JP3143971B2 - 超高分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法 - Google Patents
超高分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリアリ−レンスルフィ
ドの製造法に関するものであり、更に詳しくは超高分子
量ポリアリ−レンスルフィドの製造法に関するものであ
る。
ドの製造法に関するものであり、更に詳しくは超高分子
量ポリアリ−レンスルフィドの製造法に関するものであ
る。
【0002】ポリアリ−レンスルフィドは、その優れた
耐熱性、耐薬品性を生かして電気,電子機器部材、自動
車機器部材として注目を集めている。また、射出成形、
押出成形等により各種成形部品、フィルム、シ−ト、繊
維等に成形可能であり耐熱性、耐薬品性の要求される分
野に幅広く用いられている。
耐熱性、耐薬品性を生かして電気,電子機器部材、自動
車機器部材として注目を集めている。また、射出成形、
押出成形等により各種成形部品、フィルム、シ−ト、繊
維等に成形可能であり耐熱性、耐薬品性の要求される分
野に幅広く用いられている。
【0003】
【従来の技術】ポリアリ−レンスルフィドの代表的な製
造方法としては、N−メチルピロリドン等の有機アミド
溶媒中でジハロ芳香族化合物と硫化ナトリウム等のアル
カリ金属硫化物とを反応させる方法が特公昭45−33
68号公報に開示されている。
造方法としては、N−メチルピロリドン等の有機アミド
溶媒中でジハロ芳香族化合物と硫化ナトリウム等のアル
カリ金属硫化物とを反応させる方法が特公昭45−33
68号公報に開示されている。
【0004】しかし、この方法で製造されたポリアリ−
レンスルフィドは、分子量が低いため、そのままでは射
出成形等の用途には使用できず、この低分子量のポリマ
−を空気中で加熱酸化架橋させることにより高分子量化
し、成形加工用途に供されてきたが、この高分子量ポリ
マ−でも高度の架橋、分岐によるためか押出加工性に劣
り、フィルム、繊維への成形が困難であった。
レンスルフィドは、分子量が低いため、そのままでは射
出成形等の用途には使用できず、この低分子量のポリマ
−を空気中で加熱酸化架橋させることにより高分子量化
し、成形加工用途に供されてきたが、この高分子量ポリ
マ−でも高度の架橋、分岐によるためか押出加工性に劣
り、フィルム、繊維への成形が困難であった。
【0005】そこで重合反応により高分子量ポリアリ−
レンスルフィドを得る方法が提案されている。代表的な
例としては、特公昭52−12240号公報、特公昭5
7−334号公報、特開昭61−7332号公報に開示
されているような方法が挙げられる。しかし、これらの
方法において得られるポリアリ−レンスルフィドは、特
公昭45−3368号公報で開示されたポリアリ−レン
スルフィドと比較して高分子量であるが、ポリアリ−レ
ンスルフィドの欠点として知られている靭性を改良する
には分子量が未だ不十分である。
レンスルフィドを得る方法が提案されている。代表的な
例としては、特公昭52−12240号公報、特公昭5
7−334号公報、特開昭61−7332号公報に開示
されているような方法が挙げられる。しかし、これらの
方法において得られるポリアリ−レンスルフィドは、特
公昭45−3368号公報で開示されたポリアリ−レン
スルフィドと比較して高分子量であるが、ポリアリ−レ
ンスルフィドの欠点として知られている靭性を改良する
には分子量が未だ不十分である。
【0006】特開昭61−66720号公報には、超高
分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法が開示されて
いるが、この製造法は工程が複雑であるうえに貧溶媒と
して多量の水を使用しているために製造コストが増大し
て工業的に不利である。
分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法が開示されて
いるが、この製造法は工程が複雑であるうえに貧溶媒と
して多量の水を使用しているために製造コストが増大し
て工業的に不利である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複雑なプロ
セスを必要とせず、重合助剤として有機金属塩の添加、
または、重合中における水の添加も行わずにポリアリ−
レンスルフィドの欠点として知られている靭性を改良し
た超高分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法を供す
るものである。
セスを必要とせず、重合助剤として有機金属塩の添加、
または、重合中における水の添加も行わずにポリアリ−
レンスルフィドの欠点として知られている靭性を改良し
た超高分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法を供す
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、有機アミ
ド溶媒中でアルカリ金属硫化物とポリハロ芳香族化合物
とを反応させてポリアリ−レンスルフィドを得る方法に
おいて、この反応を少なくとも下記の二段階で行うこと
を特徴とする溶融粘度が10000ポアズ以上のポリア
リ−レンスルフィドの製造法(ただし、本発明において
溶融粘度は300℃、剪断速度200(秒)-1で測定し
