Rigid polymer |
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申请号 | JP51249990 | 申请日 | 1990-08-10 | 公开(公告)号 | JP3078011B2 | 公开(公告)日 | 2000-08-21 |
申请人 | マックスデム インコーポレイテッド; | 发明人 | レイモンド ギャグニ,ロバート; スティーブン トリマー,マーク; ルイス,ザ サード マロッコ,マシュー; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 【請求項1】(a)パラフェニレン、パラビフェニレン、パラターフェニレン、1,4−ナフタレン、1,4−アントラセン、9,10−アントラセン及び2,5−ピリジンから成る群より選ばれる有機モノマー単位少なくとも25個から成る剛直性主鎖であって、前記モノマー単位が炭素− 炭素共有結合により互いに連結されており、前記結合の少なくとも95%が実質的に平行である剛直性主鎖、及び (b)前記モノマー単位に結合している複数個の可溶化有機側基であって、その数および大きさが当該ポリマーを重合溶媒系に可溶にするのに充分なものであり、ポリフルオロアリール、スルホンアミド、アリールエステル、アルキルエステル、スルホネートエステル、アルキルスルホン、アリールスルホン、アルキルケトン、アリールケトン及びアミド(但し、アルキルアミド、アリールアミド及びポリアミドを除く)から成る群から選ばれる複数個の可溶化有機側基、から成る線状ポリマーであって、前記有機モノマー単位自体または前記有機モノマー単位と前記可溶化有機側基はモノマー繰り返し単位を構成し、当該ポリマーおよびその出発物質が共通溶媒系に可溶なものである線状ポリマー。 【請求項2】可溶化有機側基の各々の分子量が15より大きい請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項3】モノマー繰り返し単位が、 (式中、 は可溶化有機側基である。 ) であるポリ(パラ−ベンゾイルモルホリン)構造を有するホモポリマーである請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項4】モノマー繰り返し単位が、 (式中、 は可溶化有機側基である。 ) であるポリ(パラ−ベンゾイルピペリジン)構造を有するポリマーである請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項5】モノマー繰り返し単位が、 (式中、 は可溶化有機側基である。 ) であるポリ−p−(N,N−ジメチルアミドフェニレン) 構造を有するホモポリマーである請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項6】モノマー繰り返し単位が、 (式中、 は可溶化有機側基である。 ) であるポリ(パラ−ベンゼンスルホニルモルホリン)構造を有するホモポリマーである請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項7】モノマー繰り返し単位が、 (式中、 は可溶化有機側基である。 ) であるポリ(パラ−ベンゼンスルフォニルピペリジン) 構造を有するホモポリマーである請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項8】モノマー繰り返し単位が、 (式中、 は可溶化有機側基である。 ) であるポリ(パラ−ビー2,2′−ベンゾイルモルホリン)構造を有するホモポリマーである請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項9】少なくとも1.2dl/gの固有粘度を有する請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項10】ポリマー主鎖が少なくとも100個の有機モノマー単位を有し、且つ、少なくとも1.8dl/gの固有粘度を有する請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項11】(a)パラフェニレン、パラビフェニレン、パラターフェニレン、2,6−ナフチレン、2,6−アントラセニル、9,10−アントラセニル、2,6−キノリン、 2,6−キナゾレン、パラフェニレン2,2′−ベンゾビスチアゾール、パラフェニレン−N,N′−ベンゾビスイミダゾール、1,4−ナフチレン、1,5−ナフチレン、1,4−アントラセニル、1,10−アントラセニル、1,5−アントラセニル及び2,5−ピリジニルから成る群より選ばれる有機モノマー単位少なくとも100個から成る剛直性主鎖であって、前記モノマー単位が共有結合により互いに連結されており、前記結合の95%が実質的に互いに平行である剛直性主鎖、及び (b)前記主鎖のモノマー単位の少なくとも1%に結合している可溶化有機側基であって、少なくとも300の平均分子量を有する可溶化有機側基(但し、ポリフルオロアルキル、ポリフルオロアルコキシ、アルキルアミド、 アリールアミド及びポリアミドを除く)、 から成り、少なくとも1.8dl/gの固有粘度を有する線状ポリマー。 【請求項12】(a)炭素−炭素共有結合により互いに連結されている複数のパラフェニレンモノマー単位から成る主鎖であって、前記結合の少なくとも99%が実質的に平行である主鎖、および (b)前記主鎖のモノマー単位に結合している複数個の可溶化有機側基であって、その数および大きさが当該ポリマーを重合溶媒系に可溶にするのに充分なものである複数個の可溶化有機側基(但し、ポリフルオロアルキル、ポリフルオロアルコキシ、アルキルアミド、アリールアミド及びポリアミドを除く)、から成り、少なくとも1.2dl/gの固有粘度を有する線状ポリマーであって、 当該ポリマーおよびそのモノマー出発物質が共通溶媒系に可溶である線状ポリマー。 【請求項13】(a)炭素−炭素共有結合により互いに連結されている少なくとも25個のパラフェニレンモノマー単位から成る主鎖であって、前記結合の少なくとも95 %が実質的に平行である主鎖、および (b)前記モノマー単位に結合している複数個の可溶化有機側基であって、その数および大きさが当該ポリマーを重合溶媒系に可溶にするのに充分なものである複数個の可溶化有機側基(但し、ポリフルオロアルキル、ポリフルオロアルコキシ、アルキルアミド、アリールアミド及びポリアミドを除く)、 から成り、少なくとも、1.8dl/gの固有粘度を有する線状ポリマーであって、当該ポリマーおよびそのモノマー出発物質が共通溶媒系に可溶である線状ポリマー。 【請求項14】(a)炭素−炭素共有結合により互いに連結されている複数のアリーレンモノマー単位から成る剛性クランクシャフト状主鎖であって、前記結合の少なくとも95%が実質的に平行である主鎖、および (b)前記モノマー単位に結合している複数個の可溶化有機側基であって、その数および大きさが当該ポリマーを重合溶媒系に可溶にするのに充分なものである複数個の可溶化有機側基(但し、ポリフルオロアルキル、ポリフルオロアルコキシ、アルキルアミド、アリールアミド及びポリアミドを除く)、 から成り、少なくとも1.2dl/gの固有粘度を有する線状ポリマーであって、当該ポリマーおよびそのモノマー出発物質が共通溶媒系に可溶である線状ポリマー。 【請求項15】主鎖が、1,5−ナフタレン、2,6−ナフチレン、1,5−アントラセン、2,6−アントラセン、1,10− アントラセン、2,6−キノリン及び2,6−キナゾレンから成る群から選ばれる複数の有機モノマー単位より成る請求項14記載の線状ポリマー。 