JPH02276826A - ポリ(アリ―レンスルフィドケトン)の製造法 - Google Patents
ポリ(アリ―レンスルフィドケトン)の製造法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、芳香族スルフィド/ケトンポリマーの製造に
関する。他のB様においては、本発明は、高分子量を有
する芳香族スルフィド/ケトンポリマーの製造に関する
。さらに他のn様においては、本発明は、高分子量を存
する芳香族スルフィド/ケトンポリマーを容易に制御し
うる方法にて製造することに関する。
関する。他のB様においては、本発明は、高分子量を有
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うる方法にて製造することに関する。
(従来の技術)
熱可塑性合成ポリマーは、多種多様な物品を大■生産す
るのに特に通した方法を使用して成形・加工できるとい
う望ましい特性を有していることで良く知られている。
るのに特に通した方法を使用して成形・加工できるとい
う望ましい特性を有していることで良く知られている。
しかしながら、熱可塑性ポリマーの多くは、その本質的
な性質により、比較的高い使用温度を必要とするような
用途に対しては使用できない場合がある。近年、比較的
高い温度及び腐食性の条件下でも使用することのできる
種々の熱可塑性ポリマーが開発されている。このような
熱可塑性ポリマーは、−aには比較的高い融解温度又は
軟化温度を有しており、このことはこれらのポリマーか
ら作製される物品の耐熱性に直接関係する。
な性質により、比較的高い使用温度を必要とするような
用途に対しては使用できない場合がある。近年、比較的
高い温度及び腐食性の条件下でも使用することのできる
種々の熱可塑性ポリマーが開発されている。このような
熱可塑性ポリマーは、−aには比較的高い融解温度又は
軟化温度を有しており、このことはこれらのポリマーか
ら作製される物品の耐熱性に直接関係する。
このような耐熱性の熱可塑性ポリマーの分子量が、該ポ
リマーから作製される最終製品において物理的特性の良
好なバランスを保持できるほど充分には高くない、とい
う問題が依然としである。
リマーから作製される最終製品において物理的特性の良
好なバランスを保持できるほど充分には高くない、とい
う問題が依然としである。
従って、充分な重合度を有する熱可塑性の耐熱性ポリマ
ーを製造する方法がなお求められている。
ーを製造する方法がなお求められている。
当業界においては芳香族スルフィド/ケトンポリマーが
高い結晶融点を存するポリマーとして知られており、高
い使用温度が必要とされる用途に対しては望ましいポリ
マーである。このような用途としては、例えば、電線用
被覆物、自動車用部品、及び航空機用部品等がある。熱
可望性芳香族スルフィド/ケトンポリマーは、耐熱性の
繊維、フィラメント、又は充填剤等で補強して耐熱性復
と 合構造物が得参しる用途に対しても特にを用である。芳
香族スルフィド/ケトンポリマーを含んだこのような複
合材料は、靭性を示すだけでなく、良好な耐熱変形性を
有し、さらに通常使用される種々の溶剤にも侵されにく
い。
高い結晶融点を存するポリマーとして知られており、高
い使用温度が必要とされる用途に対しては望ましいポリ
マーである。このような用途としては、例えば、電線用
被覆物、自動車用部品、及び航空機用部品等がある。熱
可望性芳香族スルフィド/ケトンポリマーは、耐熱性の
繊維、フィラメント、又は充填剤等で補強して耐熱性復
と 合構造物が得参しる用途に対しても特にを用である。芳
香族スルフィド/ケトンポリマーを含んだこのような複
合材料は、靭性を示すだけでなく、良好な耐熱変形性を
有し、さらに通常使用される種々の溶剤にも侵されにく
い。
(発明が解決しようとする諜B)
本発明の目的は、芳香族スルフィド/ケトンポリマーの
製造法を提供することにある0本発明の他の目的は、高
分子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーの製造法を
提供することにある0本発明のさらに他の目的は、高分
子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを製造するた
めの簡単且つ容易に制御Jシうる方法を提供することに
ある。
製造法を提供することにある0本発明の他の目的は、高
分子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーの製造法を
提供することにある0本発明のさらに他の目的は、高分
子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを製造するた
めの簡単且つ容易に制御Jシうる方法を提供することに
ある。
(課題を解決するための手段)
本発明によれば、
(A)(1) 少なくとも1種のジハロゲン化芳香族
ケトン。
ケトン。
(2) 少なくとも1種の極性有機化合物。
(3) 少なくとも1種のアルカリ金属硫化物、及び
(4)水
を、第1の重合反応混合物を形成するに足る温度と時間
の重合条件下にて接触させ、 このとき前記水の含量は、前記極性有機化合物の重量を
基準として約2〜約20重景%である;(B) 前記
第1の重合反応混合物中に残留している水の量が、工程
(A)において使用されている量より少なく、且つ前記
極性有機化合物の重量を基準として約0.1〜約10重
量%となるよう、前記第1!1合反応混合物から水を除
去するに足る温度と時間の条件下にて前記第1重合反応
混合物を加熱し:そして (C) 前記第1重合反応混合物を、芳香族スルフィ
ド/ケトンポリマーを含んだ第2の重合反応混合物を形
成するに足る温度と時間の重合条件に付す; 各工程からなる芳香族スルフィド/ケトンポリマーの製
造法が提供される。
の重合条件下にて接触させ、 このとき前記水の含量は、前記極性有機化合物の重量を
基準として約2〜約20重景%である;(B) 前記
第1の重合反応混合物中に残留している水の量が、工程
(A)において使用されている量より少なく、且つ前記