たものである)である。 (1)アルカリ金属硫化物(無水物)1モル当り0.5
〜2.4モルの水が存在する状態で、180〜250℃
の温度で反応を行って、溶融粘度が5〜800ポアズの
ポリアリ−レンスルフィドをジハロ芳香族化合物の転化
率50モル%以上で生成させる工程。 (2)(1)の工程で使用したジハロ芳香族化合物の
0.01〜5モル%に相当する下記の構造を有する芳香
族化合物 (X)n−Ar−(Y)m (X=Cl,Br,Iのハロゲン基、Y=SM(Mはア
ルカリ金属)、n,mは0〜6の整数でありn+m≧
3、Ar=C6〜C18の芳香族基を表す)と、全溶媒の
うちポリアリ−レンスルフィドの非水溶媒である貧溶媒
が20〜60重量%存在するように非水溶媒である貧溶
媒を添加すると共に反応温度を250〜290℃の温度
に昇温して、上記反応を継続する工程。
ド溶媒中でアルカリ金属硫化物とポリハロ芳香族化合物
とを反応させてポリアリ−レンスルフィドを得る方法に
おいて、この反応を少なくとも下記の二段階で行うこと
を特徴とする溶融粘度が10000ポアズ以上のポリア
リ−レンスルフィドの製造法(ただし、本発明において
溶融粘度は300℃、剪断速度200(秒)-1で測定し
たものである)である。 (1)アルカリ金属硫化物(無水物)1モル当り0.5
〜2.4モルの水が存在する状態で、180〜250℃
の温度で反応を行って、溶融粘度が5〜800ポアズの
ポリアリ−レンスルフィドをジハロ芳香族化合物の転化
率50モル%以上で生成させる工程。 (2)(1)の工程で使用したジハロ芳香族化合物の
0.01〜5モル%に相当する下記の構造を有する芳香
族化合物 (X)n−Ar−(Y)m (X=Cl,Br,Iのハロゲン基、Y=SM(Mはア
ルカリ金属)、n,mは0〜6の整数でありn+m≧
3、Ar=C6〜C18の芳香族基を表す)と、全溶媒の
うちポリアリ−レンスルフィドの非水溶媒である貧溶媒
が20〜60重量%存在するように非水溶媒である貧溶
媒を添加すると共に反応温度を250〜290℃の温度
に昇温して、上記反応を継続する工程。
【0009】以下にその詳細について説明する。
【0010】本発明において(1)の工程(1段目)で
用いられるアルカリ金属硫化物には、硫化ナトリウム、
硫化リチウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セ
シウムおよびこれらの混合物が包含される。これらのア
ルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、
あるいは無水物の形で用いることができる。
用いられるアルカリ金属硫化物には、硫化ナトリウム、
硫化リチウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セ
シウムおよびこれらの混合物が包含される。これらのア
ルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、
あるいは無水物の形で用いることができる。
【0011】これらのアルカリ金属硫化物の中では、硫
化ナトリウムが最も安価であって工業的に好ましい。な
お、アルカリ金属硫化物中に微量存在することもあるア
ルカリ金属重硫化物やアルカリ金属チオ硫酸塩を反応さ
せるために、小量のアルカリ金属水酸化物を併用してこ
れらの不純物を除去ないし硫化物への変換を図ることも
可能である。
化ナトリウムが最も安価であって工業的に好ましい。な
お、アルカリ金属硫化物中に微量存在することもあるア
ルカリ金属重硫化物やアルカリ金属チオ硫酸塩を反応さ
せるために、小量のアルカリ金属水酸化物を併用してこ
れらの不純物を除去ないし硫化物への変換を図ることも
可能である。
【0012】本発明の(1)の工程(1段目)で使用で
きるジハロ芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼ
ン、m−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p
−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、o−ジヨ
−ドベンゼン、p−ジヨ−ドベンゼン、m−ジヨ−ドベ
ンゼン、p,p’−ジクロロジフェニル、p,p’−ジ
ブロモジフェニル、p,p’−ジクロロジフェニルエ−
テル、p,p’−ジクロロジフェニルスルフォン、p,
p’−ジクロロベンゾフェノン等が挙げられる。なかで
も、p−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、o
−ジクロロベンゼンが好ましい。
きるジハロ芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼ
ン、m−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p
−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、o−ジヨ
−ドベンゼン、p−ジヨ−ドベンゼン、m−ジヨ−ドベ
ンゼン、p,p’−ジクロロジフェニル、p,p’−ジ
ブロモジフェニル、p,p’−ジクロロジフェニルエ−
テル、p,p’−ジクロロジフェニルスルフォン、p,
p’−ジクロロベンゾフェノン等が挙げられる。なかで
