Brevet FR2006202A1 — publié le 19691219

l'invention se rapporte à des copolyamides aromatiques linéaires à poids moléculaire élevé qui contiennent des unités dipliényl-éther. Les polyamides complètement aromatiques ont de bonnes 5 propriétés mécaniques et une résistance à la chaleur relativement élevée. Elles sont toutefois difficiles à travailler. les points de fusion sont fréquemment voisins ou supérieurs au point de décomposition, ce qui fait qu'on ne peut pas les travailler à l'état thermoplastique. Quelques-uns seulement de ces produite 10 sont solubles dans les solvants polaires et, même alors, la dissolution ne peut fréquemment être réalisée qu'après l'addition de sels minéraux comme le chlorure de litMia* Quand on produit des films à partir de ces solutions contenant des seles il est difficile d'éliminer complètement les sels du film. 15 Un objet de la présente invention est d'apporter des copolyamides aromatiques linéaires à poids moléculaire élevé qui sont solubles dans les solvants organiques polaires, comme par exemple dans des amides alcoyl-substituées et des lactames telles que la diméthylformamide, la diméthylacétamides la N-20 méthylpyrrolidone et l'hexaméthylphosp&otriarnide. Un autre objet de la présente invention est d'apporter des copolyamides aromatiques linéaires à poids moléculaire élevé qui se prêtent à un travail aisé. Ces objets sont réalisés par une copolysside aromati-25 que linéaire à poids moléculaire élevé comprenant, les unités structurales récurrentes : 30 35 et *2 *3 I II dans lesquelles Eg et représentent de l'hydrogène, des radicaux alcoyle ou aryle ou des atomes d'halogène et représente un radical de formule : - K 4 9 11350 2006202 5 dans laquelle est de l'hydrogène, un radical alcoyle ou aryle ou un atome d'halogène, OH- ou -^"~V o ^ ch3 les copolyamides ayant une viscosité relative en solution (mesurée sur une solution de 0,5 g du polymère dans 100 cm3 de lI«»méthylpyrrolidone à 20°0 au viscosimètre ÏÏbbelohde) supérieure à ls18.. * , 10 Un autre objet de la présente invention est aussi d'apporter un. procédé de préparation d® copolyamides aromatiques linéaires à poids moléeislsir® élevé "qui consiste à poly-conàsïïser a) un ester d'acide a^in.ophénoxybenzoïque de formule 15 générale s x /)— 000S-, * 19e. vt -o- i' \> -x E2 % 20 dans laquelle E^ représente un radical alcoyle ou aryle et Eg et E^ représentent de l'hydrogène, des radicaux alcoyle ou aryle ou un atome d'halogène, et b) des quantités équimolaires de l) uns diamine aromatique de formule*générale i 25 HgS-Eç-Jffig dans laquelle représente un radical de formule générale : R4 30 dans laquelle E^ est de l'hydrogène, un radical alcoyle ou aryle ou un atome d'halogène, ou 35 et de 2) un ester d'acide dicarboxylique choisi dans le groupe consistant en un ester d'acide téréphtalique, un" ester d*acide isophtalique et un 69 11350 006202 mélange d'un ester téréphtalique et d'un ester isophtalique, cette polycondensation étant effectuée à des températures entre 150 et 350°G. Si on le désire ce procédé peut être effectué en pré-5 sence d'un catalyseur basique et si on le désire dans un solvant. La condensation s'effectue très rapidement si l'on utilise les esters phényliques appropriés. La réaction est catalysée par les composés alcalins comme les oxydes de métaux 10 alcalins et les hydroxydes de métaux alcalins, mais là catalyse avec des composés organiques faiblement basiques comme les dérivés d'imidazol et de pyridine est également possible. La préparation des polyamides conformément à l'invention peut aussi se réaliser par une co-polycondensation d\i 15 chlorhydrate d'un chlorure d'acide aminophénoxybenzoïque avec du chlorure d'acide iso- ou téréphtalique et de phénylène diamines en présence d'accepteurs d'acide. La polycondensation peut être effectuée en solution ou en masse fondue. Pour la polycondensation en solution on 20 préfère des solvants polaires à point d'ébullition élevé comme les amides aleoylées d'acides, par exemple la diméthylacétamide et l'hexaméthylphosphotriamide . Si le procédé est effectué sans solvants, il est avantageux d'effectuer une condensation préliminaire en-dessous 25 du point d'ébullition du phénol qui est formé, pour éviter une perte de matières premières. La condensation est alors poursuivie à des températures plus élevées (240 à 30Q°C) et le phénol qui est formé est chassé directement par distillation. Cette phase de condensation est avantageusement effectuée sous 30 vide (0,05 à 10 mm Hg). Si la masse de réaction se solidifie avant avoir atteint le poids moléculaire requis, la polycondensation peut être accélérée en brisant mécaniquement la matière de réaction avant poursuite de la condensation. 