JPS63113020A - ポリ(アリーレンスルフィドケトン)の製造方法 - Google Patents
ポリ(アリーレンスルフィドケトン)の製造方法Info
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- JPS63113020A JPS63113020A JP62217751A JP21775187A JPS63113020A JP S63113020 A JPS63113020 A JP S63113020A JP 62217751 A JP62217751 A JP 62217751A JP 21775187 A JP21775187 A JP 21775187A JP S63113020 A JPS63113020 A JP S63113020A
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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】
本発明はポリ(アリーレンスルフィドケトン)の調製方
法に関する。さらに、本発明は水硫化アルカリ金属と水
酸化アルカリ金属の反応生成物を◆ゞ1 用いて調製されるポリ(アリーレンスルフィドケトン)
に関する。さらに1本発明は硫化アルカリ金属及び水硫
化アルカリ金属を用いて調製されるポリ(アリーレンス
ルフィドケトン)に関する。
法に関する。さらに、本発明は水硫化アルカリ金属と水
酸化アルカリ金属の反応生成物を◆ゞ1 用いて調製されるポリ(アリーレンスルフィドケトン)
に関する。さらに1本発明は硫化アルカリ金属及び水硫
化アルカリ金属を用いて調製されるポリ(アリーレンス
ルフィドケトン)に関する。
又、本発明はこれらのポリ(アリーレンスルフィドケト
ン)から調製される繊維及び他の製造物に関する。
ン)から調製される繊維及び他の製造物に関する。
ポリ(アリーレンスルフィドケトン’)(PASK)は
エンジニアリング熱可壓性樹脂の重要な種類の1つであ
る。ポリ(アリーレンスルフィドケトン)は、融点が高
いために、フィルム、繊維、成形物、及び複合材の適用
に工業的に興味がある。ポリ(アリーレンスルフィドケ
トン)の1つの製造方法ハ、ジクロロベンゾフェノンの
ようなジハロベンゾフェノンと硫化アルカリ金属との反
応を含む。
エンジニアリング熱可壓性樹脂の重要な種類の1つであ
る。ポリ(アリーレンスルフィドケトン)は、融点が高
いために、フィルム、繊維、成形物、及び複合材の適用
に工業的に興味がある。ポリ(アリーレンスルフィドケ
トン)の1つの製造方法ハ、ジクロロベンゾフェノンの
ようなジハロベンゾフェノンと硫化アルカリ金属との反
応を含む。
硫化アルカリ金属は、水硫化アルカリ金属と水酸化アル
カリ金属との反応によって調製されるが、何れの成分の
過剰量も好ましくないと考えられているので、水酸化ア
ルカリ金属に対して本質的に正確な等モル量(理論量)
の水硫化アルカリ金属を用いる。
カリ金属との反応によって調製されるが、何れの成分の
過剰量も好ましくないと考えられているので、水酸化ア
ルカリ金属に対して本質的に正確な等モル量(理論量)
の水硫化アルカリ金属を用いる。
しかし、ポリ(アリーレンスルフィドケトン)の大きな
欠点は比較的低分子量ということであった。比較的高分
子量を有するポリ(アリーレンスルフィドケトン)が製
造可能であるということは極めて望ましいことであろう
。高分子量のポリ(アリーレンスルフィドケトン)は低
分子量のポリ(アリーレンスルフィドケトン)と比べた
時、すぐれた耐衝撃性及び靭性な示すであろう。
欠点は比較的低分子量ということであった。比較的高分
子量を有するポリ(アリーレンスルフィドケトン)が製
造可能であるということは極めて望ましいことであろう
。高分子量のポリ(アリーレンスルフィドケトン)は低
分子量のポリ(アリーレンスルフィドケトン)と比べた
時、すぐれた耐衝撃性及び靭性な示すであろう。
我々は、比較的高分子量のポリ(アリーレンスルフィド
ケトン)が反応混合物中、好ましくは極性溶剤中で、ポ
リハロベンゾフェノン及び、縮合重合に必要とされる硫
化アルカリ金属の理論量よりも、僅かではあるが重要な
厳密に定められた量だけ多く存在する水硫化アルカリ金
属を接触させることによって調製されることを見出した
。
ケトン)が反応混合物中、好ましくは極性溶剤中で、ポ
リハロベンゾフェノン及び、縮合重合に必要とされる硫
化アルカリ金属の理論量よりも、僅かではあるが重要な
厳密に定められた量だけ多く存在する水硫化アルカリ金
属を接触させることによって調製されることを見出した
。
現在好適とされる第1の実施態様においては、硫化アル
カリ金属は、水硫化アルカリ金属と水酸化アルカリ金属
とを、水硫化アルカリ金属が定められた僅か過剰量にな
るように約1.0・04:1乃至約1.038:1のモ
ル比で一緒にすることによって調製される。
カリ金属は、水硫化アルカリ金属と水酸化アルカリ金属
とを、水硫化アルカリ金属が定められた僅か過剰量にな
るように約1.0・04:1乃至約1.038:1のモ
ル比で一緒にすることによって調製される。
別の実施態様では、我々は高分子量ポリ(アリーレンス
ルフィドケトン)が、反応混合物中、好ましくは極性溶
剤中で、ポリハロベンゾフェノン、硫化アルカリ金属、
及び水硫化アルカリ金属を、ポリ(アリーレンスルフイ
ンドケトン)の生成に効果的な重合条件の下で、また水
硫化アルカリ金属が定められた僅か過剰量を得るよ5に
、硫化アルカリ金属と水硫化アルカリ金属とを、約1.