も、p−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、o
−ジクロロベンゼンが好ましい。
【0013】上記ポリハロ芳香族化合物については、2
種以上の化合物を併用することも可能である。
種以上の化合物を併用することも可能である。
【0014】重合反応において使用する有機アミド溶媒
としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N
−エチルピロリドン、N−シクロヘキシルピロリドン、
N−メチルカプロラクタム、テトラメチル尿素等および
これらの混合物を挙げることができる。これらのなかで
N−メチル−2−ピロリドンが好ましい。重合溶媒とし
ての有機アミドは、非プロトン化合物であることが好ま
しい。
としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N
−エチルピロリドン、N−シクロヘキシルピロリドン、
N−メチルカプロラクタム、テトラメチル尿素等および
これらの混合物を挙げることができる。これらのなかで
N−メチル−2−ピロリドンが好ましい。重合溶媒とし
ての有機アミドは、非プロトン化合物であることが好ま
しい。
【0015】(2)の工程(2段目)において、添加す
る下記の構造を有する芳香族化合物 (X)n−Ar−(Y)m (X=Cl,Br,Iのハロゲン基、Y=−SM(Mは
アルカリ金属)、n,mは0〜6の整数でありn+m≧
3、Ar=C6〜C18の芳香族基を表す)としては、
1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリク
ロロベンゼン、2,4−ジクロロチオフェノ−ルナトリ
ウム塩、3,5−ジクロロチオフェノ−ルナトリウム塩
等が挙げられる。なかでも、1,3,5−トリクロロベ
ンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンが好ましい。
る下記の構造を有する芳香族化合物 (X)n−Ar−(Y)m (X=Cl,Br,Iのハロゲン基、Y=−SM(Mは
アルカリ金属)、n,mは0〜6の整数でありn+m≧
3、Ar=C6〜C18の芳香族基を表す)としては、
1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリク
ロロベンゼン、2,4−ジクロロチオフェノ−ルナトリ
ウム塩、3,5−ジクロロチオフェノ−ルナトリウム塩
等が挙げられる。なかでも、1,3,5−トリクロロベ
ンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンが好ましい。
【0016】(2)の工程(2段目)の重合反応系にお
いて添加するポリアリ−レンスルフィドの貧溶媒とは、
有機アミド溶媒から溶解ポリアリ−レンスルフィドの分
離を起こさせるのに好ましい非水溶媒であり、次の条件
[1]反応中に用いた有機アミド溶媒に可溶のもの、
[2]それ自体は、ポリアリ−レンスルフィドの良溶媒
でないもの、[3]本発明による方法の反応条件に適し
た沸騰特性を有したもの、[4]本発明による方法の反
応条件で安定なもの を満たす任意の溶媒を用いること
ができ、好ましくは、芳香族炭化水素(C8〜
C24)、脂肪族化合物(C2〜C24)であり、更に
好ましくは、n−デカン、p−シメン、トリメトキシベ
ンゼン、クメン、メチルサルフォン、ケロシン、n−テ
トラデカン等である。 本発明による重合は、重合系に
存在する貧溶媒の量および/または反応温度が異なる少
なくとも二段階で行われる。ここで、「少なくとも二段
階」ということは、この二段階の組合せに基因する本発
明の効果が実現される限り、これらの二工程の前、後ま
たは中間に補助的な工程を附加しても良いことを意味す
るものである。以下に本発明の重合方法について、具体
的に示す。
いて添加するポリアリ−レンスルフィドの貧溶媒とは、
有機アミド溶媒から溶解ポリアリ−レンスルフィドの分
離を起こさせるのに好ましい非水溶媒であり、次の条件
[1]反応中に用いた有機アミド溶媒に可溶のもの、
[2]それ自体は、ポリアリ−レンスルフィドの良溶媒
でないもの、[3]本発明による方法の反応条件に適し
た沸騰特性を有したもの、[4]本発明による方法の反
応条件で安定なもの を満たす任意の溶媒を用いること
ができ、好ましくは、芳香族炭化水素(C8〜
C24)、脂肪族化合物(C2〜C24)であり、更に
好ましくは、n−デカン、p−シメン、トリメトキシベ
ンゼン、クメン、メチルサルフォン、ケロシン、n−テ
トラデカン等である。 本発明による重合は、重合系に
存在する貧溶媒の量および/または反応温度が異なる少
なくとも二段階で行われる。ここで、「少なくとも二段
階」ということは、この二段階の組合せに基因する本発
明の効果が実現される限り、これらの二工程の前、後ま
たは中間に補助的な工程を附加しても良いことを意味す
るものである。以下に本発明の重合方法について、具体
的に示す。
【0017】(1)の工程(1段目) 本発明での(1)の工程では、換言すれば1段目の重合
では、アルカリ金属硫化物(無水物)1モル当り、0.
5〜2.4モルの水を含む重合反応系で、180〜25
0℃の温度で、重合反応系中のジハロ芳香族化合物の転
化率が50モル%以上になるまで重合を行って、溶融粘
度が5〜800ポアズのポリアリ−レンスルフィドを得
る。
では、アルカリ金属硫化物(無水物)1モル当り、0.
