JPH0232297B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Description
発明の背景
技術分野
本発明は、金属硫化物によるジハロ芳香族化合
物の脱ハロゲン化/硫化反応による芳香族スルフ
イド重合体の製造方法に関するものである。さら
に具体的には、本発明は、特定の方法でこの反応
を実施することに主要な特色を有するところの、
著しい高分子量の芳香族スルフイド重合体を極め
て再現性よく製造する方法に関するものである。
近年、電子機器部材、自動車機器部材などとし
てますます高い耐熱性の熱可塑性樹脂が要求され
てきている。芳香族スルフイド重合体もその要求
に応え得る樹脂としての性質を有しているが、こ
の樹脂は高結晶性であり且つ分子量の充分高いも
のが得られ難いという事情があるために、フイル
ム、シート、繊維などに成形加工するのが極めて
難かしいということやその成形物が極めて脆弱で
あるという大きな問題点があつた。本発明はこれ
らの問題点を解決すべく顕著に高分子量の線状の
芳香族スルフイド重合体を製造する方法を提供す
るものである。
従来技術
芳香族スルフイド重合体の製造方法としては、
従来次のようなものが知られている。
(1) 単体硫黄、ジクロルベンゼン及び塩基(例え
ばNa2CO3)を無溶媒で溶融反応させる方法
(米国特許第2513188号、同第2538941号各明細
書など)。
(2) アルカリ金属硫化物、特に含水Na2S、を極
性溶媒中で加熱して含水Na2Sの含有水を除去
し、そこへジクロルベンゼンを加えて加熱重合
させる方法(米国特許第3354129号明細書な
ど)。
(3) 上記の(2)法において極性溶媒中にカルボン酸
塩を共存させて加熱して含水Na2Sの含有水を
除去し、そこへジクロルベンゼンを加えて加熱
重合させる方法(米国特許第3919177号、同第
4089847号明細書など)。
しかしながら、これらの方法は、本発明者らの
知る限りでは、十分に満足なものとはいい難い。
すなわち、上記(1)の方法では生成重合体の分子量
が低すぎて実用性のある線状芳香族スルフイド重
合体を得ることは困難である。(2)の方法では(1)よ
りも分子量の若干高いものが得られるが、それで
も実用性のある線状芳香族スルフイド重合体とし
て充分な分子量のものを得るのが困難である。(3)
の方法は(2)の方法における生成重合体の分子量の
低い欠点を改良するために提案された方法であ
り、これによつて生成重合体の分子量は相当改良
されることにはなつた。しかしながらこの方法で
も強靭なフイルム、シート、繊維などを製造する
のに充分な分子量の重合体を再現性よく経済的に
製造することは発明者らが知る限りではかなり難
しい。再現性ということは、工業的生産において
特に重要な問題である。
上記の(2)または(3)の方法において再現性よく高
分子量の重合体を得るのが難しい主な理由は、原
料の一つである含水Na2S(含水NaHSとNaOHと
の反応生成物を含む)の水分を除くのに、重合溶
媒中で物理的に加熱留去する方法によつているの
で、○イ充分な脱水が困難であり、残存水分量のコ
ントロールが困難であること、○ロ水分留出の際に
金属硫化物中の硫黄分がH2S等の形で同伴されて
損失となり、そのため反応系中の硫黄分の存在量
が変動すること、○ハ水分が相当量残存している状
態では金属硫化物が反応缶を侵食し、溶出した重
金属イオンが生成高分子の高分子量化を阻害する
ことなどであろうと推論される。
さらに(3)の方法の問題点は、多数の水溶性有機
酸塩、特に酢酸塩、を重合系に共存させて重合さ
せるので、重合後の処理排水に多量の有機酸が混
入することになつて公害上の問題を生ずるおそれ
があり、またそれを除害するために多大の費用を
必要とすることである。
発明の概要
本発明は上記の従来の製法の欠点を解決して、
強靭なフイルム、シート、繊維などの成形物に加
工するのに好適な飛躍的に高分子量の線状芳香族
スルフイド重合体を再現性よく且つ経済的に製造
する方法であつて、公害問題の実質的にない方法
を提供するものである。
発明者らは高分子量の線状芳香族スルフイド重
合体を再現性よく経済的に得る方法について鋭意
検討を重ねた結果、従来は多量に用いた場合に重
合溶媒を加水分解したり、S2-と難溶性の硫化物
を生成して消費してしまつたりして重合を阻害す
るものと考えられていたアルカリ土類金属水酸化
物を、多量にアプロチツク溶媒中で金属硫化物及
びジハロ芳香族化合物と共存させて反応させたと
ころ、思いがけないことに極めて高分子量の芳香
族スルフイド重合体が再現性よくできることが判
つた。
本発明はこのような知見に基づいて構成された
ものである。
発明の要旨
本発明による芳香族スルフイド重合体の製造法
は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる
群から選ばれた金属の硫化物(A)と有効量のアルカ
リ土類金属水酸化物(B)との実質的に無水の化学的
若しくは物理的混合物と、ジハロ芳香族化合物(C)
とを、アプロチツク溶媒中で、使用硫化物(A)1g
当量につき0.01〜2モルの添加水の存在下で100
〜250℃の温度に加熱すること、を特徴とするも
のである。
本発明において「金属硫化物」、「ジハロ芳香族
化合物」、「アルカリ土類金属水酸化物」、及び
「アプロチツク溶媒」という用語は、言及されて
いる各化合物ないし物質がそれぞれ定義された範
囲内で混合物である場合を包含していることが理
解されなければならない。従つて、たとえば、
「ジハロ芳香族化合物」が複数種、特に2種、の
化合物からなつていて生成芳香族スルフイド重合
体が共重合体である場合を本発明は一つの具体例
として包含するものである。
発明の効果
このように、本発明は従来避けるべきものとさ
れていたアルカリ土類金属水酸化物を併用ししか
も反応系に水分を添加することによつて系内の含
水量を特定値に保つことによつて、極めて高分子
量の芳香族ポリスルフイド重合体を再現性よく製
造するのに成功したのであるが、このような特定
された条件の下でこのような効果が得られたとい
うことは思いがけなかつたことというべきであ
る。
発明の具体的説明
重合体の製造
本発明による芳香族スルフイド重合体の製造法
は、金属硫化物によるジハロ芳香族化合物の脱ハ
ロゲン化/硫化反応に基くものである。
金属硫化物 (A)
本発明の重合反応において硫黄源及び脱ハロゲ
ン化剤として機能する硫化物としては、アルカリ
金属とアルカリ土類金属から選ばれた金属の硫化
物が使用される。Na、Kなどのアルカリ金属又
はCa、Mg、Na、Srなどのアルカリ土類金属の
硫化物が好ましい。なかでも、ハンドリングのし
易さや安定性の点からNaの硫化物が特に好まし
い。金属硫化物はできるだけ無水のものであるこ
とが望ましい。
本発明における金属硫化物の中には、アルカリ
土類金属水酸化物を加える前に、重合缶内でin
situで合成されるもの(例えばH2S+2NaOH→
Na2S・2H2Oなど)なども含まれるものとする。
アルカリ土類金属水酸化物 (B)
本発明の最も重要なポイントは特定の金属水酸
化物の使用にあるが、これは添加物としては下記
の要件を満たすものが適切であるとの検討結果か
ら得られたものである。
塩基性であること。
水やアプロチツク溶媒に対する溶解度が大き
過ぎないこと。
重合終了後の後処理工程で除去が容易なもの
であること。
望ましくは低コストであること。
この理由から、アルカリ土類金属水酸化物が使
用され、なかでもCaまたはMgの水酸化物がもつ
とも望ましい。一方、アルカリ金属水酸化物
(LiOHなど)はあまりに溶解度が高すぎて好ま
しくなく、又アルミニウム族金属水酸化物(例え
ばAl(OH)3など)は、重合反応後の後処理工程
で除去が困難なので好ましくない。
本発明のアルカリ土類金属水酸化物(B)の使用量
は所期の目的を達成するのに有効な量でなければ
ならない。この量は、金属硫化物1g当量に対し
0.5〜20g当量の範囲が好ましい。本発明で「有
効量」のアルカリ土類金属水酸化物(B)というの
は、この範囲の使用量を意味する。特に好ましい
使用量は、1〜5g当量の範囲である。0.5g当
量未満では添加による分子量増大作用が不充分で
あり、また20g当量超過では重合原料仕込重量当
りの単量成分(金属硫化物(A)及びジハロ芳香族化
合物(C)の割合を大巾に低減せざるを得なくなるの
で生産性の見地から好ましくない。
本発明の重合方法においてアルカリ土類金属水
酸化物(B)は、金属硫化物(A)との実質的無水の化学
的混合物または物理的混合物として使用する。特
に、化学的混合物が良好な結果を与えるので最も
好ましい。ここで、「化学的混合物」とは、下記
の通りのものである。すなわち、例えば硫化物が
アルカリ金属塩の場合に(A)を(M+)2(S2-)、(B)を
(N2+)(OH-)2で表わすものとすれば(M:アル
カリ金属、N:アルカリ土類金属)、これらの
1:2(g当量比)の化学的混合物は(M+)2
(N2+)2(S2-)(OH-)4で表わされる2種のカチオ
ン成分と2種のアニオン成分とがランダムにイオ
ン結合したガラス状イオンコンプレツクスを意味
する。
このようなガラス状イオンコンプレツクスは、
(A)と(B)とを水の存在下で加熱して、融解・混合
し、次いで水を急速に除去することによつて形成
させることができる。実質的無水物とするために
は、100℃〜900℃の温度で、減圧下または常圧下
で加熱する方法等によればよい。ここで、実質的
無水物とはガラス状イオンコンプレツクスが充分
乾燥されたものであつて、1g当量当りの残存含
水量が多い場合でも1モルを越えることはないと
いう程度の意味である。
一方、(A)と(B)との実質的無水の物理的混合物と
は、(A)の実質的無水物の粉末と(B)の実質的無水物
の粉末とを機械的に均一混合することによつて得
られるものである。このような混合物は、重合仕
込前に混合する場合は、通常のミキサー等によつ
てつくることができ、重合仕込後に混合する場合
は重合温度まで加熱する前に重合缶内で撹拌装置
により溶媒共存下で両者を撹拌することによつて
つくることができる。
この物理的混合物の場合は(A)と(B)とは粉末状で
あることが望ましく、特にアルカリ土類金属酸化
物(B)は、粒径2mm以下のものが好ましい。またこ
の物理的混合物について実質的無水物とは、(A)お
よび(B)が充分に乾燥されたものであつて、両者合
計の残存含水量が金属硫化物1g当量当り多い場
合でも1モルを越えることがないという程度の意
味である。
ジハロ芳香族化合物 (C)
芳香族スルフイド重合体の骨格を形成すべき単
量体に相当するジハロ芳香族化合物は、芳香族核
と該核上の2ケのハロ置換基とを有するものであ
る限り、そしてアルカリないしアルカリ土類金属
硫化物による脱ハロゲン化/硫化反応を介して重
合体化しうるものである限り、任意のものであり
うる。従つて、芳香族核は芳香族炭化水素のみか
らなる場合の外に、この脱ハロゲン化/硫化反応
を阻害しない各種の置換基を有するものでありう
る。
具体的には、本発明において使用できるジハロ
芳香族化合物の例には下式で示される化合物が包
含される。
ここ、各置換基は下記の意味を持つ。
X:Cl、Br、IまたはFo特に、Cl及びBrより
成る群から選ばれたハロゲン。
Y:―R、―OR及び―COOH(Rは、H、ア
ルキル、シクロアルキル、アリールおよびア
ラルキルより成る群から選ばれたもの)より
成る群から選ばれたもの。ここで、アルキル
またはアルキル部分は炭素数1〜18程度、ア
リールまたはアリール部分は炭素数6〜18程
度のものがふつうである。
V:―O―、
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an aromatic sulfide polymer by dehalogenation/sulfurization reaction of a dihaloaromatic compound with a metal sulfide. More specifically, the present invention has a key feature in carrying out this reaction in a particular manner,