004:1乃至約1.038:10モル比で一緒にさせ
るようにして接触させることによって調製されることを
見出した。
ルフィドケトン)が、反応混合物中、好ましくは極性溶
剤中で、ポリハロベンゾフェノン、硫化アルカリ金属、
及び水硫化アルカリ金属を、ポリ(アリーレンスルフイ
ンドケトン)の生成に効果的な重合条件の下で、また水
硫化アルカリ金属が定められた僅か過剰量を得るよ5に
、硫化アルカリ金属と水硫化アルカリ金属とを、約1.
004:1乃至約1.038:10モル比で一緒にさせ
るようにして接触させることによって調製されることを
見出した。
いずれの実施態様、又はそれらを組合せたものにおいて
も、前記ポリハロベンゾフェノン、サラには添加される
か、その場で形成される硫化アルカリ金31iK対して
約0.004乃至約0.038モル過剰の水硫化アルカ
リ金属が好ましい。
も、前記ポリハロベンゾフェノン、サラには添加される
か、その場で形成される硫化アルカリ金31iK対して
約0.004乃至約0.038モル過剰の水硫化アルカ
リ金属が好ましい。
ポリ(アリーレンスルフィドケトン)の本製造方法によ
って、少なくとも約0.48の固有粘度を有するポリ(
アリーレンスルフィドケトン)が得られる。化学量論が
縮合重合においていかに重要であるかを考えるときに、
経験上このことは予想外のことである。
って、少なくとも約0.48の固有粘度を有するポリ(
アリーレンスルフィドケトン)が得られる。化学量論が
縮合重合においていかに重要であるかを考えるときに、
経験上このことは予想外のことである。
本発明によれば、ポリ(アリーレンスルフィドケトン)
は、好ましくは極性溶剤中で、(a)少なくとも1mの
ポリハロベンゾフェノン、(b) k化アルカリ金属と
して添加される少なくとも1種の硫化アルカリ金属その
もの、又は水硫化アルカリ金属及び水酸化アルカリ金属
からその場で形成される硫化アルカリ金属同等物又は両
者、及び(c)水硫化アルカリ金属な反応混合物の形で
接触させることによって調製される。
は、好ましくは極性溶剤中で、(a)少なくとも1mの
ポリハロベンゾフェノン、(b) k化アルカリ金属と
して添加される少なくとも1種の硫化アルカリ金属その
もの、又は水硫化アルカリ金属及び水酸化アルカリ金属
からその場で形成される硫化アルカリ金属同等物又は両
者、及び(c)水硫化アルカリ金属な反応混合物の形で
接触させることによって調製される。
1つの実施態様においては、本発明の方法で用いられる
硫化アルカリ金属は、水溶液中で、定められた比率を用
いて水硫化アルカリ金属及び水酸化アルカリ金属から調
製することができる。別の実施態様においては、硫化ア
ルカリ金属は、水溶液中で水硫化アルカリ金属とともに
用いることができる。いずれの実施態様においても、固
有粘度の高いポリ(アリーレンスルフィドケトン)製造
のためには水硫化物の量が重要である。
硫化アルカリ金属は、水溶液中で、定められた比率を用
いて水硫化アルカリ金属及び水酸化アルカリ金属から調
製することができる。別の実施態様においては、硫化ア
ルカリ金属は、水溶液中で水硫化アルカリ金属とともに
用いることができる。いずれの実施態様においても、固
有粘度の高いポリ(アリーレンスルフィドケトン)製造
のためには水硫化物の量が重要である。
最初の実施態様では、ポリ(フェニレンスルフィドケト
ン)の繰返し単位を有するポリ(フェニレンスルフィド
ケトン)を形成させるために、N−メチル−2−ピロリ
ドン(NMP)のような砥性溶剤中での4,4′−ジク
ロロベンゾフエノンのようなジハロベンゾフェノンと、
水硫化ナトリウム及び水酸化ナトリウムのような水硫化
アルカリ金属及び水酸化アルカリ金属から調製される硫
化アルカリ金属との反応は次式によって表わすことがで
きる: 別の実施態様では、ポリ(フェニレンスルフィドケトン
)の繰返し単位な有するポリ(フェニレンスルフィドケ
トン)を形成させるために、重合はNMPのよ5Ik極
性溶剤中で、4,4′−ジクロロベンゾフエノンのよう
なジハロベンゾフェノンと、硫化ナトリウムのような硫
化アルカリ金属及び水硫化ナトリウムのような水硫化ア
ルカリ金属とを用い、下記のように表わすことができる
ニー 〇 本発明においては、ジハロベンゾフェノン又ハ硫化アル
カリ金属に対して、僅力為ではあるが本質的に過剰モル
量の水硫化アルカリ金属を使用する。