5〜2.4モルの水を含む重合反応系で、180〜25
0℃の温度で、重合反応系中のジハロ芳香族化合物の転
化率が50モル%以上になるまで重合を行って、溶融粘
度が5〜800ポアズのポリアリ−レンスルフィドを得
る。
【0018】実施に際しては、まず、有機アミド溶媒
に、望ましくは不活性ガス雰囲気下に常温〜180℃の
温度範囲でアルカリ金属硫化物およびジハロ芳香族化合
物を加えて、所定の温度に昇温して反応させる。ここ
で、アルカリ金属硫化物の含有水量が所定量より少ない
場合には、ジハロ芳香族化合物を添加する前に必要量を
添加し、多すぎる場合には、ジハロ芳香族化合物を添加
する前に溶媒およびアルカリ金属硫化物を180〜21
0℃まで昇温しながら水の不必要量を系外に追い出すこ
とにより、重合系の共存水量を仕込アルカリ金属硫化物
(無水物)1モル当り0.5〜2.4モルの範囲とす
る。
に、望ましくは不活性ガス雰囲気下に常温〜180℃の
温度範囲でアルカリ金属硫化物およびジハロ芳香族化合
物を加えて、所定の温度に昇温して反応させる。ここ
で、アルカリ金属硫化物の含有水量が所定量より少ない
場合には、ジハロ芳香族化合物を添加する前に必要量を
添加し、多すぎる場合には、ジハロ芳香族化合物を添加
する前に溶媒およびアルカリ金属硫化物を180〜21
0℃まで昇温しながら水の不必要量を系外に追い出すこ
とにより、重合系の共存水量を仕込アルカリ金属硫化物
(無水物)1モル当り0.5〜2.4モルの範囲とす
る。
【0019】特に、1.0〜1.5モルの範囲とするこ
とは、高分子量のポリアリ−レンスルフィドを得るのに
効果がある。
とは、高分子量のポリアリ−レンスルフィドを得るのに
効果がある。
【0020】このとき共存水量が0.5モル未満では生
成ポリアリ−レンスルフィドの分解等の望ましくない反
応が起こりやすい。一方、2.4モルを越える場合に
は、重合速度が極めて小さくなったり、分解反応が進ん
だりして好ましくない。
成ポリアリ−レンスルフィドの分解等の望ましくない反
応が起こりやすい。一方、2.4モルを越える場合に
は、重合速度が極めて小さくなったり、分解反応が進ん
だりして好ましくない。
【0021】また1段目の重合は、180〜250℃で
行われる。反応温度が180℃より低いと反応速度が小
さくなりすぎる。一方、250℃より高いと生成ポリア
リ−レンスルフィドが分解しやすくなり溶融粘度の極め
て低いポリマ−しか得られない。
行われる。反応温度が180℃より低いと反応速度が小
さくなりすぎる。一方、250℃より高いと生成ポリア
リ−レンスルフィドが分解しやすくなり溶融粘度の極め
て低いポリマ−しか得られない。
【0022】ジハロ芳香族化合物の使用量はアルカリ金
属硫化物1モル当り0.9〜1.1モルの範囲が望まし
く、特に0.99〜1.05モルの範囲が高分子量のポ
リアリ−レンスルフィドを得るのに好ましい。
属硫化物1モル当り0.9〜1.1モルの範囲が望まし
く、特に0.99〜1.05モルの範囲が高分子量のポ
リアリ−レンスルフィドを得るのに好ましい。
【0023】1段目の終点、すなわち1段目から2段目
に切り替える時点は、系内のジハロ芳香族化合物の転化
率が50モル%以上、特に好ましくは98モル%以上に
達した時点である。転化率が50モル%未満では2段目
の重合の際に重合時間が極めて長くなり好ましくない。
に切り替える時点は、系内のジハロ芳香族化合物の転化
率が50モル%以上、特に好ましくは98モル%以上に
達した時点である。転化率が50モル%未満では2段目
の重合の際に重合時間が極めて長くなり好ましくない。
【0024】ジハロ芳香族化合物の転化率は、以下の式
で算出したものである。 (イ)ジハロ芳香族化合物(DH)をアルカリ金属硫化
物よりモル比で過剰に添加した場合 転化率=(DH仕込み−DH残存量)/(DH仕込み−
DH過剰量)×100 (ロ)(イ)以外の場合 転化率=(DH仕込み−DH残存量)/DH仕込み×1
00 1段目から2段目への切り替え時点で、ポリアリ−レン
スルフィドの溶融粘度は5〜800ポアズが好ましく、
特に100〜800ポアズが好ましい。5ポアズ未満で
は2段目の重合時に重合時間が極めて長くなり好ましく
ない。
で算出したものである。 (イ)ジハロ芳香族化合物(DH)をアルカリ金属硫化
物よりモル比で過剰に添加した場合 転化率=(DH仕込み−DH残存量)/(DH仕込み−
DH過剰量)×100 (ロ)(イ)以外の場合 転化率=(DH仕込み−DH残存量)/DH仕込み×1
00 1段目から2段目への切り替え時点で、ポリアリ−レン
スルフィドの溶融粘度は5〜800ポアズが好ましく、
特に100〜800ポアズが好ましい。5ポアズ未満で
は2段目の重合時に重合時間が極めて長くなり好ましく
ない。
【0025】1段目の重合時間については、0.5〜1
0時間、特に3〜5時間が好ましい。ここでいう重合時
間とは、反応温度180〜250℃に達してからの時間
をいう。
0時間、特に3〜5時間が好ましい。ここでいう重合時
間とは、反応温度180〜250℃に達してからの時間
をいう。
【0026】(2)の工程(2段目) 本発明での(2)の工程では、換言すれば2段目の重合
では、1段目の重合スラリ−に1段目の重合で仕込んだ
ジハロ芳香族化合物に対して0.01〜5モル%に相当
する下記の芳香族化合物 (X)n−Ar−(Y)m (X=Cl,Br,Iのハロゲン基、Y=SM(Mはア
ルカリ金属)、n,mは0〜6の整数でありn+m≧
3、Ar=C6〜C18の芳香族基を表す)と、ポリアリ
−レンスルフィドの非水溶媒である貧溶媒を重合系中の
全溶媒に対して、20〜60重量%存在させて反応温度
を250〜290℃として重合を継続させ、10000
ポアズ以上のポリアリ−レンスルフィドが得られる。
