。
反応容器B中の内容物を、濾過操作により触媒Pd/Cを濾過残として除去し、濾液を回収した。該回収した濾液をロータリエバポレーターにかけて残留しているエチルアルコール等を留去し濃縮して油状物質(オイル状)を得た。該得られた油状物質を常温(約25℃)にて24時間程度風乾し、濃縮油状物質を得た。
該濃縮油状物質は、粘性がある液体中に微細固体が分散した状態であり、該微細固体を採取するため、該濃縮油状物質20g程度を蒸留水100mlに注入撹拌し水中に懸濁させ懸濁液とした後、該懸濁液を濾紙を用いた濾過操作により濾過残として微細固体(以下、「粗製固体」という。)を得た。得られた粗製固体を乾燥させ、該乾燥させた粗製固体の質量を測定すると11.5gであり、用いた19gの4NPAHの重量に対し収率60.6%であった。
The entire contents of the flask A were transferred to a hydrogenation reaction vessel (hereinafter referred to as “reaction vessel B”), and Pd / C (specifically, trade name “Palladium, 5 wt.% On, manufactured by Aldrich). "Activated carbon" was used.) 0.45 g of 5% (supported amount) powder was placed in the reaction vessel B as a hydrogenation catalyst, and the inside of the reaction vessel B was replaced with a hydrogen stream while stirring with a magnetic stirrer. For about 12 hours (overnight) (reaction 2 in FIG. 1).
The contents in the reaction vessel B were removed by filtration to remove catalyst Pd / C as a filtration residue, and the filtrate was recovered. The recovered filtrate was subjected to a rotary evaporator to remove residual ethyl alcohol and the like, and concentrated to obtain an oily substance (oil). The obtained oily substance was air-dried at room temperature (about 25 ° C.) for about 24 hours to obtain a concentrated oily substance.
The concentrated oily substance is a state in which fine solids are dispersed in a viscous liquid. In order to collect the fine solids, about 20 g of the concentrated oily substance is poured into 100 ml of distilled water, stirred, suspended in water and suspended. After preparing the liquid, the suspension was filtered using a filter paper to obtain a fine solid (hereinafter referred to as “crude solid”) as a filtration residue. The obtained crude solid was dried, and the mass of the dried crude solid was measured to be 11.5 g. The yield was 60.6% based on the weight of 19 g of 4NPAH used.

上記した合成例1の操作を図1を参照しつつ簡単に説明する。まず、4NPAHと無水エチルアルコールとをフラスコA中にて大気圧下で3時間還流させて反応させることで、図1中の反応1に示すように4NPAHの酸素原子を含む5員環が開環しエチルアルコールが付加することで、図1中のニトロフタル酸モノエチル(なお、ニトロ基は、ベンゼン環に結合したカルボキシル基から見てパラ位に存在する場合とメタ位に存在する場合とがある。)がフラスコA中に生成する。該生成したニトロフタル酸モノエチル(以下、「ENP」という。)は、該付加したエチルアルコール由来のエチル基及び水素原子の位置により2種類の構造異性体が存し、フラスコAにはこれら2種類の構造異性体が共存する。具体的には、ENPのベンゼン環に付加したニトロ基から見て、メタ位とパラ位とのいずれのカルボキシル基がエチル基によりエステル化されるかによって2種類の構造異性体を生じる。   The operation of Synthesis Example 1 will be briefly described with reference to FIG. First, 4NPAH and anhydrous ethyl alcohol are reacted by refluxing in flask A under atmospheric pressure for 3 hours to open a 5-membered ring containing 4NPAH oxygen atoms as shown in Reaction 1 in FIG. When ethyl alcohol is added, monoethyl nitrophthalate in FIG. 1 (note that the nitro group may exist in the para position as viewed from the carboxyl group bonded to the benzene ring or may exist in the meta position. ) Is formed in Flask A. The produced monoethyl nitrophthalate (hereinafter referred to as “ENP”) has two types of structural isomers depending on the position of the ethyl group and hydrogen atom derived from the added ethyl alcohol. Structural isomers coexist. Specifically, as seen from the nitro group added to the benzene ring of ENP, two types of structural isomers are generated depending on which carboxyl group at the meta position or para position is esterified with an ethyl group.

フラスコAの内容物(上記のENPを含む。)を反応容器Bに移し、Pd/C粉末を水素化触媒として反応容器Bに入れ、反応容器B内を水素気流にて置換しつつ水素化反応させることで、図1の反応2によりENPのニトロ基が還元されてアミノ基となった図1のEAP混合物が生成する。
このため上述したように、反応容器B中の内容物から濾過により触媒Pd/Cを除去し、濾液をロータリエバポレーターにかけて残留しているエチルアルコール等を留去し、濃縮して油状物質(オイル状)を得た後、常温(約25℃)にて24時間程度風乾させ得られた濃縮油状物質に含まれる微細固体を回収することで得た粗製固体には、上記したENPの2種類の構造異性体それぞれに対応した2種類の構造異性体(図2中の(a)及び(b)にて示される2種類の異性体である。)を含む。具体的には、EAPのベンゼン環が有するアミノ基から見て、メタ位とパラ位とのいずれのカルボキシル基がエチル基によりエステル化されるかによって2種類の構造異性体が生じるが、パラ位のカルボキシル基がエチル基によりエステル化されたもの(図2中、(a))を「1EAP」と呼び、メタ位のカルボキシル基がエチル基によりエステル化されたもの(図2中、(b))を「2EAP」と呼ぶ。
The contents of flask A (including the above-mentioned ENP) are transferred to reaction vessel B, Pd / C powder is placed in reaction vessel B as a hydrogenation catalyst, and the hydrogenation reaction is performed while replacing the reaction vessel B with a hydrogen stream. Thus, the EAP mixture of FIG. 1 in which the nitro group of ENP is reduced to an amino group by reaction 2 of FIG. 1 is formed.
Therefore, as described above, the catalyst Pd / C is removed from the contents in the reaction vessel B by filtration, and the filtrate is passed through a rotary evaporator to distill off the remaining ethyl alcohol and the like. The crude solid obtained by recovering the fine solid contained in the concentrated oily substance obtained by air drying at room temperature (about 25 ° C.) for about 24 hours has two structures of ENP described above. Two types of structural isomers corresponding to each isomer (the two types of isomers shown by (a) and (b) in FIG. 2) are included. Specifically, as seen from the amino group of the benzene ring of EAP, two types of structural isomers are produced depending on which carboxyl group of the meta position and the para position is esterified with the ethyl group. 2 in which the carboxyl group is esterified with an ethyl group ((a) in FIG. 2) is called “1EAP”, and the carboxyl group in the meta position is esterified with an ethyl group ((b) in FIG. 2) ) Is called “2EAP”.

(分離例1):1EAPと2EAPとの分離
上述のように、粗製固体には、ENPの2種類の構造異性体それぞれに対応した2種類の構造異性体(図2中の(a)及び(b)にて示される2種類の異性体である。)が含まれるので、これら1EAPと2EAPとを図3及び図4の工程に従って再結晶操作(晶析操作)によりそれぞれ分離精製した。
まず、粗製固体10gを混合溶媒80mlに投入し、約80℃まで加熱し撹拌して溶解(図3中、ステップ1)させた後、約1℃/時間の冷却速度にて20℃まで冷却(図3中、ステップ2)した。冷却物中には析出物が生じたので、冷却物を濾紙を用いた濾過操作(図3中、ステップ3)により濾過残として第1析出物を得た。なお、該混合溶媒としては、酢酸エチルとn−ヘキサンとを体積比5:1で混合したものを用いた。
(Separation Example 1): Separation of 1 EAP and 2 EAP As described above, the crude solid has two types of structural isomers corresponding to the two types of structural isomers of ENP ((a) and ( 2), the 1 EAP and 2EAP were separated and purified by recrystallization operation (crystallization operation) according to the steps of FIGS. 3 and 4 respectively.
First, 10 g of a crude solid was put into 80 ml of a mixed solvent, heated to about 80 ° C., stirred and dissolved (step 1 in FIG. 3), and then cooled to 20 ° C. at a cooling rate of about 1 ° C./hour ( Step 2) in FIG. Since a precipitate was generated in the cooled product, a first precipitate was obtained as a filtration residue by filtering the cooled product using a filter paper (step 3 in FIG. 3). In addition, as this mixed solvent, what mixed ethyl acetate and n-hexane by the volume ratio 5: 1 was used.

