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JPS6377936A - シロキサン結合を有するポリアミド酸ならびにシロキサン結合およびイソインドロキナゾリンジオン環を有するポリイミドの製造法 - Google Patents

シロキサン結合を有するポリアミド酸ならびにシロキサン結合およびイソインドロキナゾリンジオン環を有するポリイミドの製造法

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JPS6377936A
JPS6377936A JP61221187A JP22118786A JPS6377936A JP S6377936 A JPS6377936 A JP S6377936A JP 61221187 A JP61221187 A JP 61221187A JP 22118786 A JP22118786 A JP 22118786A JP S6377936 A JPS6377936 A JP S6377936A
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JP
Japan
Prior art keywords
formula
polyamic acid
polyimide
tetracarboxylic dianhydride
siloxane bond
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Application number
JP61221187A
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English (en)
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JP2515306B2 (ja
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Mitsumasa Kojima
児嶋 充雅
Takayuki Saito
斉藤 高之
Noburu Kikuchi
宣 菊地
Shunichiro Uchimura
内村 俊一郎
Tonobu Sato
佐藤 任延
Daisuke Makino
大輔 牧野
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.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/086,892 priority patent/US4847358A/en
Priority to DE87307571T priority patent/DE3786134T2/de
Priority to EP87307571A priority patent/EP0260833B1/en
Priority to KR1019870010291A priority patent/KR920007760B1/ko
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、シロキサン結合を有するポリアミド酸ならび
にシロキサン結合およびイソインドロキナゾリンジオン
環を有するポリイミドの製造法に関する。
(従来の技術) 従来、半導体を始めとする電子部品の絶縁膜としては、
優れた耐熱性および電気絶縁性を有するポリイミドが幅
広く適用されている。ポリイミドは一般にジアミンとテ
トラカルボン酸二無水物を有機溶媒中で反応させてポリ
イミドの前駆体であるポリアミド酸を生成し、これを加
熱脱水閉環させて得ることができる。代表的な例として
ピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテル
から得られる下記〔■〕式で表わされるポリアミド酸 を加熱することによシ脱水閉環させて得られる下記(F
/]式で表わされるポリイミド が知られている。しかしながらこの構造単位を有するポ
リアミド酸は溶媒に対する溶解性が低いために高濃度に
おいて低粘度の溶液を作成することが困難で仮に1時的
にできたとしても粘度安定性が著しく悪いという問題が
あった。
また、加熱によりポリイミドとする時には300℃以上
の高温が必要であるため、高温処理が不可能な電子部品
や素子に適用するには大きな制限があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記した従来技術の欠点をなくした高濃度に
おいて低粘度でしかも粘度安定性くすぐれ、250℃以
下の比較的低温でポリイミドにすることが可能なシロキ
サン結合を有するポリアミド酸の製造法ならびにこれか
ら得られる耐熱性。
接着性にすぐれたシロキサン結合およびイソインドロキ
ナゾリンジオン環を有するポリイミドの製造方法を提供
するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は。
(a)  一般式(Il ・・・・・・・・・〔I〕 (但し式中几は1価の炭化水素基を示し9mは1以上の
整数である)で表わされるシロキサン結合を有するテト
ラカルボン酸二無水物。
(b)  芳香族テトラカルボン酸二無水物。
(C)  ジアミン および (d)  一般式(II) (但し式中Arは芳香族残基、YはS(h又はCOを示
し、1個のアミノ基とY  NHx基とは互いにオルト
位に位置する)で表わされるジアミノアミド化合物を、
ジアミンおよびジアミノアミド化合物の総量と一般式〔
工〕で表わされるシロキサン結合を有するテトラカルボ
ン酸二無水物および芳香族テトラカルボン酸二無水物の
総量とを、はぼ当モルとして反応させるシロキサン結合
を有するポリアミド酸の製造法ならびに (a)  一般式〔工〕 ・・・・・・・・・〔工〕 (但し式中Rは1価の炭化水素基を示し2mは1以上の
整数である)で表わされるシロキサン結合を有するテト
ラカルボン酸二無水物。
(b)  芳香族テトラカルボン酸二無水物。
(C)  ジアミン (d)  一般式(n) 、(但し式中Arは芳香族残基、YはS02又はCOを
示し、1個のアミノ基とY  NHz基とは互いにオル
ト位に位置する)で表わされるジアミノアミド化合物を
、ジアミンおよびジアミノアミド化合物の総量と、一般
式CDで表わされるシロキサン結合を有するテトラカル
ボン酸二無水物および芳香族テトラカルボン酸二無水物
の総量とをほぼ当モルとして反応させて得られるシロキ
サン結合を有するポリアミド酸を加熱脱水閉環させるシ
ロキサン結合およびイソインドロキナゾリンジオン環を
有するポリイミドの製造法に関する。
本発明に用いられる上記の一般式〔工〕で表わされるシ
ロキサン結合を有するテトラカルボン酸二無水物として
は9例えば などがあげられる。
これらのシロキサン結合を有するテトラカルボン酸二無
水物は、2種以上を併用することもできる。また本発明
に用いられる芳香族テトラカルボン酸二無水物としては
、ピロメリット酸二無水物、aa’4.4’−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物?3.a;’44’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3.3:4.4
’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、1
,2,5.6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、
2.3,6゜7−す7タレンテトラカルボン酸二無水物
、スミ5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物。
1、4.5.8−す7タレ/テトラカルボン酸二無水物
、3,4,9.10−ペリレンテトラカルボン酸二無水
物、 4.4’−スルホニルシフタル酸二無水物、入s
: 4.4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸
二無水物、s、544’−パーフルオロイングロビリデ
ンテトラカルボン酸二無水物などがあげられる。
これらの芳香族テトラカルボン酸二無水物は併用しても
よい。芳香族テトラカルボン酸二無水物の使用によって
得られるポリイミドは熱硬化性の性質を有する。
本発明に用いられるジアミンとしては、エチレンジアミ
ン、1.3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミ
ン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン
、ヘプタメチレンジアミン。
オクタメチレンジアミン、4.4’−ジアミノジフェニ
ルエーテル、l、4−ジアミノシクロヘキサン。
4.4′−ジアミノジフェニルメタン、4.4’−ジア
ミノジフェニルスルホン、4.4’−ジアミノジフェニ
ルスルフィド、ベンジン、メタ−フェニレンジアミン、
パラ−フェニレンジアミン、ス2−ビス(4−アミノフ
ェノキシフェニル)プロパン、1゜5−ナフタレンジア
ミン、Z6−ナフタレンジアミンなどが用いられる。耐
熱性の点から芳香族ジアミンを用いることが好ましい。
これらのジアミンは、2種以上併用しても良い。
本発明に用いられる上記の一般式〔I[)で表わされる
ジアミノアミド化合物としては2例えば4、4’ −シ
フ ミ/ ジフェニルエーテル−3−スルホンアミド、
亀4′−ジアミノジフェニルエーテル−4−スルホンア
ミド、&4′−ジアミノジフェニルエーテル−3′−ス
ルホンアミド、λ3′−ジアミノジフェニルエーテル−
4−スルホンアミド、4.4’−ジアミノジフェニルメ
タン−3−スルホンアミド、3.4’−ジアミノジフェ
ニルメタン−4−スルホンアミド、3.4’−ジアミノ
ジフェニルメタン−3′−スルホンアミ)”、 3.3