では、1段目の重合スラリ−に1段目の重合で仕込んだ
ジハロ芳香族化合物に対して0.01〜5モル%に相当
する下記の芳香族化合物 (X)n−Ar−(Y)m (X=Cl,Br,Iのハロゲン基、Y=SM(Mはア
ルカリ金属)、n,mは0〜6の整数でありn+m≧
3、Ar=C6〜C18の芳香族基を表す)と、ポリアリ
−レンスルフィドの非水溶媒である貧溶媒を重合系中の
全溶媒に対して、20〜60重量%存在させて反応温度
を250〜290℃として重合を継続させ、10000
ポアズ以上のポリアリ−レンスルフィドが得られる。
【0027】上記の芳香族化合物の添加量は0.01〜
5モル%であり、更に好ましくは0.1〜1モル%であ
る。上記の芳香族化合物添加量が0.01モル%未満あ
るいは5モル%を越える場合には超高分子量化効果が表
れにくい。
5モル%であり、更に好ましくは0.1〜1モル%であ
る。上記の芳香族化合物添加量が0.01モル%未満あ
るいは5モル%を越える場合には超高分子量化効果が表
れにくい。
【0028】また、系中の非水溶媒である貧溶媒の量は
全溶媒に対し20〜60重量%であり、20重量%未満
あるいは60重量%を越える場合には超高分子量化効果
が表れにくい。
全溶媒に対し20〜60重量%であり、20重量%未満
あるいは60重量%を越える場合には超高分子量化効果
が表れにくい。
【0029】重合温度は250〜290℃であるが、重
合温度が250℃未満では反応速度が小さく生産性が低
くなり、290℃を越えると生成ポリマ−が分解するお
それがあるために好ましくない。また、この2段目の重
合反応においては、重合反応系を安定化させる目的で小
量のアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等を添
加してもよい。
合温度が250℃未満では反応速度が小さく生産性が低
くなり、290℃を越えると生成ポリマ−が分解するお
それがあるために好ましくない。また、この2段目の重
合反応においては、重合反応系を安定化させる目的で小
量のアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩等を添
加してもよい。
【0030】本発明での2段目の重合は、1段目で生成
したポリアリ−レンスルフィドの単なる分別、造粒の工
程でなく、1段目で生成したポリマ−の溶融粘度を著し
く上昇させるものであり、換言するならば、更に超高分
子量化するための重合工程である。
したポリアリ−レンスルフィドの単なる分別、造粒の工
程でなく、1段目で生成したポリマ−の溶融粘度を著し
く上昇させるものであり、換言するならば、更に超高分
子量化するための重合工程である。
【0031】2段目の重合時間は、通常0.5〜20時
間程度、好ましくは3〜7時間である。ここでいう重合
時間とは、反応温度250〜290℃に達してからの時
間をいう。
間程度、好ましくは3〜7時間である。ここでいう重合
時間とは、反応温度250〜290℃に達してからの時
間をいう。
【0032】1段目と2段目の切り替えは、1段目で得
られたスラリ−を別の反応容器に移して2段目の重合条
件に合うように行ってもよいし、1段目と2段目の重合
を同一の反応容器内で重合条件を変更することによって
行ってもよい。
られたスラリ−を別の反応容器に移して2段目の重合条
件に合うように行ってもよいし、1段目と2段目の重合
を同一の反応容器内で重合条件を変更することによって
行ってもよい。
【0033】上記の芳香族化合物と非水溶媒である貧溶
媒を添加する時期は1段目重合後で、2段目重合の昇温
開始前か、昇温途中かあるいは2段目重合温度に昇温直
後がよい。また、ポリハロ芳香族化合物と非水溶媒であ
る貧溶媒の添加は同時でも別々でも差し仕えがない。
媒を添加する時期は1段目重合後で、2段目重合の昇温
開始前か、昇温途中かあるいは2段目重合温度に昇温直
後がよい。また、ポリハロ芳香族化合物と非水溶媒であ
る貧溶媒の添加は同時でも別々でも差し仕えがない。
【0034】1段目の重合で必要な水は、2段目の重合
においては実質的に必要がなく、2段目の重合において
は水を含まない状態で重合を行っても差し支えがない。
この水は、プロセスを簡略化する目的で含有された状態
で2段目の重合を行っても良いし、2段目の重合工程の
重合圧力を低下させるために1段目重合終了後に脱水を
行った後、2段目の重合を行ってもよい。
においては実質的に必要がなく、2段目の重合において
は水を含まない状態で重合を行っても差し支えがない。
この水は、プロセスを簡略化する目的で含有された状態
で2段目の重合を行っても良いし、2段目の重合工程の
重合圧力を低下させるために1段目重合終了後に脱水を
行った後、2段目の重合を行ってもよい。
【0035】本発明の方法で得られるポリアリ−レンス
ルフィドは、300℃の温度、200(秒)−1の剪断
速度で測定した溶融粘度が10000ポアズ以上を示す
ものである。この溶融粘度の測定は、高化式フロ−テス
タ−を使用し、ダイスは径0.5mm、長さ2mmもの
を使用する標準的な方法により実施できる。
ルフィドは、300℃の温度、200(秒)−1の剪断
速度で測定した溶融粘度が10000ポアズ以上を示す
ものである。この溶融粘度の測定は、高化式フロ−テス
タ−を使用し、ダイスは径0.5mm、長さ2mmもの
を使用する標準的な方法により実施できる。
【0036】本発明の重合方法におけるポリマ−の回収
法は、常法によって行うことができる。すなわち、2段
目重合反応終了後、冷却した生成物スラリ−をそのまま
あるいは水分などで希釈してからろ別し、水洗ろ過を繰
り返して乾燥することにより、ポリアリ−レンスルフィ
ドを得ることができる。
法は、常法によって行うことができる。すなわち、2段