第1析出物7gを酢酸エチル30mlに投入し、加熱し撹拌して完全に溶解(図3中、ステップ4)させた後、約1℃/時間の冷却速度にて20℃まで冷却(図3中、ステップ5)した。冷却物中には析出物が生じたので、冷却物を濾紙を用いた濾過操作(図3中、ステップ6)により濾過残として第2析出物(黄色)を得ると共に、濾液(以下、「第2濾液」という。)を得た。第2析出物を乾燥し質量を測定したところ3.0gあり、用いた第1析出物7gに対して収率42.8%であった。
上記した第2濾液をロータリエバポレーターにかけて酢酸エチルを完全に留去(図3中、ステップ7)し第3析出物を得た。第3析出物を減圧下にて乾燥(図3中、ステップ8)させ、乾燥第3析出物を得た。
7 g of the first precipitate was put into 30 ml of ethyl acetate, heated and stirred to completely dissolve (step 4 in FIG. 3), and then cooled to 20 ° C. at a cooling rate of about 1 ° C./hour (FIG. 3). Step 5). Since precipitates were formed in the cooled product, a second precipitate (yellow) was obtained as a filtration residue by filtering the cooled product using a filter paper (step 6 in FIG. 3), and a filtrate (hereinafter referred to as “first” 2 filtrates "). The second precipitate was dried and weighed and found to be 3.0 g, and the yield was 42.8% based on 7 g of the first precipitate used.
The second filtrate was put on a rotary evaporator, and ethyl acetate was completely distilled off (step 7 in FIG. 3) to obtain a third precipitate. The third precipitate was dried under reduced pressure (Step 8 in FIG. 3) to obtain a dried third precipitate.

図3に示した操作により得られた乾燥第3析出物を図4に示す操作により精製した。
まず、乾燥第3析出物約5gを蒸留水70mlに投入し、45℃まで加熱し約1時間撹拌し(図4中、ステップ10)、第3析出物懸濁液を得た。第3析出物懸濁液を濾紙を用いた濾過操作(図4中、ステップ11)により不溶物を濾過残として回収し、第4析出物2.2gを得た。
第4析出物約2gをトルエン(特級試薬)100mlに投入し、約120℃まで加熱し撹拌して溶解(図4中、ステップ13)させた後、約2℃/時間の冷却速度にて25℃まで冷却(図4中、ステップ14)した。冷却物中には析出物が生じたので、冷却物を濾紙を用いた濾過操作(図4中、ステップ15)により濾過残として第5析出物(淡黄色)を得た。
同様に、第5析出物約1.7gをトルエン(特級試薬)90mlに投入し、約120℃まで加熱し撹拌して溶解(図4中、ステップ16)させた後、約2℃/時間の冷却速度にて25℃まで冷却(図4中、ステップ17)した。冷却物中には析出物が生じたので、冷却物を濾紙を用いた濾過操作(図4中、ステップ18)により濾過残として第6析出物(白色)を得た。
最後に、第6析出物約1.3gをトルエン(特級試薬)90mlに投入し、約120℃まで加熱し撹拌して溶解(図4中、ステップ19)させた後、約2℃/時間の冷却速度にて25℃まで冷却(図4中、ステップ20)した。冷却物中には析出物が生じたので、冷却物を濾紙を用いた濾過操作(図4中、ステップ21)により濾過残として第7析出物(白色)を得た。第7析出物を乾燥させ質量を測定したところ0.65gあり、用いた乾燥第3析出物約5gに対して収率13.0%であった。
The dried third precipitate obtained by the operation shown in FIG. 3 was purified by the operation shown in FIG.
First, about 5 g of the dried third precipitate was put into 70 ml of distilled water, heated to 45 ° C. and stirred for about 1 hour (step 10 in FIG. 4) to obtain a third precipitate suspension. The third precipitate suspension was recovered as a filtration residue by filtration using a filter paper (step 11 in FIG. 4) to obtain 2.2 g of a fourth precipitate.
About 2 g of the fourth precipitate is put into 100 ml of toluene (special grade reagent), heated to about 120 ° C., dissolved by stirring (step 13 in FIG. 4), and then cooled at a cooling rate of about 2 ° C./hour. It was cooled to 0 ° C. (step 14 in FIG. 4). Since a precipitate was generated in the cooled product, a fifth precipitate (pale yellow) was obtained as a filtration residue by filtering the cooled product using a filter paper (step 15 in FIG. 4).
Similarly, about 1.7 g of the fifth precipitate is put into 90 ml of toluene (special grade reagent), heated to about 120 ° C., dissolved by stirring (step 16 in FIG. 4), and then about 2 ° C./hour. It cooled to 25 degreeC with the cooling rate (FIG. 4, step 17). Since a precipitate was generated in the cooled product, a sixth precipitate (white) was obtained as a filtration residue by filtering the cooled product using a filter paper (step 18 in FIG. 4).
Finally, about 1.3 g of the sixth precipitate is put into 90 ml of toluene (special grade reagent), heated to about 120 ° C., dissolved by stirring (step 19 in FIG. 4), and then about 2 ° C./hour. It cooled to 25 degreeC with the cooling rate (step 20 in FIG. 4). Since a precipitate was generated in the cooled product, a seventh precipitate (white) was obtained as a filtration residue by filtering the cooled product using a filter paper (step 21 in FIG. 4). When the seventh precipitate was dried and weighed, it was 0.65 g, and the yield was 13.0% with respect to about 5 g of the dried third precipitate used.

以上のようにして得られた粗製固体、第2析出物及び第7析出物の3種類の試料をDSC(示差走査熱量計:Perkin Elmer社製の型番TAC 7/DXを用いた。)にて融点を測定したところ、それぞれ110℃(粗製固体)、157℃(第2析出物)及び174℃(第7析出物)であった。
なお、このDSCの測定条件は、窒素雰囲気下、昇温速度20℃/分であった。
Three kinds of samples of the crude solid, the second precipitate, and the seventh precipitate obtained as described above were used in DSC (differential scanning calorimeter: Model TAC 7 / DX manufactured by Perkin Elmer). When melting | fusing point was measured, they were 110 degreeC (crude solid), 157 degreeC (2nd precipitate), and 174 degreeC (7th precipitate), respectively.
The DSC measurement conditions were a temperature increase rate of 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere.

これら粗製固体、第2析出物及び第7析出物の3種類の試料を赤外分光計(日本分光社製の型番FT/IRー410を用いた。)にて分光分析して得られたチャートを図5に示した。図5は、横軸に波数(Wavenumber)(単位:cmー1)をとり、縦軸に吸光度(Absorbance)(上方向に吸光度が大きくなるよう描いている。なお、かっこ内の「a.u.」は任意強度(arbitrary unit)を意味している。)をとっている。図5には、(イ)、(ロ)及び(ハ)の3本のグラフが同じ座標系に描かれているが、これら(イ)は粗製固体を試料として用いた場合、(ロ)は第2析出物を試料として用いた場合、そして(ハ)は第7析出物を試料として用いた場合、をそれぞれ示している。これら図5中の(ロ)は第2析出物が1EAPであり、図5中の(ハ)は第7析出物が2EAPであることを示している。なお、図5中、「Amino N−H stretching」とは第1アミンのN−H伸縮振動に基づく吸収であり、「COOH stretching」とはカルボキシル基のO−H伸縮振動に基づく吸収であり、「CH,CH stretching」とはエチル基のC−H伸縮振動に基づく吸収であり、そして「Ether and Carboxylic acid(C=O) stretching」とはエステル結合及びカルボキシル基のC=O伸縮振動に基づく吸収である。
なお、この赤外分光分析の測定条件は、測定領域4000cmー1〜500cmー1、透過モード、KBr錠剤法であった。
Chart obtained by spectroscopic analysis of three kinds of samples of these crude solid, second precipitate and seventh precipitate using an infrared spectrometer (model number FT / IR-410 manufactured by JASCO Corporation was used) Is shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the wave number (unit: cm −1 ), and the vertical axis represents the absorbance (Absorbance) (in the upward direction, the absorbance increases. “Au” in parentheses. . ”Means an arbitrary intensity. In FIG. 5, three graphs (A), (B), and (C) are drawn in the same coordinate system. However, when (B) is a crude solid sample, (B) is When the second precipitate is used as a sample, and (c) shows the case where the seventh precipitate is used as a sample. These (b) in FIG. 5 indicate that the second precipitate is 1 EAP, and (c) in FIG. 5 indicates that the seventh precipitate is 2 EAP. In FIG. 5, “Amino N—H stretching” is absorption based on N—H stretching vibration of a primary amine, and “COOH stretching” is absorption based on O—H stretching vibration of a carboxyl group, “CH 2 , CH 3 stretching” is absorption based on C—H stretching vibration of an ethyl group, and “Ether and Carboxylic acid (C═O) stretching” is C═O stretching vibration of an ester bond and a carboxyl group. Is based on absorption.
The measurement conditions of the infrared spectroscopic analysis were a measurement region of 4000 cm -1 to 500 cm -1 , a transmission mode, and a KBr tablet method.