35 En outre, un polycondensat à poids moléculaire infé rieur, obtenu dans le premier stade en masse fondue, dans lequel au moins 80$ et de préférence au moins 9de la quantité théorique du phénol formé est chassée par distillation, peut 69 11350 2006202 4 par la suite être dissous dans les aolv&ata précités et la condensation peut alors être poursuivis --n solution. L'avantage de ce procédé en deux stades comparatj.ve-cent à une simple condensation en solution est la basse tersur en phénol présenta 5 dans la solution. Ci-après sont donnés des exemples d'esters d'acide aminophénoxybenzoïque appropriés à utiliser dans le procédé conforme à l'invention et qui répondent à la forisule générale 10 C00Bi' R2 dans laquelle R^, R2 et oirfc ^es significations données pré-. cédemment î. 15 4^-aaino-4-phénoxybenzoate de phényle, 3®-amino-4-phénoxybenzo-ate de phényle, 2'-amino~4-phéno3yî)eJico^e de phényle, 4' -amino-3-phénoxybenzoate de phényle et 4 '-aaaiïiO-2-phénoxybenzoats de phényle. On préfère utiliser le 4'-amino-4-phénoxybenzoate de 20 phényle. Les phénylène diamines, qui peuvent être substituées par des groupes alcoyle ou aryle ou par des atomes d'halogène, de formule générale : H2u-R5-m2 25 dans laquelle R^ a la signification donnée plus haut, se prêtent à l'emploi dans la réaction. Ci-après sont des exemples de diamines convenables : m-phénylène diamine, 2,4-diaminotoluène, l-chloro-2, 4-diam.ino-benzène, l-chloro-3,5-diaminobenzène ou également les o- et p- 30 phénylène diamines comme 1'o-phénylène diamine, 4-chloro-o-pliénylène diamine, 4-méthyl-o-phénylène diamine, p-phénylène diamine, 2-chloro-p-phénylène diamine st 2-méthyl-p-phényiène diamine, ainsi que les diamines aromatiques dinucléaires comme le 4,4'-diaminodiphényl-éther, le 4,4'-diaminodiphényle ou le 35 4,4'-diaminodiphénylpropane-(2,2). Les m-phénylène diamines sont préférées. Les esters d'acides dicarboxyliques utilisés dans le procédé conforme à l'invention sont les esters d'acide isophtalique et l'acide téréphtalique. On préféré l'ester diphénylique d'acide isophtalique. ^COPY " 69 11350 2006202 Le rapport molaire entre ester d'acide aminophénoxybenzoïque et diamine + acide dicarboxylique peut varier dans de larges limites mais se situe de préférence dans l'intervalle de 5 10 moles d'ester d'acide aminophénoxybenzoïque pour une mole de chacun de la diamine et de l'acide dicarboxylique, jusqu'à une mole d'ester d'acide aminophénoxybenzoïque pour 10 moles de chacun de la diamine et de l'acide dicarboxylique. Les polymères peuvent être traités par les méthodes 10 conventionnelles de production de feuilles à partir de la solution. Les produits à point de fusion relativement bas» comme le condensât d'isophtalate de diphényle, de 2,4-diaminotoluène et de 4'-aminophénoxybenzoate de phényle, peuvent être façonnés pour fournir des produits de forme de manière connue. 15 Les exemples suivants sont donnés pour illustrer davantage l'invention sans la limiter. Exemple 1. On chauffe un mélange de 15,9 g (0,05 mole) d'isophtalate de phényle, 5,4 g (0,05 mole) de m-phénylène diamine, 20 15>25 g de 4-amino-4-phénoxybenzoate de phényle et 0,2 g d'imi-dazol à 240°C pendant 4 heures en atmosphère d'azote. On maintient le produit ensuite à 290°C sous une pression de 10 mm Hg pendant 3 heures, jusqu'à cé que la quantité théoriquement calculée de phénol soit éliminée par distillation, 25 On dissout le polymère dans de la diméthylformamide et on le précipite avec du tétrahydrofurane. La viscosité relative en solution (mesurée sur une solution de 0,5" g du polymère dans 100 cm3 de diméthylformamide à 20°0 au viscosims-tre Ubbelohde) est de 1,68. 30 Un film coulé à partir d'une solution dans de la di- méthylformamide s'avère présenter les propriétés mécaniques suivantes : 2 limite élastique à la traction 1385 kg /cm allongement à la limite élastique 8 fa ' 2 35 tension de rupture - 1304 kg /cm allongement à la rupture . 