目重合反応終了後、冷却した生成物スラリ−をそのまま
あるいは水分などで希釈してからろ別し、水洗ろ過を繰
り返して乾燥することにより、ポリアリ−レンスルフィ
ドを得ることができる。
【0037】本発明により得られるポリアリ−レンスル
フィドは、10000ポアズ以上と非常に高い分子量を
有しているので、強靭なフィルム、シ−ト、繊維等にき
わめて容易に成形加工することが出来る。また、このポ
リアリ−レンスルフィドは射出成形、押出成形、ブロ−
成形、回転成形等によって各種のモ−ルド物に加工する
ことが出来るが、肉厚のものであってもクラックがはい
りにくい。
フィドは、10000ポアズ以上と非常に高い分子量を
有しているので、強靭なフィルム、シ−ト、繊維等にき
わめて容易に成形加工することが出来る。また、このポ
リアリ−レンスルフィドは射出成形、押出成形、ブロ−
成形、回転成形等によって各種のモ−ルド物に加工する
ことが出来るが、肉厚のものであってもクラックがはい
りにくい。
【0038】更に、本発明により得られたポリマ−にカ
−ボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン
等の粉末状充填剤、または、炭素繊維、ガラス繊維、ア
スベスト繊維、ポリアラミド繊維などの繊維状充填剤を
充填して使用することができる。
−ボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン
等の粉末状充填剤、または、炭素繊維、ガラス繊維、ア
スベスト繊維、ポリアラミド繊維などの繊維状充填剤を
充填して使用することができる。
【0039】更にまた、本発明の方法により得られたポ
リマ−にポリカ−ボネ−ト、ポリフェニレンオキシド、
ポリスルフォン、ポリアセタ−ル、ポリイミド、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、
ABSなどの樹脂の1種以上を混合して使用することも
できる。
リマ−にポリカ−ボネ−ト、ポリフェニレンオキシド、
ポリスルフォン、ポリアセタ−ル、ポリイミド、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、
ABSなどの樹脂の1種以上を混合して使用することも
できる。
【0040】
【実施例】以下に、実施例をあげて本発明を説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0041】実施例1 (1段目の重合)15lオ−トクレ−ブにN−メチルピ
ロリドン5lを仕込み、120℃に昇温した後、2.8
水塩硫化ナトリウムを1866g仕込み、2時間かけて
撹拌しながら徐々に205℃まで昇温し水を408g留
出させた。このときの系内の水の量は硫化ナトリウム
(無水物)1モル当たり約1.23モルであった。
ロリドン5lを仕込み、120℃に昇温した後、2.8
水塩硫化ナトリウムを1866g仕込み、2時間かけて
撹拌しながら徐々に205℃まで昇温し水を408g留
出させた。このときの系内の水の量は硫化ナトリウム
(無水物)1モル当たり約1.23モルであった。
【0042】次に、これを140℃まで冷却した後、p
−ジクロロベンゼンを2090g加えて225℃に昇温
して2時間重合させた後に、250℃に昇温させて3時
間重合させた。
−ジクロロベンゼンを2090g加えて225℃に昇温
して2時間重合させた後に、250℃に昇温させて3時
間重合させた。
【0043】得られたスラリ−の転化率は、99.7%
であり、その溶融粘度は650ポアズであった。 (2段目の重合)1段目で合成したスラリ−3300
g、1,2,4−トリクロロベンゼン3.1g(0.3
モル%相当)、n−デカン1939g(50重量%相
当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250
℃で3時間反応させた。そのときの重合圧力は、8kg
/cm2であった。
であり、その溶融粘度は650ポアズであった。 (2段目の重合)1段目で合成したスラリ−3300
g、1,2,4−トリクロロベンゼン3.1g(0.3
モル%相当)、n−デカン1939g(50重量%相
当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250
℃で3時間反応させた。そのときの重合圧力は、8kg
/cm2であった。
【0044】また得られたポリマ−の溶融粘度は、26
000ポアズであった。
000ポアズであった。
【0045】次に、得られたポリマ−を押出機にてペレ
ット化し、得られたペレットを射出成形機にて試験片に
成形した。この成形条件は、シリンダ−温度330℃、
射出圧力1200kg/cm2、金型温度150℃とし
た。
ット化し、得られたペレットを射出成形機にて試験片に
成形した。この成形条件は、シリンダ−温度330℃、
射出圧力1200kg/cm2、金型温度150℃とし
た。
【0046】得られた試験片は、引張測定についてはA
STM−638法、衝撃強度についてはASTM−25
6法にそれぞれ準じて測定を行なった。その結果を表1
に示すが、得られたポリマ−は靭性に優れるものであっ
た。
STM−638法、衝撃強度についてはASTM−25
6法にそれぞれ準じて測定を行なった。その結果を表1
に示すが、得られたポリマ−は靭性に優れるものであっ
た。
【0047】実施例2 実施例1の1段目の重合で得られたスラリ−3300
g、1,2,4−トリクロロベンゼン3.1g(0.3
モル%相当)、n−デカン1586g(45重量%相
当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250
℃で3時間反応させた。このときの重合系の圧力は7.