【請求項16】共有結合により互いに結合した有機モノマー単位の鎖より成る剛直性ポリパラフェニレン主鎖を有し、少なくとも1.2dl/gの固有粘度を有し、前記結合の少なくとも95%が実質的に平行であり、可溶化有機側基が前記モノマー単位に結合している可溶性線状ポリマーを製造する方法であって、下記式IC,II C,III C,VII IC,IX C,XII C,XIV C,ID,II D,III D,VIII D,IX D,XI DおよびXIV D: により表されるモノマーから成る群から選ばれる置換パラ−ジハロベンゼン型モノマーを、遷移金属により触媒される還元−脱ハロゲン化重合条件下、25〜100℃の温度で前記モノマーおよび生成するポリマーが互いに可溶な無水溶媒系中で処理され、触媒混合物を含む前記溶媒系が無水ニッケル化合物、トリアリールホスフィン及び二座テトラアリールビスホスフィンからなる群から選ばれるリガンド、およびプロモーター塩添加物を含み、マンガン、マグネシウム及び亜鉛から成る群から選ばれる少なくとも1当量の還元性金属が前記溶媒系に加えられ、前記溶媒系が活性触媒種に対して不活性な保護雰囲気下にある方法。 【請求項17】共有結合により互いに結合した有機モノマー単位の鎖より成る剛性クランクシャフト状ポリアリーレン主鎖を有し、少なくとも1.2dl/gの固有粘度を有し、前記結合の少なくとも95%が実質的に平行であり、 可溶化有機側基が前記モノマー単位に結合している可溶性線状ポリマーを製造する方法であって、下記式VI C,V II C,XC,XI C,XIII C,XV C,XVI C,VI D,VII D,XD,XI D,XIII D,XV DおよびXVI D: により表されるモノマーから成る群から選ばれる置換ジハロアレーン型モノマーを、遷移金属により触媒される還元−脱ハロゲン化重合条件下、25〜10℃の温度で前記モノマーおよび生成するポリマーが互いに可溶な無水溶媒系中で処理され、触媒混合物を含む前記溶媒系が無水ニッケル化合物、トリアリールホスフィン及び二座テトラアリールビスホスフィンからなる群から選ばれるリガンド、およびプロモーター塩添加物を含み、マンガン、 マグネシウム及び亜鉛から成る群から選ばれる少なくとも1当量の還元性金属が前記溶媒系に加えられ、前記溶媒系が活性触媒種に対して不活性な保護雰囲気下にある方法。 【請求項18】無水ニッケル化合物が二塩化ニッケル無水物であり、リガンドがトリフェニルホスフィンであり、プロモーター塩が沃化ナトリウムであり、還元性金属が亜鉛粉末であり、不活性雰囲気下で無水N−メチルピロリジノン中で50℃で重合が行われ、置換ジハロベンゼンモノマーと二塩化ニッケル無水物とのモル比が10:1 〜5000:1である請求項16記載の方法。 【請求項19】可溶化有機側基が、アルキル、アリール、アルカリール、アラルキル、ポリフルオロアルキル、ポリフルオロアリール、アルコキシ、アリールオキシまたはポリフルオロアルコキシであり、重合溶媒が相当量の芳香族化合物あるいはエーテルよりなる請求項16 記載の方法。 【請求項20】可溶化有機側基が、アルキルアミド、アリールアミド、スルホンアミド、アルキルエステル、アリールエステル、アルキルケトン、アリールケトン、スルホネートエステル、アルキルスルホンまたはアリールスルホンであり、重合溶媒が25より大きい比誘電率および3.0デバイより大きい双極子モーメントを有する相当量の無水非プロトン性溶媒から成る芳香族化合物あるいはエーテルよりなる請求項16記載の方法。 【請求項21】無水ニッケル錯体が1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)−(エタン)であり、リガンドがトリフェニルホスフィンである請求項16記載の方法。 【請求項22】置換ジハロベンゼンモノマーが2,5−ジクロロベンゾイル−モルホリン、2,5−ジクロロベンゾイルピペリジン、2,5−ジクロロ−N,N−ジメチルベンズアミド、及び4,4′−ジハロ−ビ(2,2′−ベンゾイルモルホリン)から成る群から選ばれる請求項16記載の方法。 【請求項23】アリレーンが、1,5−ナフタリン、2,6− ナフチレン、1,5−アントラセン、2,6−アントラセン、 1,10−アントラセン、2,6−キノリン及び2,6−キナゾレンから成る群から選ばれる請求項17記載の方法。 【請求項24】有機側基が300を超える分子量を有する請求項1記載の線状ポリマーを含む分子コンポジットであって、前記線状ポリマーがコイル状のマトリックス樹脂中に混合されており、前記コイル状マトリックス樹脂が前記線状ポリマーを取り囲むことができる程度に十分にフレキシブルであり、さらに応力によって伸びることができるポリマーである分子コンポジット。 【請求項25】可溶化有機側基が、フェニル、ナフチル、アントラシル、ポリフェニレン、ヘキサデシルオキシ、C 22アルキル基、ヒドロキシ、アミノ、繰り返し単位が、 下記式: により表される基、および繰り返し単位が下記式: により表される基から成る群から選ばれる請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項26】パラービ(2,2′−ベンゾイルモルホリン)とパラフェニレンのコポリマーとして同定される請求項1記載の線状ポリマー。 【請求項27】請求項1記載の線状ポリマーを製造する方法であって、下記式IC,II C,III C,VIII C,XI C,XII C,XIV C,ID,II D,III D,VIII D,XI D,XII DおよびXIV D: により表されるモノマーから成る群から選ばれる置換パラ−ジハロベンゼン型モノマーを、遷移金属により触媒される還元−脱ハロゲン化重合条件下、25〜100℃の温度で前記モノマーおよび生成するポリマーが互いに可溶な無水溶媒系中で処理され、触媒混合物を含む前記溶媒系が無水ニッケル化合物、トリアリールホスフィン及び二座テトラアリールビスホスフィンからなる群から選ばれるリガンド、およびプロモーター塩添加物を含み、マンガン、マグネシウム及び亜鉛から成る群から選ばれる少なくとも1当量の還元性金属が前記溶媒系に加えられ、前記溶媒系が活性触媒種に対して不活性な保護雰囲気下にある方法。 【請求項28】溶媒系が25より大きい比誘電率を有する極性非プロトン性溶媒を含む請求項27記載の方法。 【請求項29】溶媒系が3デバイより大きい双極子モーメントを有する極性非プロトン性溶媒を含む請求項27記載の方法。 【請求項30】溶媒系が25より大きい比誘電率および3 デバイより大きい双極子モーメントを有する極性非プロトン性溶媒を含む請求項27記載の方法。 【請求項31】(a)共有結合により互いに連結されている少なくとも25個の有機モノマー単位の鎖から成る剛直性主鎖であって、前記結合の少なくとも95%が実質的に平行である剛直性主鎖、及び (b)前記モノマー単位に結合している複数個の可溶化有機側基であって、その数および大きさが当該ポリマーを重合溶媒系に可溶にするのに充分なものであり、ポリフルオロアルキル、ポリフルオロアリール、ポリフルオロアルコキシ、スルホンアミド、アリールエステル、アルキルエステル、スルホネートエステル、アルキルスルホン、アミールスルホン、アルキルケトン及びアリールケトンから成る群から選ばれる複数個の可溶化有機側基、 から成るポリマーを含む分子コンポジットであって、前記有機モノマー単位自体または前記有機モノマー単位と前記可溶化有機側基はモノマー繰り返し単位を構成し、 当該ポリマーおよびその出発物質が共通溶媒系に可溶である分子コンポジット。 