ン)の繰返し単位を有するポリ(フェニレンスルフィド
ケトン)を形成させるために、N−メチル−2−ピロリ
ドン(NMP)のような砥性溶剤中での4,4′−ジク
ロロベンゾフエノンのようなジハロベンゾフェノンと、
水硫化ナトリウム及び水酸化ナトリウムのような水硫化
アルカリ金属及び水酸化アルカリ金属から調製される硫
化アルカリ金属との反応は次式によって表わすことがで
きる: 別の実施態様では、ポリ(フェニレンスルフィドケトン
)の繰返し単位な有するポリ(フェニレンスルフィドケ
トン)を形成させるために、重合はNMPのよ5Ik極
性溶剤中で、4,4′−ジクロロベンゾフエノンのよう
なジハロベンゾフェノンと、硫化ナトリウムのような硫
化アルカリ金属及び水硫化ナトリウムのような水硫化ア
ルカリ金属とを用い、下記のように表わすことができる
ニー 〇 本発明においては、ジハロベンゾフェノン又ハ硫化アル
カリ金属に対して、僅力為ではあるが本質的に過剰モル
量の水硫化アルカリ金属を使用する。
水酸化アルカリ金属に対する水硫化アルカリ金属の過剰
モル量は多少異なることができるけれども、一般に水硫
化アルカリ金属を水酸化アルカリ金属とともに用いる場
合には、硫化アルカリ金属を形成するように計算された
理論量を上回る約0.4乃至約3.8モル量の範囲、好
適には約1乃至約3.5モル量の範囲内にあるであろう
。水硫化アルカリ金属対水酸化アルカリ金属の対応する
モル比は約1.004:l乃至約1.038:1の範囲
、好適には約1.01:1乃至約1.035:1の範囲
内にあるであろう。
モル量は多少異なることができるけれども、一般に水硫
化アルカリ金属を水酸化アルカリ金属とともに用いる場
合には、硫化アルカリ金属を形成するように計算された
理論量を上回る約0.4乃至約3.8モル量の範囲、好
適には約1乃至約3.5モル量の範囲内にあるであろう
。水硫化アルカリ金属対水酸化アルカリ金属の対応する
モル比は約1.004:l乃至約1.038:1の範囲
、好適には約1.01:1乃至約1.035:1の範囲
内にあるであろう。
本発明の別の実施態様では、水硫化アルカリ金属及び硫
化アルカリ金属は、100とする硫化アルカリ金属量に
対して、一方、僅かではあるが本質的に過剰量の水硫化
アルカリ金属を得るために、約0.4乃至約3.8モル
量、好適には約1乃至約3.5モル−〇範囲内で用いる
ことができる。硫化アルカリ金属対水硫化アルカリ金属
の対応するモル比は約1.004:1乃至約1.038
:1の範囲、好適には約1.01:1乃至約1.035
:1の範囲内にある。
化アルカリ金属は、100とする硫化アルカリ金属量に
対して、一方、僅かではあるが本質的に過剰量の水硫化
アルカリ金属を得るために、約0.4乃至約3.8モル
量、好適には約1乃至約3.5モル−〇範囲内で用いる
ことができる。硫化アルカリ金属対水硫化アルカリ金属
の対応するモル比は約1.004:1乃至約1.038
:1の範囲、好適には約1.01:1乃至約1.035
:1の範囲内にある。
本方法によって調製されるポリ(アリーレンスルフィド
ケトン)は少なくとも約0.48、好適には約0.55
乃至約0,77の固有粘度をもつべきである。該ポリマ
ーはこの高融点及高分子量によって、フィルム、繊維、
成形物、及び複合材の適用に広い用途を有している。
ケトン)は少なくとも約0.48、好適には約0.55
乃至約0,77の固有粘度をもつべきである。該ポリマ
ーはこの高融点及高分子量によって、フィルム、繊維、
成形物、及び複合材の適用に広い用途を有している。
第1図は4.4′−ジクロロベンゾフエノン及びNMP
を含む重合反応混合物中で、約0乃至約5そルチのNa
OHに対して過剰モル量のNa5Hの縮合反応から調製
される典型的なポリ(アリーレンスルフィドケトン)と
してのポリ(フェニレンスルフィドケトン)の固有粘度
を図示したものである。図は、長い鎖線間の部分によっ
て、約1乃至3.5モル量の過剰モル量のNa5Hを用
いた時、少なくとも約0.55の固有粘度を有するポリ
(フェニレンスルフィドケトン)が得られることを示す
。短かい鎖線は、NaOHに対して約1.1乃至3.3
モル量の過剰モル量のNa5HY用いた時、少なくとも
約0.65の固有粘度を有するポリ(フェニレンスルフ
ィドケトン)が得られることζ示す。これは、ジハロベ
ンゾフェノン、水硫化−トリウム、及び水酸化アルカリ
金属を、約1:t:lの理論モル比で、及び約1:1.