’−ジアミノジフェニルメタン−4−スルホンアミ)”
、  4.4’ −ジアミノジフェニルスルホン−3−
スルホンアミド、&4′−ジアミノジフェニルスルホン
−4−スルホンアミド、亀4′−ジアミノジフェニルス
ルホン−3′−スルホンアミ)’、3゜3’−ジ7ミ/
ジフェニルスルホン−4−スルホンアミド、4.4’−
ジアミノジフェニルサルファイド−3−スルホンアミド
、亀4′−ジアミノジフェニルサルファイド−4−スル
ホンアミド。
3.3′−ジアミノジフェニルサルファイド−4−スル
ホンアミド、λ4′−ジアミノジフェニルサルファイド
−3′−スルホンアミド、1,4−ジアミノベンゼン−
2−スルホンアミド? 44’  7アミノジフエニル
エーテルー3−カルボンアミド、入4′−ジアミノジフ
ェニルエール−4−カルボンアミド、&4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル−3′−カルボンアミド、&3′−
ジアミノジフェニルエーテル−4−カルボン7 ミ)”
、 4.4’−ジアミノジフェニルメタン−3−カルボ
ンアミド、3.4’−ジアミノジフェニルメタン−4−
カルボンアミド*:lL4’−ジアミノジフェニルメタ
ン−3′−カルボンアミド、3.3’−ジアミノジフェ
ニルメタン−4−カルボンアミ)’、4.4’−ジアミ
ノジフェニルスルホン−3−カルホン7ミド、λ4′−
ジアミノジフェニルスルホン−4−カルボンアミド、&
4′−ジアミノジフェニルスルホン−3′−カルボンア
ミド、λ3′−ジアミノジフェニルスルホン−4−カル
ボンアミド。
4.4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3−カル
ボンアミド、λ4′−ジアミノジフェニルサルファイド
−4−カルボンアミド、&3′−ジアミノジフェニルサ
ルファイド−4−カルホン7ミド、λ4′−ジアミノジ
フェニルサルファイド−3′−スルホンアミド、1,4
−ジアミノベンゼン−2−カルボンアミドなどがあげら
れる。これらのジアミノアミド化合物は2種以上を併用
してもよい。
ジアミノアミド化合物の使用によってポリイミドの耐熱
性が向上される。
得られるポリアミド酸の分子量を大きくするために、ジ
アミンおよびジアミノアミド化合物の総量(後記のジア
ミノシロキサンを用いる場合は。
これを含める)と上記の一般式〔工〕で表わされるシロ
キサン結合を有するテトラカルボ/酸二無水物および芳
香族テトラカルボン酸二無水物の総量は、はぼ当モルと
される。
ポリイミドの接着性を向上させる目的でさらに次の一般
式〔v〕 (但し2式中R1は2価の炭化水素基、R1は1価の炭
化水素基を示し、Bl、Blは同じでも異なってもよ<
、mは1以上の整数である)で表わされるジアミノシロ
キサンを用いることができ、この化合物としては CH3CHI などがあげられる。
ジアミノシロキサンは、得られるポリイミドの耐熱性の
点からジアミンおよびジアミノアミド化合物の総量に対
して0.1〜10モルチとすることが好ましい。
本発明のポリアミド酸の製造法において不活性溶媒が使
用される。この溶媒は、前記の単量体化合物の総てを溶
解する必要はないが、特に好ましいものとしては生成す
るポリアミド酸を溶解する作用を有するものである。
不活性溶媒としては2例えばN−メチル−2−ピロリド
ン、 N、N−ジメチルアセトアミド、 N、N−ジメ
チルホルムアミド、 N、N−ジエチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、
テトラメチレンスルホン、γ−ブチロラクトン、N−ビ
ニル−ピロリドンなどの1徨又は21以上が用いられる
本発明においては、好ましくは、上記のシロキサン結合
を有するテトラカルボン酸二無水物、芳香族テトラカル
ボン酸二無水物、ジアミンおよびジアミノアミド化合物
を前記の不活性溶媒にできるだけよくとかし、この反応
系を好ましくは約80℃以下特に室温付近ないしそれ以
下の温度に保ちながら攪拌する。これによって反応は速
やかに進行し、かつ反応系の粘度は次第に上昇し、ポリ
アミド酸が生成する。こうして得られたポリアミド酸は
フェスとして安定で商品として有用であり、シロキサン
結合とイソインドロキナゾリンジオン環を有するポリイ
ミドを得るために使用することができる。
とのポリアミド酸を100〜350℃好ましくは100
〜250℃の比較的低い温度で2時間以下好ましくは3
0分〜1時間熱処理すると、脱水閉環し、シロキサン結
合およびイソインドロキナゾリンジオン環を有するポリ
イミドが得られる。
この脱水閉環反応は、脱水剤として無水酢酸。
第三級アミン、ジシクロへキシルカルボジイミドリン酸
等を用いて行ってもよい。“上記のポリアミド酸をガラ
ス板等上に流し塗りし乾燥してフィルムとし、加熱脱水
閉環反応を行ってもよい。
(実施例) 以下1本発明を実施例によって説明する。
実施例1 温度計、攪拌機および塩化カルシウム管を備えた11!