8kg/cm2であった。
g、1,2,4−トリクロロベンゼン3.1g(0.3
モル%相当)、n−デカン1586g(45重量%相
当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250
℃で3時間反応させた。このときの重合系の圧力は7.
8kg/cm2であった。
【0048】また、得られたポリマ−の溶融粘度は、2
1000ポアズであり、得られたポリマ−の力学物性測
定は、実施例1と同様の方法で行ない、その結果を表1
に示すが、靭性に優れるものであった。
1000ポアズであり、得られたポリマ−の力学物性測
定は、実施例1と同様の方法で行ない、その結果を表1
に示すが、靭性に優れるものであった。
【0049】実施例3 (1段目の重合)1段目の重合は実施例1と同様の方法
で行なった。なお、水の留出量は405gであり、系内
の水の量は、硫化ナトリウム(無水物)1モルに当たり
1.24モルであった。
で行なった。なお、水の留出量は405gであり、系内
の水の量は、硫化ナトリウム(無水物)1モルに当たり
1.24モルであった。
【0050】また、このスラリ−の転化率は、99.6
%であり、その溶融粘度は690ポアズであった。 (2段目の重合)1段目で得られたスラリ−3300
g、1,2,4−トリクロロベンゼン2.1g(0.2
モル%相当)、n−デカン831g(30重量%相当)
を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250℃で
3時間反応させた。このときの重合系の圧力は7kg/
cm2であった。
%であり、その溶融粘度は690ポアズであった。 (2段目の重合)1段目で得られたスラリ−3300
g、1,2,4−トリクロロベンゼン2.1g(0.2
モル%相当)、n−デカン831g(30重量%相当)
を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250℃で
3時間反応させた。このときの重合系の圧力は7kg/
cm2であった。
【0051】また得られたポリマ−の溶融粘度は、16
000ポアズであった。
000ポアズであった。
【0052】次に、得られたポリマ−の力学物性を射出
圧力を800kg/cm2とした以外は実施例1と同様
の方法で測定した。その結果を表1に示すが、得られた
ポリマ−は靭性に優れるものであった。
圧力を800kg/cm2とした以外は実施例1と同様
の方法で測定した。その結果を表1に示すが、得られた
ポリマ−は靭性に優れるものであった。
【0053】実施例4 実施例3の1段目の重合で得られたスラリ−3300
g、1,2,4−トリクロロベンゼン1.5g(0.1
5モル%相当)、n−デカン831g(30重量%相
当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250
℃で3時間反応させた。このときの重合系の圧力は7k
g/cm2であった。
g、1,2,4−トリクロロベンゼン1.5g(0.1
5モル%相当)、n−デカン831g(30重量%相
当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250
℃で3時間反応させた。このときの重合系の圧力は7k
g/cm2であった。
【0054】また、得られたポリマ−の溶融粘度は11
000ポアズであった。
000ポアズであった。
【0055】次に、得られたポリマ−の力学物性測定を
実施例3と同様の方法で行なった。その結果を表1に示
すが、得られたポリマ−は靭性に優れたものであった。
実施例3と同様の方法で行なった。その結果を表1に示
すが、得られたポリマ−は靭性に優れたものであった。
【0056】実施例5 実施例1の1段目の重合で得られたスラリ−120.3
gを0.5lオ−トクレ−ブに仕込み、系内を窒素置換
した後に190℃に昇温し、水を3.0g留出させた。
系内の水は硫化ナトリウム(無水物)1モル当たり0.
41モルであった。
gを0.5lオ−トクレ−ブに仕込み、系内を窒素置換
した後に190℃に昇温し、水を3.0g留出させた。
系内の水は硫化ナトリウム(無水物)1モル当たり0.
41モルであった。
【0057】水を留出させた後に、100℃まで冷却し
て1,2,4−トリクロロベンゼン0.113g(0.
