DE112008001369B4 - Polyimidoligomer, das zumindest ein funktionelles Di-Nadinsäure-Amin-Endkappenmonomer und zumindest ein chemisches Grundgerüst aufweist - Google Patents

Polyimidoligomer, das zumindest ein funktionelles Di-Nadinsäure-Amin-Endkappenmonomer und zumindest ein chemisches Grundgerüst aufweist Download PDF

Info

Publication number
DE112008001369B4
DE112008001369B4 DE112008001369.1T DE112008001369T DE112008001369B4 DE 112008001369 B4 DE112008001369 B4 DE 112008001369B4 DE 112008001369 T DE112008001369 T DE 112008001369T DE 112008001369 B4 DE112008001369 B4 DE 112008001369B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cap
functional
nadic acid
nadic
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE112008001369.1T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112008001369T5 (de
Inventor
Hyman R. Lubowitz
Thomas K. Tsotsis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of DE112008001369T5 publication Critical patent/DE112008001369T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112008001369B4 publication Critical patent/DE112008001369B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003—Preparatory processes
    • C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • C08G73/101—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/87—Benzo [c] furans; Hydrogenated benzo [c] furans
    • C07D307/89—Benzo [c] furans; Hydrogenated benzo [c] furans with two oxygen atoms directly attached in positions 1 and 3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/93—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems condensed with a ring other than six-membered
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003—Preparatory processes
    • C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • C08G73/101—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents
    • C08G73/1014—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents in the form of (mono)anhydrid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003—Preparatory processes
    • C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • C08G73/101—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents
    • C08G73/1017—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents in the form of (mono)amine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Abstract

Polyimidoligomer, das zumindest ein funktionelles Di-Nadinsäure-Amin-Endkappenmonomer und zumindest ein chemisches Grundgerüst aufweist, das dargestellt wird durch die folgenden Formelnin der R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft reaktive Di-Nadinsäure-Phenyl-Endkappen mit Aminfunktionalität (amine functional dinadic phenyl reactive endcaps) und Polyimidoligomere mit hoher thermischer und oxidativer Stabilität und verbesserten mechanischen Eigenschaften. Zusätzlich betrifft die Erfindung polymerische Hochleistungskomposite, die Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappen (dinadic phenyl amine endcaps) aufweisen.
  • Im Allgemeinen ist die Verwendung von multifunktionalen Endkappen auf dem Fachgebiet gut bekannt. So offenbart z. B. das US-Patent Nr. 4,536,559 eine Reihe von thermoplastischen Harzen, die gegenüber Angriffen durch organische Lösungsmittel widerstandsfähig sind, da diese Di-Imidophenol-Endkappenmonomere aufweisen, um für die Vernetzung zu sorgen. Die Verwendung von multifunktionalen Endkappen in Kompositen auf Epoxybasis ist auf dem Fachgebiet gut bekannt. Solche Komposite auf Epoxybasis sind jedoch für Hochtemperaturanwendungen völlig ungeeignet.
  • Nadinsäure-Endkappen (nadic endcaps) wurden zum ersten Mal zur Verwendung in der Herstellung von Polyimidkompositen im US-Patent Nr. 3,565,549 und später im US-Patent Nr. 3,745,149 sowie anderen beschrieben. Di-Nadinsäure-Endkappen (dinadic endcaps) mit Säurechloridfunktionalität sind unter anderem in den US-Patenten Nr. 5,227,461 und 4,935,523 sowie von Soutchcott et al. (High Perform. Polym. 6 (1994), Seiten 1–12).
  • Die US 5,116,935 A offenbart Polyimidoligomere, die unter Verwendung difunktionaler Imidophenylaminmonomere hergestellt werden. Die beschriebenen Oligomere werden durch Umsetzen von Di-Aminen mit Di-Anhydriden hergestellt. Die US 5,654,396 A beschreibt lösungsmittelresistente Polyimidoligomere. Bei der Herstellung werden die funktionellen Imidophenylamin-Endkappenmonomere sowie Di-Amine als auch Di-Anhydride verwendet. Die US 5,151,487 A betrifft die Herstellung lösungsmittelresistenter Komposite auf Grundlage von Polyimidoligomeren, die mit difunktionellen Imidophenylamin-Endkappenmonomeren hergestellt werden. Die EP 1 514 888 A1 betrifft Hochtemperatur-Komposite auf Polyimidbasis, die unter Verwendung aromatischer Dianhydride und einem Endkappenmonomer hergestellt werden. Die US 3,528,950 beschreibt Polyimide, die durch Reaktion polyfunktioneller Amine, polyfunktioneller Anhydride und eines Monoanhydrids dargestellt werden. Meyer et al. (New high-performance thermosetting polymer matrix material systems. In: Polymer, 1995, Vol. 36, Nr. 11, Seite 2303 bis 2309) beschreibt die Synthese amorpher, löslicher Triarylphosphinoxid enthaltender Imidoligomere und Arylenethersulfon-Triarylphosphinoxid Copolymere. 3-Phenylethynyl Anilin dient als Endkappe der Imidoligomere.
