JPH07228698A - ポリアリーレンスルフィドの製造方法 - Google Patents
ポリアリーレンスルフィドの製造方法Info
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- JPH07228698A JPH07228698A JP6044892A JP4489294A JPH07228698A JP H07228698 A JPH07228698 A JP H07228698A JP 6044892 A JP6044892 A JP 6044892A JP 4489294 A JP4489294 A JP 4489294A JP H07228698 A JPH07228698 A JP H07228698A
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Landscapes
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応物を蒸留により脱水するに際し、蒸留塔
のトレイの目詰まりを防止して、連続的に脱水すること
が可能であり、かつ、高分子量で高品質のPASを得る
ことのできるPASの製造方法を提供する。 【構成】 (a)非プロトン性有機溶媒と、水酸化リチ
ウムまたはN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMAB)
とが存在する系に、液状または気体状のイオウ化合物を
投入し、(b)得られた反応物から脱水し、(c)硫黄
分の調整後、ジハロゲン化芳香族化合物を投入し、重縮
合させる。
のトレイの目詰まりを防止して、連続的に脱水すること
が可能であり、かつ、高分子量で高品質のPASを得る
ことのできるPASの製造方法を提供する。 【構成】 (a)非プロトン性有機溶媒と、水酸化リチ
ウムまたはN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMAB)
とが存在する系に、液状または気体状のイオウ化合物を
投入し、(b)得られた反応物から脱水し、(c)硫黄
分の調整後、ジハロゲン化芳香族化合物を投入し、重縮
合させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリアリーレンスルフ
ィド(PAS)の製造方法に関する。さらに詳しくは電
気、電子分野、高剛性材料分野で特に有用な高分子量の
ポリアリーレンスルフィドを高品質で安価に製造する方
法に関する。
ィド(PAS)の製造方法に関する。さらに詳しくは電
気、電子分野、高剛性材料分野で特に有用な高分子量の
ポリアリーレンスルフィドを高品質で安価に製造する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリアリーレンスルフィド樹脂(PAS
樹脂)、中でも特にポリフェニレンスルフィド樹脂(P
PS樹脂)は、機械的強度、耐熱性等に優れると共に、
特に高い剛性を有するエンジニアリング樹脂として知ら
れており、電子・電気機器部品の素材や各種の高剛性材
料として有用である。このような高分子量のPASの製
造方法として、有機極性溶媒、含水水酸化ナトリウム、
アミノカルボン酸アルカリ金属塩からなる混合物を蒸留
等により脱水し得られる脱水混合物と、ハロゲン化リチ
ウムと、ジハロゲン芳香族化合物とを混合させて反応さ
せることにより、高分子量のPASを得ることを内容と
するもの(特開平2−180928号公報)が開示され
ている。これは、その当時PAS製造に用いられていた
アルカリ金属硫化物中の結晶水を除去することの困難さ
に鑑みてなされたものである。
樹脂)、中でも特にポリフェニレンスルフィド樹脂(P
PS樹脂)は、機械的強度、耐熱性等に優れると共に、
特に高い剛性を有するエンジニアリング樹脂として知ら
れており、電子・電気機器部品の素材や各種の高剛性材
料として有用である。このような高分子量のPASの製
造方法として、有機極性溶媒、含水水酸化ナトリウム、
アミノカルボン酸アルカリ金属塩からなる混合物を蒸留
等により脱水し得られる脱水混合物と、ハロゲン化リチ
ウムと、ジハロゲン芳香族化合物とを混合させて反応さ
せることにより、高分子量のPASを得ることを内容と
するもの(特開平2−180928号公報)が開示され
ている。これは、その当時PAS製造に用いられていた
アルカリ金属硫化物中の結晶水を除去することの困難さ
に鑑みてなされたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記製造方法
において脱水されるべき混合物はスラリー状態のもので
あり、このようなスラリー状態のものに加熱して蒸留操
作を施す場合、一回毎に操作をわけて行なう回分式の場
合は問題はないが、蒸留塔に連続して混合物を供給し沸
点差を利用して塔頂より水蒸気を抜き出す連続式プロセ
スにおいては、スラリー中の固体成分が蒸留塔のトレイ
に貯まり、トレイの目詰まりを招集し運転不能の状態に
陥ってしまうという問題があった。本発明は、上記問題
点に鑑みなされたものであり、反応物を蒸留により脱水
するに際し、蒸留塔のトレイの目詰まりを防止して、連
続的に脱水することが可能であり、かつ、高分子量で高
品質のPASを得ることのできるPASの製造方法を提
供することを目的とする。
において脱水されるべき混合物はスラリー状態のもので
あり、このようなスラリー状態のものに加熱して蒸留操
作を施す場合、一回毎に操作をわけて行なう回分式の場
合は問題はないが、蒸留塔に連続して混合物を供給し沸
点差を利用して塔頂より水蒸気を抜き出す連続式プロセ
スにおいては、スラリー中の固体成分が蒸留塔のトレイ