極性有機化合物の重量を基準として約0.1〜約10重
量%となるよう、前記第1!1合反応混合物から水を除
去するに足る温度と時間の条件下にて前記第1重合反応
混合物を加熱し:そして (C) 前記第1重合反応混合物を、芳香族スルフィ
ド/ケトンポリマーを含んだ第2の重合反応混合物を形
成するに足る温度と時間の重合条件に付す; 各工程からなる芳香族スルフィド/ケトンポリマーの製
造法が提供される。
本発明の製造法において使用することのできる好ましい
ジハロゲン化芳香族ケトンは、−数式〔式中、各Xはフ
ッ素、塩素、臭素、及びヨウ素からなる群から選ばれ;
Zは イオウ、カルボニル、スルホニル、及びClhからなる
群から選ばれ;そして各Rは水素及び1〜約4個の炭素
原子を有するアルキル基(分子中の全R7Jにおける炭
素原子のトータル数はO〜約12である)からなる群か
ら選ばれる〕で表わすことができる。
ジハロゲン化芳香族ケトンは、−数式〔式中、各Xはフ
ッ素、塩素、臭素、及びヨウ素からなる群から選ばれ;
Zは イオウ、カルボニル、スルホニル、及びClhからなる
群から選ばれ;そして各Rは水素及び1〜約4個の炭素
原子を有するアルキル基(分子中の全R7Jにおける炭
素原子のトータル数はO〜約12である)からなる群か
ら選ばれる〕で表わすことができる。
本発明の製造法ではさらに、−a式
からなる群から選ばれる二価の基であり;nは0又はl
であり;1は0又は1であり:Aは酸素、(式中、χは
上記にて規定した通りである)で表わされるジハロベン
ゾフェノンを使用する。
であり;1は0又は1であり:Aは酸素、(式中、χは
上記にて規定した通りである)で表わされるジハロベン
ゾフェノンを使用する。
本発明の製造法において使用することのできる適切なジ
ハロゲン化芳香族ケトンの例としては、4.4°−ジク
ロロベンゾフェノン、4.4°−ジフルオロベンゾフェ
ノン、4,4°−ジブロモベンゾフェノ7.4.4°−
ショートベンゾフェノン、4−クロロ−4°−フルオロ
ベンゾフェノン、1.4−ビス−(4−フルオロベンゾ
イル)−ベンゼン、1.4−ビス−(4−クロロベンゾ
イル)−ベンゼン、1−(4−クロロベンゾイル)−4
−(4−フルオロベンゾイル)−ベンゼン、ビス(4−
(4−クロロベンゾイル)フェニルJチオエーテル、ビ
ス(2,3,5,6−テトラメチル−4−クロロフェニ
ル)ケトン、ビス(4−(4−クロロベンゾイル)フェ
ニル〕エーテル、4,4°−ビス−(4−クロロベンゾ
イル)−ビフェニル、及びこれらの2種以上の混合物等
がある。有効性及び入手の容易な点から、現時点におけ
る最も好ましいジハロゲン化芳香族ケトンは4.4°−
ジクロロベンゾフェノンである。
ハロゲン化芳香族ケトンの例としては、4.4°−ジク
ロロベンゾフェノン、4.4°−ジフルオロベンゾフェ
ノン、4,4°−ジブロモベンゾフェノ7.4.4°−
ショートベンゾフェノン、4−クロロ−4°−フルオロ
ベンゾフェノン、1.4−ビス−(4−フルオロベンゾ
イル)−ベンゼン、1.4−ビス−(4−クロロベンゾ
イル)−ベンゼン、1−(4−クロロベンゾイル)−4
−(4−フルオロベンゾイル)−ベンゼン、ビス(4−
(4−クロロベンゾイル)フェニルJチオエーテル、ビ
ス(2,3,5,6−テトラメチル−4−クロロフェニ
ル)ケトン、ビス(4−(4−クロロベンゾイル)フェ
ニル〕エーテル、4,4°−ビス−(4−クロロベンゾ
イル)−ビフェニル、及びこれらの2種以上の混合物等
がある。有効性及び入手の容易な点から、現時点におけ
る最も好ましいジハロゲン化芳香族ケトンは4.4°−
ジクロロベンゾフェノンである。
本発明においては、ジハロゲン化芳香族ケトンの使用量
はアルカリ金属硫化物の使用量によって変わるが、−1
にはこれらの化合物はほぼ等モルの割合で存在する。ジ
ハロゲン化芳香族ケトンとアルカリ金属硫化物の好まし
いモル比は約0.95:1〜約t、OS:+である。
はアルカリ金属硫化物の使用量によって変わるが、−1
にはこれらの化合物はほぼ等モルの割合で存在する。ジ
ハロゲン化芳香族ケトンとアルカリ金属硫化物の好まし
いモル比は約0.95:1〜約t、OS:+である。
芳香族スルフィド/ケトンを製造するための本発明の方
法において使用することのできる極性有機化合物として
は、アミド類及びスルホン類がある。極性化合物の例と
しては、ヘキサメチルリン酸アミド、テトラメチルウレ
ア、N、N’−エチレンジピロリドン、 1.3−ジメ
チル−2−イミダゾリジノン、N−メチル−2−ピロリ
ドン(NMP) 、ピロリドン、カプロラクタム、N−
エチルカプロラクタム、スルホラン、N、 N’−ジメ
チルアセトアミド、ジフェニルスルホン、及びこれらの
混合物等がある。有効性及び人手の容易な点から、好ま
しい極性有機化合物はNMPである。
法において使用することのできる極性有機化合物として
は、アミド類及びスルホン類がある。極性化合物の例と
しては、ヘキサメチルリン酸アミド、テトラメチルウレ
ア、N、N’−エチレンジピロリドン、 1.3−ジメ
チル−2−イミダゾリジノン、N−メチル−2−ピロリ
ドン(NMP) 、ピロリドン、カプロラクタム、N−
エチルカプロラクタム、スルホラン、N、 N’−ジメ
チルアセトアミド、ジフェニルスルホン、及びこれらの
混合物等がある。有効性及び人手の容易な点から、好ま
しい極性有機化合物はNMPである。
本発明において使用される極性有機化合物とアルカリ金
N硫化物とのモル比は、通常約150℃〜約36:1
(好ましくは約8:l〜約24:1)である。
N硫化物とのモル比は、通常約150℃〜約36:1
(好ましくは約8:l〜約24:1)である。
本発明に従って使用することのできるアルカリ金属硫化
物としては、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリ
ウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム、及びこれらの混
合物等がある。
物としては、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリ
ウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム、及びこれらの混
合物等がある。
必要であれば、アルカリ金属硫化物は、硫化水素と約2
倍モル量のアルカリ金属水酸化物との反応によって得る
ことができる。アルカリ金属硫化物はさらに、アルカリ
金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物との反応(一般に
は水性媒体中にて行ねれる)によって得ることもできる
。これらの態様に従ってアルカリ金属硫化物を作製する
のに使用することのできる好適なアルカリ金属水酸化物
としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、及びこ
れらの混合物等がある。好適なアルカリ金属水硫化物と
しては、水硫化リチウム、水硫化ナトリウム、水硫化カ
リウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウム、及びこれ
らの混合物等がある。
倍モル量のアルカリ金属水酸化物との反応によって得る
ことができる。アルカリ金属硫化物はさらに、アルカリ
金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物との反応(一般に
は水性媒体中にて行ねれる)によって得ることもできる
。これらの態様に従ってアルカリ金属硫化物を作製する
のに使用することのできる好適なアルカリ金属水酸化物
としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、及びこ
れらの混合物等がある。好適なアルカリ金属水硫化物と
しては、水硫化リチウム、水硫化ナトリウム、水硫化カ
リウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウム、及びこれ
らの混合物等がある。
本発明によれば、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属
水酸化物との組合せを使用するのが好ましい、なぜなら
、ゴーギャン(Gaughan)による米国特許筒4,
716,21.2号明細書に開示されているように、ア
ルカリ金属水酸化物に対して制御された過剰のアルカリ
金属水硫化物を使用すると、得られる芳香族スルフィド
/ケトンの内部粘度を抑制するよう作用するからである
。さらに本発明では、約0.5〜2.0モル%のアルカ
リ金属水酸化物に対して1モル%過剰のアルカリ金属水
硫化物を使用するのが好ましい。本発明によれば、良好
な結果が得られること及び入手し易いことから、水硫化
ナトリウムと水酸化ナトリウムが好ましい反応成分であ
る。
水酸化物との組合せを使用するのが好ましい、なぜなら
、ゴーギャン(Gaughan)による米国特許筒4,
716,21.2号明細書に開示されているように、ア
ルカリ金属水酸化物に対して制御された過剰のアルカリ
金属水硫化物を使用すると、得られる芳香族スルフィド
/ケトンの内部粘度を抑制するよう作用するからである
。さらに本発明では、約0.5〜2.0モル%のアルカ
リ金属水酸化物に対して1モル%過剰のアルカリ金属水
硫化物を使用するのが好ましい。本発明によれば、良好
な結果が得られること及び入手し易いことから、水硫化
ナトリウムと水酸化ナトリウムが好ましい反応成分であ
る。
本発明によれば、1つの中間工程(本中間工程において
は、低分子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを含
んだ第1の重合反応混合物から水が除去されて、より高
分子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを形成させ
るための重合反応の最終工程に対して水の酢が最適量と
なる)・により分けられている2つの個別工程にて重合
プロセスを行うことによって、芳香族スルフィド/ケト
ンポリマーを形成する重合プロセスに及ぼす水の好まし
い影響が最大限に発揮される。
は、低分子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを含
んだ第1の重合反応混合物から水が除去されて、より高
分子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを形成させ
るための重合反応の最終工程に対して水の酢が最適量と
なる)・により分けられている2つの個別工程にて重合
プロセスを行うことによって、芳香族スルフィド/ケト
ンポリマーを形成する重合プロセスに及ぼす水の好まし
い影響が最大限に発揮される。
第1の重合工程(低分子量の芳香族スルフィド/ケトン
ポリマーが形成される)において使用される水の量は、
極性有機化合物の重量を基準として約2〜約20重景%
(好ましくは約5〜約10重量%、さらに好ましくは約
6〜約8重量%)である。
ポリマーが形成される)において使用される水の量は、
極性有機化合物の重量を基準として約2〜約20重景%
(好ましくは約5〜約10重量%、さらに好ましくは約
6〜約8重量%)である。
このような量の水を使用すると、中間の低分子量芳香族
スルフィド/ケトンポリマーを得るための速やかな重合
が起こると考えられる。第1の重合反応混合物を得るだ
めの第1!i合工程において使用される重合条件は広範
囲で変わりうるが、一般には約175℃〜約350“C
(好ましくは約225℃〜約275℃)の範囲内の温度
が適用される0反応時間も、ある程度は使用される反応
温度によって広範囲で変わりうるが、−Inには約lO
分〜約72時間(好ましくは約1時間〜約20時間)の
範囲内である。適用される圧力は、前記の第1重合反応
混合物を実質的に液相に保持するに足る圧力でなければ
ならない、圧力は一般には、約Opsig〜約400p
sig (好ましくは約150psig〜約250ps
ig)の範囲である。
スルフィド/ケトンポリマーを得るための速やかな重合
が起こると考えられる。第1の重合反応混合物を得るだ
めの第1!i合工程において使用される重合条件は広範