05:1の柘比率で一緒にすることによって得られる約
0.45未満の固有粘度を有するポリ(アリーレンスル
フィドケトン)と著しい対照を示す。
を含む重合反応混合物中で、約0乃至約5そルチのNa
OHに対して過剰モル量のNa5Hの縮合反応から調製
される典型的なポリ(アリーレンスルフィドケトン)と
してのポリ(フェニレンスルフィドケトン)の固有粘度
を図示したものである。図は、長い鎖線間の部分によっ
て、約1乃至3.5モル量の過剰モル量のNa5Hを用
いた時、少なくとも約0.55の固有粘度を有するポリ
(フェニレンスルフィドケトン)が得られることを示す
。短かい鎖線は、NaOHに対して約1.1乃至3.3
モル量の過剰モル量のNa5HY用いた時、少なくとも
約0.65の固有粘度を有するポリ(フェニレンスルフ
ィドケトン)が得られることζ示す。これは、ジハロベ
ンゾフェノン、水硫化−トリウム、及び水酸化アルカリ
金属を、約1:t:lの理論モル比で、及び約1:1.
05:1の柘比率で一緒にすることによって得られる約
0.45未満の固有粘度を有するポリ(アリーレンスル
フィドケトン)と著しい対照を示す。
本方法はポリハロベンゾフェノン、好ましくはジハロベ
ンゾフェノンを用いる。該シハロヘンソフエノンは式: (式中、各Xは塩素、臭素、フッ素、及びヨウ素よりな
る群から選ばれる)によって表わすことができる。用い
ることができるポリハロベンゾフェノンの中には、4.
4’−ジクロロベンゾフエノン、C4’−ジフルオロベ
ンゾフェノン、4.4’−ジブロモベンゾフェノン、4
.4’−ショートヘンシフエノン、2.4′−ジクロロ
ベンゾフエノン、2.4.4’−トリクロロベンゾフェ
ノン、2,4.4’−トリヨードベンゾフェノン、2,
4.4’−)リフルオロベンゾフェノン、2,4.4’
−トリブロモベンゾフェノン等及びそれらの混合物があ
る。有効性及び工業的入手容易性の点から、現在の好適
ナシハロベンゾフェノンは4,4′−ジクロロベンゾフ
エノンである。
ンゾフェノンを用いる。該シハロヘンソフエノンは式: (式中、各Xは塩素、臭素、フッ素、及びヨウ素よりな
る群から選ばれる)によって表わすことができる。用い
ることができるポリハロベンゾフェノンの中には、4.
4’−ジクロロベンゾフエノン、C4’−ジフルオロベ
ンゾフェノン、4.4’−ジブロモベンゾフェノン、4
.4’−ショートヘンシフエノン、2.4′−ジクロロ
ベンゾフエノン、2.4.4’−トリクロロベンゾフェ
ノン、2,4.4’−トリヨードベンゾフェノン、2,
4.4’−)リフルオロベンゾフェノン、2,4.4’
−トリブロモベンゾフェノン等及びそれらの混合物があ
る。有効性及び工業的入手容易性の点から、現在の好適
ナシハロベンゾフェノンは4,4′−ジクロロベンゾフ
エノンである。
硫化アルカリ金属には硫化リチウム、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、及びそ
れらの混合物がある。水硫化アルカリ金属(硫化氷菓ア
ルカリ金属とも云う)には水硫化リチウム、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、及びそれらの混合物がある。水酸化アルカリ金
属には水酸化リチウム、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、及びそれら
の混合物がある。
硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム、及びそ
れらの混合物がある。水硫化アルカリ金属(硫化氷菓ア
ルカリ金属とも云う)には水硫化リチウム、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、及びそれらの混合物がある。水酸化アルカリ金
属には水酸化リチウム、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、及びそれら
の混合物がある。
その有効性によって、好適な硫化アルカリ金属は硫化ナ
トリウム(NazS )である。その有効性によつ【、
好適な水硫化アルカリ金属は硫化水素ナトリウム(Na
SH)である。その有効性によつて、好適な水酸化アル
カリ金属は水酸化ナトリウム(NaOH)である。
トリウム(NazS )である。その有効性によつ【、
好適な水硫化アルカリ金属は硫化水素ナトリウム(Na
SH)である。その有効性によつて、好適な水酸化アル
カリ金属は水酸化ナトリウム(NaOH)である。
ジハロベンゾフェノン:硫化アルカリ金属のモル比は縮
合重合においてできるだけ1:1の理論比に近く保たな
ければならない。
合重合においてできるだけ1:1の理論比に近く保たな
ければならない。
本発明の方法に有用な溶剤は、ポリ(アリーレンスルフ
ィドケトン)の製造において、ジハロベンゾフェノン及
び硫化アルカリ金属とともに用いることができる極性有
機溶剤である。これらの極性有機溶剤は、アミド及びス
ルホンのようなものを含む。このような極性有機溶剤の
特定な例にはヘキサメチルリン酸トリアミド、テトラメ
チル尿i、N、N’−エチレンジピロリドン、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等、