The present invention relates to a method for producing aromatic sulfide polymers of extremely high molecular weight with extremely high reproducibility. In recent years, there has been an increasing demand for thermoplastic resins with higher heat resistance for use in electronic equipment parts, automobile equipment parts, and the like. Aromatic sulfide polymers also have properties as resins that can meet these demands, but because these resins are highly crystalline and difficult to obtain with sufficiently high molecular weights, they are not suitable for use in films and sheets. However, there were major problems in that it was extremely difficult to mold into fibers and the molded product was extremely fragile. In order to solve these problems, the present invention provides a method for producing a linear aromatic sulfide polymer having a significantly high molecular weight. Prior art As a method for producing aromatic sulfide polymers,
Conventionally, the following are known. (1) A method of melting and reacting elemental sulfur, dichlorobenzene, and a base (for example, Na 2 CO 3 ) without a solvent (U.S. Pat. Nos. 2,513,188 and 2,538,941, etc.). (2) A method in which an alkali metal sulfide, especially hydrated Na 2 S, is heated in a polar solvent to remove the water contained in the hydrated Na 2 S, and dichlorobenzene is added thereto and polymerized by heating (US Patent No. 3354129) number specification, etc.). (3) In method (2) above, a method in which a carboxylic acid salt is coexisted in a polar solvent and heated to remove the water containing hydrated Na 2 S, and then dichlorobenzene is added thereto and polymerized by heating (U.S. patent No. 3919177, same No.
4089847, etc.). However, to the best of the inventors' knowledge, these methods cannot be said to be fully satisfactory.
That is, in the method (1) above, the molecular weight of the resulting polymer is too low, making it difficult to obtain a practical linear aromatic sulfide polymer. Although method (2) yields a polymer with a molecular weight slightly higher than that of method (1), it is still difficult to obtain a polymer with a molecular weight sufficient for practical linear aromatic sulfide polymers. (3)
The method (2) was proposed to improve the disadvantage of the low molecular weight of the produced polymer in method (2), and it resulted in a considerable improvement in the molecular weight of the produced polymer. However, even with this method, as far as the inventors know, it is quite difficult to reproducibly and economically produce a polymer having a molecular weight sufficient for producing strong films, sheets, fibers, etc. Reproducibility is a particularly important issue in industrial production. The main reason why it is difficult to obtain high molecular weight polymers with good reproducibility using methods (2) or (3) above is that one of the raw materials, hydrated Na 2 S (a reaction product of hydrated NaHS and NaOH) Since the method of physically heating and distilling water in the polymerization solvent is used to remove water (including (b) During water distillation, the sulfur content in the metal sulfide is entrained in the form of H 2 S, etc., resulting in a loss, which causes the amount of sulfur content in the reaction system to fluctuate, and (c) a considerable amount of water remains. It is speculated that under such conditions, metal sulfides corrode the reaction vessel, and the eluted heavy metal ions inhibit the increase in molecular weight of the produced polymer. Furthermore, the problem with method (3) is that many water-soluble organic acid salts, especially acetates, are coexisting in the polymerization system during polymerization, resulting in a large amount of organic acids being mixed into the treated wastewater after polymerization. There is a risk of causing pollution problems, and a large amount of cost is required to eliminate the pollution. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the conventional manufacturing method, and
A method for reproducibly and economically producing linear aromatic sulfide polymers with dramatically high molecular weights suitable for processing into molded products such as strong films, sheets, and fibers, and which eliminates the real problem of pollution. It provides an unconventional method. The inventors have conducted intensive studies on methods for economically obtaining high-molecular-weight linear aromatic sulfide polymers with good reproducibility . Alkaline earth metal hydroxides, which were thought to inhibit polymerization by forming and consuming sparingly soluble sulfides, were removed in large amounts from metal sulfides and dihaloaromatics in an aprotic solvent. When reacted in the presence of other compounds, it was unexpectedly found that extremely high molecular weight aromatic sulfide polymers could be produced with good reproducibility. The present invention was constructed based on this knowledge. Summary of the Invention The method for producing an aromatic sulfide polymer according to the present invention comprises combining a sulfide (A) of a metal selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals and an effective amount of an alkaline earth metal hydroxide (B). ) and a dihaloaromatic compound (C);
and 1 g of the sulfide (A) used in an approach solvent.