【請求項32】(a)炭素−炭素共有結合により互いに連結されている少なくとも25個のパラフェニレンモノマー単位から成る剛直性主鎖であって、前記結合の少なくとも95%が実質的に平行である剛直性主鎖、及び (b)前記モノマー単位に結合している複数個の可溶化有機側基であって、その数および大きさが当該ポリマーを重合溶媒系に可溶にするのに充分なものであり、ポリフルオロアリール、スルホンアミド、スルホネートエステル、アルキルスルホン、アリールスルホン、アルキルケトン及びアリールケトンから成る群から選ばれる複数個の可溶化有機側基、 から成るポリマーであって、前記有機モノマー単位自体または前記有機モノマー単位と前記可溶化有機側基はモノマー繰り返し単位を構成し、当該ポリマーおよびその出発物質が共通溶媒系に可溶なものであるポリマー。 【請求項33】各繰り返し単位が1個の可溶化有機側基を有する請求項32記載のポリマー。 【請求項34】ポリマーがコポリマーである請求項32記載のポリマー。 【請求項35】ポリマーのモノマー単位のうちの1種が有機側基を有しない請求項34記載のポリマー。 【請求項36】可溶化有機側基がアリールケトンである請求項32記載のポリマー。 【請求項37】(a)共有結合により互いに連結されている少なくとも25個のパラフェニレンモノマー単位の鎖から成る剛直性主鎖であって、前記結合の少なくとも95 %が実質的に平行である剛直性主鎖、及び (b)前記モノマー単位に結合している複数個の可溶化有機側基であって、その数および大きさが当該ポリマーを重合溶媒系に可溶にするのに充分なものであり、ポリフルオロアルキル、ポリフルオロアリール、ポリフルオロアルコキシ、スルホンアミド、アリールエステル、アルキルエステル、スルホネートエステル、アルキルスルホン、アリールスルホン、アルキルケトン及びアリールケトンから成る群から選ばれる複数個の可溶化有機側基、 から成るポリマーを含む分子コンポジットであって、前記有機モノマー単位自体または前記有機モノマー単位と前記可溶化有機側基はモノマー繰り返し単位を構成し、 当該ポリマーおよびその出発物質が共通溶媒系に可溶である分子コンポジット。 【請求項38】前記ポリマーの可溶化有機側基がアリールケトンである請求項37記載の分子コンポジット。 |
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说明书全文 | 【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、剛直性(rigid−rod)の主鎖を有し該主鎖に結合したフレキシブルな可溶化有機基を有する可溶性剛直性ポリマーに関する。 該ポリマーは自己強化性(se 発明の背景 高性能繊維−ポリマーコンポジットは、軍用および民間航空機、スポーツおよび産業機器、および自動車部品の設計および構造に重要な役割を急速に果たしつつある。 コンポジットは、他の材料ではできない剛性、強度、および軽量の要求を満たしている。 最も広く用いられている高性能繊維−ポリマーコンポジットは、適当なポリマーマトリックスに包み込まれた配向カーボン(グラファイト)繊維である。 このコンポジットに妥当な強度および剛性を付与するには、繊維は少なくとも25、好ましくは100のアスペクト比(長さ対幅)を有しなくてはならない。 繊維含有コンポジットの製造は相当な労力を必要とする。 繊維−ポリマーコンポジットは、リサイクルができず、また、欠損したコンポジット材を修理するのが困難である。 分子コンポジットは、従来の繊維−ポリマーコンポジットよりも、より経済的で加工が容易な高性能材料となる見込みのあるものである。 さらに、分子コンポジットはリサイクルができ、修繕もできるであろう。 分子コンポジットはポリマー材のみから成り、繊維材を含まない。 したがって、分子コンポジットは巨視的な繊維を含む繊維−ポリマー組成物よりずっと簡単に加工することができる。 分子コンポジットはフレキシブルなポリマーマトリックスに含浸された剛直性ポリマーより成る材料である。 分子コンポジットでは、剛直性ポリマーが、フレキシブルな、可能であればコイル状のマトリックス樹脂ポリマーに効果的に包み込まれねばならない。 フレキシブルポリマーは、剛直性ポリマーを分散させ、剛直性ポリマーが集束するのを防ぐ役割を果たす。 従来のファイバー/樹脂コンポジットにおけるように、分子コンポジットにおけるフレキシブルポリマーは、フレキシブルポリマーの弾性変形により剛直性分子に沿っての応力の分散を助ける。 したがって、この第二のマトリックス樹脂ポリマーは、応力により延伸することができ、剛直性ポリマーを有効に取り囲むことができるよう充分にフレキシブルでなくてはならない。 フレキシブルポリマーと剛直性ポリマーとは、ファンデルワールス力、水素結合、あるいはイオン的相互作用により強く相互作用することもできる。 分子コンポジットの長所は、剛直性ポリマーを使ってのみはじめて実現できる。 現在商業的に製造されている線状ポリマーの殆どはコイル状ポリマーである。 このポリマー鎖の化学構造は、 分子コンポジットを試験室的にいろいろ試みようとするとき、二つの技術的制約がある。 第一に、従来技術の分子コンポジットでは、剛直性ポリマーをフレキシブルポリマーと単に配合あるいは混合することを要するのみである。 異なるタイプのポリマーは混和しないことは当業者に周知である。 即ち、均一な配合物は得られない。 第二に、相当な分子量の剛直性ポリマーは、製造することが非常に困難である。 この技術的問題は、ポリパラフェニレンで例示する。 ポリパラフェニレンになるベンゼンあるいはその他のモノマーの重合中に、成長しているポリマー鎖の溶解性が減少し溶液から沈殿し重合が終わる。 モノマー単位がわずか6ないし10の長さに鎖が成長すると、これが起こる。 これらのオリゴマー、即ち、 この溶解性の問題は、生成するポリマーが強酸中でプロトン化され得る塩基性基を有し、重合が強酸中で行うことができるという特殊な場合にのみ避けることができる。 例えば、ポリキノリンは酸性溶媒のジクレゾールリン酸水素中で重合を行なうことができる。 キノリン基が酸性溶媒に作用して沈殿を防ぐからである。 生成するポリマーは強酸にのみ溶解し、さらに加工することが困難である。 分子コンポジットが現実に実際的なものとなるには、 発明の要約 剛直性ポリマーは、炭素−炭素および炭素−窒素共有結合のように共有結合で互いに結合した複数のモノマーより成る。 モノマーを結合あるいは連結している共有結合の少なくとも95%は平行、即ち、モノマー単位間のすべての共有結合の長軸は実質的に平行であり、ポリマー主鎖が線状で実質的に真直ぐなポリマーとなる。 本発明の剛直性ポリマーは、一種以上の溶媒に可溶であることにおいてユニークである。 ポリマーおよびモノマーは普通の溶媒系に相当程度可溶であり、重合溶媒系においてポリマーは溶解した状態のままでいる。 本発明の剛直性ポリマーは主鎖即ちモノマー単位に結合した可溶化有機側基(側基あるいは側鎖)により可溶性となる。 この有機側基はフレキシブルな基であり、ポリマーの溶解性および溶融性を増大させる。 有機側基が比較的高い、例えば約300より大きい分子量を有するものである場合は、分子コンポジットのコイル状マトリックス成分のような役割を果たす。 したがって、このようなポリマーは、自己強化性プラスチックスあるいは単成分分子コンポジットと考えることができる。 