JPH0320130B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0320130B2 JPH0320130B2 JP60165758A JP16575885A JPH0320130B2 JP H0320130 B2 JPH0320130 B2 JP H0320130B2 JP 60165758 A JP60165758 A JP 60165758A JP 16575885 A JP16575885 A JP 16575885A JP H0320130 B2 JPH0320130 B2 JP H0320130B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer
- crosslinking
- cyano group
- reaction
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Polyethers (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は新規な架橋性高分子及びその製造法、
更に詳しくは芳香環のオルト位置に架橋基として
シアノ基を配置した、熱等により反応して三次元
架橋物を与えるポリアリレーンエーテル架橋性高
分子を得、ついで架橋することを特徴とする架橋
高分子の製造方法に関する。
従来の技術及び解決しようとする問題点
三次元架橋を与える高分子としてはエポキシ樹
脂、フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂が従来より
知られている。これらは一般に低分子量であり、
比較的低い温度でただちに液状化するので、硬化
に際しては一般に注型等の手法が用いられる。
これに対し、熱可塑性樹脂では比較的高分子量
の樹脂を高温高圧下の条件で流動せしめ、金型に
充てんするという、いわゆる射出成型法がとられ
る。この方法は生産性が上がるため、広く用いら
れているが、熱可塑性樹脂を使用するため耐熱性
が充分でなく、機械特性も比較的小さい。近年高
分子材料に対する要求性能は高まり、それに応じ
高性能な高分子材料が開発されてきている。この
例としてポリ−(2,6−ジメチルフエニレンオ
キシド)、ポリフエニレンスルフイドのようなポ
リアリーレンエーテル又はポリアリーレンスルフ
イドがあげられる。これらは高結晶性、高融点の
材料であり、高熱電子機器のケーシング材料、機
械部品等、近年応用が高まりつつある高分子材料
であるが、熱可塑性樹脂であり、本質的には耐熱
性が不充分であつて用途に制限を受ける。従つて
射出成型が可能であり、かつ熱硬化性樹脂と同等
以上の耐熱性・高温での良好な機械特性を有する
高分子材料の開発が待ち望まれてきた。
これに対し、これまで反応射出成型法(いわゆ
るRIM)、あるいは液状射出成型法が提案されて
いる。しかし、これらの方法は反応条件の管理、
ポツトライフ等で応用分野が限られるのが実情で
ある。
ところで、シアノ基を架橋基とする高分子は、
例えばSAMPEクオータリー第12巻4号1頁
(1981)、ジヤーナル・オブ・ポリマ・サイエン
ス・ポリマケミストリ・エデイシヨン、12巻、
1301頁(1974)等に記載されている。これら公知
のもののうちSAMPEクオータリー第12巻4号1
頁(1981)の開示例は末端シアノ基を有するオリ
ゴマの架橋例であり、官能基が分子の末端にある
ために平均架橋点間分子量が大きくなり、架橋密
度が制限されるものであり、また、後者の例はシ
アノ基を有するポリフエニレンエーテル、ポリフ
エニレンポリエステルが示されているが、ここで
シアノ基は主鎖結合位置に対し、互いにメタ位に
配置されており、そのため分子鎖は架橋点となる
シアノ基の結合した芳香環により大きく屈曲して
いる。このような構造を有する高分子は本質的に
非晶質高分子であり、耐熱性にも制限が加えられ
るものである。
問題点を解決するための手段
本発明はかかる状況に鑑みなされたものであ
り、耐熱性、高温での良好な機械特性を有し、射
出成型が可能な高分子材料の製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
本発明者は射出成型が可能であり、かつ熱硬化
性樹脂と同等以上の耐熱性のある高温でのすぐれ
た機械特性を有する高分子材料を得るべく検討を
重ね、芳香族シアノ基を架橋基とする架橋性重合
体について、その立体環境に考察を加えた結果、
芳香環のオルト位置に架橋基としてシアノ基を有
する特定のアリーレンエーテルからなる繰り返し
単位を有する高分子材料が、上記の目的を満たす
ことを見出し、本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、
一般式()で示される少なくとも1個のシア
ノ基を有する芳香族ジハロゲン化合物
Industrial Application Field The present invention relates to a novel crosslinkable polymer and a method for producing the same.