100 in the presence of 0.01 to 2 mol of added water per equivalent
It is characterized by heating to a temperature of ~250°C. In the present invention, the terms "metal sulfide,""dihaloaromaticcompound,""alkaline earth metal hydroxide," and "approtic solvent" are used within the scope of each of the mentioned compounds or substances. It must be understood that this includes cases where the term is a mixture. Therefore, for example,
One specific example of the present invention includes a case where the "dihaloaromatic compound" is composed of multiple types, particularly two types of compounds, and the resulting aromatic sulfide polymer is a copolymer. Effects of the Invention As described above, the present invention uses alkaline earth metal hydroxides, which were conventionally considered to be avoided, and also maintains the water content in the reaction system at a specific value by adding water to the reaction system. In particular, they succeeded in reproducibly producing aromatic polysulfide polymers with extremely high molecular weights, but it was unexpected that such an effect could be obtained under such specific conditions. It should be said that there was no such thing. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Production of Polymers The method for producing aromatic sulfide polymers according to the present invention is based on the dehalogenation/sulfurization reaction of dihaloaromatic compounds with metal sulfides. Metal Sulfide (A) As the sulfide that functions as a sulfur source and a dehalogenating agent in the polymerization reaction of the present invention, a sulfide of a metal selected from alkali metals and alkaline earth metals is used. Sulfides of alkali metals such as Na and K or alkaline earth metals such as Ca, Mg, Na, and Sr are preferred. Among these, Na sulfide is particularly preferred from the viewpoint of ease of handling and stability. It is desirable that the metal sulfide is as anhydrous as possible. Some of the metal sulfides used in the present invention are incubated in the polymerization reactor before adding the alkaline earth metal hydroxide.
Those synthesized in situ (e.g. H 2 S + 2NaOH→
Na 2 S, 2H 2 O, etc.) are also included. Alkaline earth metal hydroxide (B) The most important point of the present invention is the use of a specific metal hydroxide, which was determined as an appropriate additive that satisfies the following requirements. It was obtained from. Must be basic. The solubility in water and approach solvents should not be too high. It must be easy to remove in the post-treatment step after polymerization. Desirably low cost. For this reason, alkaline earth metal hydroxides are used, preferably Ca or Mg hydroxides. On the other hand, alkali metal hydroxides (such as LiOH) have too high a solubility and are therefore undesirable, and aluminum group metal hydroxides (such as Al(OH) 3 ) are difficult to remove in post-treatment steps after the polymerization reaction. So I don't like it. The amount of alkaline earth metal hydroxide (B) used in the present invention must be an amount effective to achieve the intended purpose. This amount is per 1g equivalent of metal sulfide.
A range of 0.5 to 20 g equivalents is preferred. In the present invention, the "effective amount" of alkaline earth metal hydroxide (B) means the amount used within this range. A particularly preferred amount used is in the range of 1 to 5 g equivalent. If the amount is less than 0.5 g equivalent, the effect of increasing the molecular weight by addition will be insufficient, and if the amount exceeds 20 g equivalent, the proportion of monomer components (metal sulfide (A) and dihalo aromatic compound (C)) per weight of the polymerization raw material will be greatly reduced. In the polymerization method of the present invention, the alkaline earth metal hydroxide (B) is a substantially anhydrous chemical mixture with the metal sulfide (A) or Used as a physical mixture. In particular, chemical mixtures are most preferred as they give good results. Here, a "chemical mixture" is one in which, for example, a sulfide is combined with an alkali metal salt. In this case, if (A) is represented by (M + ) 2 (S 2- ) and (B) is represented by (N 2+ ) (OH - ) 2 (M: alkali metal, N: alkaline earth metal ), their 1:2 (g equivalent ratio) chemical mixture is (M + ) 2
It refers to a glassy ionic complex in which two types of cation components and two types of anion components represented by (N 2+ ) 2 (S 2- )(OH - ) 4 are randomly bonded together. Such a glassy ion complex is
It can be formed by heating (A) and (B) in the presence of water to melt and mix them, followed by rapid removal of the water. In order to make it substantially anhydrous, a method such as heating at a temperature of 100° C. to 900° C. under reduced pressure or normal pressure may be used. Here, the term "substantially anhydrous" means that the glassy ion complex has been sufficiently dried, and even if the residual water content is large, it does not exceed 1 mole per 1 g equivalent. On the other hand, a substantially anhydrous physical mixture of (A) and (B) refers to a substantially anhydrous powder of (A) and a substantially anhydrous powder of (B) that are uniformly mixed mechanically. It can be obtained by If such a mixture is mixed before the polymerization charge, it can be made using an ordinary mixer, or if it is mixed after the polymerization charge, the solvent can be made in the coexistence of the solvent using a stirring device in the polymerization vessel before heating to the polymerization temperature. It can be made by stirring both at the same time. In the case of this physical mixture, it is desirable that (A) and (B) be in powder form, and in particular, the alkaline earth metal oxide (B) preferably has a particle size of 2 mm or less. Regarding this physical mixture, a substantially anhydrous substance is one in which (A) and (B) have been sufficiently dried, and even if the total residual water content of both is greater than 1 mol per gram of metal sulfide equivalent. This means that it cannot be exceeded. Dihaloaromatic compound (C) A dihaloaromatic compound corresponding to a monomer that should form the skeleton of an aromatic sulfide polymer has an aromatic nucleus and two halo substituents on the nucleus. Any material can be used as long as it can be polymerized through a dehalogenation/sulfurization reaction with an alkali or alkaline earth metal sulfide. Therefore, the aromatic nucleus may not only consist of aromatic hydrocarbons, but may also have various substituents that do not inhibit this dehalogenation/sulfurization reaction. Specifically, examples of dihaloaromatic compounds that can be used in the present invention include compounds represented by the following formula. Here, each substituent has the following meaning. X: Cl, Br, I or Fo, especially a halogen selected from the group consisting of Cl and Br. Y: selected from the group consisting of -R, -OR and -COOH (R is selected from the group consisting of H, alkyl, cycloalkyl, aryl and aralkyl). Here, the alkyl or alkyl moiety usually has about 1 to 18 carbon atoms, and the aryl or aryl moiety usually has about 6 to 18 carbon atoms. V:-O-,
【式】―S―、―SO―、― SO2―及び[Formula] -S-, -SO-, - SO 2 - and
【式】(R′及びR″は、H、アル
キル、シクロアルキル、アリールおよびアラ
ルキルより成る群から選ばれたもの)より成
る群から選ばれたもの。ここでアルキルまた
はアルキル部分およびアリールまたはアリー
ル部分は上記と同様に定義される。
式(A)中でm及びnは、それぞれm=2、0≦n
≦4の整数。
式(B)中でa及びbは、それぞれa=2、0≦b
≦6の整数。
式(C)中でc、d、e及びfは、それぞれ0≦c
≦2、0≦d≦2、c+d=2、0≦e、f≦4
の整数。
式(D)中でg、h、i及びjは、それぞれ0≦g
≦2、0≦h≦2、g+h=2、0≦i、j≦4
の整数。
上記一般式のジハロゲン置換芳香族化合物の例
として、次のようなものがある。
p―ジクロルベンゼン、m―ジクロルベンゼ
ン、2,5―ジクロルトルエン、p―ジブロムベ
ンゼン、1,4―ジクロルナフタリン、1―メト
キシ―2,5―ジクロルベンゼン、4,4′―ジク
ロルビフエニル、3,5―ジクロル安息香酸、
p,p′―ジクロルジフエニルエーテル、3,3′―
ジクロルジフエニルスルフオン、3,3′―ジクロ
ルジフエニルスルフオキシド、3,3′―ジクロル
ジフエニルスルフイドなど。なかでも、p―ジク
ロルベンゼン、m―ジクロルベンゼンおよび3,
3′―ジクロルジフエニルスルフオンは特に好適に
使用される。
ジハロ芳香族化合物の適当な選択組合せによつ
て分枝をもつた重合体や2種以上の異なる反応単
位を含む共重合体を得ることができることは前記
した通りである。p―ジクロルベンゼンとm―ジ
クロルベンゼン若しくはp,p′―ジクロルジフエ
ニルスルフオンとを組合せて使用すれば、
[Formula] (R' and R'' are selected from the group consisting of H, alkyl, cycloalkyl, aryl and aralkyl), where alkyl or an alkyl moiety and an aryl or aryl moiety is defined in the same way as above. In formula (A), m and n are m=2, 0≦n, respectively.