及びそれらの混合物がある。その有効性及び工業的入手
容易性から、好適な極性有機溶剤はNMPである。溶剤
の量は、技術的に既知のように、変えることができる。
ィドケトン)の製造において、ジハロベンゾフェノン及
び硫化アルカリ金属とともに用いることができる極性有
機溶剤である。これらの極性有機溶剤は、アミド及びス
ルホンのようなものを含む。このような極性有機溶剤の
特定な例にはヘキサメチルリン酸トリアミド、テトラメ
チル尿i、N、N’−エチレンジピロリドン、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等、
及びそれらの混合物がある。その有効性及び工業的入手
容易性から、好適な極性有機溶剤はNMPである。溶剤
の量は、技術的に既知のように、変えることができる。
ポリ(アリーレンスルフィドケトン)を調製するのに用
いられる成分の添加順序は一所望のように変えることが
できる。通常、硫化アルカリ金属(たとえばNa2 S
)及び水硫化アルカリ金g(たとえばNa5H)、又
は水酸化アルカリ金属(たとえばNa0H)及び水硫化
アルカリ金属(たとえばNa5H)、及びジハロベンゾ
フェノン(たとえば4.4′−ジクロロベンゾフエノン
)は任意の順序で反応容器に加えることができる。極性
有機溶剤(たとえばNMP)は一般に、上記成分の添加
に続いて反応混合物に加えられる。
いられる成分の添加順序は一所望のように変えることが
できる。通常、硫化アルカリ金属(たとえばNa2 S
)及び水硫化アルカリ金g(たとえばNa5H)、又
は水酸化アルカリ金属(たとえばNa0H)及び水硫化
アルカリ金属(たとえばNa5H)、及びジハロベンゾ
フェノン(たとえば4.4′−ジクロロベンゾフエノン
)は任意の順序で反応容器に加えることができる。極性
有機溶剤(たとえばNMP)は一般に、上記成分の添加
に続いて反応混合物に加えられる。
重合が行われる反応温度は広範囲に変えることができる
けれども、一般には約125℃乃至約450℃、好適に
は約175℃乃至約350℃、もつとも好適には約22
5℃乃至約275℃の範囲内にあろう。反応時間は、い
くふんは反応温度忙より、広く変動することができるが
、通常約10分乃至約72時間、好適には約[9間乃至
約20時間の範囲内であろう。圧力は、反応混合物を本
質的に液相に維持するのに十分でなければならない。通
常、圧力は約Opaig乃至約300p31gs 好適
には150 psig乃至250 paigの範囲内で
あろう。
けれども、一般には約125℃乃至約450℃、好適に
は約175℃乃至約350℃、もつとも好適には約22
5℃乃至約275℃の範囲内にあろう。反応時間は、い
くふんは反応温度忙より、広く変動することができるが
、通常約10分乃至約72時間、好適には約[9間乃至
約20時間の範囲内であろう。圧力は、反応混合物を本
質的に液相に維持するのに十分でなければならない。通
常、圧力は約Opaig乃至約300p31gs 好適
には150 psig乃至250 paigの範囲内で
あろう。
ポリマーは所望のように、好適忙はポリマー及び溶剤を
冷却した反応器から取出し、−過によりポリマーを回収
することによって回収することが−できる。ポリマーは
次いで水洗し、真空オーブンで乾燥することができる。
冷却した反応器から取出し、−過によりポリマーを回収
することによって回収することが−できる。ポリマーは
次いで水洗し、真空オーブンで乾燥することができる。
実施例
与えられる実施例は本発明の一層の理解を助ける意図の
ものである。使用する特定の物質、種類、条件は本発明
をさらに説明するためのものであって、発明の正当な範
囲を限定するためのものではない。
ものである。使用する特定の物質、種類、条件は本発明
をさらに説明するためのものであって、発明の正当な範
囲を限定するためのものではない。
実施例■
本実施例においては、等モル量のN a S H及びN
aOHを用いるポリ(フェニレンスルフィドケトン)(
PPSK)の調製法を記述する。二重らせん攪拌機、窒
素導入管、及び破裂板を備えた1リツトルのステンレス
スチール製反応器に下記のものを充てんした:41.6
3グラムの硫化水素ナトリウムフレーク(Na5H58
,17重i−チ、Na2S0.35重量%、及び水約4
1.4重量%含有)、17.58グラムの水酸化ナトリ
ウムペレット(マリンク(77ト(Mallinckr
odt )社、セント・ルイ、x、 (St、 1ou
is )、MOから供給された98.2重量%のNa0
H)、108.48グラムの4.4′−ジクロロベンゾ
フエノン(DCBP、 アルドリッチ(Aldric
h)化学会社、ミルウォーキ−(Milwaukee
)、ウイスコンシy (Wi 5con−sin )の
供給による)、及び343g(3,46モル)のN−メ
チル−2−ピロリドン(NMP’)。
aOHを用いるポリ(フェニレンスルフィドケトン)(
PPSK)の調製法を記述する。二重らせん攪拌機、窒
素導入管、及び破裂板を備えた1リツトルのステンレス
スチール製反応器に下記のものを充てんした:41.6
3グラムの硫化水素ナトリウムフレーク(Na5H58
,17重i−チ、Na2S0.35重量%、及び水約4