逆に、剛直性ポリマーが比較的低分子量の有機側基を有する場合は、剛直性ポリマーはコイル状マトリックス樹脂と混合して分子コンポジットを形成することができ、有機側基は相分離を防ぐ相容化剤として作用する。 即ち、本発明の剛直性ポリマーは、一つの分子の中に棒状成分およびコイル状成分を含む。 過去において製造された剛直性ポリマーは、一般的に非常に不溶性であり(塩基性基を有し強酸中に溶解し得る特殊なポリマーを除く)且つ不融解性である。 この性質のために、製造し加工することが困難である。 本発明者らは、驚くべきことに、ポリマーに適当な有機側基を結合させることにより溶解性および融解性が実質的に改良されることを見出した。 以前の業績によれば、このような有機側基は剛直性ポリマーの溶解性を増大させないことが示唆されている。 しかしながら、側鎖の大きさを増し、および/あるいは、重合溶媒にその性質(主として極性および誘電率)を適合させることにより、相当な分子量の剛直性ポリマーが製造できるのである。 例えば、ジメチルホルムアミドのような極性溶媒中で重合を行なう場合には、可溶化有機側基は極性があり例えば5 さらに、側基が比較的長く且つフレキシブルで、ポリマー全体の実質的な分子量の割合を構成する場合には、 本発明により提供されるポリマーにおいては、フレキシブルな有機側基部分は剛直性ポリマー成分に化学的に結合しているので、相分離は生じない。 本発明の剛直性主鎖/フレキシブル側鎖ポリマーは、常用の溶媒中で製造することができ、標準的な方法で加工することができ、安定な単独成分の分子コンポジットとなり高強度および高い弾性率を要求する構造材やその他の用途に使用できる。 本発明の剛直性ポリマーが分子コンポジットあるいは自己強化性プラスチックスに用いられる場合には、高い引張強さおよび弾性率の主たる源となる。 繊維のアスペクト比が1から約100に増えるとチョップト繊維(chopp 本発明の可溶性剛直性ポリマーの高い強度および硬さは、ポリマー鎖を構成する直鎖セグメントのアスペクト比に直接的に関係する。 本発明においては、モノマー単位のアスペクト比は、長さに対するモノマー単位を包含する最小直径円筒の直径の比を意味する。 この場合、連結結合が円筒の軸に平行な各々を連結する結合の長さの半分を含むが、可溶化性側基は含まない。 例えば、ポリフェニレンモノマー単位(−C 6 H 4 −)のアスペクト比は約1である。 ポリマーセグメントのアスペクト比は、ポリマーセグメントを包含する最小直径と円筒の長さと直径の比であって、当該円筒の軸が直鎖セグメント中の連結結合と平行であるような末端連結結合の半分を含むが、結合している側鎖の長さを含まない比である。 本発明においては、アスペクト比は剛直性ポリマー、 本発明により提供される剛直性ポリマーの主鎖は、実質的に直鎖であり、主鎖中に曲げあるいはキンク(kin 本発明のポリマーは、限定的でない例として炭素−炭素、炭素−窒素、炭素−酸素、炭素−硫黄、窒素−窒素、珪素−酸素、あるいは珪素−炭素、共有結合のような共有結合により結合した少なくとも25のモノマー単位、好ましくは約100のモノマー単位、より成る剛直性主鎖より成るポリマーにおいて、少なくとも約95%好ましくは99%の結合が実質的に平行であり、該ポリマーおよびそのモノマーが共通の溶媒系に可溶性であるポリマーである。 該剛直性主鎖に、すなわち、主鎖のモノマー単位のいくつかに、可溶化基が結合している。 該ポリマーは、二種以上のモノマーの共重合体でもよい。 本発明の目的のためには、「可溶性」という用語は、 「可溶化基」は、問題のポリマーに側鎖として結合した場合、適当な溶媒系に可溶性にできる官能基を意味する。 或るポリマーおよび溶媒に対して可溶化基を選択する際に種々のファクターが考慮されるべきであることが了解されるであろう。 他が同じであれば、高分子量の可溶化基ほど溶解性は高くなる。 逆に、低分子量の可溶化基は、溶媒と可溶化基との性質の合致がより重要なものとなり可溶化性を助けるために該ポリマーにその他の有利な固有な作用があることが必要になることもある。 「剛直性モノマー単位」という用語は、剛直性ポリマー主鎖の基本的な、有機の、構造単位で、隣接するモノマー単位と連結する共有結合が剛直性モノマー単位内の構造が変化しても平行なものを意味する。 剛直性モノマー単位の例としては、フェニレン基、芳香族基、および/あるいは複素環基が含まれ、有機基である側鎖がこれらに結合していてもよい。 典型的なものは、二つの共有結合だけで各々のモノマー単位をポリマー鎖に結合する。 これらの結合は平行なものでも、1,4−ナフチル単位のように互いに線状なものでもよい。 これらは、1,5−ナフチル単位のように、 「モノマー単位」という用語は、本発明では常に「剛直性モノマー単位」を意味する。 フレキシブルなあるいは非剛直性モノマー単位を論じる場合には、「非剛直性モノマー単位」と記す。 殆どの非剛性モノマー単位では、例えば1,3−フェニレン基や4,4′−ジフェニルエーテル基は、ポリマー鎖に平行な結合をするような構造をとれない。 しかしながら、KEVLAR(DuPont商標)(1,4 或るポリマーをモノマー単位に概念的に分けるのに二つ以上の方法があることがある。 そのポリマーをつくるモノマーにできるだけ近いようにモノマー単位を選ぶのが普通である。 本発明の目的のためには、二つの単独の結合により隣接する繰り返しセグメントを連結するモノマー単位をモノマー単位として選択することが(可能な場合は)最も便利である。 例えば、キノリン単位は、ポリキノリン合成に用いられる二つのモノマーのいずれでもないけれども、モノマー単位が二つの単独の結合の端末になるようにモノマー単位の部分として選択される。 本発明の目的のためには、「モノマー」という用語はポリマーの直前の化学的先駆体を意味する。 本明細書に記載する重合反応の殆どが縮合重合であるので、モノマーは対応するモノマー単位に対して一つ以上の官能基を失うのが典型的である。 例えば、ジクロロベンゼン(C 6 モノマーは、それ自体ポリマーである側鎖を有してもよい。 本発明の目的のためには、このようなモノマーは側基の任意の他のモノマーとして記述することがある。 本発明で提供される剛直性ポリマーの溶解性は、ポリマー単位の少なくともいくつかにした可溶化有機基を結合することにより与えられる。 有機置換基(有機側基)、ポリマー主鎖、ポリマー構造、溶媒系、およびその他の環境要因(例、温度、圧力)のどのような組合せが、可溶性を与えることになるかを先験的に決めることは、多くの複雑な相互作用があるため困難であることを、当業者は理解できるであろう。 事実、前述のように、他の研究者達は、有機側基が剛直性オリゴマーおよびポリマーの溶解性を実質的に増すことはできないことを見出しているのである。 しかしながら、本発明者らは、可溶性剛直性ポリマー系の合理的な設計の一般的戦略を見出したのである。 例えば、剛直性ポリマーが極性溶媒中で合成されるのであれば、ポリマーの可溶化有機側基および出発原料として用いる物質は極性溶媒に可溶性のものである。 同様に、剛直性ポリマーが非極性溶媒中で合成されるのであれば、ポリマーの可溶化有機側基および出発原料として用いる物質は、非極性溶媒に可溶性のものである。 誘電率や双極子モーメントのような性質を比較することにより、溶媒と有機側基との相溶性を評価することができる。 相容性を評価するのに用いることができる非重合質に関する種々のタイプの半径験的なパラメーターの組がある(Hildebrand's solubility parameters−JH 主鎖それ自体の性質による種々の要因も、ポリマーの固有の溶解性に影響を及ぼす。 