  • Es ist wünschenswert, dieses Di-Nadinsäure-Merkmal mit einer Funktionalität zu erhalten, die sich von denen die von vorhergehenden Arbeitern offenbart wurden, unterscheidet, um die Anwendung solcher Endkappen auf eine größere Vielfalt verschiedener Grundgerüste zu ermöglichen. Dementsprechend ist eine Di-Nadinsäure-Endkappe mit Aminfunktionalität vorteilhaft, da dieses Merkmal es ermöglicht, dass alle Grundgerüste mit terminalen Funktionalitäten, die mit Aminen reagieren können, verwendet werden können. Dies ermöglicht es, Di-Nadinsäure-Endkappen mit einer viel breiteren Vielfalt von chemischen Eigenschaften von Grundgerüsten (backbone chemistries) zu verwenden, als dies mit existierenden Verfahren möglich ist.
  • Kurze Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausgestaltungen der Erfindung erfüllen genau die zuvor genannten Anforderungen durch Bereitstellen von Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappenmonomeren (dinadic phenyl amine endcap monomers), wobei die Endkappen mit einem chemischen Grundgerüst mit gemäßigtem Molekulargewicht umgesetzt werden können, um Polyimidoligomere zu bilden, die für Hochtemperaturkomposite geeignet sind. Die Aminfunktionalität der vorliegenden Endkappe ermöglicht die Verwendung einer breiten Vielfalt von Grundgerüsten. Dementsprechend können Formulierungen spezifisch hergestellt werden, um verschiedene Anwendungen zu adressieren, die Stabilität bei verschiedenen Temperaturen, anwendungsspezifische mechanische Eigenschaften sowie verschiedene chemische Widerstandsfähigkeiten benötigen, ohne dabei die Vernetzungsdichte zu opfern. Aufgrund der Difunktionalität der Endkappen und der Verwendung von Grundgerüsten mit gemäßigtem bis niedrigem Molekulargewicht, sind die Polyimidoligomer-Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der Lage, einen erhöhten Grad an Vernetzung bereitzustellen. Polyimidoligomer-Ausführungsformen der Erfindung sind einfach zu verarbeiten und zeigen ausgezeichnete Temperaturstabilität und Härte (toughness). Daher sind polymerische Harze, die Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappen aufweisen, ideal für Hochleistungskomposite, wie sie zurzeit in der Luft- und Raumfahrtindustrie benötigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist wie in den Ansprüchen 1 bis 8 definiert.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird jetzt hier nachstehend genauer beschrieben, wobei einige, aber nicht alle, Ausführungsformen der Erfindungen dargestellt sind. Diese Erfindungen können in der Tat in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollten nicht so verstanden werden, dass diese auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen begrenzt sind. Diese Ausführungsformen werden vielmehr bereitgestellt, so dass diese Offenbarung die anwendbaren rechtlichen Anforderungen erfüllt.
  • Unter einem ihrer Gesichtspunkte betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung reaktive Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappenmonomere (dinadic phenyl amine reactive endcap monomers) zur Anwendung in polymerischen Hochtemperaturkompositen. Wenn ein Molekül mit Endkappen von verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung terminiert ist, nimmt es Tetra-Funktionalität an, was einen höheren Grad an Vernetzung und Polymernetzwerkhärte (polymer-network toughness) fördert. Von der Amingruppe ist bekannt, dass diese mit einer breiten Vielfalt von chemischen Gruppen recht reaktiv ist. Somit können die funktionellen Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappen (dinadic phenyl aminefunctional endcaps) auf einfache Weise mit einer breiten Vielfalt von chemischen Grundgerüsten umgesetzt werden, die in geeigneter Weise funktionalisiert wordensind, um gewünschte Oligomere für polymerische Hochtemperaturkompositezu bilden. Genauer gesagt, wird die Amingruppe der Endkappe dazu verwendet, miteinem gewünschten chemischen Grundgerüst zu reagieren, um die gewünschte Steifigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit bereitzustellen. Die Fähigkeitder Amingruppe der Endkappe, mit einer breiten Vielfalt von chemischen Grundgerüstenzu reagieren, ermöglicht es, Formulierungen für verschiedene Anwendungstemperaturen, mechanische Eigenschaften, Verfahren und Widerständsfähigkeiten zuzuschneiden, wobei der hohe Grad an Vernetzung, der ausgezeichnete Temperaturstabilität, Einfachheit des Verarbeitens und die notwendige Härte ergibt, beibehalten wird.
