JPS5949232A - ポリフエニレンスルフイドの製法 - Google Patents

ポリフエニレンスルフイドの製法

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JPS5949232A
JPS5949232A JP57159885A JP15988582A JPS5949232A JP S5949232 A JPS5949232 A JP S5949232A JP 57159885 A JP57159885 A JP 57159885A JP 15988582 A JP15988582 A JP 15988582A JP S5949232 A JPS5949232 A JP S5949232A
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JP
Japan
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polymerization
polymer
polyphenylene sulfide
pref
sulfur source
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JP57159885A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Asakura
朝倉 敏之
Yasuhiko Mutaguchi
牟田口 泰彦
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (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】 この発明は、洗浄、輸送等の取扱いに便利な形状を有す
るポリフェニレンスルフィドの製法に関するものである
。
従来、ポリフェニレンスルフィドは硫化ナトリウムとジ
クロルベンゼンをNメチルピロリドン中で反応させ“ζ
得られることが知られており、直鎖状で高分子殴のポリ
マはアルカリ金属カルボキシレート等を助剤に使用して
(艷Iられることも知られている。
しかしながら、得られたポリマはブリッジを形成するよ
うな微粉末状であり、ブリッジを形成しないような、取
り扱い6.二便刊なかさitζ度の大きいポリマは、得
られていなかった。
そこで、この発明の目的は、洗lγi、 iJq過、輸
送等に便利ながさ密度の大きなボリソ:Iニレンスルフ
イドを製造する方法をl、j供′4るごとにある。
このような目的は、10合直後にポリマを系内に粒子状
に析出させるごとに、、i−>て達成される。
したがって、この発明にかかるポリフェニレンスルフィ
トの製法は、芳香族ボリハIIゲン化物を硫黄源、アミ
ド系溶媒の存在1・で1(1合し゛ζポリフェニレンス
ルフィドを!1iJJ造するに際し、重合終了後に系内
を重合温度から240℃以十の温度になるまで50℃/
分よりも遅い速度で徐冷するごとによってポリマを粒子
状に析出させ、ポリマ中の微結晶の大きさを60Å以上
にすることを特徴とする特 ごの発明において、ポリフエニし・レスルフイドを製造
するに使用される芳香族ポリハロゲン化物としては、少
なくとも70%以上がp−ジハロベンゼンであることが
必要であり、30%未満であればm−ジハロベンゼンや
0−ジハロヘン髪ツ。
3官能以上のハロゲン化芳香族化合物、スルホンやケト
ン等の異種結合を含むポリハロゲン化合物。
脂肪族ポリハロゲン化合物等を含んでいてもさしつかえ
ない。
p−ジハロベンゼンを70モル%未満で使用すると、得
られるポリマの結晶性が悪く、この発明の方法を適用し
ても粒子状のポリマは得がたい。
スルフィド化する場合の硫黄源としては、硫化アルカリ
、硫化アルカリ土類等のモノスルフィド、水硫化アルカ
リとアルカリ金属塩基の組み合わせ、および硫化水素と
アルカリ金属塩基の組み合わせ等が好ましく使用出来る
。水硫化アルカリや硫化水素とアルカリ金属塩基の組み
合わにより硫化アルカリを生成させ、重合に使用する場
合には、調整時の水硫化アルカリまたは硫化水素に対す
るアルカリ金属塩基のモル比を、64[化アルカリを生
成するに必要な当i!(1,0モル比)の比率の0.9
〜2.0(塩基過剰)倍の範囲に選ぶことが好ましい。
具体的な硫黄源とし°(シ1、硫化す1リウム、水硫化
ナトリウムと水酸化す1−リウム、および硫化水素と水
酸化ナトリウノ、などがある。
重合度を上昇させるための助剤として T? C00M
 (RはC1〜C21、のアルこ1−月〕まノこIt−
j’リールを示し、Mはアルカリ金属を示す)等の化合