囲で変わりうるが、一般には約175℃〜約350“C
(好ましくは約225℃〜約275℃)の範囲内の温度
が適用される0反応時間も、ある程度は使用される反応
温度によって広範囲で変わりうるが、−Inには約lO
分〜約72時間(好ましくは約1時間〜約20時間)の
範囲内である。適用される圧力は、前記の第1重合反応
混合物を実質的に液相に保持するに足る圧力でなければ
ならない、圧力は一般には、約Opsig〜約400p
sig (好ましくは約150psig〜約250ps
ig)の範囲である。
低分子量の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを含んだ
第1の重合反応混合物は、必要に応じて重合反応混合物
の沸点未満(実際上は、極性有機化合物の沸点以下)に
冷却してもよい6次いで、残留水の量が極性有機化合物
の重量を基準として約0.1〜約10重量%となるよう
、適切な手段によって水の少なくとも一部を除去するに
足る時間と温度の条件下にて、前記の必要に応じて冷却
された第1ffi合反応混合物を加熱する。水を除去す
るための適切な手段としては、第1重合反応混合物を含
んだ容器に適切な弁系によって接続された蒸留塔があり
うる0便宜上、以後こうした水除去工程を脱水と呼び、
水が除去される混合物を被脱水物(dahydrata
d)と呼ぶ。
第1の重合反応混合物は、必要に応じて重合反応混合物
の沸点未満(実際上は、極性有機化合物の沸点以下)に
冷却してもよい6次いで、残留水の量が極性有機化合物
の重量を基準として約0.1〜約10重量%となるよう
、適切な手段によって水の少なくとも一部を除去するに
足る時間と温度の条件下にて、前記の必要に応じて冷却
された第1ffi合反応混合物を加熱する。水を除去す
るための適切な手段としては、第1重合反応混合物を含
んだ容器に適切な弁系によって接続された蒸留塔があり
うる0便宜上、以後こうした水除去工程を脱水と呼び、
水が除去される混合物を被脱水物(dahydrata
d)と呼ぶ。
被脱水第1重合反応混合物中に残留している水の量は、
適当な手段によって求めることができる。
適当な手段によって求めることができる。
1つの適切な手段は、第1重合反応混合物のサンプルに
対して気液クロマトグラフィー(GLC)による分析を
適用することである。 GLC分析は5技術者にはよく
知られており、温度、カラムの種類、及び標準物質等も
含めた適切な条件は数回の予備実験で容易に決定するこ
とができる。
対して気液クロマトグラフィー(GLC)による分析を
適用することである。 GLC分析は5技術者にはよく
知られており、温度、カラムの種類、及び標準物質等も
含めた適切な条件は数回の予備実験で容易に決定するこ
とができる。
第1重合反応混合物の“完全な”脱水を行うのが有利で
あることが多い、すなわち、アルカリ金属硫化物とNM
Pの成分から錯体を形成する際にアルカリ金属硫化物及
びN)IPとの反応によって消費される水板外の実質的
に全ての水が除去される。
あることが多い、すなわち、アルカリ金属硫化物とNM
Pの成分から錯体を形成する際にアルカリ金属硫化物及
びN)IPとの反応によって消費される水板外の実質的
に全ての水が除去される。
しかしながら、第1!i合反応混合物に関して“完全な
°°脱水を行う場合、第2の重合反応工程のための所望
量の水を達成するために、一般には系に水を加え戻す必
要がある。水を加え戻す必要があるのは、第2の重合工
程に対して必要とされる水の量は第1の重合工程におい
て使用される水の量より少ないけれども、第2の重合工
程において水の量が少なすぎると良好な結果が得られな
い、ということを見出したからである。具体的に言えば
、ポリマーは、分散又は溶解した状態で液相中に留まる
よりむしろ反応器と撹拌機の表面を被覆してしまう、こ
うしたポリマーによる被覆が起こると、反応容器に対す
る必要な熱伝達が大きく損なわれるだけでなく、ポリマ
ー鎖の成長を非常に遅くなり、従って妥当な反応時間に
て高分子量のポリマーが得られなくなる。
°°脱水を行う場合、第2の重合反応工程のための所望
量の水を達成するために、一般には系に水を加え戻す必
要がある。水を加え戻す必要があるのは、第2の重合工
程に対して必要とされる水の量は第1の重合工程におい
て使用される水の量より少ないけれども、第2の重合工
程において水の量が少なすぎると良好な結果が得られな
い、ということを見出したからである。具体的に言えば
、ポリマーは、分散又は溶解した状態で液相中に留まる
よりむしろ反応器と撹拌機の表面を被覆してしまう、こ
うしたポリマーによる被覆が起こると、反応容器に対す
る必要な熱伝達が大きく損なわれるだけでなく、ポリマ
ー鎖の成長を非常に遅くなり、従って妥当な反応時間に
て高分子量のポリマーが得られなくなる。
被脱水第1重合反応混合物に水を加え戻す必要がある場
合、脱水工程の終わりに得られる圧力下にある容器に水
を加えることのできる手段によって、前記被脱水第1重
合反応混合物に直接水を加えることができる。
合、脱水工程の終わりに得られる圧力下にある容器に水
を加えることのできる手段によって、前記被脱水第1重
合反応混合物に直接水を加えることができる。
次いで、所望量の水を含存した被脱水第1重合反応混合
物を、第2の重合反応混合物を生成させるに足る温度と
時間の更なる反応条件に付す、このような反応条件は通
常、約175“C〜約350℃(好ましくは約225℃
〜約275℃)の範囲内の温度を含む0反応時間は、あ
る程度は使用される反応温度により広範囲に変わりうる
が、一般には約10分〜約72時間(好ましくは約1時
間〜約20時間)の範囲内である。使用される圧力は、
前記の第2重合反応混合物を実質的に液相に保持するに
足る圧力でなければならない、圧力は通常、約Opsi
g〜約400psig(好ましくは約150psig〜
約250psig)の範囲である。
物を、第2の重合反応混合物を生成させるに足る温度と
時間の更なる反応条件に付す、このような反応条件は通
常、約175“C〜約350℃(好ましくは約225℃
〜約275℃)の範囲内の温度を含む0反応時間は、あ