≦4 integer. In formula (B), a and b are a=2 and 0≦b, respectively.
≦6 integer. In formula (C), c, d, e and f each satisfy 0≦c
≦2, 0≦d≦2, c+d=2, 0≦e, f≦4
an integer of In formula (D), g, h, i and j are each 0≦g
≦2, 0≦h≦2, g+h=2, 0≦i, j≦4
an integer of Examples of the dihalogen-substituted aromatic compound having the above general formula include the following. p-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, 2,5-dichlorotoluene, p-dibromobenzene, 1,4-dichloronaphthalene, 1-methoxy-2,5-dichlorobenzene, 4,4' -dichlorbiphenyl, 3,5-dichlorobenzoic acid,
p,p'-dichlorodiphenyl ether, 3,3'-
Dichlordiphenyl sulfone, 3,3'-dichlordiphenyl sulfoxide, 3,3'-dichlordiphenyl sulfide, etc. Among them, p-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene and 3,
3'-dichlorodiphenylsulfone is particularly preferably used. As mentioned above, a branched polymer or a copolymer containing two or more different reactive units can be obtained by appropriately selecting and combining dihaloaromatic compounds. If p-dichlorobenzene and m-dichlorobenzene or p,p'-dichlorodiphenyl sulfone are used in combination,
【式】単位と[Formula] Unit and
【式】若しくは[Formula] or
【式】単位とを含んだ
共重合物を得ることができる。
本発明で使用するジハロ芳香族化合物(C)の使用
量は金属硫化物1g当量当り0.8〜1.1g当量の範
囲が望ましく、特に0.9〜1.05当量の範囲が高分
子量のポリマーを得るのに好ましい。0.8g当量
未満または1.1g当量超過では充分な高分子量の
ポリマーは得られ難いので好ましくない。
なお、本発明によるスルフイド重合体は上記ジ
ハロ芳香族化合物の重合体であるが、生成重合体
の末端を形成させあるいは重合反応ないし分子量
を調節するためにモノハロ化合物(必ずしも芳香
族化合物でなくてもよい)を併用することも、分
岐または架橋重合体を形成させるためにトリハロ
以上のポリハロ化合物(必ずしも芳香族化合物で
なくてもよい)を併用することも、可能である。
これらのモノハロまたはポリハロ化合物が芳香族
化合物である場合の具体例は、上記具体例のモノ
ハロまたはポリハロ誘導体として当業者にとつて
自明であろう。具体的には、たとえば、ジクロル
ベンゼンに若干量のトリクロルベンゼンを組合せ
て使用すれば、分枝をもつたフエニレンスルフイ
ド重合体を得ることができる。
溶媒および水
本発明の重合反応に使用する溶媒は、活性水素
を有しない有機溶媒、すなわちアプロチツク溶媒
である。活性水素を有する溶媒は、そのもの自身
が重合反応を阻害したりあるいは活性水素が関与
する反応によつて生成したものが二次的に有害反
応を惹起したりするおそれがあつて好ましくな
い。
この溶媒は、本発明重合反応で遭遇する程度の
温度およびアルカリ性の条件で安定なものでなけ
ればならず、また本発明重合反応を不当に阻害す
るものであつてはならない。
この溶媒は、少なくとも原料ジハロ芳香族化合
物およびS2-を与えるべく金属硫化物を反応に必
要な濃度に溶解することができる程度の溶解能を
持つものであるべきである。従つて、この溶媒
は、窒素原子、酸素原子および(または)硫黄原
子を有するもの、すなわち極性溶媒、であること
がふつうである。
この溶媒は原料ジハロ芳香族化合物と同様な脱
ハロゲン化/硫化反応に関与しうるものでないこ
とが望ましく、従つてたとえばハロ芳香族炭化水
素ではないことが望ましい。しかし、希望するな
らば、原料ジハロ芳香族化合物の過剰量を溶媒と
して機能させることはさしつかえない。従つて、
本発明で「アプロチツク溶媒中で」というとき
は、原料ジハロ芳香族化合物自身を溶媒として使
用する一見無溶媒の場合も包含するものとする。
本発明で使用する溶媒は、制御された微少の量
の水を重合反応に提供するためのものであるか
ら、溶質としてのこの水が溶媒和しうるものであ
ることが望ましい。たゞし、本発明においてアプ
ロチツク溶媒と水とが実際に溶媒和していること
を確認することは実益がなく、従つて本発明で重
合反応に提供される水はアプロチツク溶媒と溶媒
和した水の量に相当する量でありさえすればよい
(詳細後記)。
このようなアプロチツク溶媒の具体例を挙げれ
ば、(1)アミド、たとえば、ヘキサメチルリン酸ト
リアミド(HMPA)、N―メチルピロリドン
(NMP)、テトラメチル尿素(TMU)、ジメチル
ホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド
(DMA)、その他、(2)エーテル化ポリエチレング
リコールたとえばポリエチレングリコールジアル
キルエーテル(重合度は2000程度まで、アルキル
基はC1〜C20程度)など、(3)スルホキシド、たと
えばテトラメチレンスルホキシド、ジメチルスル
ホキシド(DMSO)その他、がある。これらの
うちでも、HMPAおびNMPは、化学的安定性が
高いので、特に好ましい。
使用するアプロチツク溶媒の量は、重合に用い
る硫化物1モル当り0.1〜10リツトルの範囲内が
望ましい。これより溶媒が過少であれば、反応系
の粘度が高くなりすぎて均一な重合反応が阻まれ
て好ましくない。逆にこれより溶媒が過多であれ
ば、得られた重合体の量に比して使用する溶媒量
が膨大になり、経済的な見地から好ましくない。
水は、本発明に従つて、アプロチツク溶媒に添
加して溶解させた状態で重合反応に存在させる。
一般に、本発明の重合反応に存在させるべき水分
は、加水分解反応などの併発を回避するために、
なるべく少ない方がよい。他方、重合反応が全く
無水の状態である場合も、実質的無水であるアル
カリ土類金属水酸化物または硫化物による溶媒の
分解などの副反応が若干併発するおそれがある。
従つて、本発明の重合反応において溶媒和水とし
て添加すべき水分の量は、金属硫化物1g当量当
り0.01〜2モルの範囲が望ましい。0.01〜1モ
ル/g当量金属硫化物の水量が特に好ましい。
その他の塩
本発明の芳香族スルフイド重合体の製造方法に
おいては、既述の金属硫化物(A)及びアルカリ土類
金属水酸化物(B)以外に第三の塩が重合系に共存す
ることは、一般に生成重合体の分子量の低下をも
たらすから好ましくない。しかし、次のような塩
(D)の場合は、多量に共存しない限り、実害が余り
大きくないので、重合系中での共存は容認され
る。すなわち、アルカリ金属及びアルカリ土類金
属からなる群から選んだ金属の炭酸塩、硫酸塩、
亜硫酸塩、ハロゲン化塩、リン酸塩、硼酸塩、水
酸塩(アルカリ土類金属水酸塩を除く)、カルボ
ン酸塩およびスルフオン酸塩の群から選んだ1種
または2種以上の第三の塩(D)などが重合系に共存
することはさしつかえない。これらの塩は、充分
に脱水されたものであることが望ましい。
重 合
本発明による重合は、上記諸成分からなる反応
混合物を100〜250℃の範囲の温度に加熱すること
によつて進行する。温度が100℃より低温では反
応速度が極度に低いので、経済的見地から好まし
くない。逆に250℃より高温では水酸化物(B)は触
媒としてではなく脱ハロゲン剤として作用するよ
うになつて異常反応が起り、重合体や溶媒の分解
が活発になるおそれがあるので好ましくない。
180〜230℃の範囲が、高分子量のものを迅速に得
ることができるので好ましい。重合反応は定温で
行なわせることもできるが、段階的にまたは連続
的に昇温しながら行なわせることもできる。
本発明の重合方法において(A)と(B)の化学的混合
物を用いる場合は、重合缶に溶媒と水とジハロ芳
香族化合物(C)とを仕込み、それから前もつて調製
した実質的無水のイオンコンプレツクスを加え、
必要に応じてさらに第三の塩も添加して、缶中で
充分撹拌し、それから昇温して重合温度で重合を
行なうのが望ましい。物理的混合物を用いる場合
は、重合缶に溶媒と水とジハロ芳香族化合物(C)と
を仕込み、それに金属硫化物粉末(A)とアルカリ土
類金属水酸化物粉末(B)との均一な混合物、あるい
はそれらの各別の粉末を加え、必要に応じてさら
に第三の塩を添加して重合缶中で充分に撹拌、混
合し、それから昇温して重合温度で重合させるの
が望ましい。
重合は、バツチ方式、回分方式、連続方式など
通常の各種重合方式を採用することができる。重
合の際における雰囲気は非酸化性雰囲気であるこ
とが望ましく、重合反応のスタート時にN2、ア
ルゴンなどの不活性ガスで系内を置換しておくこ
とが好ましい。
重合体の回収は、反応終了後に先ず反応混合物
を減圧下または常圧下で加熱して溶媒だけを留去
し、次で缶残固形物を水、ケトン類、アルコール
類、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エー
テル類などの溶媒で1回または2回以上洗浄し、
それから中和、水洗、別および乾燥をすること
によつて行なうことができる。また、別法として
は、反応終了後に反応混合物に水、エーテル類、
ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族炭
化水素などの溶剤(使用した重合溶媒に可溶であ
り、かつ少なくとも生成重合体に対しては非溶媒
であるもの)を沈降剤として添加して重合体、無
機塩等の固体状生成物を沈降させ、それを別、
洗浄および乾燥することによつて行なうこともで
きる。これらの場合の「洗浄」は、抽出の形で実
施することができる。
いずれの方法にしても第三の塩として有機酸塩
を共存させなければ、洗浄水に溶解して放出され
るべき有機酸による汚染問題は生じない。
生成重合体
本発明方法によつて得られる重合体(粉末で得
られることがふつうである)は従来の芳香族スル
フイド重合体粉末に比較して表躍的に高分子量で
且つ易酸化処理性の線状重合体であるために、重