1.4重量%含有)、17.58グラムの水酸化ナトリ
ウムペレット(マリンク(77ト(Mallinckr
odt )社、セント・ルイ、x、 (St、 1ou
is )、MOから供給された98.2重量%のNa0
H)、108.48グラムの4.4′−ジクロロベンゾ
フエノン(DCBP、 アルドリッチ(Aldric
h)化学会社、ミルウォーキ−(Milwaukee
)、ウイスコンシy (Wi 5con−sin )の
供給による)、及び343g(3,46モル)のN−メ
チル−2−ピロリドン(NMP’)。
このようにNa5Hs Na0)I、及びDCBPは等
モル@ (0,432)を充填され、N20 : Na
5Hのモル比は約2.2:1であった。
モル@ (0,432)を充填され、N20 : Na
5Hのモル比は約2.2:1であった。
反応器を閉じ、空気を除くように100 psigのN
2の圧入に続きガス抜きを交互に行った。次いで反応混
合物を攪拌し、約250℃に加熱した(所要時間、1時
間)。この温度を約3時間保持し、その間約180 p
sigの圧力がもたらされた。
2の圧入に続きガス抜きを交互に行った。次いで反応混
合物を攪拌し、約250℃に加熱した(所要時間、1時
間)。この温度を約3時間保持し、その間約180 p
sigの圧力がもたらされた。
その後、反応器を約200℃に冷却し、生成したPP5
KポリマーをDCBPで末端封鎖するために3グラムの
DCBP及び100グラムのNMPt充填した。反応器
の同容物を再び約250℃に加熱し、゛その温度に約1
時間保持した。
KポリマーをDCBPで末端封鎖するために3グラムの
DCBP及び100グラムのNMPt充填した。反応器
の同容物を再び約250℃に加熱し、゛その温度に約1
時間保持した。
この実験のポリマー(実験1)を冷却した反応器から取
り出し、プフナー漏斗を通し一過によシ回収し、2.5
リツトルを数回に分けた熱脱イオン水(約70℃)で洗
い、真空オープン9約80℃で乾燥した。0.5重量%
濃硫酸溶液を用い、÷200粘度計において、30℃で
測定した該PP5Kボリマ一ノ固有粘度(IV)は0.
454”あった。ポリマーの収量は73.6グラムであ
った。
り出し、プフナー漏斗を通し一過によシ回収し、2.5
リツトルを数回に分けた熱脱イオン水(約70℃)で洗
い、真空オープン9約80℃で乾燥した。0.5重量%
濃硫酸溶液を用い、÷200粘度計において、30℃で
測定した該PP5Kボリマ一ノ固有粘度(IV)は0.
454”あった。ポリマーの収量は73.6グラムであ
った。
第2の実験(実験2)では、Na5H,Na0Hs[2
0,及びNMPの混合物を、すべてのDCBPが冷却し
た反応器(約105℃)に加えられる前に、先ずOpa
ig及び160−205℃で脱水させ、DCBPによる
末端封鎖を行なわなかった点を除けば、上記と本質的に
同じプロセス条件で、NMP中でNa5H,NaOH,
及びDCBPの等そル混合物を重合させた。次いで反応
器を密封し250℃/ 130 psigで3時間加熱
した。洗浄し乾燥したPP5Kポリマーの固有粘度は0
.28であった。
0,及びNMPの混合物を、すべてのDCBPが冷却し
た反応器(約105℃)に加えられる前に、先ずOpa
ig及び160−205℃で脱水させ、DCBPによる
末端封鎖を行なわなかった点を除けば、上記と本質的に
同じプロセス条件で、NMP中でNa5H,NaOH,
及びDCBPの等そル混合物を重合させた。次いで反応
器を密封し250℃/ 130 psigで3時間加熱
した。洗浄し乾燥したPP5Kポリマーの固有粘度は0
.28であった。
実験3−8 はNaOHに対してモル比を増したNa
SHを用い、ほかには本質的に実験番号1の方法による
PP5Kの調製を示す(脱水なし;重合条件、250℃
3時間;DCBPによる末端封鎖、250℃1時間;H
2O:Na5Hのモル比約2.2:1)。
SHを用い、ほかには本質的に実験番号1の方法による
PP5Kの調製を示す(脱水なし;重合条件、250℃
3時間;DCBPによる末端封鎖、250℃1時間;H
2O:Na5Hのモル比約2.2:1)。
結果を第1表に要約する:
第1表
10.4320.4320 1:1 0.4520.5
000.5000 1:1 0.2830.4340.
4320.5チ1.005:10.4940.4320
.4261.4% 1.014:10.645.0.4
410.4322−011.0.20:10.7360
.4430.4322.511.025:10.687
0.4450.4323.0チ1.030:10.77
80.4490.4324.0% 1.039:10.
45実験3−8 は僅かの定められた過剰モル量の水硫
化アルカリ金属を用いる場合には、得られたポリマー生
成物のIVは理論量の水硫化アルカリ金属Na5H(実
験l又は2)を用いるか、又は大過剰(実験9)の水硫
化アルカリ金属を用いて得られるポリマー生成物のI’
Vに等しいか又はより大であるということを示している
。第1図にプロットしたデータは、少なくとも約0.4
5の固有粘度を有するPP5Kポリマーは、反応混合物
中忙約0.4チ乃至約3.8チ過剰そル量のNa5H(
NaOHに対して)が用いられた時に得られたことを示
す。
000.5000 1:1 0.2830.4340.
