JPH0235774B2 - - Google Patents
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- JPH0235774B2 JPH0235774B2 JP57191925A JP19192582A JPH0235774B2 JP H0235774 B2 JPH0235774 B2 JP H0235774B2 JP 57191925 A JP57191925 A JP 57191925A JP 19192582 A JP19192582 A JP 19192582A JP H0235774 B2 JPH0235774 B2 JP H0235774B2
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- general formula
- parts
- thiol
- polyarylene sulfide
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- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Description
本発明は新規なポリアリーレンスルフイドの製
造方法に関するものである。
ポリアリーレンスルフイドの製造方法として、
ジハロアリーレン化合物に硫化アルカリ金属
化合物あるいは硫黄とアルカリ金属化合物の混
合物を反応させる方法、
ジチオフエノール類のアルカリ金属塩あるい
はアルカリ土類金属塩とジハロアリーレン化合
物を反応させる方法、
芳香族化合物とハロゲン化硫黄化合物を酸性
触媒の存在下に反応させる方法、
ハロゲン化チオフエノール類のアルカリ金属
塩あるいはアルカリ土類金属塩を加熱する方
法、
など種々の方法が提案されている。
しかしながら、これらの方法は一般に重合反応
を高温度で長時間行なうことが必要であることか
ら、反応制御に困難を伴ない、製造された重合体
の重合度がバラツキ、且つ枝分れの状態の重合体
であつた。
この欠点を改善するために、特公昭45−3368号
公報には前記の方法において、重合反応をアミ
ド類、ラクタム類またはスルホン類などのような
非プロトン系極性溶媒中で行なうことにより安定
なポリアリーレンスルフイドを製造する方法が開
示されているが、しかし高温反応であり、反応に
含まれる圧力および腐食性雰囲気のために反応は
不錆鋼の加圧容器中で行なわなければならないと
いう欠点がある。
本発明者は、ポリアリーレンスルフイドの製造
方法における上記の如き反応上の問題点の認識に
基づき、優れた製造方法を見出す目的で種々研
究、検討を行なつた。その結果、従来より低温度
で反応が進行し、且つ高収率でポリアリーレンス
ルフイドが得られる新規な製造方法を見出すに至
つたものである。
本発明のポリアリーレンスルフイドの製造方法
は、下記(a)および/または(b)とヨウ化水素酸捕捉
剤との組合せ、または該チオール塩をヘキサメチ
ルリン酸トリアミド溶媒中、ヨウ化第一銅の存在
下に反応させることにより−Ar−S−の繰返し
単位を有するポリアリーレンスルフイドを容易に
製造する方法を提供するものである。
(a) 一般式 I−Ar−SH〔〕で表わされるヨ
ード芳香族チオール。
(b) 一般式 I−Ar−I〔〕で表わされるジヨ
ード芳香族化合物と、一般式HS−Ar−SH
〔〕で表わされる二価チオールとの実質的等
モル組合せ物。
(但し、Arは二価芳香族残基で、重合体鎖中
の単位によつて変つていてもよい。)
本発明の反応はヘキサメチルリン酸トリアミド
を溶媒として用い、ヨウ化水素酸捕捉剤を必要と
する。ヨウ化水素酸捕捉剤としては、2級アミ
ン、3級アミンなどのアミン類、炭酸水素ナトリ
ウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの塩基
性の塩、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの
金属メタル、水素化ナトリウム、水素化カルシウ
ムなどの金属水素化物、およびリチウム−tert−
ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、ナト
リウムエチラート、ナトリウムメチラートなどの
アルカリ金属アルコラートの塩基などが適当であ
り、発生するヨウ化水素酸に対して、通常当モル
より少し過剰とするのが好ましい。
また、この反応にはヨウ化第一銅を共存させる
ことが必須である。ヨウ化第一銅の使用量はポリ
アリーレンスルフイドの収率に対して大きな影響
を与え、チオール基に対してほぼ等モル量を使用
した場合に最も好結果が得られ、それ以上過剰に
ヨウ化第一銅を共存させても収率の向上はみられ
ない。
本発明に使用できる一般式〔〕のヨード芳香
族チオール類としては、例えば、P−ヨードチオ
フエノール、2,6−ジメチル−4−ヨードチオ
フエノール、2−ヨード−P−トルイジン−5−
チオール、2−アミノ−4−ヨードチオフエノー
ル、4−クロロ−2−ヨード−チオフエノールお
よび類似物が挙げられる。
一般式〔〕のジヨード芳香族化合物類として
は、例えば、P−ジヨードベンゼン、O−ジヨー
ドベンゼン、ジヨードナフタリン、4,4′−ジヨ
ードジフエニルエーテル、3,3′−ジヨードジフ
エニルサルフアイドおよび類似物が挙げられる。
一般式〔〕の二価チオール類を例示すると、
m−フエニレンジチオール、p−フエニレンジチ
オール、トルエン−3,4−ジチオール、2,5
−ジメルカプト−1,3,4−チアゾール、6−
置換−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオ
ール、ビス(4−メルカプトフエニル)エーテル
および類似物が挙げられ、それぞれ単独または組
合せて用いられる。
ヨード芳香族チオール類または二価チオール類
は、あらかじめヨウ化水素酸捕捉剤と反応させる
ことができるが、かかる反応においてヨウ化水素
酸捕捉剤として用いられる塩基性の化合物と反応
系内で塩を形成したものは一旦、チオールの塩と
して単離した後、本反応に使用してもよく、この
場合には塩基性化合物は不要である。
本発明の方法は、前記(a)の一般式〔〕で表わ
されるヨード芳香族チオール、および/または(b)
の一般式〔〕で表わされるジヨード芳香族化合
物と一般式〔〕で表わされる二価チオールとの
実質的等モル組合せ物とヨウ化水素酸捕捉剤とを
ヘキサメチルリン酸トリアミド溶媒中、ヨウ化第
一銅の存在下に50℃〜235℃の温度において、1
〜24時間の反応で完結する。反応は好ましくは常
圧で行なわれるが、必要なら加圧系で行なつても
よい。また、あらかじめ二価チオールの塩を形成
し、該チオール塩にジヨード芳香族化合物を加え
て反応してもよく、かかるチオール塩の反応もヘ