合物粉末そのままで、また必要に応じて若干の酸
化処理を施すことによつて、高溶融粘度であつて
も曵糸性の優れたものとなり、強靭な耐熱性フイ
ルム、シート、繊維等に極めて容易に成形加工で
きる。さらにまた射出成形、押出成形、回転成形
などによつて種々のモールド物に加工することが
できるが、これは肉厚のものであつてもクラツク
が入り難い。
本発明による重合体は熱可塑性重合体の範疇に
入るものであるから、熱可塑性重合体に適用可能
な各種の改変が可能である。従つて、たとえば、
この重合体はカーボン黒、炭酸カルシウム粉末、
シリカ粉末、酸化チタン粉末等の粉末状充填材、
または炭素繊維、ガラス繊維、アスベスト、ポリ
アラミド繊維などの繊維状充填剤を充填して使用
することができる。この重合体はまたは、ポリカ
ーボネート、ポリフエニレンオキシド、ポリスル
フオン、ポリアリーレン、ポリアセタール、ポリ
イミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレ
ン、ABSなどの合成樹脂の一種以上を混合して
使用することもできる。
実験例
実施例
実施例 1〜11
1 原料
(1) 硫化物(A)
Na2S・9H2O、Na2S・5H2O及びNaHS・
2H2Oは、長尾曹達(株)製品を使用。CaSは、関東
化学(株)1級試薬を使用。
(2) 水酸化物(B)
Ca(OH)2、Mg(OH)2、NaOH及びAl(OH)3
は、純正化学(株)特級試薬を使用。
(3) 溶媒
N―メチルピロリドン(NMP)及びヘキサメ
チル燐酸トリアミド(HMPA)は、関東化学(株)
1級試薬を使用。
(4) ハロ芳香族化合物(C)
パラ―ジクロルベンゼン(p―DCB)は、呉
羽化学(株)製品(無添加品)使用。
メタ―ジクロルベンゼン(m―DCB)、p,
p′―ジクロルジフエニルスルフオン(DCDPS)、
1,3,5―トリクロルベンゼン(TCB)は、
東京化成(株)1級試薬を使用。
(5) 第三の塩
CaCO3、Na2CO3、Li2SO4及びNa2HPO4は、
関東化学(株)特級試薬を使用。
2 化学的混合物(ガラス状イオンコンプレツク
ス)の調製
Na2S・9H2O400.0g当量を20リツトルの熱水
に加えて溶解し、それにCa(OH)2800.0g当量ま
たはMg(OH)2800.0g当量をそれぞれ加えて加熱
溶解させ、それをロータリー・エバポレーターで
フラツシユ蒸発させて急速凝固させて、含水固体
を得た。それらの固体を真空乾燥器で200℃/
2Torrで7時間減圧乾燥して、それぞれの実質的
に無水のガラス状イオンコンプレツクスe1(S2-/
Na+/Ca2+/OH-=1:1:2:2(g当量比))
及びe2(S2-/Na+/Mg2+/OH-=1:1:2:
2(g当量比))を得た。残存含水量は、それぞれ
S2-1g当量当り0.15モル及び0.17モルであつた。
3 物理的混合物の調製
Na2S・5H2Oを真空乾燥器中で200℃/2Torr
で3時間減圧乾燥して、板状のNa2S固体を捕集
した。それを乳鉢で粉砕し、9メツシユ
(Tyler)スクリーンでふるつて、粒径2mm以下
のものを得た。それを更に200℃/2Torrで3時
間減圧乾燥して、実質的無水のNa2Sa1を得た
(含水量は、S2-1g当量当り0.10モルであつた)。
CaSは試薬を乳鉢で粉砕し、9メツシユ(Tyler)
スクリーンでふるつて2mm以下の粒子を集め、真
空乾燥器200℃/4Torrで6時間乾燥して、実質
的無水のCaS粉末a2を得た(残存含水量は1g当
量当り0.04モルであつた)。
Ca(OH)2及びMg(OH)2は、それぞれ48メツシ
ユ(Tyler)スクリーンでふるつて0.3mm以下の粒
子を捕集した。それを真空乾燥器で200℃/
5Torrで6時間乾燥して、実質的無水のCa
(OH)2b1及びMg(OH)2b2を得た(残存含水量は、
1g当量当り0.02モル以下であつた)。
所定量のa1とb1またはb2とをそれぞれV型ミキ
サーで混合して物理的混合物を調製して、重合に
供した。
4 第三の塩の調製
CaCO3、Na2CO3、Li2SO4及びNaHPO4をそれ
ぞれボールミルで粉砕し、48メツシユ(Tyler)
スクリーンでふるつて0.3mm以下の粒子を捕集し、
230℃/2Torrで24時間減圧乾燥して、d1、d2、
d3及びd4を得た。
CH3COONaは粉末状試薬をそれぞれデシケー
タ中P2O5上で減圧乾燥してd5を得た。
5 重合
撹拌翼付きステンレス製20リツトルオートクレ
ーブに14リツトルの溶媒を仕込み、次いで計量し
た水及びジハロ芳香族化合物を仕込んだ。それに
計量した実質的無水の化学的混合物または物理的
混合物を仕込み、場合によつてはさらに計量した
第三の塩を添加して、溶封し、N2置換後、約100
℃で1時間撹拌して均一に分散させてから、重合
温度に昇温して、所定時間重合を行なつた。
重合終了後、オートクレーブを冷却して、内容
物を取出し、ロータリー・エバポレータで100℃
以下で減圧加温して、溶媒の大部分を除去した。
次に、固形物を取出し、稀HClで中和後、熱水で
3回洗浄し、さらにアセトンによる抽出を2回行
ない、約80℃で乾燥して、それぞれの重合体を得
た。
6 物性評価
得られた重合体の溶融粘度は、ポリマー粉を予
熱なしに溶融プレスして得たポレス板について高
化式フローテスターを用いて測定した(310℃、
100Kg荷重)。これらの結果を、表1に一括して示
した。
比較例
1 原料調製
NaHS・2H2Oをa1と同様に処理して、実質的
無水の粉末a3(含水量0.15モル/S2-1g当量)を
得た。
NaOHは粒状試薬を乳鉢で粉砕して粉末とな
し、Al(OH)3は粉末試薬をそのままデシケータ
ー中でP2O5上で乾燥して、それぞれb3及びb4を
得た。
比較例 1
Ca(OH)2を使用しない点を除く外は、実施例
1または4と同様の処方で重合を行なつた。
比較例 2
Ca(OH)2の使用量を僅少にした点を除く外は、
実施例4と同一処方で重合を行なつた。
比較例 3
Ca(OH)2を使用しない点を除く外は、実施例
9と同一処方で重合を行なつた。
比較例 4
a1の代りにa3を使用した点を除く外は、実施例
4と同一処方で重合を行なつた。
比較例 5
b1の代りにb3を使用した点を除く外は、実施例
4と同一処方で重合を行なつた。
比較例 6
b1の代りにb4を使用した点を除く外は、実施例
4と同一処方で重合を行なつた。
これらの結果は、一括して表2に示した。
結果の解析
比較例1〜4で得られたポリマーの溶融粘度
は、実施例1、4または9に比較して著しく低い
ものであつた。
比較例5の場合は、重合中に分解が起り、正常
なポリマーは得られなかつた。
比較例6の場合は、ポリマー中に多量のAl2O3
またはAl(OH)3が残留していたので、粘度測定
を行なわなかつた。A copolymer containing the unit [Formula] can be obtained. The amount of the dihaloaromatic compound (C) used in the present invention is preferably in the range of 0.8 to 1.1 g equivalent per 1 g equivalent of metal sulfide, and particularly preferably in the range of 0.9 to 1.05 equivalent to obtain a high molecular weight polymer. If the amount is less than 0.8 g equivalent or more than 1.1 g equivalent, it is difficult to obtain a polymer with a sufficiently high molecular weight, which is not preferred. The sulfide polymer according to the present invention is a polymer of the above-mentioned dihaloaromatic compound, but a monohalo compound (not necessarily an aromatic compound) may be used to form the terminal end of the resulting polymer or to control the polymerization reaction or molecular weight. It is also possible to use a trihalo or higher polyhalo compound (not necessarily an aromatic compound) in combination to form a branched or crosslinked polymer.
Specific examples when these monohalo or polyhalo compounds are aromatic compounds will be obvious to those skilled in the art as monohalo or polyhalo derivatives of the above specific examples. Specifically, for example, if dichlorobenzene is used in combination with a small amount of trichlorobenzene, a branched phenylene sulfide polymer can be obtained. Solvent and Water The solvent used in the polymerization reaction of the present invention is an organic solvent without active hydrogen, that is, an aprotic solvent. Solvents containing active hydrogen are undesirable because they themselves may inhibit the polymerization reaction or the products produced by reactions involving active hydrogen may cause secondary harmful reactions. This solvent must be stable under the temperature and alkaline conditions encountered in the polymerization reaction of the present invention, and must not unduly inhibit the polymerization reaction of the present invention. This solvent should have at least a dissolving power capable of dissolving the metal sulfide to a concentration necessary for the reaction to provide the starting dihaloaromatic compound and S 2- . Therefore, the solvent is usually one containing nitrogen, oxygen and/or sulfur atoms, ie a polar solvent. This solvent is desirably not capable of participating in the same dehalogenation/sulfidation reaction as the raw material dihaloaromatic compound, and is therefore desirably not a haloaromatic hydrocarbon, for example. However, if desired, an excess amount of the starting dihaloaromatic compound may function as a solvent. Therefore,