さらに、粗製固体、第2析出物及び第7析出物の3種類の試料をプロトン(H)核磁気共鳴分析法(NMR)にて分析して得られたチャートを図6に示した。図6は、日本電子社製の型番JNM−AL300を用いて分析したものであり、横軸に、TMS(テトラメチルシラン)を基準化合物としたときの化学シフト(ppm)を示し、縦軸にシグナルを示したものである。図6には、(イ)、(ロ)及び(ハ)の3本のグラフが同じ座標系に描かれているが、これら(イ)は粗製固体を試料として用いた場合、(ロ)は第2析出物を試料として用いた場合、そして(ハ)は第7析出物を試料として用いた場合、をそれぞれ示している。一方、図7は、(a)に1EAPの構造を示し、(b)に2EAPの構造を示したものであり、それぞれの水素原子(プロトン)にa、b、c、d、e、f、a’、b’、c’、d’、e’、f’と位置を示した(プライム「’」が付されたものが2EAPを示し、それが付されていないものは1EAPを示している。)。
図6の(ロ)及び(ハ)に示されたピークの化学シフトと、図7の(a)及び(b)に示したa、b、c、d、e、f、a’、b’、c’、d’、e’、f’の位置の水素原子の予想化学シフトと、を比較すると、図6の(ロ)及び(ハ)に示された各ピークのa、b、c、d、e、f、a’、b’、c’、d’、e’、f’のように各ピークと図7に示した構造式の水素位置とがうまく対応することが明らかになった。このことからも図6の(ロ)は第2析出物が1EAP(図7(a))であり、図6の(ハ)は第7析出物が2EAP(図7(b))であることを確認した。
Further, FIG. 6 shows a chart obtained by analyzing three types of samples of the crude solid, the second precipitate, and the seventh precipitate by proton ( 1 H) nuclear magnetic resonance analysis (NMR). FIG. 6 is an analysis using model number JNM-AL300 manufactured by JEOL Ltd. The horizontal axis indicates the chemical shift (ppm) when TMS (tetramethylsilane) is used as the reference compound, and the vertical axis indicates A signal is shown. In FIG. 6, three graphs (a), (b) and (c) are drawn in the same coordinate system. However, when (b) is a crude solid sample, (b) When the second precipitate is used as a sample, and (c) shows the case where the seventh precipitate is used as a sample. On the other hand, FIG. 7 shows the structure of 1EAP in (a) and the structure of 2EAP in (b), and each hydrogen atom (proton) has a, b, c, d, e, f, a ', b', c ', d', e ', f' and their positions were indicated (the one with the prime "'" indicates 2EAP, and the one without it indicates 1EAP .)
The chemical shifts of the peaks shown in (b) and (c) of FIG. 6 and a, b, c, d, e, f, a ′, b ′ shown in (a) and (b) of FIG. , C ′, d ′, e ′, f ′, and the predicted chemical shifts of hydrogen atoms at positions c, d ′, e ′, f ′, a, b, c, As shown in d, e, f, a ′, b ′, c ′, d ′, e ′, and f ′, it became clear that each peak corresponds well with the hydrogen position of the structural formula shown in FIG. . From this, (b) in FIG. 6 indicates that the second precipitate is 1 EAP (FIG. 7 (a)), and (c) in FIG. 6 indicates that the seventh precipitate is 2EAP (FIG. 7 (b)). It was confirmed.

(合成例2及び分離例2):1HAPと2HAPとの合成及び分離
上述した1EAPと2EAPとの合成例1においてフラスコAに注入した無水エチルアルコール120mlの代わりに、ナカライテスク社の特級試薬である無水1−ヘキサノール(ヘキシルアルコール)114mlを用い、上記した合成例1及び分離例1と同様の実験操作により、図20(a)及び(b)に示すような1ーヘキシル 4ーアミノフタレート(図20(a)。以下、「1HAP」という)及び2ーヘキシル 4ーアミノフタレート(図20(b)。以下、「2HAP」という)を合成し、分離した。なお、1HAP及び2HAPいずれも上述の化合物(I)の一つである。
(Synthesis Example 2 and Separation Example 2): Synthesis and separation of 1HAP and 2HAP In place of 120 ml of anhydrous ethyl alcohol injected into Flask A in Synthesis Example 1 of 1EAP and 2EAP described above, this is a special reagent of Nacalai Tesque. 1-Hexyl 4-aminophthalate (FIG. 20) as shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b) was obtained by using 114 ml of anhydrous 1-hexanol (hexyl alcohol) and performing the same experimental procedure as in Synthesis Example 1 and Separation Example 1 described above. (A), hereinafter referred to as “1HAP”) and 2-hexyl 4-aminophthalate (FIG. 20B, hereinafter referred to as “2HAP”) were synthesized and separated. Note that both 1HAP and 2HAP are one of the above-mentioned compounds (I).

(重合例)
上記のようにして得た1EAP、2EAP及び2HAPを用いて重合実験を行った。
図8は、重合実験に用いた重合装置11を示す概念図(断面図)である。図8を参照して、重合装置11について説明する。
重合装置11は、三口のフラスコ21と、フラスコ21を温度制御下にて加熱する加熱器31(所謂、マントルヒータをここでは使用している。)と、フラスコ21の内部23に挿入された撹拌器41と、フラスコ21の内部23に窒素ガスを導入する窒素導入管51と、フラスコ21の内部23からの気体を導出する気体導出管61と、を有してなる。
フラスコ21は、下部が加熱器31の加熱面に包囲されており、内部23に存する溶媒13に先端(検出端)が潜入した熱電対温度計(図示せず)によって加熱器31は内部23温度を検知し温度制御する。加熱器31は、電気ヒータによりフラスコ21を外面から熱するものであり、スイッチ33を入れた後、温度調節つまみ35を操作することで設定温度を調整することができ(設定温度表示窓37に設定温度が表示される。)、該熱電対温度計(図示せず)により検出される温度(現在温度表示窓39に表示される。)が設定温度になるよう発熱量が制御される。
フラスコ21が有する最も大きな口には、上端が回転装置(図示せず)に連結された撹拌棒43が貫入されており、撹拌棒43の下端には撹拌羽根45が取り付けられており、該回転装置により回転されるこれら撹拌棒43及び撹拌羽根45によって撹拌器41が構成されている。
フラスコ21が有する他の2の口には、所定の流量によって窒素ガスを供給する窒素ガス供給装置(図示せず)に接続された窒素導入管51と、フラスコ21の内部23からの気体を導出する気体導出管61と、が内部23に連通するように取り付けられている。これによってフラスコ21の内部23の雰囲気は、常に窒素導入管51から導入される窒素ガスによって置換されている(かかる窒素ガス置換により、1EAP及び/又は2EAPや2HAPをモノマーとして縮合重合する際に生じるエチルアルコールや水が内部23から除かれる。)。
(Example of polymerization)
Polymerization experiments were conducted using 1EAP, 2EAP and 2HAP obtained as described above.
FIG. 8 is a conceptual diagram (sectional view) showing the polymerization apparatus 11 used in the polymerization experiment. The polymerization apparatus 11 will be described with reference to FIG.
The polymerization apparatus 11 includes a three-necked flask 21, a heater 31 that heats the flask 21 under temperature control (a so-called mantle heater is used here), and an agitation inserted into the interior 23 of the flask 21. A vessel 41, a nitrogen introduction pipe 51 for introducing nitrogen gas into the interior 23 of the flask 21, and a gas outlet pipe 61 for deriving gas from the interior 23 of the flask 21.
The lower portion of the flask 21 is surrounded by the heating surface of the heater 31, and the heater 31 has an inner 23 temperature by a thermocouple thermometer (not shown) whose tip (detection end) has entered the solvent 13 in the inner 23. Is detected and the temperature is controlled. The heater 31 heats the flask 21 from the outer surface with an electric heater. After the switch 33 is turned on, the set temperature can be adjusted by operating the temperature adjustment knob 35 (in the set temperature display window 37). The set temperature is displayed.), The amount of heat generated is controlled so that the temperature detected by the thermocouple thermometer (not shown) (displayed in the current temperature display window 39) becomes the set temperature.
A stirring bar 43 having an upper end connected to a rotating device (not shown) is inserted into the largest mouth of the flask 21, and a stirring blade 45 is attached to the lower end of the stirring bar 43. The stirrer 41 is constituted by the stirring rod 43 and the stirring blade 45 rotated by the apparatus.
The other two ports of the flask 21 have a nitrogen introduction pipe 51 connected to a nitrogen gas supply device (not shown) for supplying nitrogen gas at a predetermined flow rate, and gas from the inside 23 of the flask 21 is led out. A gas outlet pipe 61 is attached so as to communicate with the inside 23. As a result, the atmosphere in the interior 23 of the flask 21 is always replaced by nitrogen gas introduced from the nitrogen introduction pipe 51 (this nitrogen gas replacement is generated when condensation polymerization is performed using 1EAP and / or 2EAP or 2HAP as a monomer. Ethyl alcohol and water are removed from the interior 23).