に貯まり、トレイの目詰まりを招集し運転不能の状態に
陥ってしまうという問題があった。本発明は、上記問題
点に鑑みなされたものであり、反応物を蒸留により脱水
するに際し、蒸留塔のトレイの目詰まりを防止して、連
続的に脱水することが可能であり、かつ、高分子量で高
品質のPASを得ることのできるPASの製造方法を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によれば、(a)非プロトン性有機溶媒と、水酸
化リチウム(LiOH)またはN−メチルアミノ酪酸リ
チウム(LMAB)とが存在する系に、液状または気体
状のイオウ化合物を投入する工程、(b)得られた反応
物から脱水する工程、および(c)硫黄分の調整後、ジ
ハロゲン化芳香族化合物を投入し、重縮合させる工程、
を含むことを特徴とするポリアリーレンスルフィド(P
AS)の製造方法が提供される。また、この製造方法の
好ましい態様として前記非プロトン性有機溶媒が、N−
メチル−2−ピロリドンであることを特徴とするポリア
リーレンスルフィドの製造方法が提供される。また、前
記液体状または気体状のイオウ化合物が硫化水素である
ポリアリーレンスルフィドの製造方法が提供される。ま
た、前記ジハロゲン化芳香族化合物が、パラジクロロベ
ンゼン(PDCB)を50モル%以上含むものであるこ
とを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法が
提供される。また、前記前記工程(a)において、イオ
ウ化合物を投入後、さらに非水酸化リチウムの固体状物
を分離することを特徴とするポリアリーレンスルフィド
の製造方法が提供される。
本発明によれば、(a)非プロトン性有機溶媒と、水酸
化リチウム(LiOH)またはN−メチルアミノ酪酸リ
チウム(LMAB)とが存在する系に、液状または気体
状のイオウ化合物を投入する工程、(b)得られた反応
物から脱水する工程、および(c)硫黄分の調整後、ジ
ハロゲン化芳香族化合物を投入し、重縮合させる工程、
を含むことを特徴とするポリアリーレンスルフィド(P
AS)の製造方法が提供される。また、この製造方法の
好ましい態様として前記非プロトン性有機溶媒が、N−
メチル−2−ピロリドンであることを特徴とするポリア
リーレンスルフィドの製造方法が提供される。また、前
記液体状または気体状のイオウ化合物が硫化水素である
ポリアリーレンスルフィドの製造方法が提供される。ま
た、前記ジハロゲン化芳香族化合物が、パラジクロロベ
ンゼン(PDCB)を50モル%以上含むものであるこ
とを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法が
提供される。また、前記前記工程(a)において、イオ
ウ化合物を投入後、さらに非水酸化リチウムの固体状物
を分離することを特徴とするポリアリーレンスルフィド
の製造方法が提供される。
【0005】以下、本発明のポリアリーレンスルフィド
の製造方法を各工程ごとに具体的に説明する。 1.非プロトン性有機溶媒と、水酸化リチウム(LiO
H)またはLMABとが存在する系に、液状または気体
状のイオウ化合物を投入する工程(a)
の製造方法を各工程ごとに具体的に説明する。 1.非プロトン性有機溶媒と、水酸化リチウム(LiO
H)またはLMABとが存在する系に、液状または気体
状のイオウ化合物を投入する工程(a)
【0006】(1)非プロトン性有機溶媒 本発明に用いられる非プロトン性有機溶媒としては、一
般に、非プロトン性の極性有機化合物(たとえば、アミ
ド化合物,ラクタム化合物,尿素化合物,有機イオウ化
合物,環式有機リン化合物等)を、単独溶媒として、ま
たは、混合溶媒として、好適に使用することができる。
般に、非プロトン性の極性有機化合物(たとえば、アミ
ド化合物,ラクタム化合物,尿素化合物,有機イオウ化
合物,環式有機リン化合物等)を、単独溶媒として、ま
たは、混合溶媒として、好適に使用することができる。
【0007】これらの非プロトン性の極性有機化合物の
うち、前記アミド化合物としては、たとえば、N,N−
ジメチルホルムアミド,N,N−ジエチルホルムアミ
ド,N,N−ジメチルアセトアミド,N,N−ジエチル
アセトアミド,N,N−ジプロピルアセトアミド,N,
N−ジメチル安息香酸アミドなとを挙げることができ
る。
うち、前記アミド化合物としては、たとえば、N,N−
ジメチルホルムアミド,N,N−ジエチルホルムアミ
ド,N,N−ジメチルアセトアミド,N,N−ジエチル
アセトアミド,N,N−ジプロピルアセトアミド,N,
N−ジメチル安息香酸アミドなとを挙げることができ
る。
【0008】また、前記ラクタム化合物としては、たと
えば、カプロラクタム,N−メチルカプロラクタム,N
−エチルカプロラクタム,N−イソプロピルカプロラク
タム,N−イソブチルカプロラクタム,N−ノルマルプ
ロピルカプロラクタム,N−ノルマルブチルカプロラク
タム,N−シクロヘキシルカプロラクタム等のN−アル
キルカプロラクタム類,N−メチル−2−ピロリドン
(NMP),N−エチル−2−ピロリドン,N−イソプ
ロピル−2−ピロリドン,N−イソブチル−2−ピロリ
ドン,N−ノルマルプロピル−2−ピロリドン,N−ノ
ルマルブチル−2−ピロリドン,N−シクロヘキシル−
2−ピロリドン,N−メチル−3−メチル−2−ピロリ
ドン,N−エチル−3−メチル−2−ピロリドン,N−
メチル−3,4,5−トリメチル−2−ピロリドン,N
−メチル−2−ピペリドン,N−エチル−2−ピペリド
ン,N−イソプロピル−2−ピペリドン,N−メチル−
6−メチル−2−ピペリドン,N−メチル−3−エチル
−2−ピペリドンなどを挙げることができる。