キサメチルリン酸トリアミド溶媒中、ヨウ化第一
銅の存在下に、前記反応条件で完結する。反応終
了後は反応生成物を通常の方法に従つて、別、
洗浄、乾燥することによつて、ポリアリーレンス
ルフイドが得られる。
本発明の方法に従えば、従来の方法に比し重合
速度が顕著に向上し、しかも常圧、低温度での反
応が可能であり、高収率でポリアリーレンスルフ
イドを製造することができる。
本発明の方法によつて製造されたポリアリーレ
ンスルフイドは通常の押出成形、射出成形、押出
吹込成形などによる直接成形が可能であり、例え
ば、機械部品、自動車部品、電子部品、事務機器
用品、家庭用品などに使用することができる。更
に、他の重合体、あるいは充填剤、添加剤、例え
ばグラフアイト、金属粉末、無機質粉末、繊維状
物、ガラス繊維、安定剤、顔料などを混合して成
形品とすることができる。
次に本発明の方法を実施例によつて具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。
実施例 1
ビス(4−ヨードフエニル)ジスルフイド4.70
部(重量部、以下同じ)、ヘキサメチルリン酸ト
リアミド30.00部を窒素雰囲気下で80℃に加熱し、
水素化ホウ素ナトリウム0.76部を加え、約60分撹
拌後、ヨウ化第一銅3.80部を加え、同温度で10時
間反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、反
応混合物を水に注ぎ、生成した沈殿物を過によ
り分取して、濃塩酸100部で2回、続いて多量の
水で洗浄後、最後にアセトンで洗浄し、減圧下
100℃で乾燥することによりポリ(P−フエニレ
ンスルフイド)1.78部を得た。
この重合物の赤外線スペクトル(KBr法)を
第1図に示す。
実施例 2
トルエン−3,4−ジチオール3.90部をヘキサ
メチルリン酸トリアミド50部に溶解して窒素雰囲
気下で80℃に加熱し、これに水素化ナトリウム
1.20部を加えると激しく発泡して黄色の溶液が得
られる。続いて、ヨウ化第一銅9.50部を加え、し
ばらく撹拌後、P−ジヨードベンゼン8.25部を加
えて80℃で13時間反応させた。反応終了後、室温
まで冷却して反応混合物を水中に注ぎ、生成した
沈殿物を過により分取し、生成物をテトラヒド
ロフランで抽出し、メタノール中に再沈させるこ
とにより下記構造物を有するポリアリーレンスル
フイド8.8部を得た。
得られた重合体の赤外線スペクトルを第2図に
示す。
重合体の構造式
The present invention relates to a novel method for producing polyarylene sulfide. Methods for producing polyarylene sulfide include a method in which a dihaloarylene compound is reacted with an alkali metal sulfide compound or a mixture of sulfur and an alkali metal compound, and an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of dithiophenols and a dihaloarylene compound. Various methods have been proposed, including a method of reacting an aromatic compound with a halogenated sulfur compound in the presence of an acidic catalyst, and a method of heating an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of a halogenated thiophenol. has been done. However, these methods generally require polymerization reactions to be carried out at high temperatures for long periods of time, making it difficult to control the reaction, resulting in variations in the degree of polymerization of the produced polymers, and in the state of branching. It was a polymer. In order to improve this drawback, Japanese Patent Publication No. 45-3368 discloses that in the above method, the polymerization reaction is carried out in an aprotic polar solvent such as amides, lactams, or sulfones, so that stable polymers can be obtained. A method for producing arylene sulfides is disclosed, but has the disadvantage that it is a high temperature reaction and the reaction must be carried out in a pressurized vessel of rust-free steel due to the pressure and corrosive atmosphere involved in the reaction. There is. Based on the recognition of the above-mentioned reaction problems in the method for producing polyarylene sulfide, the present inventor conducted various studies and examinations for the purpose of finding an excellent method for producing polyarylene sulfide. As a result, we have discovered a new production method in which the reaction proceeds at a lower temperature than conventional methods, and