In the present invention, the phrase "in an approximate solvent" includes a case in which the raw material dihaloaromatic compound itself is used as a solvent and is apparently solvent-free. Since the solvent used in the present invention is intended to provide a controlled, minute amount of water to the polymerization reaction, it is desirable that this water as a solute can be solvated. However, in the present invention, it is not practical to confirm that the aprotic solvent and water are actually solvated, and therefore, the water provided for the polymerization reaction in the present invention is water solvated with the aprotic solvent. It is sufficient that the amount corresponds to the amount of (details will be described later). Specific examples of such approach solvents include (1) amides, such as hexamethylphosphoric acid triamide (HMPA), N-methylpyrrolidone (NMP), tetramethylurea (TMU), dimethylformamide (DMF), dimethyl Acetamide (DMA), others, (2) Etherified polyethylene glycol, such as polyethylene glycol dialkyl ether (polymerization degree is up to about 2000, alkyl group is about C 1 to C 20 ), (3) Sulfoxide, such as tetramethylene sulfoxide, dimethyl There are sulfoxides (DMSO) and others. Among these, HMPA and NMP are particularly preferred because they have high chemical stability. The amount of approach solvent used is preferably within the range of 0.1 to 10 liters per mole of sulfide used in the polymerization. If the amount of solvent is less than this, the viscosity of the reaction system becomes too high, which prevents a uniform polymerization reaction, which is not preferable. On the other hand, if the amount of solvent is too large, the amount of solvent used will be enormous compared to the amount of polymer obtained, which is not preferred from an economic standpoint. In accordance with the present invention, water is present in the polymerization reaction in an added and dissolved form in the approach solvent.
Generally, the water that should be present in the polymerization reaction of the present invention is
It is better to have as few as possible. On the other hand, even if the polymerization reaction is completely anhydrous, there is a risk that side reactions such as decomposition of the solvent by the substantially anhydrous alkaline earth metal hydroxide or sulfide may occur.
Therefore, the amount of water to be added as solvation water in the polymerization reaction of the present invention is preferably in the range of 0.01 to 2 moles per 1 g equivalent of metal sulfide. A water amount of 0.01 to 1 mol/g equivalent metal sulfide is particularly preferred. Other salts In the method for producing an aromatic sulfide polymer of the present invention, a third salt may coexist in the polymerization system in addition to the metal sulfide (A) and alkaline earth metal hydroxide (B) described above. is not preferred because it generally leads to a decrease in the molecular weight of the resulting polymer. But the following salt
In the case of (D), coexistence in the polymerization system is acceptable because the actual damage is not too great unless it coexists in large amounts. That is, carbonates, sulfates of metals selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals;
One or more tertiary salts selected from the group of sulfites, halides, phosphates, borates, hydroxides (excluding alkaline earth metal hydroxides), carboxylates and sulfonates. It is permissible for salts such as (D) to coexist in the polymerization system. It is desirable that these salts be sufficiently dehydrated. Polymerization The polymerization according to the present invention proceeds by heating the reaction mixture consisting of the above-mentioned components to a temperature in the range of 100 to 250°C. If the temperature is lower than 100°C, the reaction rate is extremely low, which is not preferable from an economic standpoint. On the other hand, if the temperature is higher than 250°C, the hydroxide (B) will not act as a catalyst but as a dehalogenating agent, which may cause an abnormal reaction and activate the decomposition of the polymer or solvent, which is not preferable.