  • In einer Ausführungsform kann eine Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappezur Anwendung in polymerischen Hochtemperaturkompositen ausgewählt sein, aus den folgenden Formeln: in denen (NA) ein Nadinsäureanhydrid (nadic anhydride) ist, das durch die folgende Formel dargestellt ist:
    Figure DE112008001369B4_0002
  • Amine können durch eine Vielzahl von auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren erhalten werden, die Folgendes einschließen, nämlich direkte Aminierung, Arylierung oder Alkylierung von Ammoniak oder Aminen und freie radikalische Addition von Aminen an Olefine. Ausführungsformen der reaktiven Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappen (dinadic phenyl amine reactive endcaps) der vorliegenden Erfindung können auf einfache Weise wie folgt durch zuerst Umwandeln von 3,5-Diaminobenzoesäurein eine Di-Nadinsäure-Carbonsäure (dinadic carboxylic acid) synthetisiert werden:
    Figure DE112008001369B4_0003
  • Die Di-Nadinsäure-Carbonsäure kann mit Natriumazid umgesetzt werden, um ein Cyanat zu bilden, das dann durch Hydrolyse über eine Curtius-Umlagerung, wie nachfolgend dargestellt, in ein Amin umgewandelt wird.
  • Figure DE112008001369B4_0004
  • Alternativ kann die Di-Nadinsäure-Carbonsäure unter sauren Bedingungen mit einem Azid umgesetzt werden, um ein Acylazid zu bilden, welches sich zu einem Isocyanat umlagert. Das Isocyanat wird, wie nachstehend dargestellt, zur Carbaminsäure hydrolisiert und decarboxyliert, um das Amin zu bilden.
  • Alternativ können die reaktiven Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappen wie folgt durch zuerst Umwandeln von 2,4-Diaminophenol, um ein Di-Nadinsäure-Phenol (dinadic phenol) zu bilden, synthetisiert werden:
    Figure DE112008001369B4_0005
  • Das zuvor dargestellte Di-Nadinsäure-Phenol kann unter Verwendungentweder einer Curtius-Umlagerung oder einer Schmidt-Reaktion in ein Di-Nadinsäure-Phenylamin (dinadic phenyl amine) umgewandelt werden.
  • Unter einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung Polyimidoligomere, die das Reaktionsprodukt aus zumindest einem reaktiven Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappenmonomer und einem chemischen Grundgerüst aufweisen, das in der Lage ist, mit einem Amin zu reagieren und das für Hochtemperaturkomposite geeignet ist. Da die Amingruppe an der Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappe mit einer Vielzahl von funktionellen Gruppen reagieren kann, können die Endkappenausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit chemischen Grundgerüsten umgesetzt werden, die eine breite Vielfalt an Funktionalitäten aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsfor, werden die Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappen mit einer Säureanhydrid-verkappten Vorstufe umgesetzt, um Polyimidharze zu bilden, die für Hochtemperaturkomposite geeignet sind.
  • Ferner können die Di-Nadinsäure-verkappten Oligomere (dinadiccapped oligomers) Vorstufen mit niedrigem bis gemäßigtem Molekulargewicht aufweisen. So sollten z. B. in verschiedenen Ausführungsformen die Vorstufen vorzugsweise ein Molekulargewicht von etwa 2500 bis etwa 5000 nicht überschreiten. In anderen Ausführungsformen sollten die Vorstufen hingegen ein Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 3000 nicht überschreiten. Durch Verwendung von Vorstufen mit solchen Molekulargewichten werden auf einfache Weise mehrere Vorteile erzielt. Insbesondere wird aufgrund des erhöhten Prozentsatzes von reaktiven Stellen, nämlich den funktionellen Di-Nadinsäure-Gruppen (dinadic functional groups) der Endkappen bezogen auf das Grundgerüst, eine erhöhte Vernetzungsdichte erreicht. Zusätzlich dazu verbessert die Verwendung von Vorstufen mit niedrigerem Molekulargewicht die Schmelzverarbeitbarkeit des Materials.
  • Die Polyimidoligomere der vorliegenden Erfindung weisen die Reaktion von zumindest einem Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappenmonomer mit einem chemischen Grundgerüst gemäß der folgenden Formel auf:
    Figure DE112008001369B4_0006
    in der R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
    Figure DE112008001369B4_0007
    Figure DE112008001369B4_0008
    in der L -CH2-, -(CH3)2C-, -(CH3)2C-, -O-, -S-, -SO2- oder -CO- ist;
    in der y -SO2-, -S-, -(CF3)2C, -O-, oder -(CH3)2C-ist;
    wobei in gewissen Ausführungsformen n so gewählt ist, dass das Molekulargewicht etwa 3000 nicht übersteigt.