る程度は使用される反応温度により広範囲に変わりうる
が、一般には約10分〜約72時間(好ましくは約1時
間〜約20時間)の範囲内である。使用される圧力は、
前記の第2重合反応混合物を実質的に液相に保持するに
足る圧力でなければならない、圧力は通常、約Opsi
g〜約400psig(好ましくは約150psig〜
約250psig)の範囲である。
本発明の製造法により得られる芳香族スルフィド/ケト
ンポリマーは、適当な方法を使用して、重合反応混合物
から粒状物の形で回収することができる0例えば、反応
混合物を水又は水と極性有機化合物との混合物で希釈し
、生成した粒状の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを
濾過により分離することができる0回収したポリマーは
、一般には水で少なくとも1回洗浄し、好ましくは数回
洗浄し、このとき洗浄の少なくとも1部は高温にて行う
、好ましい回収手順は、水で最終的に洗浄する前に、カ
ルシウム塩(例えば酢酸カルシウム又は塩化カルシウム
)の水溶液の存在下でポリマーを処理するという洗浄工
程を含む。
ンポリマーは、適当な方法を使用して、重合反応混合物
から粒状物の形で回収することができる0例えば、反応
混合物を水又は水と極性有機化合物との混合物で希釈し
、生成した粒状の芳香族スルフィド/ケトンポリマーを
濾過により分離することができる0回収したポリマーは
、一般には水で少なくとも1回洗浄し、好ましくは数回
洗浄し、このとき洗浄の少なくとも1部は高温にて行う
、好ましい回収手順は、水で最終的に洗浄する前に、カ
ルシウム塩(例えば酢酸カルシウム又は塩化カルシウム
)の水溶液の存在下でポリマーを処理するという洗浄工
程を含む。
本発明に従って得られる高分子量の芳香族スルフィド/
ケトンポリマーは、繊維強化複合材料の作製に使用でき
るだけでなく、成形品、繊維、及びフィルム等の作製に
も使用することができ、これらは全て、融解温度が高く
て部分結晶質の熱可塑性ポリマーに特徴的な耐熱変形性
を示す。
ケトンポリマーは、繊維強化複合材料の作製に使用でき
るだけでなく、成形品、繊維、及びフィルム等の作製に
も使用することができ、これらは全て、融解温度が高く
て部分結晶質の熱可塑性ポリマーに特徴的な耐熱変形性
を示す。
裏旌貫
5技術者に対して本発明をさらに理解し易くするために
実施例を挙げて説明するが、これによって本発明の範囲
が限定されるものではない0反応物の種類、条件、及び
使用比率等は全て本発明を例証するためのものであり、
これらの範囲に限定されるわけではない。
実施例を挙げて説明するが、これによって本発明の範囲
が限定されるものではない0反応物の種類、条件、及び
使用比率等は全て本発明を例証するためのものであり、
これらの範囲に限定されるわけではない。
オートクレーブ・エンジニアーズ社(Autoclav
eF!ngineers Inc、)から製造されてい
る、2ガロン容量の、マグナトライブ(Magnadr
lve)により撹拌されるステンレス綱反応器を使用し
て重合反応を行った0代表的な重合操作においては、2
.01モルのNa5H・2.l5Hz0. 2.00モ
ルのNaOH,2,00モルの4.4°−ジクロロベン
ゾフェノン、及び24.84モルのN−メチル−2−ピ
ロリドン(NMP)を反応器に仕込んだ、系を窒素でパ
ージした後、内容物を250℃に加熱して1時間保持し
た0反応器を160℃に冷却し、反応器に取り付けた凝
縮器を通して水を留去した。この脱水操作中に、温度が
徐々に上昇して200℃に達した0次いで、必要に応じ
て、ステンレス鋼製圧力容器から反応器中に所望量の水
を仕込んだ0反応器内容物を250℃に加熱して2時間
保持した。さらに270℃で0.5時間重合反応を行っ
た後、−晩装置冷却した。
eF!ngineers Inc、)から製造されてい
る、2ガロン容量の、マグナトライブ(Magnadr
lve)により撹拌されるステンレス綱反応器を使用し
て重合反応を行った0代表的な重合操作においては、2
.01モルのNa5H・2.l5Hz0. 2.00モ
ルのNaOH,2,00モルの4.4°−ジクロロベン
ゾフェノン、及び24.84モルのN−メチル−2−ピ
ロリドン(NMP)を反応器に仕込んだ、系を窒素でパ
ージした後、内容物を250℃に加熱して1時間保持し
た0反応器を160℃に冷却し、反応器に取り付けた凝
縮器を通して水を留去した。この脱水操作中に、温度が
徐々に上昇して200℃に達した0次いで、必要に応じ
て、ステンレス鋼製圧力容器から反応器中に所望量の水
を仕込んだ0反応器内容物を250℃に加熱して2時間
保持した。さらに270℃で0.5時間重合反応を行っ
た後、−晩装置冷却した。
代表的な回収操作においては、ポリマー生成物を水道水
中に懸濁させ、濾過により捕集した。冷水で3回洗浄し
た後、120℃にて1重量%NaOH水溶液でポリマー
を洗浄し、そして濾過した。冷水で洗浄した後、5重量
%塩化カルシウム水溶液で185℃にて0.5時間洗浄
した。最後に、濾過したポリマーを冷水で数回洗浄し、
強制空気循環炉中にて100℃で6時間乾燥した。ポリ
マーの収率は理論量の約94%であった。
中に懸濁させ、濾過により捕集した。冷水で3回洗浄し
た後、120℃にて1重量%NaOH水溶液でポリマー
を洗浄し、そして濾過した。冷水で洗浄した後、5重量
%塩化カルシウム水溶液で185℃にて0.5時間洗浄
した。最後に、濾過したポリマーを冷水で数回洗浄し、
強制空気循環炉中にて100℃で6時間乾燥した。ポリ
マーの収率は理論量の約94%であった。
濃硫酸で30℃にt乾燥したポリマーのサンプルに対し
、I200キヤノン・フェンスケ・ルーティン粘度針(
Cannon−Fenske Routine vis
cometer)を使用して、0.5 g/aのポリマ
ー濃度にて内部粘度(1v)を測定した。
、I200キヤノン・フェンスケ・ルーティン粘度針(
Cannon−Fenske Routine vis
cometer)を使用して、0.5 g/aのポリマ
ー濃度にて内部粘度(1v)を測定した。
ASTM 01238−85手順B−条件37215.