A temperature range of 180 to 230°C is preferable because a high molecular weight product can be obtained quickly. The polymerization reaction can be carried out at a constant temperature, but it can also be carried out while increasing the temperature stepwise or continuously. When using a chemical mixture of (A) and (B) in the polymerization method of the present invention, a polymerization vessel is charged with a solvent, water, and a dihaloaromatic compound (C), and then a substantially anhydrous Add ion complex,
It is desirable to further add a third salt if necessary, stir thoroughly in the can, and then raise the temperature to carry out polymerization at the polymerization temperature. When using a physical mixture, the solvent, water, and dihaloaromatic compound (C) are charged into a polymerization reactor, and then the metal sulfide powder (A) and the alkaline earth metal hydroxide powder (B) are uniformly mixed. It is desirable to add the mixture or individual powders thereof, further add a third salt if necessary, stir and mix thoroughly in a polymerization vessel, and then raise the temperature and polymerize at the polymerization temperature. For the polymerization, various conventional polymerization methods such as a batch method, a batch method, and a continuous method can be employed. The atmosphere during polymerization is preferably a non-oxidizing atmosphere, and it is preferable to purge the system with an inert gas such as N 2 or argon at the start of the polymerization reaction. To recover the polymer, first, after the reaction is completed, the reaction mixture is heated under reduced pressure or normal pressure to distill off only the solvent, and then the solid matter remaining in the can is mixed with water, ketones, alcohols, aromatic hydrocarbons, and halogens. Washed once or twice or more with a solvent such as hydrogenated hydrocarbon or ether,
This can then be done by neutralizing, washing with water, separating and drying. Alternatively, water, ethers,
Solvents such as halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and aliphatic hydrocarbons (those that are soluble in the polymerization solvent used and are at least non-solvents for the produced polymer) are added as precipitants. Solid products such as polymers and inorganic salts are precipitated and separated.
This can also be done by washing and drying. "Washing" in these cases can be carried out in the form of an extraction. In either method, unless an organic acid salt is allowed to coexist as a third salt, the problem of contamination due to the organic acid that should be dissolved and released in the washing water will not occur. Produced Polymer The polymer obtained by the method of the present invention (usually obtained in powder form) has a significantly higher molecular weight than conventional aromatic sulfide polymer powders and is easily oxidized. Since it is a linear polymer, it can be used as a polymer powder as it is, or by slightly oxidizing it if necessary, to provide excellent spinnability even at high melt viscosity, making it strong and heat resistant. It can be extremely easily molded into plastic films, sheets, fibers, etc. Furthermore, it can be processed into various molded products by injection molding, extrusion molding, rotary molding, etc., but even if it is thick, it is difficult to crack. Since the polymer according to the present invention falls under the category of thermoplastic polymers, various modifications applicable to thermoplastic polymers are possible. Therefore, for example,
This polymer is carbon black, calcium carbonate powder,
Powdered fillers such as silica powder and titanium oxide powder,
Alternatively, it can be filled with a fibrous filler such as carbon fiber, glass fiber, asbestos, or polyaramid fiber. This polymer can also be used in combination with one or more synthetic resins such as polycarbonate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyarylene, polyacetal, polyimide, polyamide, polyester, polystyrene, and ABS. Experimental Examples Examples 1 to 11 1 Raw materials (1) Sulfide (A) Na 2 S・9H 2 O, Na 2 S・5H 2 O, and NaHS・
2H 2 O is a product of Nagao Soda Co., Ltd. For CaS, use Kanto Kagaku Co., Ltd.'s first-class reagent. (2) Hydroxide (B) Ca(OH) 2 , Mg(OH) 2 , NaOH and Al(OH) 3
uses special grade reagents from Junsei Kagaku Co., Ltd. (3) Solvent N-methylpyrrolidone (NMP) and hexamethylphosphoric acid triamide (HMPA) were manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
Uses first class reagents. (4) Haloaromatic compound (C) para-dichlorobenzene (p-DCB) is a product of Kureha Chemical Co., Ltd. (additive-free product). Meta-dichlorobenzene (m-DCB), p,
p′-dichlorodiphenyl sulfone (DCDPS),
1,3,5-trichlorobenzene (TCB) is
Uses Tokyo Kasei Co., Ltd.'s first class reagent. (5) The third salts CaCO 3 , Na 2 CO 3 , Li 2 SO 4 and Na 2 HPO 4 are
Uses special grade reagents from Kanto Kagaku Co., Ltd. 2. Preparation of chemical mixture (glassy ion complex) Add 400.0 g equivalent of Na 2 S・9H 2 O to 20 liters of hot water and dissolve it, and add 800.0 g equivalent of Ca(OH) 2 or Mg(OH) 2 to it. Equivalents of 800.0 g were each added and dissolved by heating, and the mixture was flash-evaporated using a rotary evaporator to rapidly solidify to obtain a water-containing solid. These solids are dried in a vacuum dryer at 200℃/
Each substantially anhydrous glassy ionic complex e 1 (S 2- /
Na + /Ca 2+ /OH - = 1:1:2:2 (g equivalent ratio))
and e 2 (S 2- /Na + /Mg 2+ /OH - = 1:1:2:
2 (g equivalent ratio)) was obtained. The residual water content is
They were 0.15 mol and 0.17 mol per 1 g equivalent of S 2- . 3 Preparation of physical mixture Na 2 S・5H 2 O in a vacuum dryer at 200℃/2Torr
The mixture was dried under reduced pressure for 3 hours to collect plate-shaped Na 2 S solids. It was ground in a mortar and sifted through a 9-mesh (Tyler) screen to obtain particles with a particle size of less than 2 mm. It was further dried under reduced pressure at 200° C./2 Torr for 3 hours to obtain substantially anhydrous Na 2 Sa 1 (water content was 0.10 mol/g equivalent of S 2- ).
For CaS, crush the reagent in a mortar and make 9 meshes (Tyler).
Particles of 2 mm or less were collected by sifting through a screen, and dried in a vacuum dryer at 200°C/4 Torr for 6 hours to obtain substantially anhydrous CaS powder a2 (residual water content was 0.04 mol/g equivalent). . Ca(OH) 2 and Mg(OH) 2 were each sifted through a 48 mesh (Tyler) screen to collect particles smaller than 0.3 mm. Then dry it in a vacuum dryer at 200℃/
Dry at 5 Torr for 6 hours to obtain virtually anhydrous Ca.
(OH) 2 b 1 and Mg(OH) 2 b 2 were obtained (residual water content is
(0.02 mol or less per 1 g equivalent). A physical mixture was prepared by mixing predetermined amounts of a 1 and b 1 or b 2 using a V-type mixer, and the mixture was subjected to polymerization. 4. Preparation of the third salt CaCO 3 , Na 2 CO 3 , Li 2 SO 4 and NaHPO 4 were each ground in a ball mill to give 48 mesh (Tyler).
It sifters through a screen and collects particles smaller than 0.3mm.
Dry under reduced pressure at 230°C/2 Torr for 24 hours to obtain d 1 , d 2 ,
Obtained d3 and d4 . CH 3 COONa was obtained by drying each powdered reagent under reduced pressure over P 2 O 5 in a desiccator to obtain d 5 . 5 Polymerization 14 liters of solvent was charged into a 20 liter stainless steel autoclave equipped with a stirring blade, and then the measured amounts of water and dihaloaromatic compound were charged. It is charged with a measured amount of a substantially anhydrous chemical or physical mixture, optionally with the addition of a further measured amount of a third salt, melt-sealed, and after being replaced with N2 , approximately 100
After stirring for 1 hour at °C to uniformly disperse the mixture, the temperature was raised to the polymerization temperature and polymerization was carried out for a predetermined period of time. After polymerization, the autoclave was cooled, the contents were taken out, and the contents were heated to 100℃ using a rotary evaporator.