in which polyarylene sulfide can be obtained in high yield. The method for producing polyarylene sulfide of the present invention involves combining the following (a) and/or (b) with a hydroiodic acid scavenger, or adding the thiol salt to a hexamethylphosphoric acid triamide solvent. The present invention provides a method for easily producing polyarylene sulfide having -Ar-S- repeating units by reacting in the presence of copper. (a) An iodoaromatic thiol represented by the general formula I-Ar-SH [ ]. (b) A diiodo aromatic compound represented by the general formula I-Ar-I[] and a diiodo aromatic compound represented by the general formula HS-Ar-SH
A substantially equimolar combination with a divalent thiol represented by [ ]. (However, Ar is a divalent aromatic residue and may vary depending on the unit in the polymer chain.) The reaction of the present invention uses hexamethylphosphoric acid triamide as a solvent to capture hydroiodic acid. Requires agent. Hydroiodic acid scavengers include amines such as secondary amines and tertiary amines, basic salts such as sodium bicarbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate, metals such as lithium, sodium, and potassium, and sodium hydride. , metal hydrides such as calcium hydride, and lithium-tert-
Bases of alkali metal alcoholates such as butoxide, potassium tert-butoxide, sodium ethylate, sodium methylate, etc. are suitable, and it is usually preferable to use a slight excess of mol to the generated hydroiodic acid. Further, it is essential for this reaction to coexist with cuprous iodide. The amount of cuprous iodide used has a significant effect on the yield of polyarylene sulfide, and the best results are obtained when using an approximately equimolar amount to the thiol group; Even if cuprous iodide is present, no improvement in yield is observed. Examples of the iodoaromatic thiols of general formula [] that can be used in the present invention include P-iodothiophenol, 2,6-dimethyl-4-iodothiophenol, 2-iodo-P-toluidine-5-
Thiols, 2-amino-4-iodothiophenol, 4-chloro-2-iodo-thiophenol and the like. Examples of the diiodo aromatic compounds of the general formula [] include P-diiodobenzene, O-diiodobenzene, diiodonaphthalene, 4,4'-diiododiphenyl ether, 3,3'-diiododiphenyl ether, and 3,3'-diiododiphenyl ether. enyl sulfides and the like. Examples of divalent thiols of the general formula [] are:
m-phenylenedithiol, p-phenylenedithiol, toluene-3,4-dithiol, 2,5
-dimercapto-1,3,4-thiazole, 6-
Substituted-1,3,5-triazine-2,4-dithiols, bis(4-mercaptophenyl) ethers and the like are included, each used alone or in combination. Iodoaromatic thiols or divalent thiols can be reacted with a hydroiodic acid scavenger in advance, but in such a reaction, a salt is formed in the reaction system with a basic compound used as a hydroiodic acid scavenger. The formed product may be used in the present reaction after being isolated as a thiol salt; in this case, a basic compound is not necessary. The method of the present invention uses an iodoaromatic thiol represented by the general formula [] in (a), and/or (b)