4320.5チ1.005:10.4940.4320
.4261.4% 1.014:10.645.0.4
410.4322−011.0.20:10.7360
.4430.4322.511.025:10.687
0.4450.4323.0チ1.030:10.77
80.4490.4324.0% 1.039:10.
45実験3−8 は僅かの定められた過剰モル量の水硫
化アルカリ金属を用いる場合には、得られたポリマー生
成物のIVは理論量の水硫化アルカリ金属Na5H(実
験l又は2)を用いるか、又は大過剰(実験9)の水硫
化アルカリ金属を用いて得られるポリマー生成物のI’
Vに等しいか又はより大であるということを示している
。第1図にプロットしたデータは、少なくとも約0.4
5の固有粘度を有するPP5Kポリマーは、反応混合物
中忙約0.4チ乃至約3.8チ過剰そル量のNa5H(
NaOHに対して)が用いられた時に得られたことを示
す。
計X機化データシステム及びパーキン−エルマーTAD
S−1作図装置を備えたパーキン−エル”マーDAC−
20型示差走査熱量計を用い、実験5で生成したPP5
Kレジンについて熱転移を測定した。ポリマー試料を2
0℃/分の速度で加熱した。
S−1作図装置を備えたパーキン−エル”マーDAC−
20型示差走査熱量計を用い、実験5で生成したPP5
Kレジンについて熱転移を測定した。ポリマー試料を2
0℃/分の速度で加熱した。
得られた結果は次の如くであったニガラス転移点Tg=
144;結晶化温度’]’c=191℃;融点Tm=3
40℃:溶融結晶化温度(溶融体の冷却時)Tmc=2
91℃。
144;結晶化温度’]’c=191℃;融点Tm=3
40℃:溶融結晶化温度(溶融体の冷却時)Tmc=2
91℃。
実施例1
本実施例においては、本質的に実験1(実施例I)の方
法に従い、Na2Sフレーク(NaSHとNaOHでは
なくて)を用いるPP5Kの調製を述べる。3.46モ
ルのNMPの存在下で、56.88ダラムの硫化ナトリ
ウムフレーク(Na2S約59.3重量%、Na5H約
1.3重量%、及びH20約39.4iiiS含有o
NazS O,432モA/に相当)に0.013モル
のNa5Hを加え、及び1.25モルf)水ta:O,
+ a 2モルのDCBPと反応させた。
法に従い、Na2Sフレーク(NaSHとNaOHでは
なくて)を用いるPP5Kの調製を述べる。3.46モ
ルのNMPの存在下で、56.88ダラムの硫化ナトリ
ウムフレーク(Na2S約59.3重量%、Na5H約
1.3重量%、及びH20約39.4iiiS含有o
NazS O,432モA/に相当)に0.013モル
のNa5Hを加え、及び1.25モルf)水ta:O,
+ a 2モルのDCBPと反応させた。
Na5Hの存在は約3チのNa5Hの過剰モル量に相当
した。生成したPP5Kレジン(収量約89グラム)の
IVは0.58であった。従って、定められた少過剰量
のNa5Hのような水硫化アルカリ金属に加えて、Na
2 Sのような硫化アルカリ金属の使用は、明らかに効
果的であり、本発明の範囲に属するものである。
した。生成したPP5Kレジン(収量約89グラム)の
IVは0.58であった。従って、定められた少過剰量
のNa5Hのような水硫化アルカリ金属に加えて、Na
2 Sのような硫化アルカリ金属の使用は、明らかに効
果的であり、本発明の範囲に属するものである。
実施例層
本実施例は、分子量をさらに高めるためにPP5Kの硬
化を説明する。実験6で調製された褐色のレジンを31
6℃に加熱された空気炉に入れた。ポリマーの固有粘度
は最初の0.68という値から、30分後には0.84
K、60分後には0.97に上昇した。約120分間の
加熱後には、ポリマーはもはやH2SO4に溶解しなか
った0硬化中、特に最初の1時間の間、ポリマーの脱ガ
スが認められた。
化を説明する。実験6で調製された褐色のレジンを31
6℃に加熱された空気炉に入れた。ポリマーの固有粘度
は最初の0.68という値から、30分後には0.84
K、60分後には0.97に上昇した。約120分間の
加熱後には、ポリマーはもはやH2SO4に溶解しなか
った0硬化中、特に最初の1時間の間、ポリマーの脱ガ
スが認められた。
第1図は4,4′−ジクロロベンゾフエノン、硫化ナト
リウム(NazS)、及びN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)を含有する反応混合物中で、少量の硫化水素
ナトリウム(水硫化ナトリウム)(NaSH)を用いる
縮合重合で調製されるポリ(フェニレンスルフィドケト
ン)の固有粘度ヲ図示したものである。図は長い鎖線間
の部分によって、反応混合物中でNaz Sを生成する
のに必要な量よりも約1乃至約3.5モル量という僅か
モル過剰量のNa5Hを用いたときに、少なくとも約0
.55という固有粘度を有するポリ(フェニレンスルフ