物を添加することが出来る。
重合に使用出来る゛ノ′ミド系の溶媒とし′Cば、Nメ
チルピロリドン、NエチルピL1リドン、  N、  
Nジメチルイミダゾリジノン、ベキ9′メチルホスホル
アミド、ジメチルアセ1アミl:等が挙げられるが、N
メチルビロリントンを上体とする溶媒が特に好ましい。
重合に先立っての硫黄源、アミ1系溶媒の混合はいかな
る順序でも良く、助剤等の添加もどの時点でも良い。重
合に先立つ系内に、使用される硫黄源に対して水が1゛
5ル以上存在する場合には、脱水を行なった方が好まし
い。脱水ば、蒸溜によるのが好適であり、その際、共沸
試薬添加、による留出等を行なってもよく、通電250
℃以下の加熱によって行ない得る。
脱水された系に芳香族ポリハロゲン化物(共重合が行な
われる場合は共重合用ハロゲン化物も)を添加し、不活
性雰囲気中、200〜300 ’C1好ましくは220
〜280℃の温度範囲で1〜15時間、好ましくは1〜
5時間、攪拌下に重合を行なう。重合時の昇温スケジュ
ールはいがなる方法も適用出来る。重合終了直前または
直後に、ポリマの特に末端を変性すべく、種々の試薬を
系内に添加することも可能である。
ここで重合の終了とは、系内の残存芳香族ポリハロゲン
化物が初期仕込み量に対して10モル%以下になった時
点以後に系内を冷却し始める時点を示すものであり、−
重合熱の発生はこの時点までには95%以上終了してい
るものである。
重合の終了した系を50℃/分を越えるような冷却速度
で急冷すると、非常にかさ高い1iill[粉末状のポ
リマが得られる。例えば、…合金から水!−IJへ投入
し、重合系を1分以内程度で2 (i 0℃付近から急
冷すると、示差熱分析(+)SC)による熱的な分析で
は昇温時に結晶化ピークが見られるような非晶部比の多
い、かさ密度の小さなポリマが得られ、X線による分析
ではこのポリ′マの微結晶の大きさは40〜50人程度
にしか成長していない。
このようなポリマは取扱いが田5!IEである。重合温
度として系内が保持されていた2 4 (1℃を越える
温度からそれ以下までの温度に冷却する際に系内を50
℃/分よりも遅い速度、好ましくは10℃/分よりも遅
い速度で徐冷すると、系内からポリマが粒子状に晶析し
、微結晶の大きさも60Å以上に成長して取扱いの便利
ながさ密度の大きいポリマが得られる。240℃以下ま
でのF限は室温付近まででも良いが、少なくとも200
℃程度までは徐冷を行なう方が良い。50’c/分より
も遅い速度であれば、いかなる段階的な降温でもかまわ
ない。
この発明で得られるポリ−7のかさ密度は0.1、〜0
、8 g / ccの範囲にあり、DSCによる測定で
も昇温時の結晶化ピークは全く見られない。この発明に
より得られるポリマは粒子状であるが、より具体的な形
状としζば系内の組成により微15)粒状。
ビーズ状、フレーク状等に細別される。しかし、いずれ
にしても60Å以上の微結晶大きさと0.1〜0.8 
g / ccの範囲のかさ密度を持っている。
徐冷を受?Jた重合系は水中でポリマを沈澱させて回収
されるが、水中へ系を入れる直前の系内の温度ば晶析が
終了したときの系内の温度よりも低い温度でなければな
らない。ポリマを沈澱させる水は硬水であっても軟水で
あっても良く、p Hも7以上または7未満のどちらで
も良い。沈澱したポリマは水や有機溶媒等による洗浄や
抽出によりオリボア分を除去されることも出来る。
この発明は、下記のような条件で助剤を使用して高重合
度のポリフェニレンスルフィドを得る場合に特に有効で
ある。すなわち、RCOOMの構造を有するカルボキシ
レート、例えば酢酸リチウム、酢酸す]・リウム、安息
香酸すトリウJ1.プロピオン酸ナトリウム、シフゝ1
.’+ −S Lドサンカルホン酸リチウム、またばす
トリウムゾチレートや、ハロゲン化リチウム、例えば塩
化リチウノ、または臭化リチウムを硫黄源に列し5〜2
00モル%の範囲で使用する場合である。ごのよ・うな
高重合度のポリフェニレンスルフ・イトは、300℃、
200  (I 秒)のせん断速度下で100〜50000 、好ましく
は500〜20000ボイズの熔−1′I・1;粘度を
Y丁する。
重合後の徐冷は、系内にln)留部の無いような攪拌下
に行なう方法が灯ましい。
この発明の方法により得られた重合体は、さらに空気等
の酸化性の雰囲気下に架橋反応を起ごさせて、見かけの
溶融粘度を土、昇さ・lるごとも可能である。
この発明のポリマは、射出成形、1−ランスファー成形
、押出し成形等に31、す、二1−ティングや、各種成
型品、フィルJ・、繊維等の製造に利用出来る。その際
、他素材とブし・ンー1′さjl、たり、各種安定剤等