Most of the solvent was removed by heating under reduced pressure.
Next, the solid matter was taken out, neutralized with diluted HCl, washed three times with hot water, extracted twice with acetone, and dried at about 80°C to obtain each polymer. 6 Evaluation of physical properties The melt viscosity of the obtained polymer was measured using a Koka type flow tester on a pores plate obtained by melt-pressing polymer powder without preheating (310℃,
100Kg load). These results are collectively shown in Table 1. Comparative Example 1 Raw Material Preparation NaHS.2H 2 O was treated in the same manner as a 1 to obtain a substantially anhydrous powder a 3 (water content 0.15 mol/equivalent to 1 g of S 2 ). For NaOH, the granular reagent was ground in a mortar to form a powder, and for Al(OH) 3 , the powdered reagent was dried as it was in a desiccator over P 2 O 5 to obtain b 3 and b 4 , respectively. Comparative Example 1 Polymerization was carried out using the same recipe as in Example 1 or 4, except that Ca(OH) 2 was not used. Comparative Example 2 Except for using a small amount of Ca(OH) 2 ,
Polymerization was carried out using the same recipe as in Example 4. Comparative Example 3 Polymerization was carried out using the same recipe as in Example 9, except that Ca(OH) 2 was not used. Comparative Example 4 Polymerization was carried out using the same recipe as in Example 4 , except that a3 was used instead of a1. Comparative Example 5 Polymerization was carried out using the same recipe as in Example 4, except that b3 was used instead of b1 . Comparative Example 6 Polymerization was carried out using the same recipe as in Example 4, except that b4 was used instead of b1 . These results are collectively shown in Table 2. Analysis of Results The melt viscosities of the polymers obtained in Comparative Examples 1 to 4 were significantly lower than those of Examples 1, 4, or 9. In the case of Comparative Example 5, decomposition occurred during polymerization and a normal polymer could not be obtained. In the case of Comparative Example 6, a large amount of Al 2 O 3 in the polymer
Otherwise, viscosity measurement was not performed because Al(OH) 3 remained.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
*1 重合途中で分解
*2 ポリマー中のAl2O3等が除去できないので粘
度測定をしなかつた。
[Table] *1 Decomposed during polymerization *2 Viscosity was not measured because Al 2 O 3 etc. in the polymer could not be removed.
Claims (1)
群から選ばれた金属の硫化物(A)と有効量のアルカ
リ土類金属水酸化物(B)との実質的に無水の化学的
若しくは物理的混合物と、ジハロ芳香族化合物(C)
とを、アプロチツク溶媒中で、使用硫化物(A)1g
当量につき0.01〜2モルの添加水の存在下で100
〜250℃の温度に加熱することを特徴とする、芳
香族スルフイド重合体の製造法。 2 アルカリ土類金属水酸化物(B)の使用量が使用
硫化物(A)1g当量につき0.5〜20(g当量)の範囲
である、特許請求の範囲第1項記載の芳香族スル
フイド重合体の製造法。 3 アルカリ土類金属水酸化物(B)がCa(OH)2ま
たはMg(OH)2である、特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の芳香族スルフイド重合体の製造
法。 4 ジハロ芳香族化合物(C)の使用量が使用金属硫
化物(A)1g当量当り0.8〜1.1(g当量)の範囲内
である、特許請求の範囲第1項乃至第3項のいず
れか1項に記載の芳香族スルフイド重合体の製造
法。 5 アルカリ土類金属水酸化物(B)と金属硫化物(A)
との混合物が、(A)と(B)のカチオン成分及びアニオ
ン成分がランダムにイオン結合した化学的混合物
の実質的無水物である、特許請求の範囲第1項乃
至第4項のいずれか1項に記載の芳香族スルフイ
ド重合体の製造法。 6 アルカリ土類金属水酸化物(B)と金属硫化物(A)
との混合物が、それぞれの粉末の均一な実質的に
無水の物理的混合物である、特許請求の範囲第1
項乃至第4項のいずれか1項に記載の芳香族スル
フイド重合体の製造方法。 7 ジハロ芳香族化合物(C)がジクロルベンゼンで
ある、特許請求の範囲第1項乃至第6項のいずれ
か1項に記載の芳香族スルフイド重合体の製造
法。 8 ジハロ芳香族化合物(C)が少量のトリハロまた
はテトラハロ以上のハロ芳香族化合物を含むもの
である、特許請求の範囲第1項乃至第7項のいず
れか1項に記載の芳香族スルフイド重合体の製造
法。[Claims] 1. Substantially anhydrous chemistry of a sulfide of a metal selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals (A) and an effective amount of an alkaline earth metal hydroxide (B) target or physical mixture and dihaloaromatic compound (C)
and 1 g of the sulfide (A) used in an approach solvent.
100 in the presence of 0.01 to 2 mol of added water per equivalent
A method for producing aromatic sulfide polymers, characterized by heating to a temperature of ~250°C. 2. The aromatic sulfide polymer according to claim 1, wherein the amount of alkaline earth metal hydroxide (B) used is in the range of 0.5 to 20 (g equivalent) per 1 g equivalent of sulfide (A) used. manufacturing method. 3. The method for producing an aromatic sulfide polymer according to claim 1 or 2, wherein the alkaline earth metal hydroxide (B) is Ca(OH) 2 or Mg(OH) 2 . 4. Any one of claims 1 to 3, wherein the amount of dihaloaromatic compound (C) used is within the range of 0.8 to 1.1 (g equivalent) per 1 g equivalent of metal sulfide (A) used. A method for producing an aromatic sulfide polymer as described in 2. 5 Alkaline earth metal hydroxide (B) and metal sulfide (A)
Any one of claims 1 to 4, wherein the mixture is a substantially anhydrous chemical mixture in which the cation components and anion components of (A) and (B) are randomly ionically bonded. A method for producing an aromatic sulfide polymer as described in 2. 6 Alkaline earth metal hydroxide (B) and metal sulfide (A)
Claim 1 wherein the mixture with the respective powders is a homogeneous substantially anhydrous physical mixture of the respective powders.
A method for producing an aromatic sulfide polymer according to any one of items 1 to 4. 7. The method for producing an aromatic sulfide polymer according to any one of claims 1 to 6, wherein the dihaloaromatic compound (C) is dichlorobenzene. 8. Production of an aromatic sulfide polymer according to any one of claims 1 to 7, wherein the dihaloaromatic compound (C) contains a small amount of a trihalo, tetrahalo or more haloaromatic compound. Law.
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| JP58164691A JPS6055029A (en) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Production of aromatic sulfide polymer |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP58164691A JPS6055029A (en) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Production of aromatic sulfide polymer |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS6055029A JPS6055029A (en) | 1985-03-29 |
| JPH0232297B2 true JPH0232297B2 (en) | 1990-07-19 |
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ID=15798024
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP58164691A Granted JPS6055029A (en) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Production of aromatic sulfide polymer |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPS6055029A (en) |
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| US11407861B2 (en) | 2019-06-28 | 2022-08-09 | Ticona Llc | Method for forming a polyarylene sulfide |
| CN115279734A (en) | 2019-12-20 | 2022-11-01 | 提克纳有限责任公司 | Method of forming polyarylene sulfide |
| US12018129B2 (en) | 2021-09-08 | 2024-06-25 | Ticona Llc | Extraction technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge |
| JP2024535216A (en) | 2021-09-08 | 2024-09-30 | ティコナ・エルエルシー | Antisolvent technique for recovering organic solvents from polyarylene sulfide waste sludge |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP58164691A patent/JPS6055029A/en active Granted
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| JPS6055029A (en) | 1985-03-29 |
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