ィドケトン)が得られることを示す。図は短かい鎖線間
の部分によって、反応混合物中で約1.5乃至約3.3
モル量のモル過剰量のNa5Hを用いたときに、少なく
とも約0.65という固有粘度を有するポリ(フェニレ
ンスルフィドケトン)が得られることを示す。 これらの結果は、硫化水素アルカリ金属及び水酸化アル
カリ金属を約1:1の理論モル比(従って過剰のN a
S 1(がない)、及び約1.05:1の高比率で用
いることによって調製される固有粘度が約0.45未満
のポリ(フェニレンスルフィドケトン)と著しい対照を
示す。 (外4名) oSH FIG、 /
リウム(NazS)、及びN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)を含有する反応混合物中で、少量の硫化水素
ナトリウム(水硫化ナトリウム)(NaSH)を用いる
縮合重合で調製されるポリ(フェニレンスルフィドケト
ン)の固有粘度ヲ図示したものである。図は長い鎖線間
の部分によって、反応混合物中でNaz Sを生成する
のに必要な量よりも約1乃至約3.5モル量という僅か
モル過剰量のNa5Hを用いたときに、少なくとも約0
.55という固有粘度を有するポリ(フェニレンスルフ
ィドケトン)が得られることを示す。図は短かい鎖線間
の部分によって、反応混合物中で約1.5乃至約3.3
モル量のモル過剰量のNa5Hを用いたときに、少なく
とも約0.65という固有粘度を有するポリ(フェニレ
ンスルフィドケトン)が得られることを示す。 これらの結果は、硫化水素アルカリ金属及び水酸化アル
カリ金属を約1:1の理論モル比(従って過剰のN a
S 1(がない)、及び約1.05:1の高比率で用
いることによって調製される固有粘度が約0.45未満
のポリ(フェニレンスルフィドケトン)と著しい対照を
示す。 (外4名) oSH FIG、 /
Claims (12)
- (1)(i)(a)少なくとも1種のポリハロベンゾフ
エノンと; (ii)(b)少なくとも1種の硫化アルカリ金属及び
少なくとも1種の水硫化アルカリ金属、及び(c)少な
くとも1種の水酸化アルカリ金属及び少なくとも1種の
水硫化アルカリ金属、のうちの少なくとも一方とを;水
硫化アルカリ金属:ポリハロベンゾフエノンのモル比が
約1.004:1乃至約1.038:1となるような反
応混合物の形でポリ(アリーレンスルフイドケトン)を
生成させるのに有効な重合条件下で接触させることから
なるポリ(アリーレンスルフイドケトン)の製造方法。 - (2)前記ポリハロベンゾフエノンがジハロベンゾフエ
ノンよりなり、反応混合物が極性反応媒質を含む特許請
求の範囲の第1項に記載の方法。 - (3)水硫化アルカリ金属:前記ポリハロベンゾフエノ
ン、水酸化アルカリ金属、及び硫化アルカリ金属の各々
の比が約1.01:1乃至約1.035:1である特許
請求の範囲の第2項に記載の方法。 - (4)前記ジハロベンゾフエノンが4,4′−ジクロロ
ベンゾフエノンよりなり、極性反応媒質がN−メチル−
2−ピロリドンよりなる特許請求の範囲の第2項又は第
3項に記載の方法。 - (5)前記ポリ(アリーレンスルフイドケトン)が構造
式: ▲数式、化学式、表等があります▼ の繰返し単位によつて表わされる、特許請求の範囲第1
項〜第4項の何れか1つの項に記載の方法。 - (6)前記ポリ(アリーレンスルフイドケトン)がポリ
(フエニレンスルフイドケトン)よりなる特許請求の範
囲第1項〜第5項の何れか1つの項に記載の方法。 - (7)前記ポリ(フェニレンスルフィドケトン)が、0
.5重量%濃硫酸溶液を用い、200粘度計において、
30℃で測定し少なくとも約0.48の固有粘度を示す
特許請求の範囲の第6項に記載の方法。 - (8)前記ポリ(フェニレンスルフィドケトン)が約0
.55乃至約0.77の固有粘度を示す特許請求の範囲
の第7項に記載の方法。 - (9)前記水硫化アルカリ金属が水硫化ナトリウムであ
り、前記水酸化アルカリ金属が水酸化ナトリウムである
前記(c)を用いる特許請求の範囲第1項〜第8項の何
れか1つの項に記載の方法。 - (10)前記(b)を用いる場合、前記水硫化アルカリ
金属が、約1.004:1乃至約1.038:1の前記
水硫化アルカリ金属:前記硫化アルカリ金属の比で化学
量論的過剰量で存在する特許請求の範囲第1項〜第8項
の何れか1つの項に記載の方法。 - (11)前記水硫化アルカリ金属:前記硫化アルカリ金
属のモル比が約1.01:1乃至約1.035:1であ
る特許請求の範囲の第10項に記載の方法。 - (12)前記重合条件が、約175℃乃至約350℃の
温度、約0psig乃至約200psigの圧力、及び
約1時間乃至約72時間の反応時間を含む特許請求の範
囲第1項〜第11項の何れか1つの項に記載の方法。
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