10 $ module E d'après le test de traction 289.000 kg /cm COPY 69 11350 2006202 6 Exemple 2 On chauffe un mélange de 6,10 g (0,05 mole) de 2,4-toluène diamine, 15,91 g (0,05 mole) d'isophtalate de diphényle, 15»10 g (0,05 mole) de 4'-amino-4-phénoxybenzoate de phényle et 5 10 ag de méthylate de sodium pendant 5 heures à 180°C et pendant une heure à 260°C en atmosphère d'azote et l'on chasse par distillation le phénol qui se forme» Puis on poursuit la condensation pendant 2 heures à 260°C sous une pression de 0,3 mm Hgs jusqu'à ce que le produit se'solidifie. On pulvérise la 10 copolyamide. On condense alors la moitié du polymère joendant 2 heures à 260°0 sous 0,3 mm Hg. le polymère ainsi obtenu est soluble dans les solvants suivants % îï-méthylpyrrolidone, dimé-tiiylformamide s diméthy 1 sulfoxvde et hexaméthylphosphotriamide . Yiscosité relatif© en solution (mesurée sur 15 uae solution de 0,5 g àu polymère dans 100 cm3 de IT-méthylpyr-rolidone à 20°C au viscosimètre Ubbelohde) 1,19. Intervalle de fusion de 330 à 350°C. On dissout 1*autre moitié dans de la ÏT-méthylpy'roli-done et on chauffe à 140*0 pendant 3 heures» 20 Yiscosité relative en solution ^2,rel (mesurée sur une solution de 0,5 g du polymère dans 100 cm3 de H-méthylpyr-rolidone à 20°C au viscosimètre Ubbelohde) 1,25» Exemple 3 On effectue la polycondensation comme à l'exemple 1 25 mais en utilisant 0,05 mole de 4,4'-diaminodiphényl-éther au , lieu de m-phénylène diamine. le polymère est soluble dans la 1-méthylpyrrolidone, l'hexaméthylphosphotriamide et le diméthyl-sulfoxyde, le polyamide ramollit à des températures supérieures à 350°C. 30 Yiscosité relative en solution ^LTe^ (mesurée sur une solution de-0,5 g du polymère dans 100 cm3 de ïï-méthylpyr-rolidone à 20°C au viscosimètre Ubbelohde) 1,21. Exemple 4 On effectue la polycondensation comme à l'exemple 1 35 mais en utilisant 0,05 mole de 4,4'-diaminodiphényle au lieu de m-phénylène diamine. Le polymère est soluble dans l'hexamé-thylphosphcfcriamide et la îï-méthylpyrrolidone et fond sans décomposition à des températures supérieures à 420°0 en atmos 11350 2006202 phère d'azote. Viscosité relative en solution ^re]_ (mesurée sur une solution de 0,5 g du polymère dans 100 cm3 de I-méthylpyr' rolidone à 20°G au viscosimètre Ubbelohde } 1,29. 69 11350 2006202 REVENDICATIONS. 1.- Oopolyamide aromatique linéaire à poids moléculaire élevé comprenant les unités structurales récurrentes î -HN ^Ç>-0- R„ R, et IDî-Rc-NH-OO-v II dans lesquelles Rg et R^ représentait de l'hydrogène, des radicaux alcoyle ou aryle ou des atomes d'halogène et repré- 10 sente un radical de formule î S, dans laquelle R^ est de l'hydrogène, un radical alcoyle ou 15 aryle ou un atome d'halogène, les copolyamides ayant une viscosité relative en solution 20 (mesurée sur une solution de 0,5 g du polymère dans 100 cm3 de U-méthylpyrrolidone à 20°C au viscosimètre Ubbelohde) supérieure à 1,18. 2.- Oopolyamide à poids moléculaire élevé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité structurale I 25 et l'unité structurale II sont présentes dans un rapport molaire de 1 î 10 à 10 î 1. 3.- Procédé de préparation de copolyamides aromatiques linéaires à poids moléculaire élevé, caractérisé en ce qu'on polycondense a) un ester d'aeide aminophénoxybenzoïque de formule générale : 30 HoN 2 COORn \-[—/ R, X=r *3 35 dans laquelle R^ représente un radical alcoyle ou aryle et Rg et R^ représentent de l'hydrogène, des radicaux alcoyle ou 69 11350 2006202 aryle ou un atome d'halogène, et b) des quantités équimolaires de 1) une diamine aromatique de formule générale H2M5-nh2 5 dans laquelle représente un radical de formule générale : dans laquelle est de l'hydrogène, un radical alcoyle ou 10 aryle ou un atome d'halogène, o-^V. OO ou - OH^ et 2) un ester d'acide dicarboxylique choisi dans le 15 groupe consistant en un ester d'acide téréphtalique, un ester d'acide isophtalique et un mélange d'un ester d'acide téréphtalique et d'un ester d'acide isophtalique, cette polycondensation étant effectuée à des températures entre 150 et 350°C. 4-.- Procédé selon la revendication» 3 > caractérisé en 20 ce que la polycondensation est effectuée en présence d'un catalyseur basique. 5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la polycondensation est effectuée dans un solvant. 6.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en 25 ce que la polycondensation est effectuée en masse fondue jusqu'à ce que plus de 80$ de la quantité théorique de l'alcool ou phénol ait été scindée, puis en ce qu'elle est poursuivie en solution.