えば、カプロラクタム,N−メチルカプロラクタム,N
−エチルカプロラクタム,N−イソプロピルカプロラク
タム,N−イソブチルカプロラクタム,N−ノルマルプ
ロピルカプロラクタム,N−ノルマルブチルカプロラク
タム,N−シクロヘキシルカプロラクタム等のN−アル
キルカプロラクタム類,N−メチル−2−ピロリドン
(NMP),N−エチル−2−ピロリドン,N−イソプ
ロピル−2−ピロリドン,N−イソブチル−2−ピロリ
ドン,N−ノルマルプロピル−2−ピロリドン,N−ノ
ルマルブチル−2−ピロリドン,N−シクロヘキシル−
2−ピロリドン,N−メチル−3−メチル−2−ピロリ
ドン,N−エチル−3−メチル−2−ピロリドン,N−
メチル−3,4,5−トリメチル−2−ピロリドン,N
−メチル−2−ピペリドン,N−エチル−2−ピペリド
ン,N−イソプロピル−2−ピペリドン,N−メチル−
6−メチル−2−ピペリドン,N−メチル−3−エチル
−2−ピペリドンなどを挙げることができる。
【0009】また、前記尿素化合物としては、たとえ
ば、テトラメチル尿素,N,N’−ジメチルエチレン尿
素,N,N’−ジメチルプロピレン尿素などを挙げるこ
とができる。
ば、テトラメチル尿素,N,N’−ジメチルエチレン尿
素,N,N’−ジメチルプロピレン尿素などを挙げるこ
とができる。
【0010】さらに、前記有機イオウ化合物としては、
たとえば、ジメチルスルホキシド,ジエチルスルホキシ
ド,ジフェニルスルホン,1−メチル−1−オキソスル
ホラン,1−エチル−1−オキソスルホラン,1−フェ
ニル−1−オキソスルホランなどを、また、前記環式有
機リン化合物としては、たとえば、1−メチル−1−オ
キソホスホラン,1−ノルマルプロピル−1−オキソホ
スホラン,1−フェニル−1−オキソホスホランなどを
挙げることができる。
たとえば、ジメチルスルホキシド,ジエチルスルホキシ
ド,ジフェニルスルホン,1−メチル−1−オキソスル
ホラン,1−エチル−1−オキソスルホラン,1−フェ
ニル−1−オキソスルホランなどを、また、前記環式有
機リン化合物としては、たとえば、1−メチル−1−オ
キソホスホラン,1−ノルマルプロピル−1−オキソホ
スホラン,1−フェニル−1−オキソホスホランなどを
挙げることができる。
【0011】これら各種の非プロトン性極性有機化合物
は、それぞれ一種単独で、または二種以上を混合して、
さらには、本発明の目的に支障のない他の溶媒成分と混
合して、前記非プロトン性有機溶媒として使用すること
ができる。
は、それぞれ一種単独で、または二種以上を混合して、
さらには、本発明の目的に支障のない他の溶媒成分と混
合して、前記非プロトン性有機溶媒として使用すること
ができる。
【0012】前記各種の非プロトン性有機溶媒の中で
も、好ましいのはN−アルキルカプロラクタム及びN−
アルキルピロリドンであり、特に好ましいのはN−メチ
ル−2−ピロリドンである。
も、好ましいのはN−アルキルカプロラクタム及びN−
アルキルピロリドンであり、特に好ましいのはN−メチ
ル−2−ピロリドンである。
【0013】(2)LiOHまたLMABの存在する系
の調製 非プロトン性有機溶媒と、水酸化リチウム(LiOH)
またはN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMAB)とが
存在する系とは、塩化リチウム(LiCl)と、非プロ
トン性有機溶媒とが、または塩化リチウムと、非プロト
ン性有機溶媒および水とが存在する場に、水酸化ナトリ
ウム(NaOH)等を投入することによって得られる系
を意味する。以下、これらの調製方法を具体的に示す。
の調製 非プロトン性有機溶媒と、水酸化リチウム(LiOH)
またはN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMAB)とが
存在する系とは、塩化リチウム(LiCl)と、非プロ
トン性有機溶媒とが、または塩化リチウムと、非プロト
ン性有機溶媒および水とが存在する場に、水酸化ナトリ
ウム(NaOH)等を投入することによって得られる系
を意味する。以下、これらの調製方法を具体的に示す。
【0014】LiOHの存在する系 反応液中にLiClとして存在しているLiイオンを回
収するため系内にアルカリ金属の水酸化物やアルカリ土
類金属の水酸化物たとえば水酸化ナトリウム,水酸化カ
リウム,水酸化マグネシウム等を投入する。中でも水酸
化ナトリウムが好ましい。その投入量は、リチウムイオ
ン1モルに対し、水酸基が0.90〜1.1モル、好ま
しくは0.95〜1.05モルになるようにする。1.
1モルを超えると非水酸化リチウム沈澱物中にアルカリ
金属系イオウ化合物またはアルカリ土類金属系イオウ化
合物が多量に混入する。また0.90未満の場合リチウ
ムのロスになる。この場合の反応温度は、特に制限はな
いが、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水
酸化物を水溶液状で投入する場合、通常室温〜230
℃、好ましくは65〜150℃であり、固体状で投入す
る場合には、通常60〜230℃、好ましくは90〜1
50℃である。反応温度が低い場合、溶解度が低く、反
応速度が著しく遅くなる。反応温度が高い場合NMPの
沸点以上になり、加圧下で行わなければならずプロセス
的に不利になる。また、反応時間は、特に制限はない。
収するため系内にアルカリ金属の水酸化物やアルカリ土
類金属の水酸化物たとえば水酸化ナトリウム,水酸化カ
リウム,水酸化マグネシウム等を投入する。中でも水酸
化ナトリウムが好ましい。その投入量は、リチウムイオ
ン1モルに対し、水酸基が0.90〜1.1モル、好ま
しくは0.95〜1.05モルになるようにする。1.