上述のような重合装置11を用いて、大略次のように重合を行った。
第1に、フラスコ21に溶媒13(体積:V(ml))注入し、図8に示したように重合装置11を組み立てた後、加熱器31のスイッチ33を入れ、温度調節つまみ35を操作して設定温度まで溶媒13を加熱する(前記回転装置により撹拌器41を適宜回転させ、溶媒13を撹拌しつつ加熱する。)。
第2に、溶媒13が設定温度まで加熱されたら(現在温度表示窓39の表示と、設定温度表示窓37の表示と、が略一致する。)、モノマー粉体(質量(g))をフラスコ21の内部23に投入する(モノマー粉体の内部23への投入は、窒素導入管51をフラスコ21の口から一時抜き取って、該口から行えばよい。)。
第3に、投入したモノマー粉体が溶媒13に完全に溶解した後(溶解ステップ)、前記回転装置による撹拌器41の回転を停止し、溶媒13の撹拌を止める(上記第2にてモノマー粉体をフラスコ21内部23に投入してから所定の反応時間が経過するまでこのままの状態(析出ステップ)を保持する(溶媒13を設定温度に保つ)。)。この保持状態において、ポリイミドが溶液中から微細な固体(粉体等)として析出する。
第4に、第2にてモノマー粉体をフラスコ21内部23に投入して所定の反応時間(6時間)が経過したら、フラスコ21内部23に存する内容物を濾過する。この濾過は、ほぼ設定温度近くで行うので、かかる高温にも耐えられるガラス繊維フィルター(具体的には、柴田科学株式会社製の型番「3GP5.5 円筒ロート型ガラスろ過器」を用いる。)を用いる。
第5に、第4の濾過にて得た濾過残をnーヘキサンにて十分洗浄した後、さらにアセトンにて十分洗浄し、十分乾燥させた。この乾燥させた物を「生成物」という。
なお、該所定の反応時間は、ここでは具体的には6時間とした。
Polymerization was carried out using the polymerization apparatus 11 as described above in the following manner.
First, after injecting the solvent 13 (volume: V (ml)) into the flask 21 and assembling the polymerization apparatus 11 as shown in FIG. 8, the switch 33 of the heater 31 is turned on and the temperature control knob 35 is operated. Then, the solvent 13 is heated to a set temperature (the stirrer 41 is appropriately rotated by the rotating device, and the solvent 13 is heated while being stirred).
Second, when the solvent 13 is heated to the set temperature (the display of the current temperature display window 39 and the display of the set temperature display window 37 are substantially the same), the monomer powder (mass (g)) is added to the flask. (Introduction of the monomer powder into the interior 23 may be performed by temporarily removing the nitrogen introduction tube 51 from the mouth of the flask 21 and through the mouth.)
Third, after the charged monomer powder is completely dissolved in the solvent 13 (dissolution step), the rotation of the stirrer 41 by the rotating device is stopped and the stirring of the solvent 13 is stopped (the monomer powder in the second above). This state (precipitation step) is maintained until a predetermined reaction time elapses after the body is put into the flask 21 inside 23 (the solvent 13 is kept at the set temperature). In this holding state, the polyimide is precipitated as a fine solid (powder etc.) from the solution.
Fourthly, in the second step, when the monomer powder is put into the inside 23 of the flask 21 and a predetermined reaction time (6 hours) elapses, the contents existing in the inside 23 of the flask 21 are filtered. Since this filtration is performed near the set temperature, a glass fiber filter that can withstand such high temperatures (specifically, a model number “3GP5.5 cylindrical funnel type glass filter” manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd.) is used. Use.
Fifthly, the filtration residue obtained by the fourth filtration was sufficiently washed with n-hexane, further sufficiently washed with acetone, and sufficiently dried. This dried product is called “product”.
The predetermined reaction time is specifically 6 hours here.