  • Die Polyimidoligomere der vorliegenden Erfindung weisen ferner das Reaktionsprodukt aus zumindest einem reaktiven Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappenmonomer und einem chemischen Grundgerüst der folgenden Formel auf:
    Figure DE112008001369B4_0009
    in der R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
    Figure DE112008001369B4_0010
    in der L -CH2-, -(CH3)2C-, -(CH3)2C-, -O-, -S-, -SO2- oder -CO- ist;
    in der y -SO2-, -S-, -(CF3)2C, -O-, oder -(CH3)2C- ist;
    wobei in gewissen Ausführungsformen n so gewählt ist, dass das Molekulargewicht etwa 3000 nicht übersteigt.
  • Zusätzlich zu den traditionellen Schemata zum synthetisieren von Polyimidoligomeren, können verschiedene Polyimidoligomerausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch direktes Umsetzen von zumindest einer Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappe mit einem chemischen Grundgerüst gebildet werden, das in der Lage ist mit einem Amin zu reagieren und das für Hochtemperaturkomposite geeignet ist. In verschiedenen Ausführungsformen, wird zumindest eine Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappe direkt mit einer Vorstufe umgesetzt, die mit Säureanhydriden verkappt ist, um ein Oligomer zu bilden, das für Hochtemperatur-Komposite geeignet ist. Die direkte Umsetzung einer Di-Nadinsäure-Amin-Endkappe (dinadic amine endcap) mit einer Säureanhydrid-verkappten Vorstufe, bildet ein tetrafunktionelles Oligomer, das für Hochtemperatur-Komposite geeignet ist. Dementsprechend stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Synthetisieren eines Di-Nadinsäure-verkappten Oligomers (dinadic capped oligomer) bereit, das für Hochtemperaturzusammensetzungen geeignet ist, wobei kostenintensive Zwischenschritte eliminiert werden.
  • Ein Oligomer gemäß der vorliegenden Erfindung kann wie folgt gebildet werden: wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus wobei L -CH2-, -(CH3)2C-, -(CH3)2C-, -O-, -S-, -SO2- oder -CO- ist; wobei y -SO2-, -S-, -(CF3)2C, -O-, oder -(CH3)2C- ist; und wobei in gewissen Ausführungsformen n so gewählt ist, dass das Molekulargewicht etwa 3000 nicht übersteigt.
  • Unter noch einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung Komposite oder Prepregs, die ein polymerisches Harz einschließen, das zumindest eine Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappe aufweist. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit einer Dichte, die niedriger ist als die der metallischen Pendants sind ideal um metallische Strukturen zu ersetzen, um das Gewicht zu reduzieren. Wo auch Hochtemperaturfestigkeit eine Triebfeder im Design ist, wird ein Material mit einer höheren zulässigen Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, wie Ausführungsformen von polymerischen Kompositen, die ein Harz einschließen, das zumindest eine Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappe aufweist, das Gesamtleergewicht reduzieren. Die Implementierung der Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappenausführungsformen (dinadic phenyl amine endcap embodiments) der vorliegenden Erfindung in Polymerformulierungen wird die Herstellung von Kompositstrukturen mit leichterem Gewicht ermöglichen, die zur Verwendung anstatt von metallischen Strukturen in Luft- und Raumfahrzeugen oder in Fahrzeugen mit ähnlichen hohen Anforderungen vorgesehen sind. Somit wird das Gesamtgewicht von Luft- und Raumfahrzeugen o. Ä. reduziert. Ferner können die polymerischen Komposite gemäß den Ausführungsformender vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, andere Hochtemperatur-Komposite zu ersetzen, die eine thermische Schutzschicht benötigen. Dies wird ebenfalls das Gewicht von Luft- und Raumfahrzeugen auf ähnliche Weise reduzieren, da die Notwendigkeit für den thermischen Schutz überflüssig gemacht wird. Auch wenn diese zur Verwendung in Luft- und Raumfahrzeugen vorteilhaft sind, können andere Anwendungen, wie z. B. andere Gewichtssensitive Anwendungen, ebenfalls polymerische Komposite gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einsetzen.
  • Komposite und Prepregs, die ein polymerisches Harz aufweisen, das zumindest eine Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappe einschließt, können durch jede auf dem Fachgebiet bekannte konventionelle Technik hergestellt werden. Zum Beispiel zeigt die Schmelzviskosität der Di-Nadinsäure-Phenylamin endverkappten Oligomere (dinadic phenyl amine endcapped oligomers) in gewissen Ausführungsformeneine Schmelzviskosität, die so ist, dass ein Komposit durch bekannte Flüssigformtechniken, wie bspw. unter anderem Harz-Transferformen und Harzfolieninfusion hergestellt werden kann. In Abhängigkeit von der Anwendung kann das Verstärkungsmaterialz. B. Folgendes einschließen, nämlich gewirkte Textilien, kontinuierliche oder diskontinuierliche Fasern (in gehackter oder Whisker-Form), Keramiken, organische Materialien, Carbon (Graphit) oder Glas.
  • Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der hierin beschriebenen Erfindungen werden dem Fachmann auf dem Gebiet, das die Erfindungen betreffen, der über den Vorteil der in den vorstehenden Beschreibungen und den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Lehren verfügt, einfallen. Es ist daher verständlich, dass die Erfindungen nicht auf die spezifischen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein sollen und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen im Schutzbereich der angehängten Ansprüche eingeschlossen sein sollen. Auch wenn hierin spezifische Ausdrücke verwendet werden, werden diese nur in generischer und beschreibender Weise verwendet und nicht zum Zwecke der Einschränkung.

Claims (8)

  1. Polyimidoligomer, das zumindest ein funktionelles Di-Nadinsäure-Amin-Endkappenmonomer und zumindest ein chemisches Grundgerüst aufweist, das dargestellt wird durch die folgenden Formeln
    Figure DE112008001369B4_0011
    in der R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
    Figure DE112008001369B4_0012
    Figure DE112008001369B4_0013
    in der L -CH2-, -(CH3)2C-, -(CH3)2C-, -O-, -S-, -SO2- oder -CO- ist; in der y -SO2-, -S-, -(CF3)2C-, -O-, oder -(CH3)2C- ist; wobei n so gewählt ist, dass das Molekulargewicht 3000 nicht übersteigt, und
    Figure DE112008001369B4_0014
    in der R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
    Figure DE112008001369B4_0015
    Figure DE112008001369B4_0016
    in der L -CH2-, -(CH3)2C-, -(CH3)2C-, -O-, -S-, -SO2- oder -CO- ist: in der y -SO2-, -S-, -(CF3)2C-, -O-, oder -(CH3)2C- ist; wobei n so gewählt ist, dass das Molekulargewicht 3000 nicht übersteigt, wobei das chemische Grundgerüst in der Lage ist, mit einem Amin zu reagieren.
  2. Polyimidoligomer nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine funktionelle Di-Nadinsäure-Amin-Endkappe zumindest eine Di-Nadinsäure-Phenylamin-Endkappe aufweist.
  3. Polyimidoligomer nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine funktionelle Di-Nadinsäure-Amin-Endkappe Folgendes ist:
    Figure DE112008001369B4_0017
    worin NA Nadinsäureanhydrid gemäß der folgenden Formel
    Figure DE112008001369B4_0018
    ist.
  4. Polyimidoligomer nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine funktionelle Di-Nadinsäure-Amin-Endkappe Folgendes ist:
    Figure DE112008001369B4_0019
    worin NA Nadinsäureanhydrid gemäß der folgenden Formel
    Figure DE112008001369B4_0020
    ist.
  5. Polyimidoligomer nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine funktionelle Di-Nadinsäure-Amin-Endkappe Folgendes ist:
    Figure DE112008001369B4_0021
    worin NA Nadinsäureanhydrid gemäß der folgenden Formel
    Figure DE112008001369B4_0022
    ist.
  6. Polyimidoligomer nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine chemische Grundgerüst ein Säureanhydrid aufweist.
  7. Polyimidoligomer nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine chemische Grundgerüst ein aromatisches Säureanhydrid aufweist.