1モルを超えると非水酸化リチウム沈澱物中にアルカリ
金属系イオウ化合物またはアルカリ土類金属系イオウ化
合物が多量に混入する。また0.90未満の場合リチウ
ムのロスになる。この場合の反応温度は、特に制限はな
いが、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水
酸化物を水溶液状で投入する場合、通常室温〜230
℃、好ましくは65〜150℃であり、固体状で投入す
る場合には、通常60〜230℃、好ましくは90〜1
50℃である。反応温度が低い場合、溶解度が低く、反
応速度が著しく遅くなる。反応温度が高い場合NMPの
沸点以上になり、加圧下で行わなければならずプロセス
的に不利になる。また、反応時間は、特に制限はない。
【0015】LMABの存在する系 この場合は、塩化リチウムとリチウムを除く(非リチウ
ム系の)アルカリ金属水酸化物とを反応させ、非リチウ
ム系のアルカリ金属酸化物を水溶液として供給して行う
ので、この反応は前記非プロトン性有機溶媒と水との混
合溶媒系中で実施する。
ム系の)アルカリ金属水酸化物とを反応させ、非リチウ
ム系のアルカリ金属酸化物を水溶液として供給して行う
ので、この反応は前記非プロトン性有機溶媒と水との混
合溶媒系中で実施する。
【0016】この非リチウム系のアルカリ金属水酸化物
としては、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,水酸化
ルビジウム,水酸化セシウムまたはこれらの一種又は二
種以上の混合物を挙げることができる。これらの中で
も、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好ましく、
特に、水酸化ナトリウムが好ましい。なお、これら水酸
化ナトリウム等の非リチウム系のアルカリ金属水酸化物
は、純粋なものに限らず、通常の工業用のものでも好適
に使用することができる。
としては、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,水酸化
ルビジウム,水酸化セシウムまたはこれらの一種又は二
種以上の混合物を挙げることができる。これらの中で
も、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好ましく、
特に、水酸化ナトリウムが好ましい。なお、これら水酸
化ナトリウム等の非リチウム系のアルカリ金属水酸化物
は、純粋なものに限らず、通常の工業用のものでも好適
に使用することができる。
【0017】なお、反応時の組成は、非プロトン性極性
溶媒としてNMP、非リチウム系のアルカリ金属の水酸
化物としてNaOHを用いた場合、NMP/NaOH=
1.05〜30(モル比)とし、好ましくは、1.20
〜6.0(モル比)である。また、LiCl/NaOH
=1.00〜5(モル比)とし、好ましくは、1.00
〜1.5(モル比)である。さらに、水/NMP=1.
6〜16(モル比)とし、好ましくは、2.8〜8.3
(モル比)である。
溶媒としてNMP、非リチウム系のアルカリ金属の水酸
化物としてNaOHを用いた場合、NMP/NaOH=
1.05〜30(モル比)とし、好ましくは、1.20
〜6.0(モル比)である。また、LiCl/NaOH
=1.00〜5(モル比)とし、好ましくは、1.00
〜1.5(モル比)である。さらに、水/NMP=1.
6〜16(モル比)とし、好ましくは、2.8〜8.3
(モル比)である。
【0018】反応温度および反応時間については、通常
80℃〜200℃で、0.1〜10時間程度が好まし
い。
80℃〜200℃で、0.1〜10時間程度が好まし
い。
【0019】(3)液状または気体状のイオウ化合物の
投入 本発明に用いられる液状又は気体状のイオウ化合物とし
ては、特に制限はないが、硫化水素を好適に用いること
ができる。硫化水素を用いる場合、その吹き込む際の圧
力は、常圧でも加圧してもよい。吹き込み時間として
は、特に制限はなく、通常は10〜180分程度とする
ことが好ましい。吹き込み速度も特に制限はなく、通常
は10〜1000cc/分程度とすることが好ましい。
また、硫化水素の吹き込み方法も特に制限はなく、たと
えばN−メチル−2−ピロリドン中に水酸化リチウムお
よび、アルカリ金属塩化物またはアルカリ土類金属塩化
物が含有された混合物を攪拌、たとえば、500mlガ
ラス製セパラブルフラスコ中で、攪拌翼としてディスク
タービン翼を用い、300〜700rpmにて攪拌しな
がら、その中へ気体状の硫化水素をバブリングする等の
通常用いられる方法を用いることができる。この場合、
水が存在していてもよい。
投入 本発明に用いられる液状又は気体状のイオウ化合物とし
ては、特に制限はないが、硫化水素を好適に用いること
ができる。硫化水素を用いる場合、その吹き込む際の圧
力は、常圧でも加圧してもよい。吹き込み時間として
は、特に制限はなく、通常は10〜180分程度とする
ことが好ましい。吹き込み速度も特に制限はなく、通常
は10〜1000cc/分程度とすることが好ましい。
また、硫化水素の吹き込み方法も特に制限はなく、たと
えばN−メチル−2−ピロリドン中に水酸化リチウムお
よび、アルカリ金属塩化物またはアルカリ土類金属塩化
物が含有された混合物を攪拌、たとえば、500mlガ