種々の条件によって上記の重合実験を行った結果を図9に示す。
図9中の各項目については、次の内容を示している。
「実験番号」とは、各実験操作を示す番号である。
「モノマー濃度」とは、フラスコ21の内部23に投入されたモノマー粉体から100%の収率にてポリイミド(上記の式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミド)が生成すると仮定した場合に生成するポリイミドの重量W(g)を、溶媒13の体積V(ml)(なお、ここでは具体的には、V=20mlとした。)にて除した値に100を乗じた値((W/V)×100)(単位:g/ml)である。具体的には、図9中の実験番号1においては1EAP:0.288gを用い、実験番号2においては1EAP:0.577gを用い、実験番号3においては1EAP:0.577gを用い、実験番号4においては1EAP:0.577gを用い、実験番号5においては1EAP:0.865gを用い、実験番号6においては1EAP:1.442gを用い、実験番号7においては1EAP:2.8835gを用い、実験番号8においては1EAP:0.865gを用い、実験番号9においては1EAP:0.865gを用い、実験番号10においては1EAP:0.288gを用い、実験番号11においては1EAP:0.260gと2EAP:0.028gとの混合物(合計0.288g)を用い、実験番号12においては1EAP:0.288gと2EAP:0.288gとの混合物(合計0.576g)を用い、実験番号13においては2EAP:0.577gを用い、実験番号14においては2HAP:0.407gを用いた。図9中の実験番号1を例にとれば、上述のように1EAPを0.288g用いたので、これに145/209を乗じて(なお、145はポリイミドの繰り返し単位当たりの分子量であり、209は1EAPの分子量である。)W=0.2gであるので、モノマー濃度((W/V)×100)=1.0となった。他の実験番号についてもこれと同様に計算できる。
「モノマー比率」とは、(実験番号14を除き)フラスコ21の内部23に投入されたモノマー粉体の質量(g)中の1EAPと2EAPとのモル比率(%)であり、該モノマー粉体中の1EAPのモル数をm1(モル)とし、2EAPのモル数をm2(モル)とすれば、((m1/m2)×100)(%)にて示される(即ち、モノマー比率が100とは用いたモノマー粉体の全部が1EAPであり、モノマー比率が0とは用いたモノマー粉体の全部が2EAPであることを示す。)。なお、実験番号14は、用いたモノマーの全部が2HAPである。
「使用溶媒」とは、用いた溶媒13の種類であり、図9中の「BT4」とは松村石油株式会社製の商品名「バーレルサーム400」(高沸点高温度用熱媒体油:主成分はジベンジルトルエン混合物)であり、「DPS」とは東京化成工業株式会社製のジフェニルスルホンであり、「LPF」とはナカライテスク社製の流動パラフィンであり、そして「BT4/LPF=50/50」とはこれらBT4とLPFとを50体積%ずつ(即ち、体積基準で半々)混合したものである。
「設定温度」とは、加熱器31にて設定した設定温度(単位:℃)である。
「収率」とは、用いたモノマーが100%の収率にてポリイミド(上記の式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミド)を生成すると仮定した場合に生成するポリイミドの重量W(g)(前述のモノマー濃度におけるW(g)と同様のものであるので、計算方法は前述のモノマー濃度における説明を参照されたい。)に対する、得られた生成物の質量(g)の割合(100倍して%換算している。)である。
「形態」とは、得られた生成物を走査型電子顕微鏡(SEM)観察した際に見られた形態を示しており、「Fibril」は繊維状(細長い帯状体が集合した微粒子組織)であり、「Cluster」は塊状を示しており、そして「P.N」は、繊維状形態からなる結晶を表面に有する微粒子状を示している。
「10%重量減少温度」とは、熱重量分析(TGA)により昇温した際、室温(25℃)における重量から10%重量が減少(即ち、室温での重量の90%になる)する温度(単位:℃)をいい、ここではPerkin−Elmer社製の型番TGA7を分析機器として用い、運転条件は昇温速度20℃/分、窒素気流下にて分析した。
FIG. 9 shows the results of the above polymerization experiment performed under various conditions.
Each item in FIG. 9 shows the following contents.
The “experiment number” is a number indicating each experimental operation.
“Monomer concentration” means that polyimide (polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II)) is produced at a yield of 100% from the monomer powder charged in the inside 23 of the flask 21. The value obtained by dividing 100 by the value obtained by dividing the weight W (g) of the polyimide formed by (2) by the volume V (ml) of the solvent 13 (specifically, here, V = 20 ml) (( W / V) × 100) (unit: g / ml). Specifically, in Experiment No. 1 in FIG. 9, 1 EAP: 0.288 g was used, in Experiment No. 2 1 EAP: 0.577 g was used, and in Experiment No. 3 1 EAP: 0.577 g was used. 1 EAP: 0.577 g was used in Experiment No. 4, 1 EAP: 0.865 g was used in Experiment No. 5, 1 EAP: 1.442 g was used in Experiment No. 6, 1 EAP: 2.8835 g was used in Experiment No. 7, In Experiment No. 8, 1 EAP: 0.865 g was used, in Experiment No. 9, 1 EAP: 0.865 g was used, in Experiment No. 10, 1 EAP: 0.288 g was used, and in Experiment No. 11, 1 EAP: 0.260 g. A mixture of 2EAP: 0.028 g (0.288 g in total) was used, and in Experiment No. 12, 1 EAP: 0. 88g and 2EAP: using a mixture of 0.288g of (total 0.576 g), in Experiment No. 13 2EAP: Using 0.577 g, in Experiment No. 14 2HAP: Using 0.407 g. Taking Experiment No. 1 in FIG. 9 as an example, 0.288 g of 1EAP was used as described above, and this was multiplied by 145/209 (note that 145 is the molecular weight per repeating unit of polyimide, and 209 Is the molecular weight of 1 EAP.) Since W = 0.2 g, the monomer concentration ((W / V) × 100) = 1.0. Similar calculations can be made for other experiment numbers.
The “monomer ratio” is a molar ratio (%) between 1 EAP and 2 EAP in the mass (g) of the monomer powder charged into the inside 23 of the flask 21 (excluding the experiment number 14). If the number of moles of 1EAP is m1 (mole) and the number of moles of 2EAP is m2 (mole), it is represented by ((m1 / m2) × 100) (%) (that is, the monomer ratio is 100 Indicates that all of the monomer powder used is 1 EAP, and a monomer ratio of 0 indicates that all of the monomer powder used is 2 EAP.) In Experiment No. 14, all of the monomers used were 2HAP.
“Solvent used” is the type of solvent 13 used. “BT4” in FIG. 9 is a trade name “Barrel Therm 400” manufactured by Matsumura Oil Co., Ltd. Is a mixture of dibenzyltoluene, “DPS” is diphenyl sulfone manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., “LPF” is liquid paraffin manufactured by Nacalai Tesque, and “BT4 / LPF = 50/50” "Is a mixture of BT4 and LPF at 50 volume% (ie, half by volume).
The “set temperature” is a set temperature (unit: ° C.) set by the heater 31.
“Yield” means the weight W (g of polyimide produced when assuming that the monomer used produces polyimide (polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II)) at a yield of 100%. ) (Since W (g) at the above monomer concentration is the same, please refer to the explanation at the above monomer concentration for the calculation method.) Ratio (100) of mass (g) of the obtained product to 100 It is doubled and converted to%.).
“Morphology” indicates the morphology observed when the obtained product is observed with a scanning electron microscope (SEM), and “Fibril” is fibrous (fine particle structure in which elongated strips are gathered). , “Cluster” indicates a lump shape, and “PN” indicates a fine particle shape having a crystal having a fibrous shape on the surface.
“10% weight loss temperature” means a temperature at which 10% weight is reduced from the weight at room temperature (25 ° C.) (ie, 90% of the weight at room temperature) when the temperature is raised by thermogravimetric analysis (TGA). (Unit: ° C.) Here, model number TGA7 manufactured by Perkin-Elmer was used as an analytical instrument, and the operating conditions were 20 ° C./min.

図9に示す実験番号2の生成物と、図9に示す実験番号13の生成物と、を赤外分光計(日本分光社製の型番FT/IRー410を用いた。)にて分光分析して得られたチャートを図10に示した。図10は、横軸に波数(Wavenumber)(単位:cmー1)をとり、縦軸に吸光度(Absorbance)(上方向に吸光度が大きくなるよう描いている。なお、かっこ内の「a.u.」は任意強度(arbitrary unit)を意味している。)をとっている。図10には、(a)及び(b)の2本のグラフが同じ座標系に描かれているが((a)が上部に示され、(b)が下部に示されている。)、これら(a)は実験番号2の生成物を試料として用いた場合のものであり、(b)は実験番号13の生成物を試料として用いた場合のものである。図10中、「Imide C=O stretching」とは、イミド分子(式(II))中に存するC=O伸縮振動に基づく吸収であり、「Imide CーN stretching」とは、イミド分子(式(II))中に存するCーN伸縮振動に基づく吸収である。図10に示す(a)及び(b)いずれのグラフも、約1720cmー1及び1780cmー1に現れるイミド分子特有のC=O伸縮振動と、約1380cmー1に現れるイミド分子特有のCーN伸縮振動と、を示しており、いずれの生成物も式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが生成していることを示すものであった。また、その他の生成物についても赤外分光分析を同様に行ったところ、これら(a)及び(b)と同様のグラフが得られ、いずれも式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが生成していることを示した。
なお、この赤外分光分析の測定条件は、測定領域4000cmー1〜500cmー1、透過モード、KBr錠剤法であった。
The product of Experiment No. 2 shown in FIG. 9 and the product of Experiment No. 13 shown in FIG. 9 are spectroscopically analyzed with an infrared spectrometer (model number FT / IR-410 manufactured by JASCO Corporation was used). The resulting chart is shown in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis represents the wave number (unit: cm -1 ), and the vertical axis represents the absorbance (absorbance) (the absorbance increases in the upward direction. . ”Means an arbitrary intensity. In FIG. 10, two graphs (a) and (b) are drawn in the same coordinate system ((a) is shown at the top and (b) is shown at the bottom). These (a) are the cases where the product of experiment number 2 is used as a sample, and (b) is the case where the product of experiment number 13 is used as a sample. In FIG. 10, “Imid C═O stretching” is absorption based on C═O stretching vibration existing in the imide molecule (formula (II)), and “Imid C—N stretching” is an imide molecule (formula (II)) Absorption based on CN stretching vibrations. Figure 10 shows (a) and (b) none of the graphs, about a 1720cm-1 and 1780cm over imide molecule specific C = O stretching vibration appearing at 1, about 1380cm over the imide molecule specific appearing at 1 C over N Stretching vibration was shown, and all the products showed that a polyimide having a repeating unit represented by the formula (II) was produced. In addition, when infrared spectroscopic analysis was performed in the same manner for other products, the same graphs as those of (a) and (b) were obtained, and both of the polyimides having a repeating unit represented by the formula (II) were obtained. It was shown that it was generated.
The measurement conditions of the infrared spectroscopic analysis were a measurement region of 4000 cm -1 to 500 cm -1 , a transmission mode, and a KBr tablet method.

図9に示す実験番号1の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図11に示し、図9に示す実験番号5の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図12に示し、図9に示す実験番号6の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図13に示し、図9に示す実験番号11の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図14に示し、図9に示す実験番号13の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図15に示し、図9に示す実験番号4の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図16に示し、図9に示す実験番号8の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図17に示し、そして図9に示す実験番号14の生成物の走査型電子顕微鏡写真を図21に示した。
これら走査型電子顕微鏡写真(SEM)はいずれも株式会社日立ハイテクノロジーズ社製の型番S−3500Nの走査型電子顕微鏡を用い、運転条件は加速電圧20KVにて観察した。
また、これら生成物のうち形態に「Fibril」と記載されているものは、図18(a)に示すような細長い板状体(帯状、リボン状)が集合した微粒子組織の形態を有しており、長手方向(図18(a)中のLに沿った方向)に対して垂直な断面形状は図18(b)のように略長方形(断面のハッチングは省略)をしていた。従って、ここでは長手方向に対して垂直な断面形状における最大の寸法は、該略長方形の対角線の長さ(図18(b)中の寸法D)である。
また、実験番号2、3、7、9及び12の生成物を同様に走査型電子顕微鏡にて観察したところ、これらの生成物も図11乃至図15及び図21の形態と同様の細長い板状体(帯状、リボン状)が集合した微粒子組織の形態を有していた。実験番号10の生成物を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、不明瞭(不規則)な塊状の形態を有していた。そして、実験番号4及び8の生成物を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、繊維状形態からなる結晶を表面に有する微粒子状(「P.N」)の形態を有していた。
The scanning electron micrograph of the product of experiment number 1 shown in FIG. 9 is shown in FIG. 11, the scanning electron micrograph of the product of experiment number 5 shown in FIG. 9 is shown in FIG. 12, and the experiment number shown in FIG. A scanning electron micrograph of the product No. 6 is shown in FIG. 13, a scanning electron micrograph of the product No. 11 shown in FIG. 9 is shown in FIG. 14, and the product No. 13 shown in FIG. FIG. 15 shows a scanning electron micrograph, FIG. 16 shows a scanning electron micrograph of the product of experiment number 4 shown in FIG. 9, and FIG. 15 shows a scanning electron micrograph of the product of experiment number 8 shown in FIG. A scanning electron micrograph of the product of experiment number 14 shown in FIG. 17 and shown in FIG. 9 is shown in FIG.
Each of these scanning electron micrographs (SEM) was a scanning electron microscope of model S-3500N manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and the operating conditions were observed at an acceleration voltage of 20 KV.
Among these products, those described as “Fibril” in the form have the form of a fine particle structure in which elongated plate-like bodies (strips, ribbons) are gathered as shown in FIG. The cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction (the direction along L in FIG. 18A) is substantially rectangular (cross-section hatching is omitted) as shown in FIG. 18B. Accordingly, here, the maximum dimension in the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction is the length of the diagonal of the substantially rectangular shape (dimension D in FIG. 18B).
Further, when the products of Experiment Nos. 2, 3, 7, 9 and 12 were similarly observed with a scanning electron microscope, these products were also in the form of an elongated plate similar to the forms of FIGS. 11 to 15 and FIG. It had the form of a fine particle structure in which bodies (band-like, ribbon-like) gathered. When the product of experiment number 10 was observed with a scanning electron microscope, it had an unclear (irregular) lump shape. When the products of Experiment Nos. 4 and 8 were observed with a scanning electron microscope, they had a fine particle form ("PN") having crystals in the form of fibers on the surface.

さらに、図9に示す実験番号2の生成物と、図9に示す実験番号13の生成物と、を広角X線散乱(WAXS)測定を行った結果を図19に示す。ここに広角X線散乱(WAXS)測定はいずれも理学電機株式会社製の商品名「Mini Flex」の測定装置を用い、運転条件はスキャン速度1°/分、測定領域3°〜50°にて行った。図19は、横軸に2θ(単位:度)をとり、縦軸に散乱強度(任意強度(arbitrary unit)、なお、上方向が強度大である。)をとったグラフである。図19には、(a)及び(b)の2本のグラフが同じ座標系に描かれているが((a)が上部に示され、(b)が下部に示されている。)、これら(a)は実験番号2の生成物を試料として用いた場合のものであり、(b)は実験番号13の生成物を試料として用いた場合のものである。
なお、実験番号10以外のその他の生成物についても広角X線散乱(WAXS)測定を行ったところ、図19と同様のグラフが得られた。
Further, FIG. 19 shows the results of wide-angle X-ray scattering (WAXS) measurement of the product of experiment number 2 shown in FIG. 9 and the product of experiment number 13 shown in FIG. Here, wide-angle X-ray scattering (WAXS) measurement uses a measuring device of the trade name “Mini Flex” manufactured by Rigaku Corporation, and operating conditions are a scan speed of 1 ° / min and a measurement region of 3 ° to 50 °. went. FIG. 19 is a graph in which the horizontal axis represents 2θ (unit: degree), and the vertical axis represents scattering intensity (arbitrary unit, where the upper direction is high). In FIG. 19, two graphs (a) and (b) are drawn in the same coordinate system ((a) is shown at the top and (b) is shown at the bottom). These (a) are the cases where the product of experiment number 2 is used as a sample, and (b) is the case where the product of experiment number 13 is used as a sample.
When other products other than the experiment number 10 were also subjected to wide angle X-ray scattering (WAXS) measurement, a graph similar to FIG. 19 was obtained.

これら実験番号1〜14は実施例であるが、そのうち実験番号10の生成物については不明瞭(不規則)な塊状の形態を有しており、そして実験番号4及び8の生成物については繊維状形態からなる結晶を表面に有する微粒子状の形態を有していたが、それら以外の実験番号1〜3、5〜7、9、11〜14については細長い板状体(帯状、リボン状)が集合した微粒子組織の形態を有していた。   These Experiment Nos. 1-14 are examples, of which the product of Experiment No. 10 has an obscure (irregular) lumpy form and the products of Experiment Nos. 4 and 8 are fibers. It had a fine-grained form with crystals on the surface, but the other experiment numbers 1 to 3, 5 to 7, 9, and 11 to 14 were long and thin plate-like bodies (bands and ribbons). It had the form of a fine-grained structure.

図9に示すように、得られた生成物は、10%重量減少温度として630℃以上(ここでは具体的データとしては635℃〜721℃であるので、ほぼ635℃〜720℃程度、測定誤差等を考慮しほぼ630℃〜730℃程度である。)を示しており、高耐熱性を有することが明らかになった。   As shown in FIG. 9, the obtained product had a 10% weight loss temperature of 630 ° C. or more (here, since specific data is 635 ° C. to 721 ° C., about 635 ° C. to 720 ° C., measurement error) It is about 630 ° C. to 730 ° C. in consideration of the above and the like.

実験番号1〜3、5〜7、9、11〜14にて得られた生成物は、いずれも図18(a)に示すような細長い帯状体(帯状、リボン状)が集合した微粒子組織(図9中の形態が「Fibril」)を形成しており、多数の該細長い板状体がある点から放射状に成長したような形態を有していた。なお、該細長い板状体の先端部分は尖っているものが多く観察された。
実施例にて得られた生成物は、図11乃至図17に示したように、モノマー比率が変化しても形態は変化せず、1EAPと2EAPとの比率(モル比率(%))による生成物の形態変化は観察されなかった(1EAP単独、2EAP単独、そして1EAPと2EAPとの混合物、いずれを用いても生成物の形態変化は観察されなかった。)。
実施例にて得られた生成物において、モノマー濃度が高くなると、該集合体内部における該細長い板状物の密集度合いが高くなると共に、該集合体の大きさが大きくなった。
実施例にて得られた生成物いずれの該細長い板状物も、長手方向に沿った寸法Lは非常に大きく(少なくとも5000nm以上)、該長手方向に対して垂直な断面形状が示す該略長方形の短辺方向の寸法Tは約40nmであり、該略長方形の長辺方向の寸法Y(幅)は約130nm〜140nmであった。従って、該長手方向に対して垂直な断面形状における最大の寸法は、該略長方形の対角線の長さ(図18(b)中の寸法D)であるから、約141nm程度である。該長手方向に沿った寸法を、該長手方向に対して垂直な断面形状における最大の寸法で除した値(L/D)は、約35であり、細長い帯状体が集合した微粒子組織を形成していた。
また、実験番号1〜3、5〜7、9、11〜14にて得られた生成物は、いずれも図18(a)に示すような細長い帯状体(帯状、リボン状)が集合した微粒子組織(図9中の形態が「Fibril」)を形成していたことから、少なくとも次の重合条件(A)〜(D)にて重合反応を行えば、かかる細長い帯状体(帯状、リボン状)が集合した微粒子組織を有するポリイミドが生成することが明らかになった。
(A)1EAPと2EAPとのいずれか一方又は両方の混合物(「モノマー比率」に影響されない。)をモノマーとして用いて、これらモノマー同士を縮合重合させる。また、2HAPを用いてもよい。
(B)「BT4」、即ちジベンジルトルエンを含む溶媒(好ましくは、溶媒中にジベンジルトルエンが50体積%以上含まれる。実験番号9参照。)中で重合させる。
(C)「モノマー濃度」(((W/V)×100)(単位:g/ml))が1.0〜10.0の範囲で重合させる。
(D)重合温度(設定温度)は280℃〜330℃で重合させる。
The products obtained in the experiment numbers 1 to 3, 5 to 7, 9, and 11 to 14 are all fine particle structures in which elongated strips (bands and ribbons) as shown in FIG. The form in FIG. 9 forms “Fibril”), and has a form in which a large number of the elongated plate-like bodies grow radially from a certain point. In addition, many things with a pointed tip part of the elongated plate-like body were observed.
As shown in FIGS. 11 to 17, the product obtained in the example does not change in form even when the monomer ratio is changed, and is generated by the ratio of 1 EAP to 2 EAP (molar ratio (%)). No change in product morphology was observed (1 EAP alone, 2 EAP alone, or a mixture of 1 EAP and 2 EAP, and no product morphological change was observed).
In the products obtained in the examples, when the monomer concentration was high, the density of the elongated plate-like objects inside the aggregate was increased, and the size of the aggregate was increased.
In any of the elongated plate-like products obtained in the examples, the dimension L along the longitudinal direction is very large (at least 5000 nm or more), and the substantially rectangular shape indicated by the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction. The dimension T in the short side direction was about 40 nm, and the dimension Y (width) in the long side direction of the substantially rectangular shape was about 130 nm to 140 nm. Accordingly, the maximum dimension in the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction is the length of the substantially rectangular diagonal line (dimension D in FIG. 18B), and is about 141 nm. A value (L / D) obtained by dividing a dimension along the longitudinal direction by a maximum dimension in a cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction (L / D) is about 35, and a fine particle structure in which elongated strips are aggregated is formed. It was.
In addition, the products obtained in Experiment Nos. 1 to 3, 5 to 7, 9, and 11 to 14 are all fine particles in which elongated strips (bands and ribbons) as shown in FIG. Since the structure (the form in FIG. 9 is “Fibril”) is formed, if the polymerization reaction is performed at least under the following polymerization conditions (A) to (D), such an elongated strip (band, ribbon) It was clarified that a polyimide having a fine-grained structure in which is collected.
(A) Either one or a mixture of 1EAP and 2EAP (not affected by the “monomer ratio”) is used as a monomer, and these monomers are subjected to condensation polymerization. Alternatively, 2HAP may be used.
(B) Polymerization is carried out in “BT4”, that is, a solvent containing dibenzyltoluene (preferably containing 50% by volume or more of dibenzyltoluene in the solvent, see Experiment No. 9).
(C) Polymerization is carried out in the range of “monomer concentration” (((W / V) × 100) (unit: g / ml)) of 1.0 to 10.0.
(D) Polymerization is carried out at a polymerization temperature (set temperature) of 280 ° C to 330 ° C.

実施例にて得られた生成物は、図19に示すように、(a)及び(b)のいずれもアモルファス(非晶質構造)由来のハロー(幅の広いピーク)が観察されず、高結晶性であることが明らかになった。
そして、実施例にて得られた生成物は、常温(25℃)の濃硫酸(具体的には97%)に約24時間浸漬しても不溶であった。
また、図10に示したIRチャートには、図5に示したIRチャートに見られる(ロ)(1EAP)及び(ハ)(2EAP)が示す「Amino N−H stretching」(第1アミンのN−H伸縮振動に基づく吸収)と「COOH stretching」(カルボキシル基のO−H伸縮振動に基づく吸収)等が消失していることからも、実施例にて得られた生成物は、1EAP及び/又は2EAP(実験番号14では2HAP)が重合することで生成した、式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドであることが明らかになった。
As shown in FIG. 19, in the products obtained in the examples, halo (wide peak) derived from amorphous (amorphous structure) was not observed in both (a) and (b). It became clear that it was crystalline.
The products obtained in the examples were insoluble even when immersed in concentrated sulfuric acid (specifically 97%) at room temperature (25 ° C.) for about 24 hours.
Further, the IR chart shown in FIG. 10 includes “Amino N-H stretching” (N of primary amine) indicated by (b) (1EAP) and (c) (2EAP) as seen in the IR chart shown in FIG. The absorption obtained based on the —H stretching vibration) and “COOH stretching” (absorption based on the O—H stretching vibration of the carboxyl group) and the like disappeared. Alternatively, it was revealed that 2EAP (2HAP in Experiment No. 14) is a polyimide having a repeating unit represented by the formula (II) produced by polymerization.

以上のように、実験番号1〜14に示した上記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドの製造方法は、上記式(I)で示される化合物(I)たる1EAP及び/又は2EAPや2HAPを溶媒中で重合し、上記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを固体にて析出させることを特徴とする、ポリイミドの製造方法である。
なお、1EAP、2EAP及び2HAPのいずれも、上記式(I)中のX3が水素原子である。
1EAPにおいては、上記式(I)中のX1とX2とのうちX1は水素原子であり、式(I)中のX2はエチル基である。
2EAPにおいては、上記式(I)中のX1とX2とのうちX2は水素原子であり、式(I)中のX1はエチル基である。
As mentioned above, the manufacturing method of the polyimide which has a repeating unit shown by the said Formula (II) shown to experiment number 1-14 is 1EAP which is the compound (I) shown by the said Formula (I), and / or 2EAP, 2HAP is polymerized in a solvent, and a polyimide having a repeating unit represented by the above formula (II) is precipitated as a solid.
In any of 1EAP, 2EAP and 2HAP, X3 in the above formula (I) is a hydrogen atom.
In 1EAP, X1 in X1 and X2 in the above formula (I) is a hydrogen atom, and X2 in formula (I) is an ethyl group.
In 2EAP, X2 in X1 and X2 in the above formula (I) is a hydrogen atom, and X1 in formula (I) is an ethyl group.

また、実験番号1〜14に示した上記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドの製造方法は、化合物(I)たる1EAP及び/又は2EAP(実験番号14においては2HAP)の全てが前記溶媒中に完全に溶解する溶解ステップと、該溶解ステップの後(撹拌を止め)、式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが溶液中から固体として析出する析出ステップ(撹拌せず静置状態にて析出させる。)と、を含むものである。
ここでは実験番号1〜9及び11〜14のいずれも、前記溶媒が芳香族化合物(BT4:ジベンジルトルエン、DPS:ジフェニルスルホン)を含むものである。そして、実験番号1〜7、9、11〜14のいずれも、前記芳香族化合物が、ジベンジルトルエンである。さらに、実験番号1〜7、11〜14のいずれも、前記溶媒がジベンジルトルエンである。
Moreover, the manufacturing method of the polyimide which has a repeating unit shown by the said formula (II) shown in experiment number 1-14 WHEREIN: All 1EAP and / or 2EAP (2HAP in experiment number 14) which are compounds (I) are the said. A dissolution step that completely dissolves in the solvent, and after the dissolution step (stirring is stopped), a precipitation step in which the polyimide having the repeating unit represented by the formula (II) is precipitated as a solid from the solution (the mixture is left without stirring) And deposited in a state).
Here, in any of Experiment Nos. 1 to 9 and 11 to 14, the solvent contains an aromatic compound (BT4: dibenzyltoluene, DPS: diphenylsulfone). And in any of experiment numbers 1-7, 9, 11-14, the aromatic compound is dibenzyltoluene. Furthermore, in any of Experiment Nos. 1 to 7 and 11 to 14, the solvent is dibenzyltoluene.

実験番号1〜14のいずれも、重合が、240℃乃至350℃の温度範囲で行われるものである。
そして、実験番号1〜14においては、重合に用いる化合物(I)(1EAP及び/又は2EAP、2HAP)から100%の収率にて、前記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが生成すると仮定した場合に生成する該ポリイミドの重量W(g)が、前記溶媒の体積V(ml、ここではV=20ml)に対する割合(パーセント)((W/V)×100)が、0.5乃至12.0の範囲である。
実験番号1〜3、5〜7、9、11〜14にて得られた生成物は、いずれも図18(a)に示すような細長い帯状体(帯状、リボン状)が集合した微粒子(粉状)組織を有していた。
In any of Experiment Nos. 1 to 14, polymerization is performed in a temperature range of 240 ° C to 350 ° C.
And in experiment numbers 1-14, the polyimide which has a repeating unit shown by the said Formula (II) with a yield of 100% from the compound (I) (1EAP and / or 2EAP, 2HAP) used for superposition | polymerization produces | generates. Assuming that the weight W (g) of the polyimide produced is a ratio (percent) ((W / V) × 100) to the volume V of the solvent V (ml, here V = 20 ml) is 0.5 Or in the range of 12.0.
The products obtained in Experiment Nos. 1-3, 5-7, 9, 11-14 are all fine particles (powder) in which elongated strips (bands, ribbons) as shown in FIG. Shape).