A substantially equimolar combination of a diiodo aromatic compound represented by the general formula [] and a divalent thiol represented by the general formula [] and a hydriodic acid scavenger are iodized in a hexamethylphosphoric triamide solvent. 1 at a temperature of 50°C to 235°C in the presence of cuprous
The reaction is completed in ~24 hours. The reaction is preferably carried out at normal pressure, but may be carried out in a pressurized system if necessary. Alternatively, a salt of a divalent thiol may be formed in advance, and a diiodo aromatic compound may be added to the thiol salt to react.The reaction of such a thiol salt is also carried out in the presence of cuprous iodide in a hexamethylphosphoric acid triamide solvent. The reaction is completed under the above reaction conditions. After the reaction is completed, the reaction product is separated by a conventional method.
Polyarylene sulfide is obtained by washing and drying. According to the method of the present invention, the polymerization rate is significantly improved compared to conventional methods, and the reaction can be carried out at normal pressure and low temperature, making it possible to produce polyarylene sulfide in high yield. can. The polyarylene sulfide produced by the method of the present invention can be directly molded by conventional extrusion molding, injection molding, extrusion blow molding, etc., and can be used, for example, in mechanical parts, automobile parts, electronic parts, and office equipment. , can be used for household items, etc. Furthermore, other polymers, fillers, additives such as graphite, metal powder, inorganic powder, fibrous materials, glass fibers, stabilizers, pigments, etc. can be mixed to form a molded product. EXAMPLES Next, the method of the present invention will be specifically explained using Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 Bis(4-iodophenyl)disulfide 4.70
(parts by weight, same hereinafter) and 30.00 parts of hexamethylphosphoric acid triamide were heated to 80°C under a nitrogen atmosphere,
After adding 0.76 parts of sodium borohydride and stirring for about 60 minutes, 3.80 parts of cuprous iodide was added and reacted at the same temperature for 10 hours. After the reaction is complete, cool to room temperature, pour the reaction mixture into water, collect the resulting precipitate by filtration, wash twice with 100 parts of concentrated hydrochloric acid, then with a large amount of water, and finally with acetone. and under reduced pressure
By drying at 100°C, 1.78 parts of poly(P-phenylene sulfide) was obtained. The infrared spectrum (KBr method) of this polymer is shown in FIG. Example 2 3.90 parts of toluene-3,4-dithiol was dissolved in 50 parts of hexamethylphosphoric acid triamide and heated to 80°C under a nitrogen atmosphere, and sodium hydride was added to the solution.