ラス製セパラブルフラスコ中で、攪拌翼としてディスク
タービン翼を用い、300〜700rpmにて攪拌しな
がら、その中へ気体状の硫化水素をバブリングする等の
通常用いられる方法を用いることができる。この場合、
水が存在していてもよい。
【0020】このように液状又は気体状のイオウ化合物
を投入することにより、系内に固体状で存在していた水
酸化リチウムは系内の液体部分に溶解し、非水酸化リチ
ウム固体状物のみが系内に固体状で残留する。
を投入することにより、系内に固体状で存在していた水
酸化リチウムは系内の液体部分に溶解し、非水酸化リチ
ウム固体状物のみが系内に固体状で残留する。
【0021】つぎに、固体状で残留した非水酸化リチウ
ム固体状物、たとえばアルカリ金属塩化物またはアルカ
リ土類金属塩化物、を分離してもよい。この場合、たと
えば、ガラス製フィルターG4を用いた濾過や遠心分離
等の公知の方法を用いることができる。濾過等を行うに
あたっては、減圧下で行ってもよい。分離する際の温度
としては、特に制限はないが、通常は、20〜150℃
の範囲から選択するのが好ましい。
ム固体状物、たとえばアルカリ金属塩化物またはアルカ
リ土類金属塩化物、を分離してもよい。この場合、たと
えば、ガラス製フィルターG4を用いた濾過や遠心分離
等の公知の方法を用いることができる。濾過等を行うに
あたっては、減圧下で行ってもよい。分離する際の温度
としては、特に制限はないが、通常は、20〜150℃
の範囲から選択するのが好ましい。
【0022】2.得られた反応物から脱水する工程
(b) 本発明に用いられる脱水操作としては特に制限はない
が、例えば、下記の操作を挙げることができる。 (1)温度 NMP−水の気液平衡関係により決定されるが通常13
0℃〜205℃が好ましい。窒素(N2)を同時に吹き
込むことにより130℃以下でも可能である。さらに減
圧下で行なえばもっと温度を下げることもできる。 (2)水分量の許容範囲 吸収したH2S と等モルの水が発生するが、高分子量の
PASを製造するためには可能な限り脱水することが好
ましい。 (3)時期 脱水の時期はPDCBを投入する前ならいつでもよい。
H2S の吹込みと同時に行なうと、単位操作に要する機
器を減少させることができる等の点で好ましい。
(b) 本発明に用いられる脱水操作としては特に制限はない
が、例えば、下記の操作を挙げることができる。 (1)温度 NMP−水の気液平衡関係により決定されるが通常13
0℃〜205℃が好ましい。窒素(N2)を同時に吹き
込むことにより130℃以下でも可能である。さらに減
圧下で行なえばもっと温度を下げることもできる。 (2)水分量の許容範囲 吸収したH2S と等モルの水が発生するが、高分子量の
PASを製造するためには可能な限り脱水することが好
ましい。 (3)時期 脱水の時期はPDCBを投入する前ならいつでもよい。
H2S の吹込みと同時に行なうと、単位操作に要する機
器を減少させることができる等の点で好ましい。
【0023】3.硫黄分の調整後、ジハロゲン化芳香族
化合物を投入し、重縮合させる工程(c) この工程では、まず、上述の工程で得られた反応液から
脱イオウ操作、たとえば脱硫化水素操作によって硫黄分
を調整する。すなわち、後述するジクロロ芳香族化合物
の反応を行わせるためには、系内に存在する硫黄/リチ
ウム比を1/2(S原子/Li原子モル比)以下にする
ことが好ましく、1/2にコントロールすることがさら
に好ましい。1/2より大きい場合、反応が進行しにく
いためPAS樹脂の生成が困難となる。コントロールす
る方法としては特に制限はないが、たとえばアルカリ金
属塩化物またはアルカリ土類金属塩化物を分離するため
に吹き込んだ硫黄化合物、たとえば、硫化水素を、アル
カリ金属塩化物またはアルカリ土類金属塩化物の分離
後、系内の液体部分に窒素バブリング等を施し除去する
ことにより、系内に存在する硫黄の合計量を調節するこ
とができる。この場合、加温してもよい。また、水酸化
リチウムやN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMAB)
等のリチウム塩を系内に加えることによりコントロール
してもよい。
化合物を投入し、重縮合させる工程(c) この工程では、まず、上述の工程で得られた反応液から
脱イオウ操作、たとえば脱硫化水素操作によって硫黄分
を調整する。すなわち、後述するジクロロ芳香族化合物
の反応を行わせるためには、系内に存在する硫黄/リチ
ウム比を1/2(S原子/Li原子モル比)以下にする
ことが好ましく、1/2にコントロールすることがさら
に好ましい。1/2より大きい場合、反応が進行しにく
いためPAS樹脂の生成が困難となる。コントロールす
る方法としては特に制限はないが、たとえばアルカリ金
属塩化物またはアルカリ土類金属塩化物を分離するため
に吹き込んだ硫黄化合物、たとえば、硫化水素を、アル
カリ金属塩化物またはアルカリ土類金属塩化物の分離
後、系内の液体部分に窒素バブリング等を施し除去する
ことにより、系内に存在する硫黄の合計量を調節するこ
とができる。この場合、加温してもよい。また、水酸化
リチウムやN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMAB)
等のリチウム塩を系内に加えることによりコントロール
してもよい。