  8. Komposit, das ein Polyimidoligomer nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
DE112008001369.1T 2007-05-31 2008-05-19 Polyimidoligomer, das zumindest ein funktionelles Di-Nadinsäure-Amin-Endkappenmonomer und zumindest ein chemisches Grundgerüst aufweist Active DE112008001369B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/755,790 US20080300374A1 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Dinadic phenyl amine reactive endcaps
US11/755,790 2007-05-31
PCT/US2008/064063 WO2008150678A1 (en) 2007-05-31 2008-05-19 Dinadic phenyl amine reactive endcaps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112008001369T5 DE112008001369T5 (de) 2010-06-24
DE112008001369B4 true DE112008001369B4 (de) 2016-02-11

Family

ID=39680956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112008001369.1T Active DE112008001369B4 (de) 2007-05-31 2008-05-19 Polyimidoligomer, das zumindest ein funktionelles Di-Nadinsäure-Amin-Endkappenmonomer und zumindest ein chemisches Grundgerüst aufweist

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20080300374A1 (de)
DE (1) DE112008001369B4 (de)
WO (1) WO2008150678A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8063168B2 (en) * 2009-02-06 2011-11-22 The Boeing Company Oligomers with di-phenylethynyl endcaps
US20110189581A1 (en) * 2010-02-04 2011-08-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Compound, cross-linked material thereof, double cross-linked polymer thereof, and electrolyte membrane, electrode for fuel cell and fuel cell including same
US9112232B2 (en) 2010-02-05 2015-08-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Composition, polymer thereof, electrode and electrolyte membrane for fuel cell, and fuel cell including the same
US9315633B2 (en) * 2014-08-29 2016-04-19 The Boeing Company Nanomodified backbones for polyimides with difunctional and mixed-functionality endcaps
US9505864B2 (en) 2014-08-29 2016-11-29 The Boeing Company Nanomodified backbones for polyimides with difunctional and mixed-functionality endcaps
CN104877112A (zh) * 2015-03-03 2015-09-02 北京理工大学 一种降冰片烯酰亚胺的耐热聚合物多孔材料及其制备方法
CN114940675B (zh) * 2022-05-10 2023-05-02 波米科技有限公司 一种化合物及其制备方法、利用该化合物制备的树脂、低温固化树脂组合物

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3528950A (en) * 1967-07-03 1970-09-15 Trw Inc Polyimide polymers
US4935523A (en) * 1985-09-30 1990-06-19 The Boeing Company Crosslinking imidophenylamines
US5116935A (en) * 1987-05-04 1992-05-26 The Boeing Company Polyimide oligomers and blends and method of curing
US5151487A (en) * 1985-09-30 1992-09-29 The Boeing Company Method of preparing a crosslinking oligomer
US5654396A (en) * 1983-09-27 1997-08-05 The Boeing Company Polyimide oligomers
EP1514888A1 (de) * 2003-09-02 2005-03-16 I.S.T. (MA) Corporation RTM und Harzimprägnierung verarbeitbare Polymidharze

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3565549A (en) * 1968-06-20 1971-02-23 Trw Inc Process for preparing reinforced resinous structures
US3745149A (en) * 1971-09-29 1973-07-10 Nasa Preparation of polyimides from mixtures of monomeric diamines and esters of polycarboxylic acids
US4255471A (en) * 1977-03-18 1981-03-10 General Electric Company Coating solution of polyetherimide-forming monomers in a solvent system including water
US4661604A (en) * 1981-06-16 1987-04-28 Trw, Inc. Monofunctional crosslinking imidophenols
US4414269A (en) * 1981-06-16 1983-11-08 Trw, Inc. Solvent resistant polysulfone and polyethersulfone compositions
US4517354A (en) * 1981-07-06 1985-05-14 Plastics Engineering Company Polysulfone compositions and derivatives thereof
US5521014A (en) * 1981-11-13 1996-05-28 The Boeing Company Extended multidimensional ether or ester oligomers
US5968640A (en) * 1985-04-23 1999-10-19 The Boeing Company Conductive, thermally stable oligomers
US5367083A (en) * 1987-09-03 1994-11-22 The Boeing Company Extended acid halide capping monomers
US5550204A (en) * 1981-11-13 1996-08-27 The Boeing Company Ether and ester oligomers with multidimensional morphology
US5155206A (en) * 1987-09-03 1992-10-13 The Boeing Company Crosslinkable polyamideimide oligomers and a method of preparation
US5693741A (en) * 1988-03-15 1997-12-02 The Boeing Company Liquid molding compounds
US5210213A (en) * 1983-06-17 1993-05-11 The Boeing Company Dimensional, crosslinkable oligomers
US5516876A (en) * 1983-09-27 1996-05-14 The Boeing Company Polyimide oligomers and blends
US5705598A (en) * 1985-04-23 1998-01-06 The Boeing Company Polyester sulfone oligomers and blends