Adding 1.20 parts produces a yellow solution with vigorous foaming. Subsequently, 9.50 parts of cuprous iodide was added, and after stirring for a while, 8.25 parts of P-diiodobenzene was added and reacted at 80°C for 13 hours. After the reaction is completed, the reaction mixture is cooled to room temperature, poured into water, the resulting precipitate is separated by filtration, the product is extracted with tetrahydrofuran, and reprecipitated in methanol to obtain a polyarylene having the following structure. 8.8 parts of sulfide were obtained. FIG. 2 shows the infrared spectrum of the obtained polymer. Polymer structural formula
【式】
実施例 3
4−(4−ヨードフエニルスルホニル)チオフ
エノール9.40部、無水炭酸カリウム7.6部、ヘキ
サメチルリン酸トリアミド30部、ヨウ化第一銅
4.75部からなる混合物を窒素雰囲気下で80℃に加
熱し、10時間反応させた。反応終了後、室温まで
冷却して反応混合物を水中に注ぎ生成した沈殿物
を過により分取し、濃塩酸100部で2回、続い
て多量の水で洗浄後、最後にアセトンで洗浄し、
減圧下100℃で乾燥することにより、下記構造の
繰り返し単位を有する重合体6.14部を得た。
重合体の構造式
[Formula] Example 3 9.40 parts of 4-(4-iodophenylsulfonyl)thiophenol, 7.6 parts of anhydrous potassium carbonate, 30 parts of hexamethylphosphoric acid triamide, cuprous iodide
A mixture consisting of 4.75 parts was heated to 80° C. under a nitrogen atmosphere and allowed to react for 10 hours. After the reaction was completed, the reaction mixture was cooled to room temperature, poured into water, and the resulting precipitate was collected by filtration, washed twice with 100 parts of concentrated hydrochloric acid, then washed with a large amount of water, and finally washed with acetone.
By drying at 100° C. under reduced pressure, 6.14 parts of a polymer having a repeating unit of the following structure was obtained. Polymer structural formula
第1図および第2図はそれぞれ実施例−1およ
び実施例−2で製造されたポリアリーレンスルフ
イドの赤外線スペクトルを示す。
FIG. 1 and FIG. 2 show infrared spectra of the polyarylene sulfide produced in Example-1 and Example-2, respectively.
Claims (1)
剤との組合せ、または該チオール塩をヘキサメチ
ルリン酸トリアミド溶媒中、ヨウ化第一銅の存在
下に反応させることを特徴とする−Ar−S−の
繰返し単位を有するポリアリーレンスルフイドの
製造方法。 (a) 一般式 I−Ar−SH〔〕で表わされるヨ
ード芳香族チオール。 (b) 一般式 I−Ar−I〔〕で表わされるジヨ
ード芳香族化合物と、一般式HS−Ar−SH
〔〕で表わされる二価チオールとの実質的等
モル組合せ物。 (但し、式中Arは二価芳香族残基で、重合体
鎖中の単位によつて変つていてもよい。)[Scope of Claims] 1. A combination of the following (a) and/or (b) with a hydriodic acid scavenger, or the thiol salt in a hexamethylphosphoric triamide solvent in the presence of cuprous iodide. A method for producing polyarylene sulfide having -Ar-S- repeating units, which comprises reacting. (a) An iodoaromatic thiol represented by the general formula I-Ar-SH []. (b) A diiodo aromatic compound represented by the general formula I-Ar-I[] and a diiodo aromatic compound represented by the general formula HS-Ar-SH
A substantially equimolar combination with a divalent thiol represented by [ ]. (However, Ar in the formula is a divalent aromatic residue and may vary depending on the unit in the polymer chain.)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191925A JPS5981334A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Production of polyarylene sulfide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191925A JPS5981334A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Production of polyarylene sulfide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981334A JPS5981334A (en) | 1984-05-11 |
| JPH0235774B2 true JPH0235774B2 (en) | 1990-08-13 |
Family
ID=16282720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57191925A Granted JPS5981334A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Production of polyarylene sulfide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981334A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1982
- 1982-11-02 JP JP57191925A patent/JPS5981334A/en active Granted
Also Published As
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