【0024】次に、系内にジクロロ芳香族化合物を投入
して、反応させることによりPAS樹脂を製造する。
して、反応させることによりPAS樹脂を製造する。
【0025】本発明に用いられるジクロロ芳香族化合物
としては、特に制限はないが、たとえばパラジクロロベ
ンゼンを50モル%以上含むものを好適に用いることが
できる。
としては、特に制限はないが、たとえばパラジクロロベ
ンゼンを50モル%以上含むものを好適に用いることが
できる。
【0026】反応容器としては、たとえば、1リットル
のステンレス製オートクレーブ(攪拌翼として、パドル
翼を備え、回転数300〜700rpm)を挙げること
ができる。重合温度としては、220〜260℃が好ま
しく、重合時間としては1〜6時間が好ましい。ジクロ
ロ芳香族化合物の投入量としては、ジクロロ芳香族化合
物/系内に存在する硫黄=0.9〜1.2(モル比)の
範囲から選択することが好ましく、0.95〜1.15
がさらに好ましい。後処理としては、通常用いられる方
法で行なえばよい。たとえば、冷却後沈澱物を遠心分離
やろ過等により分離し、得られたポリマーを加温また室
温下有機溶剤、水等で洗浄を繰り返し精製することがで
きる。かかる洗浄はポリマーを固体状のまま行なっても
よいし、あるいは液体にしていわゆる溶融洗浄を行なっ
てもよい。
のステンレス製オートクレーブ(攪拌翼として、パドル
翼を備え、回転数300〜700rpm)を挙げること
ができる。重合温度としては、220〜260℃が好ま
しく、重合時間としては1〜6時間が好ましい。ジクロ
ロ芳香族化合物の投入量としては、ジクロロ芳香族化合
物/系内に存在する硫黄=0.9〜1.2(モル比)の
範囲から選択することが好ましく、0.95〜1.15
がさらに好ましい。後処理としては、通常用いられる方
法で行なえばよい。たとえば、冷却後沈澱物を遠心分離
やろ過等により分離し、得られたポリマーを加温また室
温下有機溶剤、水等で洗浄を繰り返し精製することがで
きる。かかる洗浄はポリマーを固体状のまま行なっても
よいし、あるいは液体にしていわゆる溶融洗浄を行なっ
てもよい。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明する。 実施例1 錯体合成工程 撹拌翼のついた500mlガラス製セパラブルフラスコ
にN−メチル−2−ピロリドン267.30g(2.7
mol)及びN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMA
B)173.25(1.5mol)を入れ、昇温し13
0℃に保った。LMABが溶解したことを確認後、純度
99.9%の硫化水素を気体状態で流量計により500
ml/min.の流量で吹き込んだ。吹き込みノズルの
先端にはスパージャーを取り付た。また、硫化水素吹き
込みと同時に生成する水を脱水する目的で窒素ガスを気
相部に300ml/min.で吹き込んだ。セパラブル
フラスコより留出するべーパーをコンデンサーで冷却
し、凝縮液の量と組成をガスクロマトグラフィーにより
分析した。その結果H2O 15.8g(0.88mo
l),NMP 23.0g(0 .23mol)であっ
た。本条件で60min.吹き込んだ後に溶液中の硫黄
量を定量したところ、硫黄源/LMAB=0.65(モ
ル比)であった。 重合工程 上記合成した錯体を全量1リットルステンレス製オート
クレーブに移し、さらにLMAB=57.75g(0.
5mol)、NMP89.1g(0.9mol)、PD
CB143.3g(0.975mol)を加え、220
℃まで昇温し、3時間予備重合を行なった。予備重合終
了後更に温度を260℃まで昇温し、3時間重合した。
重合終了後反応系を冷却し、得られた固形物を水および
アセトンで順次洗浄し、乾燥を行なうことによりポリア
リーレンスルフィドを得た。このポリアリーレンスルフ
ィドをα−クロルナフタレンに0.4g/dlの濃度に
なるように溶解し、206℃の温度でウベローデ粘度計
を使用して粘度測定を行なった。その結果、このポリア
リーレンスルフィドの溶融粘度ηinhは、0.29であ
った。
に説明する。 実施例1 錯体合成工程 撹拌翼のついた500mlガラス製セパラブルフラスコ
にN−メチル−2−ピロリドン267.30g(2.7
mol)及びN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMA
B)173.25(1.5mol)を入れ、昇温し13
0℃に保った。LMABが溶解したことを確認後、純度
99.9%の硫化水素を気体状態で流量計により500
ml/min.の流量で吹き込んだ。吹き込みノズルの
先端にはスパージャーを取り付た。また、硫化水素吹き
込みと同時に生成する水を脱水する目的で窒素ガスを気
相部に300ml/min.で吹き込んだ。セパラブル
フラスコより留出するべーパーをコンデンサーで冷却
し、凝縮液の量と組成をガスクロマトグラフィーにより
分析した。その結果H2O 15.8g(0.88mo
l),NMP 23.0g(0 .23mol)であっ
た。本条件で60min.吹き込んだ後に溶液中の硫黄
量を定量したところ、硫黄源/LMAB=0.65(モ
ル比)であった。 重合工程 上記合成した錯体を全量1リットルステンレス製オート
クレーブに移し、さらにLMAB=57.75g(0.
5mol)、NMP89.1g(0.9mol)、PD
CB143.3g(0.975mol)を加え、220
℃まで昇温し、3時間予備重合を行なった。予備重合終
了後更に温度を260℃まで昇温し、3時間重合した。
重合終了後反応系を冷却し、得られた固形物を水および
アセトンで順次洗浄し、乾燥を行なうことによりポリア
リーレンスルフィドを得た。このポリアリーレンスルフ
ィドをα−クロルナフタレンに0.4g/dlの濃度に
なるように溶解し、206℃の温度でウベローデ粘度計
を使用して粘度測定を行なった。その結果、このポリア
リーレンスルフィドの溶融粘度ηinhは、0.29であ
った。
【0028】実施例2 錯体合成工程 実験設備および原料仕込み量等は実施例1と同様にし
た。ただし、ここでは脱水を目的とした窒素の吹き込み
は行わず、代わりに錯体の合成温度を上げ錯体合成と同
時に生成する水が系外に排出されるように、合成温度を
180℃にして行なった。セパラブルフラスコより留出
するべーパーをコンデンサーで冷却し、凝縮液の量と組
成をガスクロマトグラフィーにより分析した。その結果
H2O 12.1g(0.67mol),NMP 1
3.0g(0.13mol)であった。本条件下、硫化
水素を500ml/min.の流量で、60min.吹
き込んだ後に溶液中の硫黄量を定量したところ、硫黄源
/LMAB=0.56(mol比)であった。 重合工程 上記合成した錯体を全量1リットルステンレス製オート
クレーブに移し、さらにLMAB=25.64g(0.
22mol)、NMP39.2g(0.40mol)、
PDCB123.5g(0.84mol)を加え、22
0℃まで昇温し、3時間予備重合を行なった。予備重合
終了後更に温度を260℃まで昇温し、3時間重合し
た。重合終了後反応系を冷却し、得られた固形物を水お
よびアセトンで順次洗浄し、乾燥を行なうことによりポ
リアリーレンスルフィドを得た。このポリアリーレンス
ルフィドをα−クロルナフタレンに0.4g/dlの濃
度になるように溶解し、206℃の温度でウベローデ粘
度計を使用して粘度測定を行なった。その結果、このポ
リアリーレンスルフィドの溶融粘度ηinhは、0.25
であった。
た。ただし、ここでは脱水を目的とした窒素の吹き込み
は行わず、代わりに錯体の合成温度を上げ錯体合成と同
時に生成する水が系外に排出されるように、合成温度を
180℃にして行なった。セパラブルフラスコより留出
するべーパーをコンデンサーで冷却し、凝縮液の量と組
成をガスクロマトグラフィーにより分析した。その結果
H2O 12.1g(0.67mol),NMP 1
3.0g(0.13mol)であった。本条件下、硫化
水素を500ml/min.の流量で、60min.吹
き込んだ後に溶液中の硫黄量を定量したところ、硫黄源
/LMAB=0.56(mol比)であった。 重合工程 上記合成した錯体を全量1リットルステンレス製オート
クレーブに移し、さらにLMAB=25.64g(0.
22mol)、NMP39.2g(0.40mol)、
PDCB123.5g(0.84mol)を加え、22
0℃まで昇温し、3時間予備重合を行なった。予備重合
終了後更に温度を260℃まで昇温し、3時間重合し
た。重合終了後反応系を冷却し、得られた固形物を水お
よびアセトンで順次洗浄し、乾燥を行なうことによりポ
リアリーレンスルフィドを得た。このポリアリーレンス
ルフィドをα−クロルナフタレンに0.4g/dlの濃
度になるように溶解し、206℃の温度でウベローデ粘
度計を使用して粘度測定を行なった。その結果、このポ
リアリーレンスルフィドの溶融粘度ηinhは、0.25
であった。
【0029】比較例1 錯体合成工程 撹拌翼のついた500mlガラス製セパラブルフラスコ
にN−メチル−2−ピロリドン267.30g(2.7
mol)及びN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMA
B)173.25(1.5mol)を入れ、昇温し13
0℃に保った。N−メチルアミノ酪酸リチウムが溶解し
たことを確認後、純度99.9%の硫化水素を気体状態
で流量計により430ml/min.の流量で吹き込ん
だ。吹き込みノズルの先端にはスパージャーを取り付け
た。錯体合成反応速度の測定結果より、130℃におい
ては硫化水素の吹き込み速度を430ml/min.以
下にすれば、吹き込んだ硫化水素は溶液中の硫黄濃度が
ある値まで(硫黄源/N−メチルアミノ酪酸リチウム=
0.75(mol比))はすべて吸収されることが明ら
かになった。すなわち、重合に必要な硫黄源/N−メチ
ルアミノ酪酸リチウム=0.5(モル比)となるまで3
9min.吹き込むことで、原料錯体を調整できた。し
かしこの場合、錯体合成槽を開放系にしていても、錯体
合成により生成する水は気液平衡関係より、系外に流出
されることはない。 重合工程 上記合成した錯体を全量1リットルステンレス製オート
クレーブに移し、さらにPDCB110.3g(0.7
5mol)を加え、220℃まで昇温し、3時間予備重
合を行なった。予備重合終了後更に温度を260℃まで
昇温し、3時間重合した。重合終了後反応系を冷却し、
得られた固形物を水およびアセトンで順次洗浄し、乾燥
を行なうことによりポリアリーレンスルフィドを得た。
このポリアリーレンスルフィドをα−クロルナフタレン
に0.4g/dlの濃度になるように溶解し、206℃
の温度でウベローデ粘度計を使用して粘度測定を行なっ
た。その結果、このポリアリーレンスルフィドの溶融粘
度ηinhは、0.19であった。
にN−メチル−2−ピロリドン267.30g(2.7
mol)及びN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMA
B)173.25(1.5mol)を入れ、昇温し13
0℃に保った。N−メチルアミノ酪酸リチウムが溶解し
たことを確認後、純度99.9%の硫化水素を気体状態
で流量計により430ml/min.の流量で吹き込ん
だ。吹き込みノズルの先端にはスパージャーを取り付け
た。錯体合成反応速度の測定結果より、130℃におい
ては硫化水素の吹き込み速度を430ml/min.以
下にすれば、吹き込んだ硫化水素は溶液中の硫黄濃度が
ある値まで(硫黄源/N−メチルアミノ酪酸リチウム=
0.75(mol比))はすべて吸収されることが明ら
かになった。すなわち、重合に必要な硫黄源/N−メチ
ルアミノ酪酸リチウム=0.5(モル比)となるまで3
9min.吹き込むことで、原料錯体を調整できた。し
かしこの場合、錯体合成槽を開放系にしていても、錯体
合成により生成する水は気液平衡関係より、系外に流出
されることはない。 重合工程 上記合成した錯体を全量1リットルステンレス製オート
クレーブに移し、さらにPDCB110.3g(0.7
5mol)を加え、220℃まで昇温し、3時間予備重
合を行なった。予備重合終了後更に温度を260℃まで
昇温し、3時間重合した。重合終了後反応系を冷却し、
得られた固形物を水およびアセトンで順次洗浄し、乾燥
を行なうことによりポリアリーレンスルフィドを得た。
このポリアリーレンスルフィドをα−クロルナフタレン