の三つロフラスコに、4.4’−ジアミノジフェニルエ
ーテル76.16(0,38モル)、4.4’−ジアミ
ノジフェニルエーテル−3−カルボンアミド4.99(
0,02モルンをN、N−ジメチルアセトアミド692
gに入れ、よく攪拌した。これに1.3−ヒス(3,4
−ジカルボキシフェニル) −1,1,λ3−テトラメ
チルジシロキサンニ無水物85.39(0,2molり
 e 313’#  4,4’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物64.4 g (0,2moJ )
を徐々に加えた。添加終了後7時間攪拌を続はシロキサ
ン結合を有するポリアミド酸の溶液を得た。
得られたポリアミド酸の溶液は、不揮発分濃度25重量
%で、粘度は1700ポアズ(25℃)であった。次に
このポリアミド酸の溶液を80℃付近の温度で加熱し、
粘度調整を行ったところ7時間で22ポアズまで粘度低
下した。
次に、この溶液をガラス板上に塗布し、100℃で30
分乾燥後200℃〜350℃の範囲で熱硬化させ可とり
性の良好なポリイミドのフイルムを得た。次にこのフィ
ルムを以下に示す試験方法により評価し、その結果を表
1に示した。
試験方法 L 熱分解開始温度 上記のフィルムlO■を用い示差熱天秤で空気中昇温速
度10℃/ m i nで測定した。
2 重量減少率 上記のフィルム70mgを用い1.と同じ装置で空気中
で400℃/30分放置後の重量減少率を測定した。
λ 接着性 シリコンウェハ上に上記の粘度の調整された溶液を回転
塗布し、100℃で30分乾燥後200〜350℃の範
囲で熱硬化させ、クロスカット試験により評価した。
また上記の粘度の調整された溶液の5℃保管下の粘度安
定性を追跡し結果を第1図に示した。
実施例2 実施例1と同様にして4,41−ジアミノジフェニルス
ルフイド77.89(0,36モル)、4.4’−ジア
ミノジフェニルエーテル−3−カルボンアミド4.99
 (0,02モル)、1.3ビス−(アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサン5.0g(0,02モル)を
N、N−ジメチルアセトアミド750gに溶解させ、こ
れに1.3−ビス(&4−ジカルボキシフェニル’) 
−1,1,& 3−テトラメチルジシロキサンニ無水物
15&6g(0,36モル)、ピロメリット酸二無水物
&79(0,04モル)を徐々に加えた。添加終了後、
そのまま6時間攪拌を続はシロキサン結合を有するポリ
アミド酸の溶液を得た。得られたポリアミド酸の溶液は
、不揮発分濃度25重量憾で、粘度は、2000ポアズ
(25℃)であった。次に、このポリアミド酸の溶液を
80℃付近の温度で加熱し粘度調整を行ったところ8時
間で13ポアズまで粘度低下した。次にこの溶液をガラ
ス基板上に塗布し100℃で30分乾燥後200〜35
0℃の範囲で硬化させてポリイミドのフィルムを得、実
施例1と同様の評価を行い結果を表IK示した。オた粘
度の調整された溶液の5℃保管下の粘度安定性を追跡し
結果を第1図に示した。
実施例3 実施例1と同様にして、パラ−フェニレンジアミン41
.09(0,38モル)、4.4’−ジアミノジフェニ
ルエーテル−3−カルボンアミ)”4.9g(0,02
モル)をN、N−ジメチルアセトアミド716.59に
溶解させ9次に1,5−ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル) −1,1,λ3.5.5−へキサメチルトリ
シロキサンニ無水物180G(0,36モル)および3
.a/ 4.4/−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物IL99(0,04モル)を徐々に加えた。添加
終了後そのまま5時間反応を続はシロキサン結合を有す
るポリアミド酸の溶液を得た。得られたポリアミド酸の
溶液は不揮発分濃度25重iチで粘度は1300ポアズ
(25℃)であった。次にこのポリアミド酸の溶液を8
0℃付近の温度で加熱し粘度調整を行ったところ7時間
で20ポアズ寸で粘度低下した。
次にこの溶液をガラス基板上に塗布し100℃で30分
乾燥後200〜350℃の範囲で硬化させてポリイミド
のフィルムを得、実施例1と同様の評価を行い、結果を
表1に示した。
また粘度のvI4整された溶液の5℃保管下の粘度安定
性を追跡し、結果を第1図に示した。
比較例1 4.4′−ジアミノジフェニルエーテル20g(0,1
“モル)をN、N−ジメチルアセトアミド167.29
に溶解させ、これにピロメリット酸二無水物21.89
(0,1モル)を徐々に添加し、そのまま室温で8時間
反応させた。得られたポリアミド酸の溶液は不揮発分濃
度20重量係で粘度は2000ポアズ(25℃)であっ
た。次にこのポリアミド酸の溶液を80℃付近の温度で
加熱し粘度調整を行ったところ20時間後25ポアズま
で粘度が低下した。
次に実施例1と同様の評価を行い、その結果を表1に示
した。また粘度の調整された溶液の5℃保管下の粘度安
定性を追跡し、結果を第1図に示I−7・      
         ニーFよ(、上記の表において20
0〜350℃の範囲の硬化温度で1重量減少開始源度1
重量減少率が共に一定であることから2本発明によって
製造されるポリアミド酸は200℃の硬化で脱水閉環が
起こり、熱的に安定なポリイミドとなシ得ることが示さ
れる。
(発明の効果) 本発明の製造法によって得られるポリアミド酸は、従来
から知られているポリアミド酸よりも高濃度において低
粘度であり、しかも長期にわたる粘度安定性にすぐれて
おり、250℃以下の比較的低温でポリイミドにするこ