0における自動時間流量測定(Autos+atica
lly Time FlowRate Measure
s+ent under Condition 372
15.0)を5分の予備加熱時間を施すよう修正した形
で溶融流量を測定し、得られた結果をg/10分(si
n、)の単位で記載した。
0における自動時間流量測定(Autos+atica
lly Time FlowRate Measure
s+ent under Condition 372
15.0)を5分の予備加熱時間を施すよう修正した形
で溶融流量を測定し、得られた結果をg/10分(si
n、)の単位で記載した。
皇施■土
本発明に従い、Na5H・2.1511tO,NaOH
,及びNMPの存在下にて、4.4′−ジクロロベンゾ
フェノン([1CBP)の重合を実施して、ポリ(フェ
ニレンスルフィド/ケトン) (PPSK)を作製した
0本実験に対して使用した処方を以下に示す。
,及びNMPの存在下にて、4.4′−ジクロロベンゾ
フェノン([1CBP)の重合を実施して、ポリ(フェ
ニレンスルフィド/ケトン) (PPSK)を作製した
0本実験に対して使用した処方を以下に示す。
NMP
24.84
UZO(脱水工程後に添加)
2.00
本実験において得られた結果を第1表に示す。
」」−表
を使用してPP5Kを作製する比較実験(実験9)を行
った。実験9に使用した処方を以下に示す。
った。実験9に使用した処方を以下に示す。
2.04
4.39
3、O
NMP
24.84
第1表に示した結果から、本発明による水含量の調整を
施した2工程重合法を使用すると溶融流量の低い(すな
わち高分子量の) PP5Kが得られること、そして晟
初の重合反応混合物に仕込んだNa01+に関して過剰
量のNa5tlを使用することによって溶融流量を効果
的に制御できることがわかる。
施した2工程重合法を使用すると溶融流量の低い(すな
わち高分子量の) PP5Kが得られること、そして晟
初の重合反応混合物に仕込んだNa01+に関して過剰
量のNa5tlを使用することによって溶融流量を効果
的に制御できることがわかる。
実施IL
水含量の調整を施した2工程重合法を使用しないが、実
施例Iのいずれの実験よりも過剰のNa2O本実験にお
いては、2ガロン容量の反応器に上記処方成分を仕込み
、窒素でパージし、250rpmで撹拌し、250℃で
3時間、次いで270℃で0.5時間加熱した0反応器
合物を冷却して濾過し、得られた固体を別の2ガロン容
器に入れて、30gのN a OItを含有した3、0
00m1脱イオン水で洗浄した。
施例Iのいずれの実験よりも過剰のNa2O本実験にお
いては、2ガロン容量の反応器に上記処方成分を仕込み
、窒素でパージし、250rpmで撹拌し、250℃で
3時間、次いで270℃で0.5時間加熱した0反応器
合物を冷却して濾過し、得られた固体を別の2ガロン容
器に入れて、30gのN a OItを含有した3、0
00m1脱イオン水で洗浄した。
本容器に窒素をパージし、120℃に加熱し、そして冷
却した0本部合物を濾過し、得られたポリマー固体を再
び2ガロン容器に入れ、150gのCaCl□を含有し
た3、000m1脱イオン水で洗浄した0本容器に窒素
をパージし、185℃に加熱し、そして185℃で0.
5時間保持した0本部合物を冷却して濾過し、得られた
ポリマーを水で洗浄し、次いでアセトンで洗浄した。こ
うして得られたポリマーを強制空気循環炉中で乾燥して
、392.6gの乾燥ポリマーを得た。
却した0本部合物を濾過し、得られたポリマー固体を再
び2ガロン容器に入れ、150gのCaCl□を含有し
た3、000m1脱イオン水で洗浄した0本容器に窒素
をパージし、185℃に加熱し、そして185℃で0.
5時間保持した0本部合物を冷却して濾過し、得られた
ポリマーを水で洗浄し、次いでアセトンで洗浄した。こ
うして得られたポリマーを強制空気循環炉中で乾燥して
、392.6gの乾燥ポリマーを得た。
本ポリマーサンプルのメルトフローと内部粘度を測定し
た。メルトフローはOであったが、内部粘度は0.81
dL/gであった。内部粘度の値がかなり高いとしても
、本ポリマーは溶融状態においてはやや不安定であると
考えられる。このことは、Na5llの使用量が高レベ
ルであることに関係していると思われる。
た。メルトフローはOであったが、内部粘度は0.81
dL/gであった。内部粘度の値がかなり高いとしても
、本ポリマーは溶融状態においてはやや不安定であると
考えられる。このことは、Na5llの使用量が高レベ
ルであることに関係していると思われる。
ス」1赳」−
中間において“完全な”脱水を施し、脱水工程後に水を
加えない、という形の2工程重合法を使用したさらに別
の比較実験(実験10.11)を行った。
加えない、という形の2工程重合法を使用したさらに別
の比較実験(実験10.11)を行った。
本実験に使用した処方を以下に記載し、得られた結果を
第5表に示す。
第5表に示す。
+1
NMP
24.84
ポリマー生成物を、実施例■に記載の手順に従って回収
し、洗浄し、そして乾燥した。但し実験IOについては
、Na011とCaCIzによる洗浄工程を実施しなか
った。
し、洗浄し、そして乾燥した。但し実験IOについては
、Na011とCaCIzによる洗浄工程を実施しなか
った。
2.04
4.39
1.5
ND (cl
0.61
”’ Na5II ・2.151120の初期仕込み物
からの水。
からの水。
(ゝ)脱水後における、NMPの重量を基準とした実験
10においては405.6gの乾燥ポリマーが得られ、
実験11では405gの乾燥ポリマーが得られた。
10においては405.6gの乾燥ポリマーが得られ、
実験11では405gの乾燥ポリマーが得られた。
実験lOと11のいずれの場合においても、最終重合工
程後に反応器を開放したときに、反応器の器壁及び撹拌
羽根がポリマーによって被覆されているのが観察された
。こうしたポリマーによる被覆が起こると、重合時にお
ける熱伝達がかなり妨げられ、そしてさらに高分子量ポ
リマーの生成も妨げられる、と考えられる。
程後に反応器を開放したときに、反応器の器壁及び撹拌
羽根がポリマーによって被覆されているのが観察された
。こうしたポリマーによる被覆が起こると、重合時にお
ける熱伝達がかなり妨げられ、そしてさらに高分子量ポ
リマーの生成も妨げられる、と考えられる。
(外4名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(a)(i)少なくとも1種の極性有機化合物、 (ii)少なくとも1種のジハロゲン化芳 香族ケトン、 (iii)少なくとも1種のアルカリ金属硫化物、及び (iv)水 を、第1の重合反応混合物を得るのに有効な重合条件下
にて接触させ、 このとき前記水の存在量は、前記の少なくとも1種の極
性有機化合物の重量を基準として約2〜約20重量%で
ある; (b)水を除去し且つ被脱水第1重合反応 混合物を得るのに足る条件下にて、前記第1重合反応混
合物を加熱し、 このとき残留水の量は、工程(a)において使用されて
いる量より少なく、前記の少なくとも1種の極性有機化
合物の重量を基準として約0.1〜約10重量%である
;そして (c)前記の被脱水第1重合反応混合物を、ポリ(アリ
ーレンスルフィドケトン)を含んだ第2の重合反応混合
物を得るのに有効な重合条件に付す; 各工程からなるポリ(アリーレンスルフィドケトン)の
製造法。 2、前記少なくとも1種のジハロゲン化芳香族ケトンと
前記少なくとも1種のアルカリ金属硫化物とのモル比が
約0.90:1〜約1.05:1である、請求項1記載
の製造法。 3、前記少なくとも1種の極性有機化合物と前記少なく
とも1種のアルカリ金属硫化物とのモル比が約4:1〜
約36:1である、請求項2記載の製造法。 4、前記第1重合反応混合物を得るのに使用される前記
重合条件において、約150℃〜約400℃の範囲の温