に0.4g/dlの濃度になるように溶解し、206℃
の温度でウベローデ粘度計を使用して粘度測定を行なっ
た。その結果、このポリアリーレンスルフィドの溶融粘
度ηinhは、0.19であった。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明のポリアリー
レンスルフィドの製造方法によって、反応物を蒸留によ
り脱水するに際し、蒸留塔のトレイの目詰まりを防止す
ることができるため、脱水操作を連続的に行うことがで
きる。また、高分子量で高品質のPASを得ることがで
きる。
レンスルフィドの製造方法によって、反応物を蒸留によ
り脱水するに際し、蒸留塔のトレイの目詰まりを防止す
ることができるため、脱水操作を連続的に行うことがで
きる。また、高分子量で高品質のPASを得ることがで
きる。
【図1】本発明のポリアリーレンスルフィドの製造方法
の工程を模式的に示すフローチャート図である。
の工程を模式的に示すフローチャート図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 (a)非プロトン性有機溶媒と、水酸化
リチウム(LiOH)またはN−メチルアミノ酪酸リチ
ウム(LMAB)とが存在する系に、液状または気体状
のイオウ化合物を投入する工程、(b)得られた反応物
から脱水する工程、および(c)硫黄分の調整後、ジハ
ロゲン化芳香族化合物を投入し、重縮合させる工程、を
含むことを特徴とするポリアリーレンスルフィド(PA
S)の製造方法。 - 【請求項2】 前記非プロトン性有機溶媒が、N−メチ
ル−2−ピロリドンであることを特徴とする請求項1記
載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 - 【請求項3】 前記液状または気体状のイオウ化合物が
硫化水素である請求項1または2記載のポリアリーレン
スルフィドの製造方法。 - 【請求項4】 前記ジハロゲン化芳香族化合物が、パラ
ジクロロベンゼン(PDCB)を50モル%以上含むも
のであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 - 【請求項5】 前記工程(a)において、イオウ化合物
を投入後、さらに非水酸化リチウムの固体状物を分離す
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の
ポリアリーレンスルフィドの製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04489294A JP3299378B2 (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | ポリアリーレンスルフィドの製造方法 |
| EP20000118300 EP1059321B1 (en) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Process for manufacturing polyarylene sulfide |
| DE69433609T DE69433609T2 (de) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Verfahren zum Abtrennen von festen Nicht-Lithiumhydroxid-Verbindungen aus einer Mischung |
| EP01102286A EP1106573B1 (en) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Process for separating a non-lithium hydroxide solid compound from a mixture |
| EP01102287A EP1106643B1 (en) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Process for recovering lithium ion |
| DE69434103T DE69434103T2 (de) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Verfahren zur Herstellung von Polyarylensulfid |
| DE69433731T DE69433731T2 (de) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Verfahren zur Wiedergewinnung von Lithium Ionen |
| EP94119698A EP0658587B1 (en) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Process for manufacturing polyarylene sulfide |
| DE69430105T DE69430105T2 (de) | 1993-12-16 | 1994-12-14 | Verfahren zur Herstellung von Polyarylensulfid |
| US08/357,405 US5635587A (en) | 1993-12-16 | 1994-12-16 | Process for manufacturing polyarylene sulfide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04489294A JP3299378B2 (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | ポリアリーレンスルフィドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07228698A true JPH07228698A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3299378B2 JP3299378B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04489294A Expired - Fee Related JP3299378B2 (ja) | 1993-12-16 | 1994-02-18 | ポリアリーレンスルフィドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3299378B2 (ja) |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP04489294A patent/JP3299378B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3299378B2 (ja) | 2002-07-08 |
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