の添加剤が加えられたりして使用されても、何らさしつ
かえない。
微結晶大きさは、広角X線回折による反射法で(2,0
,0)面の回折強度の半価幅から求めた。
X線による測定は、スリット系1) S S S = 
1°。
R、S−’Q、3 u+、スキャン速度1”/分の測定
条件で行なった。
この発明は、重合後に系内を一定値以下の速度で徐冷し
てポリマを粒子状に結晶化析出さゼ、ボ\ リマ粒に一定値以上に成長さゼた微結晶大きさを持たセ
るようにしているため、ブリッジ等を作らず、取り扱い
に便利ながさ密度の大きいポリフェニレンスルフィドを
得ることができ、このものは押出し機や成型機のポツパ
ーやスクリュー内での輸送に対して特に好適な形状をし
ているものである。
以下、実施例を比較例と併せて述べることにより、この
発明をさらに具体的に説明する。
〔実施例1と比較例1〕 57!のオートクレーブに12.5モルのNメチルピロ
リントンと5モルの硫化す“1〜リウム9水塩および3
.0モルの安息香酸ナトリウムを入れ、窒素気流下に内
温か230℃となるまで加!;ハし、范溜塔により水の
留出を行なったところ、40.3モルの水が回収される
と同時に、溶媒の−・部が留出した。系内を180℃ま
で冷却した後、5.05モルのp−ジクロルヘンゼンお
よび0. Ol ’Il−ルの1゜2.4トリクロルヘ
ンゼンを添加し、窒素により2kg / cJで封入を
行なった。徐々に昇?27tを行ない、260℃で2時
間重合を行なった後、It!J l’l’下に系内を1
50℃まで1’C/う)の速度で徐冷し、その後オート
クレーブを開放して内容物を水中へあけ、沈澱したビー
ズ状ポリマを採取し−(湯6しをくり返した。得られた
ポリ゛ン11.3 (l O’C,200(秒−ζ )におりる粘度3500ボイズ、見かりのかさ密度0.
5 g / ccを示し、X線に、J、る微結晶大きさ
は90人であった。このポリマは洗/11時の濾過等の
取扱いが簡単であり、押出機により溶融即用しする際の
ホッパー中でブリッジを形成〜u′4゛良好な流動性を
示していた。
比較のために、全く間し重合を行なった後、系内物質を
260℃の、状態から直りに、釜底部に設置した抜出し
管を通して10°Cの水中へ約5秒間で初圧12kg/
cJの圧力下に全量抜き出した。得られたポリマば非常
にかさ高いものであり、湯洗をくり返してパルプ状のポ
リマを得た。このポリマをPerkin−E1mer型
のDSCにより昇温して行くと、87℃にガラス転移温
度、134℃に結晶化ピークを有し、X線では46人の
微結晶サイズを有する非晶部部分の多いポリマであった
。このポリマはかさ密度が0.03g/ccであり、。
押出機のポツパー内で全く流下ゼず、押出機内でポリマ
の飢餓現象を起ごし分解をひき起こす等、取扱いに不都
合な形状をしていることが判明した。
〔実施例2と比較例2〕 実施例1における3、0モルの安息香酸すl・リウムの
代わりに3.0モルの酢酸リチウム2水塩を使用し°ζ
、同様な脱水3重合操作を行なった。260°C22時
間の重合終了時から系内を0.5℃/分の速度で100
℃まで徐冷した後、オートクレーブを開放し内容物を水
中へあけ、沈澱したフレーク状ポリマを採取して湯洗を
繰り返した。得られたポリマは4400ボイズ、かさ密
度0.31t</lccであり、X線による微結晶大き
さは87人であった。
このポリマはブリッジの形成がほとんど無く、流動性も
良好であり1.取扱いに非常にイg!利な形状であった
。
他方、比較のために、比較例Iと同様に釜底部から水中
へ没入し急冷して()だパルプ状ポリマは、45人の結
晶ジ・イズ、0. OI IT /ccのかさ密度を有
しており、粉体としての流動性の非常に悪いかさ高いポ
リマであり、取扱いには不都合なものであった。
代理人 弁理士 松 本 武 彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)芳香族ポリハロゲン化物を硫黄源、アミド系溶媒
    の存在下で重合してポリフェニレンスルフィドを製造す
    るに際し、重合終了後に系内を重合6v度から240℃
    以下の温度になるまで50℃/分よりも遅い速度で徐冷
    することによってポリマを粒子状に析出させ、ポリマ中
    の微結晶の大きさを60Å以上にすることを特徴とする
    ポリフェニレンスルフィトの製法
JP57159885A 1982-09-14 1982-09-14 ポリフエニレンスルフイドの製法 Pending JPS5949232A (ja)

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