度、及び約10分〜約72時間の範囲の時間が適用され
る、請求項3記載の製造法。 5、前記の第1重合反応混合物加熱工程において、約1
50℃〜約400℃の範囲の温度が適用される、請求項
4記載の製造法。 6、前記第2重合反応混合物を得るのに使用される前記
重合条件において、約150℃〜約400℃の範囲の温
度、及び約10分〜約72時間の範囲の時間が適用され
る、請求項5記載の製造法。 7、前記少なくとも1種のジハロゲン化芳香族ケトンが
、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、1,4−ビス−
(4−クロロベンゾイル)−ベンゼン、及び4,4’−
ビス−(4−クロロベンゾイル)−ビフェニルからなる
群から選ばれる、請求項6記載の製造法。 8、前記少なくとも1種のアルカリ金属硫化物が、硫化
ナトリウム、硫化カリウム、硫化リチウム、硫化ルビジ
ウム、及び硫化セシウムからなる群から選ばれる、請求
項7記載の製造法。 9、前記極性有機化合物が、アミド類及びスルホン類か
らなる群から選ばれる、請求項8記載の製造法。 10、前記極性有機化合物が、N−メチル−2ピロリド
ン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エ
チルカプロラクタム、N−メチルカプロラクタム、スル
ホラン、及びジフェニルスルホンからなる群から選ばれ
る、請求項9記載の製造法。 11、前記ジハロゲン化芳香族ケトンが4,4’−ジク
ロロベンゾフェノンであり、前記アルカリ金属硫化物が
硫化ナトリウムであり、そして前記極性有機化合物がN
−メチル−2−ピロリドンである、請求項10記載の製
造法。 12、工程(a)において得られる前記第1重合反応混
合物が、工程(b)に進む前に約75℃〜約240℃の
範囲の温度に冷却される、請求項1記載の製造法。 13、前記の第1重合反応混合物加熱工程において約1
50℃〜約400℃の範囲の温度が適用され、そして前
記第1及び第2重合反応混合物を得るのに使用される前
記重合条件において約150℃〜約400℃の範囲の温
度及び約10分〜約72時間の範囲の時間が適用される
、請求項12記載の製造法。 14、前記少なくとも1種のジハロゲン化芳香族ケトン
が、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、1,4−ビス
(4−クロロベンゾイル)−ベンゼン、及び4,4’−
ビス−(4−クロロベンゾイル)−ビフェニルからなる
群から選ばれ、そして前記アルカリ金属硫化物が、硫化
ナトリウム、硫化カリウム、硫化リチウム、硫化ルビジ
ウム、及び硫化セシウムからなる群から選ばれる、請求
項13記載の製造法。 15、前記極性有機化合物が、アミド類及びスルホン類
からなる群から選ばれる、請求項14記載の製造法。 16、前記極性有機化合物が、N−メチル−2−ピロリ
ドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−
エチルカプロラクタム、N−メチルカプロラクタム、ス
ルホラン、及びジフェニルスルホンからなる群から選ば
れる、請求項15記載の製造法。 17、前記ジハロゲン化芳香族ケトンが4,4’−ジク
ロロベンゾフェノンであり、前記アルカリ金属硫化物が
硫化ナトリウムであり、そして前記極性有機化合物がN
−メチル−2−ピロリドンである、請求項16記載の製
造法。 18、(a)(i)少なくとも1種の極性有機化合物。 (ii)少なくとも1種のジハロゲン化芳 香族ケトン。 (ii)少なくとも1種のアルカリ金属硫 化物、及び (iv)水 を、第1の重合反応混合物を得るのに有効な重合条件下
にて接触させ、 このとき前記水の存在量は、前記の少なくとも1種の極
性有機化合物の重量を基準として約2〜約20重量%で
ある; (b)水を除去し且つ被脱水第1重合反応 混合物を得るのに足る条件下にて、前記第1重合反応混
合物を加熱し; (c)前記被脱水第1重合反応混合物中に 存在する水の量が、工程(a)において使用されている
量より少なく、そして前記の少なくとも1種の極性有機
化合物の重量を基準として約0.1〜約10重量%とな
るよう、前記被脱水第1重合反応混合物に充分な量の水
を加え;そして(d)工程(c)にて得られた前記被脱
水 第1重合反応混合物を、ポリ(アリーレンスルフィドケ
トン)を含んだ第2の重合反応混合物を得るのに有効な
重合条件に付す; 各工程からなるポリ(アリーレンスルフィドケトン)の
製造法。 19、工程(a)において得られる前記第1重合反応混
合物が、工程(b)に進む前に約75℃〜約240℃の
範囲の湿度に冷却される、請求項18記載の製造法。 20、前記の第1重合反応混合物加熱工程において約1
50℃〜約400℃の範囲の温度が適用され、そして前
記第1及び第2重合反応混合物を得るのに使用される前
記重合条件において約150℃〜約400℃の範囲の温
度及び約10分〜約72時間の範囲の時間が適用される
、請求項18記載の製造法。 21、前記少なくとも1種のジハロゲン化芳香族ケトン
が、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、1,4−ビス
−(4−クロロベンゾイル)−ベンゼン、及び4,4’
−ビス−(4−クロロベンゾイル)−ビフェニルからな
る群から選ばれ、そして前記アルカリ金属硫化物が、硫
化ナトリウム、硫化カリウム、硫化リチウム、硫化ルビ
ジウム、及び硫化セシウムからなる群から選ばれる、請
求項20記載の製造法。 22、前記極性有機化合物が、アミド類及びスルホン類
からなる群から選ばれる、請求項21記載の製造法。 23、前記極性有機化合物が、N−メチル−2−ピロリ
ドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−
エチルカプロラクタム、N−メチルカプロラクタム、ス
ルホラン、及びジフェニルスルホンからなる群から選ば
れる、請求項22記載の製造法。 24、前記ジハロゲン化芳香族ケトンが4,4’−ジク
ロロベンゾフェノンであり、前記アルカリ金属硫化物が
硫化ナトリウムであり、そして前記極性有機化合物がN
−メチル−2−ピロリドンである、請求項23記載の製
造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US315997 | 1989-02-27 | ||
| US07/315,997 US5071944A (en) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | Production of aromatic sulfide/ketone polymers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02276826A true JPH02276826A (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=23227012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2042312A Pending JPH02276826A (ja) | 1989-02-27 | 1990-02-22 | ポリ(アリ―レンスルフィドケトン)の製造法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5071944A (ja) |
| EP (1) | EP0385299A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02276826A (ja) |
| KR (1) | KR900012967A (ja) |