3モル%相当)、n−デカン58g(45重量%相当)
を仕込んで反応温度250℃で3時間重合を行なった。
このときの重合系の圧力は、2.3kg/cm2であっ
た。
て1,2,4−トリクロロベンゼン0.113g(0.
3モル%相当)、n−デカン58g(45重量%相当)
を仕込んで反応温度250℃で3時間重合を行なった。
このときの重合系の圧力は、2.3kg/cm2であっ
た。
【0058】また、得られたポリマ−の溶融粘度は20
200ポアズであった。
200ポアズであった。
【0059】比較例1 (1段目の重合)1段目の重合は実施例1に準じた方法
で行なった。また、このときの水の留出量は407gで
あり、系内の水の量は硫化ナトリウム(無水物)1モル
当たり1.23モルであった。
で行なった。また、このときの水の留出量は407gで
あり、系内の水の量は硫化ナトリウム(無水物)1モル
当たり1.23モルであった。
【0060】得られたスラリ−の転化率は99.7%で
あり、その溶融粘度は640ポアズであった。 (2段目の重合)1段目の重合で得られたスラリ−33
00g、n−デカン1293g(40重量%相当)を1
5lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250℃で3時
間重合を行った。このときの重合系の圧力は7.5kg
/cm2であった。
あり、その溶融粘度は640ポアズであった。 (2段目の重合)1段目の重合で得られたスラリ−33
00g、n−デカン1293g(40重量%相当)を1
5lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温度250℃で3時
間重合を行った。このときの重合系の圧力は7.5kg
/cm2であった。
【0061】また、得られたポリマ−の溶融粘度は26
00ポアズであった。
00ポアズであった。
【0062】次に、得られたポリマ−の力学物性をシリ
ンダ−温度を300℃、射出圧力を800kg/cm2
とした以外は実施例1と同様に測定した。その結果を表
1に示す。
ンダ−温度を300℃、射出圧力を800kg/cm2
とした以外は実施例1と同様に測定した。その結果を表
1に示す。
【0063】比較例2 比較例1の1段目の重合で得られたスラリ−3300
g、1,2,4−トリクロロベンゼン3.1g(0.3
モル%相当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温
度250℃で3時間重合を行なった。得られたポリマ−
の溶融粘度は1900ポアズであった。
g、1,2,4−トリクロロベンゼン3.1g(0.3
モル%相当)を15lオ−トクレ−ブに仕込み、反応温
度250℃で3時間重合を行なった。得られたポリマ−
の溶融粘度は1900ポアズであった。
【0064】得られたポリマ−の力学物性測定は、比較
例1と同様の方法で行なった。その結果を表1に示す。
例1と同様の方法で行なった。その結果を表1に示す。
【0065】
【表1】
【0066】
【発明の効果】本発明によれば、溶融粘度が10000
ポアズ以上である超高分子量ポリアリ−レンスルフィド
が容易に合成され、強靭なフィルム、シ−ト、繊維等に
きわめて容易に成形加工することが出来る。
ポアズ以上である超高分子量ポリアリ−レンスルフィド
が容易に合成され、強靭なフィルム、シ−ト、繊維等に
きわめて容易に成形加工することが出来る。
Claims (1)
- 【請求項1】有機アミド溶媒中でアルカリ金属硫化物と
ポリハロ芳香族化合物とを反応させてポリアリ−レンス
ルフィドを得る方法において、この反応を少なくとも下
記の二段階で行うことを特徴とする、溶融粘度が100
00ポアズ以上である超高分子量ポリアリ−レンスルフ
ィドの製造法。 (1)アルカリ金属硫化物(無水物)1モル当り0.5
〜2.4モルの水が存在する状態で、180〜250℃
の温度で反応を行って、溶融粘度が5〜800ポアズの
ポリアリ−レンスルフィドをジハロ芳香族化合物の転化
率50モル%以上で生成させる工程。 (2)(1)の段階で使用したジハロ芳香族化合物の
0.01〜5モル%に相当する下記の構造を有する芳香
族化合物 (X)n−Ar−(Y)m (X=Cl,Br,Iのハロゲン基、Y=SM(Mはア
ルカリ金属)、n,mは0〜6の整数でありn+m≧
3、Ar=C6〜C18の芳香族基を表す)と、全溶媒の
うちポリアリ−レンスルフィドの非水溶媒である貧溶媒
が20〜60重量%存在するように非水溶媒である貧溶
媒を添加すると共に反応温度を250〜290℃の温度
に昇温して、上記反応を継続する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03213093A JP3143971B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超高分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03213093A JP3143971B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超高分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0532781A JPH0532781A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3143971B2 true JP3143971B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=16633449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03213093A Expired - Fee Related JP3143971B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超高分子量ポリアリ−レンスルフィドの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3143971B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016108488A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | 株式会社クレハ | 微粒子状高分岐型ポリアリーレンスルフィド及びその製造方法、及び該ポリアリーレンスルフィドを含む高分子改質剤 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP03213093A patent/JP3143971B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532781A (ja) | 1993-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |