JPH0676488B2 - 熱可塑性芳香族ポリエ−テルの製造方法 - Google Patents

熱可塑性芳香族ポリエ−テルの製造方法

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JPH0676488B2
JPH0676488B2 JP28781585A JP28781585A JPH0676488B2 JP H0676488 B2 JPH0676488 B2 JP H0676488B2 JP 28781585 A JP28781585 A JP 28781585A JP 28781585 A JP28781585 A JP 28781585A JP H0676488 B2 JPH0676488 B2 JP H0676488B2
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は耐熱性、耐薬品性、耐加水分解性に優れた熱可
塑性芳香族ポリエーテルを反応工程中、ゲル化させずに
製造する方法に関する。
<従来の技術> 2個のヒドロキシル基を有する芳香族化合物と2個のハ
ロゲン原子を有する芳香族化合物を極性溶媒中、炭酸カ
リウムの存在下に反応させる方法は公知である(特公昭
47−21595号公報)。
また、2個のヒドロキシル基を有する芳香族化合物と2
個のハロゲン原子を有する芳香族化合物との重縮合にお
いて、炭酸ナトリウムとナトリウムより原子番号の大き
いアルカリ金属の炭酸塩との混合物を用いる方法も公知
である(特開昭53−97094号公報)。
<発明が解決しようとする問題点> 芳香族求核置換反応による重合においては、中間体とし
てフエノキシアニオンが生成するが、このアニオンのカ
ウンターカチオンとしては、一般的に、反応性の高いカ
リウムイオンが用いられる。しかしながら、二価フエノ
ールとジハロベンゼノイド化合物との重縮合において
は、炭酸カリウムだけを用いたのでは、ゲル状物が多量
に発生する。また、炭酸カリウムと炭酸ナトリウムの混
合物を使用する場合にもゲル状物の発生を防止するには
混合比を厳密にコントロールする必要があり、工業的に
は使用し難いという欠点があつた。
本発明者は上記の欠点を解消するべく、鋭意検討した結
果、本発明を見出すに至つた。
<問題点を解決するための手段> すなわち、本発明は、少なくとも一種の二価フエノール
とハロゲン原子に対してオルトまたはパラ位の少なくと
も一つの位置に電子吸引基を有するジハロベンゼノイド
化合物の少なくとも一種を極性溶媒中、炭酸カリウム及
び硫酸ナトリウムの存在下に重縮合させることを特徴と
する熱可塑性芳香族ポリエーテルの製造方法を提供する
ものである。
本発明で使用される二価フエノールとは、ヒドロキノン
及び一般式 (式中、Yは、直接結合、−O−、−S−、−SO2−、
−CO−または、二価の炭化水素基である)で表わされる
化合物である。具体的には、ヒドロキノン、4,4′−ジ
ヒドロキシジフエニル、4,4′−ジヒドロキシベンゾフ
エノン、4,4′−ジヒドロキシジフエニルスルホン、2,
2′−ビス−(4−ヒドロキシフエニル)プロパン、4,
4′−ジヒドロキシジフエニルメタン、4,4′−ジヒドロ
キシジフエニルスルフイド、4,4′−ジヒドロキシジフ
エニルエーテルがあるが、特に好ましい二価フエノール
は、ヒドロキノン、4,4′−ジヒドロキシジフエニルで
ある。
また、本発明で用いられるジハロベンゼノイド化合物
は、ハロゲンに対してオルトまたはパラ位の少なくとも
一つの位置に電子吸引基を有する芳香族化合物である。
具体的には4,4′−ジフルオロベンゾフエノン、4,4′−
ジクロロベンゾフエノン、4,4′−ジフルオロジフエニ
ルスルホン、4,4′−ジクロロジフエニルスルホン、4,
4′−ジクロロアゾベンゼン、2,4−ジクロロニトロベン
ゼンがあるが、特に、4,4′−ジフルオロベンゾフエノ
ン、4,4′−ジクロロベンゾフエノンが好ましい。
本発明で用いられる極性溶媒としては、DMSO(ジメチル
スルホキシド)、スルホラン(テトラヒドロチオフエン
1,1−ジオキシド)、ジフエニルスルホン、NMP(N−メ
チルピロリドン)、HMPT(ヘキサメチルホスホリツクト
リアミド)などがある。本発明により得られる熱可塑性
芳香族ポリエーテルは高融点を有し高結晶性であるた
め、重合が進行して重合度があがつてくると、溶液から
析出する傾向にある。いつたん、析出してしまうと、そ
れ以上重合度が上がらなくなつてしまうため、最終的に
は、ポリマーの融点あるいはそれ以上の反応温度で重合
する必要がある。従つて、極性溶媒は、ポリマーの融点
に合わせて選択する必要がある。中でも、ジフエニルス
ルホンは、沸点が380℃と高いために、本発明に述べら
れているほとんどすべてのモノマーの組み合わせに適し
ているといえる。
本発明の製造方法において、原料混合物を加熱撹拌する
前に反応容器内を窒素置換する必要がある。これは、重
合反応中に中間体として発生するフエノキシアニオンが
酸素に敏感で、容易に酸化されるからである。窒素置換
しないと、窒素置換した場合に比べて色調が悪くなり、
また、ひどい時にはモノマーのモル比がずれて重合度が
あがらないという結果を招く。
本発明において、二価フエノールとジハロベンゼノイド
化合物とのモル比は厳密に1対1になつた時に最も重合
度が大きくなる。従つて、重合度の大きいポリマーを得
るためには、1対1が好ましいが、分子量を調節するた
めに、どちらか一方のモノマーを若干過剰に用いてもか
まわない。この場合、過剰量は5mol%以下が好ましく、
特に3mol%以下が好ましい。また、末端はフエノール基
より、ハロゲンで終わつている方が安定であるから、ジ
ハロベンゼノイド化合物を過剰に用いた方が良い。
分子量を調節する方法としては、上記のように一方のモ
ノマーを過剰に用いる他に、重合停止剤を添加する方法
もある。重合停止剤としては、ハロゲンに対してオルト
あるいはパラ位の少なくとも一つの位置に電子吸引基を
有するモノハロベンゼノイドあるいはジハロベンゼノイ
ド化合物が適当である。具体的には、4−フルオロベン
ゾフエノン、4−クロロフエニルスルホニルベンゼン、
4,4′−ジクロロベンゾフエノン、4,4′−ジクロロジフ
エニルスルホン、4,4′−ジフルオロベンゾフエノン、
4,4′−ジフルオロジフエニルスルホンなどがある。
本発明を実施するに際して、縮合剤としての炭酸カリウ
ムの使用量は重要な値である。理論的には、すべての二
価フエノールが完全にフエノキシアニオンに変換される
のに必要最低量の炭酸カリウムが存在すれば良い。従つ
て、炭酸カリウムとモノマーとのモル比は実質的には、
1対1となれば良い。しかしながら、実際には、モノマ
ーや炭酸カリウムの純度が100%でないことや、フエノ
キシアニオンの分解などがあるために、理論上の1対1
では重合度があがらない場合が多い。従つて、分子量の
大きいポリマーを得るために、炭酸カリウムとモノマー
のモル比を変えて重合し、最適モル比を決定する必要が
ある。本発明において、炭酸カリウム/モノマー=1.00
〜1.10の範囲にあることが好ましい。
本発明において硫酸ナトリウムはモノマー1mol.につ
き、少なくとも0.1g添加することが好ましく、更に好ま
しくは1.0〜300gである。また、反応系をできる限り、
均一にするために粒子径は300μm以下が好ましい。添
加時期は、原料仕込み時に他の試薬と共に仕込むか、重
合の初期段階(反応温度250℃以下)が好ましい。
<実施例> 以下、実施例によつて、本発明を説明する。
実施例1 ヘリカルリボン撹拌翼、窒素導入管を備えた重合反応容
器中に、4,4′−ジクロロベンゾフエノン25.11g(0.10m
ol)、4,4′−ジヒドロキシジフエニル18.62g(0.10mo
l)、粒子径300μm以下の無水炭酸カリウム14.37g(0.
104mol)、無水硫酸ナトリウム5.0g及びジフエニルスル
ホン60gを仕込み、反応容器内を窒素置換した。窒素気
流下で反応容器を180℃に加熱し、ゆつくり撹拌した。3
0分後、昇温し、1.5時間250〜270℃に保持した。さらに
昇温を続け、約2時間かけて380℃となつたところで撹
拌を止め、冷却した。冷却すると反応生成物は固化する
ので、これを取り出して粉砕し、300μm以下の粉末と
した。これを300mlのアセトンで抽出・洗浄することに
より、ジフエニルスルホンを除去した。この後、多量の
水で洗浄して無機塩を除去し、真空中、120℃で一晩乾
燥した。
反復単位 からなる、この重合体は濃硫酸中、0.5g/dl濃度、25℃
で測定した対数粘度ηinh=1.12であり、450℃でプレス
成形して得たフイルムは強靭であつた。この重合体は濃
硫酸に均一に溶解し、ゲル状物は皆無であつた。
また、Perkin−Elmer社製差動走査熱量計DSC−1Bによ
り、測定した融点は387℃であり、東洋ボールドウイン
社製レオバイブロンDDV−II−EAにより測定した動的粘
弾性の温度依存曲線から得られたガラス転移温度は175
℃であつた。
実施例2 4,4′−ジヒドロキシジフエニルの代わりにヒドロキノ
ン11.12g(0.10mol)を用い、最終温度を350℃とする以
外は実施例1と同様にして重合・精製した。
反復単位 からなる、この重合体は濃硫酸中、0.5g/dl濃度、25℃
で測定した対数粘度ηinh=0.94であり、400℃でプレス
成形して得たフイルムは強靭であつた。この重合体は濃
硫酸に均一に溶解し、ゲル状物は皆無であつた。
また、Perkin−Elmer社製差動走査熱量計DSC−1Bによ
り、測定した融点は336℃であり、東洋ボールドウイン
社製レオバイブロンDDV−II−EAにより測定した動的粘
弾性の温度依存曲線から得られたガラス転移温度は151
℃であつた。
実施例3 反応終了時に3gの4,4′−ジフルオロベンゾフエノンを
添加し、30分間、撹拌して反応停止する以外は実施例1
と同様にして重合した。濃硫酸中、0.5g/dl濃度、25℃
で測定した対数粘度ηinh=0.81であり、450℃でプレス
成形して得たフイルムは強靭であつた。また、この重合
体は濃硫酸に均一に溶解し、ゲル状物は皆無であつた。
実施例4 極性溶媒として、ジフエニルスルホンの代わりにスルホ
ラン(テトラヒドロチオフエン1,1−ジオキシド)60gを
使用する以外は実施例1と同様にして重合した。しか
し、スルホランの沸点が低いため、反応温度は最高280
℃までであつた。濃硫酸中、0.5g/dl濃度、25℃で測定
した対数粘度ηinh=0.18であり、450℃でプレス成形し
て得たフイルムは非常に脆かつた。
実施例5 4,4′−ジクロロベンゾフエノンを25.76g(0.103mol 3
mol%過剰)使用する以外は実施例1と同様にして重合
した。濃硫酸中、0.5g/dl濃度、25℃で測定した対数粘
度ηinh=0.84であつた。450℃でプレス成形して得たフ
イルムは、強靭であつた。また、この重合体は濃硫酸に
均一に溶解し、ゲル状物は皆無であつた。
実施例6 無水硫酸ナトリウムを0.01g使用する以外は実施例1と
同様にして重合・精製した。濃硫酸中、0.5g/dl濃度、2
5℃で測定した対数粘度ηinh=0.81であり、450℃でプ
レス成形して得たフイルムは強靭であつた。また、この
重合体は濃硫酸にほぼ均一に溶解したが、極わずかの黒
色浮遊物が混入していた。
比較例1 無水硫酸ナトリウムを添加しない以外は、実施例1と同
様にして重合・精製した。重合終了時には粘度が上昇し
たが、濃硫酸に溶解しないゲル状物が生成しており、粘
度は測定できなかつた。また、450℃でプレス成形して
フイルムを得ようとしたが、溶融粘度が高く、均一なサ
ンプルが得られなかつた。
比較例2 4,4′−ジクロロベンゾフエノンを26.76g(0.107mol 7
mol%過剰)使用する以外は実施例1と同様にして重合
した。濃硫酸中、0.5g/dl濃度、25℃で測定した対数粘
度ηinh=0.30であつた。450℃でプレス成形して得たフ
イルムは脆弱であつた。
<発明の効果> 本発明の製造方法を用いることにより、ゲル状物の少な
い熱可塑性芳香族ポリエーテルを得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一種の二価フエノールとハロゲ
    ン原子に対してオルトまたはパラ位の少なくとも一つの
    位置に電子吸引基を有するジハロベンゼノイド化合物少
    なくとも一種を極性溶媒中、炭酸カリウム及び硫酸ナト
    リウムの存在下に重縮合させることを特徴とする熱可塑
    性芳香族ポリエーテルの製造方法。
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