とが可能で、これより得られたポリイミドは、すぐれた
耐熱性、接着性を有する。
本発明によって得られるポリアミド酸およびポリイミド
は、各種電子部品の層間絶縁膜1表面保護膜、金属ペー
ストのバインダー等への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例および比較例で行った粘度安定性の追跡
結果を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・・・・・・・〔 I 〕 (但し式中Rは1価の炭化水素基を示し、mは1以上の
    整数である)で表わされるシロキサン結合を有するテト
    ラカルボン酸二無水物 (b)芳香族テトラカルボン酸二無水物 (c)ジアミン および (d)一般式〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    〔II〕 (但し式中Arは芳香族残基、YはSO_2又はCOを
    示し、1個のアミノ基とY−NH_2基とは互いにオル
    ト位に位置する)で表わされるジアミノアミド化合物を
    、ジアミンおよびジアミノアミド化合物の総量と一般式
    〔 I 〕で表わされるシロキサン結合を有するテトラカ
    ルボン酸二無水物および芳香族テトラカルボン酸二無水
    物の総量とを、ほぼ当モルとして反応させることを特徴
    とするシロキサン結合を有するポリアミド酸の製造法。 2、(a)一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・・・・・・・〔 I 〕 (但し式中Rは1価の炭化水素基を示し、mは1以上の
    整数である)で表わされるシロキサン結合を有するテト
    ラカルボン酸二無水物、 (b)芳香族テトラカルボン酸二無水物、 (c)ジアミン (d)一般式〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・・・・
    〔II〕 (但し式中Arは芳香族残基、YはSO_2又はCOを
    示し、1個のアミノ基とY−NH_2基とは互いにオル
    ト位に位置する)で表わされるジアミノアミド化合物を
    、ジアミンおよびジアミノアミド化合物の総量と、一般
    式〔 I 〕で表わされるシロキサン結合を有するテトラ
    カルボン酸二無水物および芳香族テトラカルボン酸二無
    水物の総量とを、ほぼ当モルとして反応させて得られる
    シロキサン結合を有するポリアミド酸を加熱脱水閉環さ
    せることを特徴とするシロキサン結合およびイソインド
    ロキナゾリンジオン環を有するポリイミドの製造法。
JP61221187A 1986-09-19 1986-09-19 シロキサン結合を有するポリアミド酸ならびにシロキサン結合およびイソインドロキナゾリンジオン環を有するポリイミドの製造法 Expired - Lifetime JP2515306B2 (ja)

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US07/086,892 US4847358A (en) 1986-09-19 1987-08-18 Process for producing polyamide acid having siloxane bonds and polyimide having siloxane bonds and isoindoloquinazolinedione rings
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EP87307571A EP0260833B1 (en) 1986-09-19 1987-08-26 Process for producing polyamide acid having siloxane bonds and polyimide having siloxane bonds and isoindoloquinazolinedione rings
KR1019870010291A KR920007760B1 (ko) 1986-09-19 1987-09-16 실록산 결합을 가진 폴리아미드산 및 실록산 결합과 이소인돌로 퀴나졸린디온 고리를 가진 폴리이미드의 제조방법

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JP (1) JP2515306B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939223A (en) * 1988-10-05 1990-07-03 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Silicon-modified polyimides

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US4939223A (en) * 1988-10-05 1990-07-03 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Silicon-modified polyimides

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JP2515306B2 (ja) 1996-07-10

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