| CA (1) | CA2009241A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5312894A (en) * | 1992-04-30 | 1994-05-17 | Kureha Kagaku Kogyo K.K. | Granular high-melt-stable poly(arylene thioether-ketone) and production process thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2016133740A1 (en) | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Ticona Llc | Method of polyarylene sulfide precipitation |
| WO2016133738A1 (en) | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Ticona Llc | Method for forming a low viscosity polyarylene sulfide |
| WO2016133739A1 (en) | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Ticona Llc | Method for forming a high molecular weight polyarylene sulfide |
| JP6783242B2 (ja) | 2015-03-25 | 2020-11-11 | ティコナ・エルエルシー | 高溶融粘度のポリアリーレンスルフィドを形成する方法 |
| US11407861B2 (en) | 2019-06-28 | 2022-08-09 | Ticona Llc | Method for forming a polyarylene sulfide |
| CN115279734A (zh) | 2019-12-20 | 2022-11-01 | 提克纳有限责任公司 | 形成聚芳硫醚的方法 |
| CN117916001A (zh) | 2021-09-08 | 2024-04-19 | 提克纳有限责任公司 | 从聚芳硫醚废污泥中回收有机溶剂的反溶剂技术 |
| CN117916002A (zh) | 2021-09-08 | 2024-04-19 | 提克纳有限责任公司 | 从聚芳硫醚废淤浆中回收有机溶剂的萃取技术 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4060520A (en) * | 1976-03-30 | 1977-11-29 | Phillips Petroleum Company | Continuous reaction for preparation of arylene sulfide polymer |
| US4066632A (en) * | 1976-03-30 | 1978-01-03 | Phillips Petroleum Company | Continuous reaction for preparation of arylene sulfide polymer |
| US4056515A (en) * | 1976-03-30 | 1977-11-01 | Phillips Petroleum Company | Continuous reaction for preparation of arylene sulfide polymer |
| US4116947A (en) * | 1977-04-29 | 1978-09-26 | Phillips Petroleum Company | Branched arylene sulfide polymer production |
| US4127713A (en) * | 1977-11-14 | 1978-11-28 | Phillips Petroleum Company | Aromatic sulfide/sulfone polymer production |
| US4282347A (en) * | 1979-08-14 | 1981-08-04 | Phillips Petroleum Company | Preparation of branched polymers of arylene sulfide |
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| US4424338A (en) * | 1982-09-10 | 1984-01-03 | Phillips Petroleum Company | Polymer treatment |
| DE3405523A1 (de) * | 1984-02-16 | 1985-08-29 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von polyarylensulfidketonen und ihre verwendung zur herstellung von faserverbundmaterialien |
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| US4665156A (en) * | 1984-08-07 | 1987-05-12 | Bayer Aktiengesellschaft | Mono- and biaxially drawable film of polyphenylene sulphide |
| JPS62820A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | Toshiba Corp | 螢光物体色測定装置 |
| DE3604369A1 (de) * | 1985-07-25 | 1987-02-05 | Huels Chemische Werke Ag | Homo- und copolymere ketogruppenhaltige polyarylensulfide und verfahren zu ihrer herstellung |
| JPH07121985B2 (ja) * | 1986-08-04 | 1995-12-25 | 呉羽化学工業株式会社 | ポリアリ−レンスルフイドの製造法 |
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-
1989
- 1989-02-27 US US07/315,997 patent/US5071944A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-02 CA CA002009241A patent/CA2009241A1/en not_active Abandoned
- 1990-02-21 KR KR1019900002122A patent/KR900012967A/ko not_active Withdrawn
- 1990-02-22 JP JP2042312A patent/JPH02276826A/ja active Pending
- 1990-02-23 EP EP90103551A patent/EP0385299A1/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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| CA2009241A1 (en) | 1990-08-27 |
| KR900012967A (ko) | 1990-09-03 |
| EP0385299A1 (en) | 1990-09-05 |
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