塩基性の官能基をモノマー単位中に含有するポリマー、例えばポリキノリンは、 本発明において提供される剛直性ポリマー(ホモポリマーおよびコポリマー)は、剛直性主鎖中の各100モノマー単位毎に可溶化有機基で置換されたモノマー単位を少なくとも1個を有する。 該モノマー単位に置換、結合する可溶化有機基は、一つ以上の有機溶媒系に可溶性を示すものである。 分子量が約300より小さい相対的に小さな有機基が適当な溶解性を付与することができるためには、上述のようにその他の好ましい主鎖の作用が必要となるかも知れない。 例えば、ポリパラフェニレン型ポリマーでは、主鎖中の200モノマー単位毎に2,2′−ジ置換ビフェニレンフラグメントが少なくとも1個必要である。 本発明の態様において、剛直性ポリマーがホモポリマーである場合には各モノマー単位毎に同じ有機基あるいは側基が存在する。 側鎖は、特に重合溶媒系において溶解性を高めるように選択される。 例えば、N,N−ジメチルアミド基のような極性基は、極性溶媒への溶解性を高める。 エーテル、アリール、およびアルキル基のようなより極性が低い側基は、より極性が低い溶媒に用いる。 本発明のモノマー単位の多くについて、普遍的に認識されている命名法は見られない。 例えば、1,4−フェニレン(式IA参照)はベンゼン−1,4−ジデヒドロと名付けられ、1,10−アントラセニル(式XV A参照)は1,10− 発明の詳細な説明 本発明は剛直性ポリマーは、平行共有結合で結合されている事実上任意の有機モノマーから製造することができる。 本発明の可溶性剛直性ポリマーは以下のモノマー単位の一つ以上から成る剛直性主鎖から成るものが好ましい。 即ち、パラフェニル、パラビフェニル、パラターフェニル、2,6−キノリン、2,6−キナゾリン、パラフェニレン−2−ベンゾビスチアゾール、パラフェニレン− 本発明の剛直性ポリマーは、モノマー単位間の共有結合が平行な線状ポリマーである。 剛直性ポリマーは、少なくとも95%の平行な共有結合を有し、好ましくは少なくとも99%の平行な共有結合を有する。 即ち、高いアスペクト比を有する。 モノマー単位は、必ずしも直鎖でなくてもよい。 或る種のポリマーでは、モノマー単位の大部分は直鎖である(下記の鎖A参照)。 他の或る種のポリマーでは、モノマー単位は梯子状(下記の鎖B参照)
本発明の剛直性ポリマーは、剛直性主鎖中の各100モノマー単位に対して可溶化有機基で置換されたモノマー単位を少なくとも1個有する。 好ましくは、各100モノマー単位に対して可溶化有機基で置換されたモノマー単位を1個以上有する。 モノマー単位に置換し結合する可溶化有機基は、一つ以上の有機溶媒系に可溶性の有機分子である。 用いることができる可溶化有機基には、アルキル基、アリール基、アルカリール基、アラールキル基、アルキルあるいはアリールアミド基、アルコキシ基、ポリアルケンオキシ基、ポリフェニレンオキシド基、ポリフェニレンスルフィド基、ポリスチレン基、ポリ塩化ビニル基、ポリアルキルメタクリレート基、ポリアクリロニトリル基、ポリアルキルビニルエーテル基、 本発明の一つの態様において、剛直性ポリマーは、以下に示す式IA,II A,III A,IV A,VA,VI A,VII A,VIII 1 ,R 2 ,R 3 、およびR 4は、同じものでも異なるものでもよく、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アラールキル、アルキルあるいはアリールアミド、アルコキシ、ポリアルケンオキシ、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアルキルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリアルキルビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルコキシ、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、およびポリ(フェノキシフェニルケトン)であり、R 1 ,R 2 ,R 3 、およびR 4の少なくとも一つは水素以外のものであり、R 1 ,R 2 ,R 3 、およびR 4
5およびR 6は、同じものでも異なるものでもよく、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アラールキル、アルキルあるいはアリールアミド、
5およびR 6の少なくとも一つは水素以外のものであり、R 5およびR 6の少なくとも一つの分子量は少なくとも300である。 上式において、R8 ,R 9 ,R 10およびR 11は、同じものでも異なるものでもよく、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アラールキル、アルキルあるいはアリールアミド、アルコキシ、ポリアルケンオキシ、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン、ボリ塩化ビニル、ポリアルキルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリアルキルビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルコキシ、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、およびポリ(フェノキシフェニルケトン)であり、R 8 ,R 9 ,R 10およびR 11の分子量は各々300より大きくなく、XはNH,O、あるいはSである。 上式において、R12およびR 13は、同じものでも異なるものでもよく、水素、アルキル、アリール、アルカリール、アラールキル、アルキルあるいはアリールアミド、
12およびR 13の分子量は各々300より大きくない。 アルキル基は、一つ以上の炭素原子を有することができ、直鎖アルキルでも分岐鎖アルキルでも、あるいはポリシクロアルキルでもよく、例えば、C 22アルキル(すなわち、少なくとも炭素原子数22のアルキル)、C 72アルキル、C 100アルキル、C 163アルキル等でよい。 アリール有機基は、モノアリールあるいはポリアリールでよく、例えば、フェニル、ナフチル、アントラシル、ポリフェニレン、およびポリアントラセニレンでよい。 アルカリールは、一つ以上のアルキル基で置換された芳香族基であり、好ましくはアルキル基で置換されたポリアリールが好ましく、例えば、ポリ(メチル)フェニレン、 ポリアルキレンオキシ有機基は、エチレンオキシド、 ポリアルキルメタクリレート有機基は、メチルメタクリレートのようなアルキルメタクリレートのポリマーである。 これらのポリマーの分子量は、約200から数百万である。 ポリアクリロニトリル有機基は、二つ以上のアクリロニトリルモノマーのポリマーである。 これらのポリマーの分子量は、約100から数百万である。 ポリビニルアルコール有機基は、一つ以上のビニルアルコールモノマーを有するポリマーである。 このポリマーの分子量は約100から数百万である。 ポリビニルアセテート有機基は、一つ以上のビニルアセテートモノマーから生成するポリマーで、分子量は約150から数百万である。 ペルフルオロアルキル有機基は、アルキル有機基(上述の) ポリ(フェノキシフェニルケトン)有機基は、剛直性主鎖のモノマー単位にカルボニル基あるいはエーテル結合で連結している。 本発明の態様のうち、分子量が約300より大きい可溶化有機基を含む場合、すなわち、自己強化性分子コンポジットとして作用できる剛直性ポリマーでは、ポリマーの可溶化有機基R 1ないしR 6は、ポリマー全体(主鎖および有機基)の約30%ないし約95%であり、好ましくは約 式IA,II A,III A,VI A,VII A,VIII A,IX A,XA,XI 式VI A,VII A,VIII A,IX A,XA,XI A,XII A,XIII A,X フェニルモノマー、ビフェニルモノマー、ターフェニルモノマー、2,6−ナフチルモノマー、2,6−アントラセニルモノマー、9,10−アントラセニルモノマー、1,4− ベンゾビスチアゾールモノマー単位を含有するコポリマーは、2,5−ジアミノ−1,4−ベンゼンジチアゾールと、式IC,II C,III C,VI C,VII C,VIII C,XIV C,XV C, ベンゾビスオキサゾールモノマー単位を含有するコポリマーは、2,5−ジアミノ−1,4−ジヒドロキシベンゼンと、式IC,II C,III C,VI C,VII C,VIII C,XII C,XIII ベンゾビスイミダゾールモノマー単位を含有するコポリマーは、1,2,4,5−テトラアミノベンゼンと、式IC,I ベンゾビスチアゾール、ベンゾビスオキサゾール、あるいは、ベンゾビスイミダゾールモノマー単位(各々X 置換キノリンモノマーは、1−アセチル−4−ニトロベンゼンを、フェニルアセトニトリル、フェノキシフェニルアセトニトリル、ポリフェニレンオキサイドアセトニトリル(末端がアセトニトリルのポリフェニレンオキサイド)のような有機シアン化物で処理して対応するイソオキサゾールとし、これを対応する2−オルガノカルボニル−4−アセチル−アニリンに還元し、これを重合して対応するポリ−2,6−(4−オルガノキノリン)とする。 ポリキノリンは、また、4,4′−ジアミノ−3,3′ 本発明の剛直性ポリマーは、周知の化学重合および付加反応により、あるいは、本明細書に記載する新規なプロセスにより製造される。 本発明の剛直性ポリマーのこのような製造プロセスでは、剛直性ポリマーおよび出発原料モノマーが共に可溶性の溶媒系における重合付加反応を用いる。 もちろん、このモノマーおよびポリマーがすべての条件下で完全に可溶性であるわけではない。 その溶媒−ポリマー対により、また温度のようなその他の要因により、ポリマーは或る重量分率までしか可溶でないことが多い。 モノマーが溶媒に完全に可溶であることが、化学反応の進行にかならずしも必要でないことは明らかである。 当業者には周知のように、或る化学的混合物に限定的にしか溶解しない化合物が、溶解したモノマーと溶解してないモノマーとの平衡により完全に反応して製品となる。 すなわち、溶解したモノマーが反応により連続的に消費されるに従って、溶解していないモノマーが徐々に溶解する。 ここで論じたように、モノマーを少なくとも約0.5%、ポリマーを少なくとも約0.5%含有する溶液をつくることができる場合には、そのモノマーとポリマーはその溶媒系い「可溶性」であると考えられる。 モノマーおよびポリマーの溶媒への溶解性を確かなものとするには、結合する有機基の性質が所望の溶媒に適合するものでなくてはならない。 したがって、剛直性ポリマーが極性溶媒中で合成されるのであれば、ポリマーに結合する可溶化有機側基および出発原料モノマーは極性溶媒に可溶な基でなくてはならない。 同様に、剛直性ポリマーが非極性溶媒中で合成するのであれば、ポリマーに結合する可溶化有機側基および出発原料モノマーは非極性溶媒に可溶な基でなくてはならない。 本発明者らは、可溶化有機側基の誘電率および双極子モーメントが溶媒の誘電率および双極子モーメントに適合させることが、可溶性を達成するのに非常に重要であることを見出した。 例えば、NMPのような極性非プロトン性溶媒(pol 驚くべきことに、ポリフェニレンタイプの剛直性ポリマー、即ち、タイプIA,II A,III A,VIII ,IX A,XII A, モノマー単位IX AあるいはIX B、あるいはポリ(5,8 グリニャール試薬から未置換あるいはアルキル置換ポリフェニレンを製造する方法が、T.Yamoto et al,Bull. パラジハロアレンモノマーのカップリングはニッケルあるいはパラジウム触媒で還元剤として亜鉛を用いて行なうのが好ましい。 本発明者らは、このような重合により、高分子量の可溶性剛直性ポリパラフェニレンが事実上定量的な収率で与えられることを見出した。 このアプローチは明らかな長所を有している。 なぜならば、N,N 従って、無水極性中性溶媒中で、可溶化性有機基で置換されたパラジハロベンゼンモノマー単位の還元カップリングにより高分子量のポリパラフェニレンを製造するのに、無水のニッケル化合物、トリアリールホスフィンリガンド、無機塩プロモーターの或る混合物が有効であることを本発明者らが発見したことは、予期できないことであった。 水あるいはその他の中性不純物が除去された高純度の(好ましくは約99%以上の純度の)パラジハロベンゼンモノマーを用いることが強く薦められる。 例えば、無水の塩化ニッケル1当量、沃化ナトリウム3当量、トリフェニルホスフィン7当量、および金属亜鉛50 ポリフェニレンをつくるためのアリール基カップリングは、YHKim et al,Polymer Preptints,1988,29,31 ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾールの製法は、JFWolfeおよびFEArnold,Macromolecules,14,90 ポリ−p−フェニレンベンゾビスチアゾールの製法は、JFWolfeおよびBHLoo,Macromolecules,14,915 ポリイミド型剛直性コポリマー(式IV AおよびIV Bのモノマー単位からつくられる)は、酸無水物を、アミンあるいはイソシアネートと、好ましくはジ酸無水物モノマーをジアミンあるいはジイソシアネートモノマーと縮合させることにより製造することができる。 例えば、ポリフェニレンメリトイミドは2,3,5、及び/又は6位置で置換されたパラフェニレンジアミンから製造することができる。 線状剛直性ポリマーは、無水ピロメリト酸(PMDA)をアリールジアミン即ちp−ジアミノベンゼンと縮合させてつくることができる。 例えば、PMDAは2,6 式IV AおよびIV Bのモノマー単位についてポリイミド型剛直性コポリマーを説明したが、該コポリマーはピロメリトイミドモノマー単位とその他のアリールモノマー単位とを有することができ、アリールモノマー単位は4, 高分子量ポリイミド(式IV AおよびIV Bのモノマー単位は有する剛直性ポリマー)は、縮合反応を二段階で行なうことにより得られる。 第一段階は、初期反応により高分子量でポリアミドカルボン酸が得られる。 第二段階では、高温で、溶媒中であるいは溶媒無しで、反応を行い脱水環化してポリイミドを得る。 ポリイソイミドのようなフレキシブルポリマーは、剛直性ポリマーより遙かに可溶性であり、したがってポリイソイミドプレポリマーは、剛直性ポリマーに対しては良い溶媒でないが縮合反応には適している溶媒系でつくることができる。 プレポリマーができた後、プレポリマーを分離し、ポリイミドが可溶な第二の溶媒系に再溶解する。 このポリアミドカルボン酸を充分にイミド化したポリマーに転化すると線状のキンクが無い剛直性ポリマーが得られる。 ポリアミドカルボン酸中間体の環化を促進するために脱水剤を用いてもよい。 脂肪酸無水物、ケトン、および三塩化燐のような殆どの化学品脱水剤により環化ポリイミドが生成する。 無水三弗化酢酸およびN,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミドを含む或る試薬により、ポリアミドカルボン酸は対応するイソイミドポリマーへの転化が促進され、イソイミドポリマーは通常、熱により環状ポリイミドに転化する。 側鎖結合基(即ち、有機基)により成長しつつあるポリマーの溶解性が大になることにより、 剛直性ポリマーの製造は陽極重合によることが好ましく、モノマーは次の有機側鎖があってはならない:ポリアルキルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、およびポリイミド。 剛直性ポリマーがグリニャール条件でつくられる場合には、次のタイプの有機基はグリニャール試薬と反応して望ましくない副反応をおこすことがある:アルコキシ、アリールオキシ、ポリアルケンオキシ、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ペルフルオロアルコキシ、および、フェノキシフェニルペルフルオロイソプロピリデン。 剛直性ポリマーがグリニャール条件でつくられる場合には、次の有機側基はグリニャール条件で相容性がなく含有されないことが好ましい:ポリアルキルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、およびポリ塩化ビニル。 前述のプロセスで、このような側鎖を持つ剛直性ポリマーができる。 ニッケル触媒プロセスが用いられる場合には、モノマーの側鎖はポリビニルアルコールのような酸性プロトンが無いことが好ましい。 ポリビニルアルコール側鎖は、対応するポリビニルアセテート側鎖から加水分解によりできる。 種々の重合あるいは縮合反応での溶媒の選択は、反応のタイプおよびモノマーに結合する可溶化性有機基のタイプにもよる。 遷移金属触媒でグリニャール試薬を用いるアリールモノマーの縮合では、選択される溶媒は、エーテルであり、最も良い可溶化性側鎖はポリエチレンオキシドおよび長鎖アルキルのようなポリエーテルである。 アセトニトリルタイプの溶媒中でアニオン重合が行なわれ、ポリフェニレンおよびポリスチレンのような芳香族側鎖が好ましい側鎖である。 陰極重合は、ジメチルホルムアミドおよびN−メチルピロリドン中で行なわれる。 このような溶媒系では、ポリアクリレートおよびポリビニルアルコールのような、より極性の側鎖が有利であろう。 モノマー単位は既知であり、あるいは既知の出発原料から慣用の化学反応により製造できる。 例えば、2位置でアルコキシ基で置換されたパラジハロベンゼンモノマーは、対応する2,5−ジハロフェノールから、水酸化ナトリウムおよびベンジルトリエチルアンモニウムクロライドの存在下で該フェノールを対応する1−ハロアルキル(1−ブロモヘキサデカンのような)と反応させてつくることができる。 二置換された中間のフェニル基を有するアリールあるいはアリールオキシド基のパラ−ジブロモ−ターフェニルモノマー類は、対応するジフェニル、フェノキシフェニル、あるいはポリフェノキシフェニルジケトンから調製することができる。 例えば、ジフェニルエーテルで塩化オキザリルを二重フリーデル−クラフトアシル化を行なうと4,4′−ジフェノキシベンジルが生成する。 このジケトンを1,3−ジ(パラ−ブロモフェニル)−2−プロパノンで処理すると、2,5−ジ(パラ−ブロモフェニル)−3,4−ジフェノキシフェニルテトラシクロンができる。 最後に、テトラシクロンをノルボナジエンで処理して、4,4″−ジブロモ−2′,3′−ジ(パラ−フェノキシフェニル)パラ−ターフェニルとなる。あるいは、 フェニレンオキシド−可溶化有機オリゴマーで置換した置換パラ−ジハロベンゼンは、対応する置換パラ−ニトロアニリンを還元してジアミンとすることにより調製することができる。 置換基は、アルコキシド、フェノキシド等でよい。 パラジアミンのジアゾ化の後、臭素化(臭化銅:サンドマイヤー反応)して、対応する置換パラジブロモベンゼンとなる。 置換ポリフェニレンを得る上述のニッケル触媒重合に、対応するグリニャール試薬を用いることができる。 あるいは、アルコキシ−およびフェノキシ−置換ジハロベンゼンは、ブロモテレフタル酸あるいは対応するジブロモ化を、アルコキシド−或はフェノキシド−置換テレフタル酸で処理して調製することができる。 酸化水銀、臭素および可視光線を用いる改良型ハンスディッカー反応によるハロジカルボキシル化反応によって、対応する置換ジブロモベンゼンが得られる。 過去においては、これらの銅触媒エーテル生成反応は、かなり強烈な条件下で行なわれた。 しかしながら、ウルマンエーテル縮合についてのいくつかの変性により、多くの官能基が許容できるようになり求電子基体に活性化(電子を引き抜く)基を必要としなくなり比較的緩やかな反応条件で行なわれる。 ポリアルキレンオキシドおよびポリフェニレンオキシドは、ジアゾニウムルートにより、フェニル基等を含むアリール基に付加することができる。 例えばベンゼンモノマーを、パラジクロロベンゼンから調製することができる。 即ち、まずニトロ化し、対応する2−ニトロ−1, 置換アリールパラジアミンは、種々のルートで得られる。 例えば、アルコキシ−、ポリアルカレンオキシ−、 2−ヒドロキシテレフタル酸を4−フルオロ−4′− 塩基の存在下で2−ニトロ−テレフタル酸ジエチルエステルをモノ−ヒドロキシ−末端ポリフェニレンオキシドとジメチルスルホキシド中で処理し続いてエステル基を加水分解することにより、2−ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキシド)テレフタル酸を得ることにより、 パラジブロモベンゼンの2−アセチル誘導体のようなジブロモアリール出発原料を用いて、オリゴイソプロペニル基をアリール基に結合することができる。 該アセチル誘導体を次に、イソプレンとt−ブチルリチウムとからつくられるオリゴイソプロペニルリチウムで処理する。 ジニトロアリール誘導体をつくり、ブチル置換ジニトロアリール基に転化し、ブチル基をカルボキシル基に酸化し、その対応する酸塩化物を生成することにより、アリール基にポリ−ε−カプロラクタム可溶化性基を結合することができる。 該酸塩化物をポリ−ε−カプロラクタム(ε−カプロラクタムからつくられる直鎖)で処理して、所望のポリ−ε−カプロラクタム置換ジニトロアリール化合物が得られる。 生成するモノマーは還元され、対応するジアミノモノマーが得られ、これは剛直性ポリマーをつくるのに用いられる。 ポリフェニレンスルフィド基、ポリビニル基、ポリアルキルメタクリレート基、ポリアクリロニトリル基、ポリビニルアルコール基、およびポリビニルアセテート基のようなその他の可溶化性有機基は、本明細書に記載のモノマー単位にアニオン重合法のような慣用の化学的方法で結合することができる('Anionic Polymerizatio ポリ−(2,5−アニリン):30mlのテトラヒドロフラン中に0.61g(0.025mole)を含有する溶液に、アルゴン下で、2,5−ジブロモアニリンのテトラメチルジシルエチレン付加物9.83g(0.025mole)を加える。 混合物を室温で1時間撹拌後、NiCl 2 bpy(2,2′−ビビピリジン)0.0 実施例 II 2,5−ジクロロフェニルジメチルオクチルシリルエーテル 30mlのN,N−ジメチルホルムアミド中に2,5−ジクロロフェノール3.75g(0.023mole)を含む溶液中に、イミダゾール5.58g(0.082mole)およびクロロジメチルオクチルシラン16.6ml(0.070mole)を、アルゴン下で加える。 室温で2時間撹拌後、混合物を飽和塩化ナトリウム水溶液で希釈し、エーテルで抽出する。 一緒になった有機抽出液を乾燥し凝縮する。 生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製する。 ポリ(2,5−フェノール):30mlの乾燥テトラヒドロフラン中に活性金属マグネシウム0.61g(0.025mole)を含有する溶液に、2,5−ジクロロフェニル(ジメチルオクチル)シリルエーテル8.33g(0.025mole)をアルゴン下で加える。 室温で1時間撹拌後、NiCl 2 bpy0.050g(0.0001 実施例 III 1,4−ジブロモ−2−(オリゴ−α−メチルスチレン) 実施例 IV 1,4−ジブロモ−2−(オリゴイソブチルビニルエーテル)−ベンゼン(擬リビングカチオン重合) 3.4gの銀ヘキサフルオロアンチモネート(AgSbF 6 ) 2,5−ジブロモベンジルブロミド: 還流コンデンサー、およびシールされた機械的撹拌機付きの100ml三つ口フラスコ(フラスコの底近くに達するステム付き分離ろ斗を備えた)に、33g(0.1mole)の 実施例 V 1,4−ジブロモ−2−(オリゴ−α−メチルスチレン) 実施例 VI 実施例Vと同様にして、1,4−ジブロモ−2−オリゴイソブチルビニルエーテルと1,4−ジブロモベンゼンとの共重合を行なう。 実施例 VII 2−[オリゴ−(フェノキシフェニルケトン)]−テレフタル酸:モノマー10 側鎖合成:600mlのジメチルスルホキシド中の、フェノール9.5g(0.1mole)、4−フルオロ−4′−ドロキシベンゾフェノン173g(0.8mole)、炭酸カリ55g(0.4mole, モノマー合成:200mlのジメチルスルホキシドを用いて、 実施例 VIII 2−[オリゴ−(2,6−ジメチルフェノキシ)]−テレフタル酸:モノマー11 側鎖合成:200mlのニトロベンゼン中の、ピリジン70mlおよび塩化銅(I)1g溶液を、100ml/分で酸素をバブルさせる。 次に、2,6−ジメチルフェノール15g(0.12mole) モノマー合成:700mlのジメチルスルホキシド中の、ポリジメチルフェニレンオキシド192g(約0.1mole)溶液を、ニトロテレフタル酸ジエチルエステル21g(0.1mol 実施例 IX モノマー10、テレフタル酸、および、2,5−ジアミノ− 実施例 X モノマー10、テレフタル酸、および、2,5−ジアミノ− 実施例 XI モノマー11、テレフタル酸、および、2,5−ジアミノ− 実施例 XII モノマー11、テレフタル酸、および、2,5−ジアミノ− 実施例 XIII ポリ−p−フェニレン−コ−2−オリゴイソプロペニル−1,4−フェニレン2′−アセチル−4,4″−ジブロモターフェニル:ニトロベンゼン200ml中の4,4″−ジブロモターフェニル3.8g(0.01mole)に、塩化アセチル0.86g セミテレケリックポリイソプレン;4,4″−ジブロモ− ポリ−p−フェニレン−コ−2−オリゴイソプロペニル−1,4−フェニレン: 希HClについで水で洗浄し、乾燥し、沃素の存在下で一晩撹拌することにより活性化したマグネシゥム粉末0. 実施例 XIV 4,4″−ジニトロ−p−ターフェニル,1:p−ターフェニル(200g,0.87mole)を2リットル無水酢酸中で0℃で撹拌し、発煙硝酸(d1.5,90ml)を30分間で滴下する。 4,4″−ジニトロ−2′−ブチル−p−ターフェニル,2: 4,4″−ジニトロ−p−ターフェニル−2′−カルボン酸,3:混合物2(113g,0.3mole)、過マンガン酸カリ(9 4,4″−ジニトロ−p−ターフェニル−2′−アシルクロリド,4: 混合物3(73g,0.2mole)および塩化チオニル(400m ポリ−ε−カプロラクタム 5:ガス入口および出口チューブを備えた大きな試験管に、ε−カプロラクタム(50 4,4″−ジニトロ−p−ターフェニル−2′−(ポリ− 4,4″−ジアミノ−p−ターフェニル−2′−(ポリ− エタノール溶液から低温で結晶化することにより、4, ポリイミド,8:窒素パージした撹拌機付きフラスコに、乾燥ジメチルアセトアミド500ml中の7(54g、約10 実施例 XV ポリ−p−(N,N−ジメチルアミドフェニレン) 100ml丸底フラスコに、乾燥塩化ニッケル(60mg,0.46 ポリ−p−(N,N−ジメチルアミドフェニレン)の繰返し単位は である。 実施例 XVI ポリ−p−(N,N−ジメチルアミドフェニレン) 25mlフラスコに、無水塩化ニッケル(II)(60mg、0. 実施例 XVII ポリ−パラ−ベンゾイルモルホリン 25mlフラスコに、無水塩化ニッケル(II)(50mg,0.3 ポリ−パラ−ベンゾイルモルホリンの繰返し単位は である。 実施例 XVIII ポリ−パラ−ベンゾイルピペリジン 25mlフラスコに、無水塩化ニッケル(II)(60mg,0.4 ポリ−パラ−ベンゾイルピペリジインの繰返し単位は である。 実施例 XIX ポリ−パラ−ビ(2,2′−ベンゾイルモルホリン) 25mlフラスコに、無水塩化ニッケル(II)(50mg,0.3 ポリ−パラ−ビ(2,2′−ベンゾイルモルホリン)の繰返し単位は である。 実施例 XX ポリ−2−(オリゴ−α−メチルスチレン)−1,4−フェニレン パラ−ブロモ−(オリゴ−α−メチルスチレン)−ベンゼン硼酸モノマーをつくるために、ヘキサン中のn− パラ−ブロモ−(オリゴ−α−メチルスチレン)−ベンゼン硼酸(15.8g,5.8mmole)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(65mg,0.056mmole)、ベンゼン(100ml)、および、炭酸ナトリウム(2M25ml) 実施例 XXI ポリ−2−(オリゴイソブチルビニルエーテル)−1,4 実施例 XXII ポリ−パラ−ベンゼンスルフォニルモルホリン 25mlフラスコに、無水塩化ニッケル(II)(60mg,0.4 ポリ−パラ−ベンゼンスルホニルモルホリンの繰返し単位は である。 実施例 XXIII ポリ−パラ−ベンゼンスルホニルピペリジン 25mlフラスコに、無水塩化ニッケル(II)(60mg,0.4 ポリ−パラ−ベンゼンスルホニルピペリジンの繰返し単位は である。 実施例 XXIV 4,4′−ジブロモビ−(2,2′−ベンゾイルモルホリン) 上述のものは、剛直性ポリマーを製造する方法の態様の例示であり、この方法により製造される剛直性ポリマーを説明のために示したものである。 当業者には明らかな態様があるため、上述の具体例により本発明は限定されるものではない。 本発明の範囲は、請求の範囲に記載の通りである。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギャグニ,ロバート レイモンド アメリカ合衆国,91107 カリフォルニ ア州,パサデナ,ラス ルナス ストリ ート 2047 (72)発明者 トリマー,マーク スティーブン アメリカ合衆国,91101 カリフォルニ ア州,パサデナ,イースト コルドバ ストリート 330,アパートメント 328 (56)参考文献 特開 昭63−110214(JP,A) 特開 昭61−175035(JP,A) 特開 昭58−32629(JP,A) 特開 昭57−159818(JP,A) 特開 昭56−40615(JP,A) 特許3009691(JP,B2) 米国特許4628125(US,A) 米国特許4229566(US,A) 国際公開87/4180(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) C08G 61/00 - 61/12 C08L 65/00 - 65/04 |