モノマーの合成操作を示す図である。It is a figure which shows synthetic | combination operation | movement of a monomer. 1EAP及び2EAPの構造式を示す図である。It is a figure which shows the structural formula of 1EAP and 2EAP. 1EAPと2EAPとの分離操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows separation operation of 1EAP and 2EAP. 1EAPと2EAPとの分離操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows separation operation of 1EAP and 2EAP. 粗製固体、第2析出物及び第7析出物の赤外分光分析チャートである。It is an infrared-spectroscopy chart of a crude solid, a 2nd precipitate, and a 7th precipitate. 粗製固体、第2析出物及び第7析出物のプロトン(H)核磁気共鳴分析法(NMR)によるチャートである。The crude solid is a chart according to the protons of the second precipitate and seventh precipitate (1 H) nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). 図6のプロトン(H)核磁気共鳴分析法(NMR)チャートと、1EAP及び2EAPの水素原子(プロトン)と、の対応関係を示す図である。It shows proton FIG 6 (1 H) nuclear magnetic resonance spectroscopy and (NMR) chart, and the hydrogen atom of 1EAP and 2EAP (protons), the correspondence relationship. 重合実験に用いた重合装置を示す概念図(一部断面図)である。It is a conceptual diagram (partial sectional view) showing a polymerization apparatus used in a polymerization experiment. 重合実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a polymerization experiment. 実験番号2の生成物と実験番号13の生成物との赤外分光分析チャートである。It is an infrared spectroscopy chart of the product of experiment number 2 and the product of experiment number 13. 実験番号1の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the product of experiment number 1. 実験番号5の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。6 is a scanning electron micrograph of the product of Experiment No. 5. 実験番号6の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the product of experiment number 6. 実験番号11の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。2 is a scanning electron micrograph of the product of Experiment No. 11. 実験番号13の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the product of experiment number 13. 実験番号4の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the product of experiment number 4. 実験番号8の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the product of experiment number 8. 生成物が有する細長い板状体の形態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the form of the elongate plate-shaped body which a product has. 実験番号2の生成物と実験番号13の生成物との広角X線散乱(WAXS)測定チャートである。It is a wide-angle X-ray-scattering (WAXS) measurement chart of the product of experiment number 2 and the product of experiment number 13. 1HAP及び2HAPの構造式を示す図である。It is a figure which shows the structural formula of 1HAP and 2HAP. 実験番号14の生成物の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the product of experiment number 14.

符号の説明Explanation of symbols

11 重合装置
13 溶媒
21 フラスコ
23 内部
31 加熱器
33 スイッチ
35 温度調節つまみ
37 設定温度表示窓
39 現在温度表示窓
41 撹拌器
43 撹拌棒
45 撹拌羽根
51 窒素導入管
61 気体導出管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Polymerization apparatus 13 Solvent 21 Flask 23 Inside 31 Heater 33 Switch 35 Temperature control knob 37 Setting temperature display window 39 Current temperature display window 41 Stirrer 43 Stirring rod 45 Stirring blade 51 Nitrogen inlet pipe 61 Gas outlet pipe

Claims (12)

式(I)で示される化合物(I)
(式中、X1とX2とのうちいずれか一方は水素原子であり、いずれか他方は水素原子、アルキル基、アリール基を意味し、X3は水素原子又はアシル基を意味する。)
を溶媒中で重合し、次の式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドを固体にて析出させることを特徴とする、ポリイミドの製造方法。
Compound (I) represented by Formula (I)
(In the formula, one of X1 and X2 is a hydrogen atom, the other means a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and X3 means a hydrogen atom or an acyl group.)
Is produced in a solvent, and a polyimide having a repeating unit represented by the following formula (II) is precipitated as a solid.
式(I)中のX3が水素原子である、請求項1に記載のポリイミドの製造方法。   The manufacturing method of the polyimide of Claim 1 whose X3 in Formula (I) is a hydrogen atom. 式(I)中のX1とX2とのうち前記いずれか他方がメチル基又はエチル基である、請求項1又は2に記載のポリイミドの製造方法。   The manufacturing method of the polyimide of Claim 1 or 2 whose said other one is a methyl group or an ethyl group among X1 and X2 in Formula (I). 化合物(I)の全てが前記溶媒中に完全に溶解する溶解ステップと、
該溶解ステップの後、式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが溶液中から固体として析出する析出ステップと、
を含むものである、請求項1乃至3のいずれか1に記載のポリイミドの製造方法。
A dissolution step in which all of compound (I) is completely dissolved in the solvent;
A precipitation step in which the polyimide having the repeating unit represented by formula (II) is precipitated as a solid from the solution after the dissolution step;
The manufacturing method of the polyimide of any one of Claims 1 thru | or 3 containing this.
前記溶媒が芳香族化合物を含むものである、請求項4に記載のポリイミドの製造方法。   The manufacturing method of the polyimide of Claim 4 whose said solvent contains an aromatic compound. 前記芳香族化合物が、ジイソプロピルナフタレン、ジエチルナフタレン、エチルーイソプロピルナフタレン、シクロヘキシルジフェニル、ジエチルビフェニル、トリエチルビフェニル、ジベンジルトルエンよりなる群より選ばれる1又は2以上のものの混合物である、請求項5に記載のポリイミドの製造方法。   The aromatic compound is a mixture of one or more selected from the group consisting of diisopropylnaphthalene, diethylnaphthalene, ethyl-isopropylnaphthalene, cyclohexyldiphenyl, diethylbiphenyl, triethylbiphenyl, and dibenzyltoluene. The manufacturing method of polyimide. 前記溶媒がジベンジルトルエンである、請求項6に記載のポリイミドの製造方法。   The method for producing a polyimide according to claim 6, wherein the solvent is dibenzyltoluene. 重合が、240℃乃至350℃の温度範囲で行われるものである、請求項1乃至7のいずれか1に記載のポリイミドの製造方法。   The method for producing a polyimide according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymerization is performed in a temperature range of 240 ° C to 350 ° C. 重合に用いる化合物(I)から100%の収率にて、前記式(II)で示される繰り返し単位を有するポリイミドが生成すると仮定した場合に生成する該ポリイミドの重量W(g)が、前記溶媒の体積V(ml)に対する割合(パーセント)((W/V)×100)が、0.5乃至12.0の範囲である、請求項1乃至8のいずれか1に記載のポリイミドの製造方法。   The weight W (g) of the polyimide produced when assuming that the polyimide having the repeating unit represented by the formula (II) is produced at a yield of 100% from the compound (I) used for the polymerization is the solvent. The method for producing a polyimide according to any one of claims 1 to 8, wherein a ratio (percent) to (v / ml) of volume ((W / V) x 100) is in a range of 0.5 to 12.0. . 生成するポリイミドが、細長い帯状体が集合した微粒子組織を形成するものである、請求項1乃至9のいずれか1に記載のポリイミドの製造方法。   The method for producing a polyimide according to any one of claims 1 to 9, wherein the polyimide to be formed forms a fine particle structure in which elongated strips are aggregated. 請求項1乃至10のいずれか1に記載のポリイミドの製造方法により得られうる、ポリイミド。   The polyimide which can be obtained by the manufacturing method of the polyimide of any one of Claims 1 thru | or 10. 次の式(II)で示される繰り返し単位を有し、細長い帯状体が集合した微粒子組織を有するポリイミド。
A polyimide having a fine particle structure having a repeating unit represented by the following formula (II) and in which elongated strips are assembled.
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US3940322A (en) * 1974-08-13 1976-02-24 Westinghouse Electric Corporation Electropolymerization of difunctional monomers to form polyimides
EP0255037B1 (en) * 1986-07-30 1992-12-09 Hitachi, Ltd. A method for forming polyimide film by chemical vapor deposition
JPH01318038A (en) * 1988-06-17 1989-12-22 Sanken Kako Kk Preparation of finely powdered resin
JPH05247227A (en) * 1992-03-09 1993-09-24 Mitsui Toatsu Chem Inc Improved method of producing polyimide particle
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