US4536559A (en) * 1983-06-17 1985-08-20 The Boeing Company Thermally stable polyimide polysulfone compositions for composite structures
US5780583A (en) * 1991-01-09 1998-07-14 The Boeing Company Reactive polyarylene sulfide oligomers
US5344894A (en) * 1983-09-27 1994-09-06 The Boeing Company Polyimide oligomers and blends
US5512676A (en) * 1987-09-03 1996-04-30 The Boeing Company Extended amideimide hub for multidimensional oligomers
US5969079A (en) * 1985-09-05 1999-10-19 The Boeing Company Oligomers with multiple chemically functional end caps
US5446120A (en) * 1985-10-07 1995-08-29 The Boeing Company Polyethersulfone oligomers and blends
US5216117A (en) * 1987-09-03 1993-06-01 The Boeing Company Amideimide blends
US4851495A (en) * 1987-02-20 1989-07-25 The Boeing Company Polyetherimide oligomer
US5104967A (en) * 1987-09-03 1992-04-14 The Boeing Company Amideimide oligomers and blends
US4584364A (en) * 1984-02-06 1986-04-22 The Boeing Company Phenolic-capped imide sulfone resins
US5286811A (en) * 1983-09-27 1994-02-15 The Boeing Company Blended polyimide oligomers and method of curing polyimides
US5645925A (en) * 1988-03-14 1997-07-08 Boeing Company Advanced composite blends
US5817738A (en) * 1985-04-23 1998-10-06 The Boeing Company Conductive, multidimensional oligomers and blends
US4547553A (en) * 1982-07-29 1985-10-15 The Boeing Company Polybutadiene modified polyester compositions
US4739030A (en) * 1983-06-17 1988-04-19 The Boeing Company Difunctional end-cap monomers
US5115087A (en) * 1988-03-29 1992-05-19 The Boeing Company Coreactive imido oligomer blends
US4980481A (en) * 1983-06-17 1990-12-25 The Boeing Company End-cap monomers and oligomers
US5227461A (en) * 1983-06-17 1993-07-13 The Boeing Company Extended difunctional end-cap monomers
US5175233A (en) * 1983-06-17 1992-12-29 The Boeing Company Multidimensional ester or ether oligomers with pyrimidinyl end caps
US4871475A (en) * 1985-10-07 1989-10-03 The Boeing Company Polysulfone and polyethersulfone oligomers
US4851501A (en) * 1983-06-17 1989-07-25 The Boeing Company Polyethersulfone prepregs, composites, and blends
US5159055A (en) * 1983-06-17 1992-10-27 The Boeing Company Coreactive oligomer blends
US5071941A (en) * 1983-06-17 1991-12-10 The Boeing Company Multidimensional ether sulfone oligomers
US5112939A (en) * 1983-06-17 1992-05-12 The Boeing Company Oligomers having pyrimidinyl end caps
US4476184A (en) * 1983-08-09 1984-10-09 The Boeing Company Thermally stable polysulfone compositions for composite structures
US4684714A (en) * 1983-09-27 1987-08-04 The Boeing Company Method for making polyimide oligomers
US5175234A (en) * 1983-09-27 1992-12-29 The Boeing Company Lightly crosslinked polyimides
US5126410A (en) * 1984-09-18 1992-06-30 The Boeing Company Heterocycle oligomers
US5082905A (en) * 1984-09-18 1992-01-21 The Boeing Company Blended heterocycles
US5066541A (en) * 1984-09-18 1991-11-19 The Boeing Company Heterocycle oligomer blends
US5198526A (en) * 1984-09-18 1993-03-30 The Boeing Company Heterocycle oligomers with multidimensional morphology
US4868270A (en) * 1986-08-04 1989-09-19 The Boeing Company Heterocycle sulfone oligomers and blends
US5120819A (en) * 1984-09-18 1992-06-09 Boeing Company High performance heterocycles
US4965336A (en) * 1984-09-18 1990-10-23 The Boeing Company High performance heterocycle oligomers and blends
US5618907A (en) * 1985-04-23 1997-04-08 The Boeing Company Thallium catalyzed multidimensional ester oligomers
US5087701A (en) * 1985-09-30 1992-02-11 The Boeing Company Phthalimide acid halides
US4985568A (en) * 1985-09-30 1991-01-15 The Boeing Company Method of making crosslinking imidophenylamines
US4847333A (en) * 1985-09-30 1989-07-11 The Boeing Company Blended polyamide oligomers
US4990624A (en) * 1987-02-20 1991-02-05 The Boeing Company Intermediates anhydrides useful for synthesizing etherimides
US5144000A (en) * 1987-02-20 1992-09-01 The Boeing Company Method for forming crosslinking polyetherimide oligomers
US4981922A (en) * 1987-02-20 1991-01-01 The Boeing Company Blended etherimide oligomers
US5175304A (en) * 1987-02-20 1992-12-29 The Boeing Company Halo- or nitro-intermediates useful for synthesizing etherimides
US5268519A (en) * 1987-02-20 1993-12-07 The Boeing Company Lightly crosslinked etherimide oligomers
US4958031A (en) * 1987-02-20 1990-09-18 The Boeing Company Crosslinking nitromonomers
US5011905A (en) * 1987-05-04 1991-04-30 The Boeing Company Polyimide oligomers and blends
US4876328A (en) * 1987-05-18 1989-10-24 The Boeing Company Polyamide composition
US5109105A (en) * 1987-06-12 1992-04-28 The Boeing Company Polyamide oligomers
US5817744A (en) * 1988-03-14 1998-10-06 The Boeing Company Phenylethynyl capped imides
US5081198A (en) * 1988-09-28 1992-01-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Tough, high performance, addition-type thermoplastic polymers
US5338827A (en) * 1990-01-30 1994-08-16 Trw Inc. Polyimide resins useful at high temperatures
KR930702298A (ko) * 1990-10-03 1993-09-08 알프레드 퍼넷 에폭시 수지의 주성분인 디아미노비스이미드 화합물
US5171822A (en) * 1991-02-11 1992-12-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Low toxicity high temperature pmr polyimide
CA2150566A1 (en) * 1992-12-07 1994-06-23 Jonathan Howard Hodgkin Bisnadimides
US5412065A (en) * 1993-04-09 1995-05-02 Ciba-Geigy Corporation Polyimide oligomers
US5412066A (en) * 1994-03-03 1995-05-02 Ther United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Phenylethynyl terminated imide oligomers
US6124035A (en) * 1999-04-13 2000-09-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High temperature transfer molding resins
WO2003087194A1 (en) * 2002-04-05 2003-10-23 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Polyimides from 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and aromatic diamines
US7041778B1 (en) * 2003-06-05 2006-05-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Processable thermally stable addition polyimide for composite applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3528950A (en) * 1967-07-03 1970-09-15 Trw Inc Polyimide polymers
US5654396A (en) * 1983-09-27 1997-08-05 The Boeing Company Polyimide oligomers
US4935523A (en) * 1985-09-30 1990-06-19 The Boeing Company Crosslinking imidophenylamines
US5151487A (en) * 1985-09-30 1992-09-29 The Boeing Company Method of preparing a crosslinking oligomer
US5116935A (en) * 1987-05-04 1992-05-26 The Boeing Company Polyimide oligomers and blends and method of curing
EP1514888A1 (de) * 2003-09-02 2005-03-16 I.S.T. (MA) Corporation RTM und Harzimprägnierung verarbeitbare Polymidharze

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEYER, G. W.; [et al.]: New high-performance thermosetting polymer matrix material systems. In: Polymer, 1995, Vol. 36, Nr. 11, S. 2303-2309. ISSN 1873-2291 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE112008001369T5 (de) 2010-06-24
WO2008150678A1 (en) 2008-12-11
US20080300374A1 (en) 2008-12-04
US20180009949A1 (en) 2018-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008001369B4 (de) Polyimidoligomer, das zumindest ein funktionelles Di-Nadinsäure-Amin-Endkappenmonomer und zumindest ein chemisches Grundgerüst aufweist
DE60116777T2 (de) Zur kettenverknüpfung geeignete zusammensetzungen
DE3301119C2 (de)
EP0049687B1 (de) Modifiziertes Aminhärtersystem für Epoxidharze und seine Verwendung
KR910002086B1 (ko) 폴리이미드 수지조성물
DE3407489A1 (de) Bis-maleimid-kunstharzmassen und verbundkoerper
DE2504625C2 (de) Imidgruppen enthaltende Prepolymere, Verfahren zu deren Herstellung und deren Weiterverarbeitung
DE4226696A1 (de) Hitzehaertbare harzmassen
DE2263190A1 (de) Loesliche polyimide aus aromatischen dianhydriden und 2,4-diaminodiphenylaminen und 2,4-diaminodiphenylsulfiden
EP0373440A2 (de) Härtbare, zähmodifizierte Epoxidharze
DE2257996A1 (de) Loesliche polyimide
DE602004007820T2 (de) Verfahren zur herstellung einer organischen faser auf basis eines epoxidharzes und eines rheologiesteuernden mittels und entsprechende trockenwaren
EP3233961B1 (de) Hochtemperaturbeständige duromere auf der grundlage von naphthalin-basierten epoxidharzen und cyanatestern sowie verbesserung der schlagzähigkeit
EP3725818A1 (de) Epoxidharz-basierte faser-matrix-zusammensetzungen mit alkyl-substituierten ethylenaminen
DE4015783C2 (de) Epoxyharzzusammensetzungen und deren Verwendung
DE602004010598T2 (de) Verbundwerkstoff, dessen Herstellungsverfahren und dessen Verwendung
KR0154122B1 (ko) 탄소 섬유 강화 플라스틱에 사용하기 위한 에폭시 수지 조성물
DE102018110180A1 (de) Kettenverlängerte Polyester und Polyester-Blockcopolymere, präpolymerisierte Derivate davon sowie deren Verwendung
DE2038275C3 (de) Polyimide aus 2,6-Diamino-s-triazinen und Dianhydriden
RU2189997C1 (ru) Эпоксидная композиция
AT392280B (de) Verfahren zur herstellung von neuen, schwer entflammbaren, thermostabilen homopolyimiden, homopolyimiden, formkoerper und fasern daraus
DE3891105C1 (de) Harzmasse für Verbundwerkstoffe
CN114989605B (zh) 低热膨胀系数聚酰亚胺树脂及其制备方法与应用
RU2415891C2 (ru) Связующее, способ его приготовления и препрег
DE3734475A1 (de) Polyetherimid/epoxyimid-harzzusammensetzung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20110708

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final