More specifically, crosslinking is characterized by obtaining a polyarylene ether crosslinkable polymer in which a cyano group is arranged as a crosslinking group at the ortho position of an aromatic ring, reacting with heat or the like to give a three-dimensional crosslinked product, and then crosslinking. This invention relates to a method for producing polymers. BACKGROUND ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED Thermosetting resins such as epoxy resins and phenol resins have been known as polymers that provide three-dimensional crosslinking. These are generally low molecular weight,
Since it immediately liquefies at a relatively low temperature, methods such as casting are generally used for curing. On the other hand, for thermoplastic resins, a so-called injection molding method is used, in which a relatively high molecular weight resin is made to flow under conditions of high temperature and high pressure, and then filled into a mold. This method is widely used because it increases productivity, but because it uses thermoplastic resin, it does not have sufficient heat resistance and has relatively low mechanical properties. In recent years, the performance requirements for polymeric materials have increased, and high-performance polymeric materials have been developed accordingly. Examples include polyarylene ethers or polyarylene sulfides such as poly-(2,6-dimethylphenylene oxide), polyphenylene sulfide. These are high-crystalline, high-melting-point materials, and are increasingly being used in recent years for applications such as casing materials for high-temperature electronic devices and mechanical parts. However, they are thermoplastic resins and essentially have no heat resistance. It is insufficient and its uses are limited. Therefore, there has been a long-awaited development of a polymeric material that can be injection molded and has heat resistance equal to or higher than that of thermosetting resins and good mechanical properties at high temperatures. In response, a reaction injection molding method (so-called RIM) or a liquid injection molding method has been proposed. However, these methods require control of reaction conditions,
The reality is that the field of application is limited due to pot life, etc. By the way, polymers with cyano groups as crosslinking groups are
For example, SAMPE Quarterly Vol. 12, No. 4, p. 1 (1981), Journal of Polymer Science Polymer Chemistry Edition, Vol. 12,
1301 (1974) etc. Among these publicly known ones, SAMPE Quarterly Vol. 12 No. 4 1
The example disclosed by Page (1981) is an example of crosslinking of an oligomer having a terminal cyano group, and because the functional group is located at the end of the molecule, the average molecular weight between crosslinking points becomes large, and the crosslinking density is limited. , examples of the latter include polyphenylene ether and polyphenylene polyester having cyano groups, where the cyano groups are located meta to each other with respect to the main chain bonding position, so the molecular chain is It is greatly bent due to the aromatic ring bonded to the cyano group, which serves as a crosslinking point. A polymer having such a structure is essentially an amorphous polymer, and its heat resistance is also limited. Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a polymeric material that has heat resistance, good mechanical properties at high temperatures, and can be injection molded. The purpose is to The present inventor has conducted repeated studies to obtain a polymer material that can be injection molded, has heat resistance equal to or higher than that of thermosetting resins, and has excellent mechanical properties at high temperatures. As a result of considering the steric environment of the crosslinkable polymer,
The present invention was achieved by discovering that a polymeric material having a repeating unit consisting of a specific arylene ether having a cyano group as a crosslinking group at the ortho position of an aromatic ring satisfies the above object. That is, the present invention provides an aromatic dihalogen compound having at least one cyano group represented by the general formula ()
【式】を一般式()で示
される
() MO−Ar−Z−Ar′−OM
2官能性フエノールのアルカリ金属塩と反応さ
せ、一般式(I′)の繰り返し構造を含む架橋性高
分子を得、ついで架橋することを特徴とする架橋
高分子の製造法、ならびに
〔ただし、X、X′、Y、Y′は水素、ハロゲンお
よびシアノ基の中から選ばれ、そのうち少なくと
も一つはアシノ基であり、W、W′はハロゲンで
あり、Ar、Ar′は非置換の又は置換されたアリー
レン基であり、ZはO、S、SO、SO2又は
CRR′(R、R′は水素又は炭素数1〜3のアルキ
ル基)である。〕
一般式()
で示される芳香族エーテル化合物を鉄化合物を触
媒として、一般式()又は(′)で示される
ハロゲン化イオウ化合物と反応させ、
() ZX″2、(′) S2X″2
一般式(″)の繰り返し構造を含む架橋性高
分子を得、ついで架橋することを特徴とする架橋
高分子の製造法に関する。
〔ただし、X、X′、Y、Y′は水素、ハロゲンお
よびシアノ基の中から選ばれ、そのうち少なくと
も一つはシアノ基であり、Ar、Ar′は非置換の又
は置換されたアリーレン基であり、Z′はS、SO、
SO2であり、X″はハロゲンである。〕
本発明においては、ポリアリーレンエーテル、
ポリアリーレンエーテルスルフイド、ポリアリー
レンエーテルスルホキシド、ポリアリーレンエー
テルスルホンの基本骨格中の芳香環に直結したシ
アノ基を有する単位を含むことが必須要件であ
り、このシアノ基が架橋反応に供せられる。シア
ノ基を選択することによつて種々の利点が生ず
る。シアノ基は単独又は触媒存在下三重結合の開
裂により三量化してトリアジン環あるいはアゾメ
チン結合を生ずるために、単一の種類の官能基で
架橋点を形成することができる。一般に架橋形成
反応では二種の異なつた官能基間の反応を利用す
るために、二液型とせざるを得ない。しかし、高
分子ではこのような異なる官能基を有するものは
一般に相溶せず、この傾向は分子量が高くなるほ
ど顕著になる。かといつて二重の反応性官能基を
同時に有する高分子を用いることは合成の困難さ
に加えて、安定性に問題を生ずる。かかる目的に
シアノ基を架橋性官能基として用いることは好適
である。シアノ基の反応では主に三量化反応が生
じ、本質的に一液硬化型となる。シアノ基自身は
常温では極めて安定であり、加えて三量化反応で
は何らの脱離基も生じない。このことはバルク架
橋反応では重要なことであり、例えば縮合等の反
応では反応により生じた水が系中から除去不能の
ため、平衡反応によりある程度以上に架橋度を上
げることは不可能である。シアノ基を架橋性官能
基に用いることにより、閉ざされた空間、例えば
射出成型機の金型内での高密度な架橋が可能とな
る。
このようにシアノ基は架橋性官能基として数々
の利点を有するが、得られる架橋高分子の耐熱性
を上げるためにはシアノ基は高分子鎖に含まれる
芳香環に直結している必要があり、このことより
種々の制約が生じる。特に架橋に際しては三量化
によるトリアジン環形成が主として起こるため
に、立体化学的考察が必要である。
従来のシアノ基を利用した架橋反応の公知例で
は、シアノ基は分子末端あるいはメタ位のように
シアノ基の立体配置がこみいつていない環境が選
ばれる。これはシアノ基の反応が主として三量化
反応であり、特に芳香環に直結したシアノ基の場
合、架橋後生成するトリフエニル−S−トリアジ
ン環がそれ自身剛直でかさ高い原子団であるため
に、架橋環境が制限される。
本発明ではポリアリーレンエーテル、ポリアリ
ーレンエーテルスルフイド、ポリアリーレンエー
テルスルホキシド、ポリアリーレンエーテルスル
ホンのエーテル結合を介して結合している芳香環
のオルト位及びメタ位に架橋基としてシアノ基を
配置することにより、主鎖中に多きな屈曲点を導
入することなく、かつ、高分子中に蜜に架橋点と
なりうるシアノ基を配置でき、三量化反応のとき
に立体障害を誘起することなく、架橋が達成され
る。このときポリアリーレンエーテル、ポリアリ
ーレンエーテルスルフイド、ポリアリーレンエー
テルスホキシド、ポリアリーレンスルホンではエ
ーテル結合の存在のためにジグザグ構造をとつて
いるために、架橋点では三本の高分子鎖は互いに
120の角度で架橋点に形成されるトリフエニル−
S−トリアジンを共通平面としてそれぞれ、該共
通平面と55度の角度で交わるという特異的架橋構
造を形成する。これらの関係を第1図に示した
が、第1図は白丸は酵素原子であり、黒丸は窒素
原子を表わしている。中央にあるS−トリアジン
環はニトリル基の三量化により生じた架橋点であ
り、このトリアジン環に結合している三つのベン
ゼン環はそれぞれ架橋前にシアノ基が結合してい
た高分子鎖中に芳香環であり、これらはすべて同
一平面上にある。三本の高分子鎖はそれぞれ主鎖
中の芳香環を一つ含む形で共通平面を形作りなが
ら互いに交差する形でこの平面の上下方向につき
出しており、その分子鎖軸と共通平面との間の角
度はいずれの高分子鎖でも55°である。
本発明になる架橋性高分子においては、上記の
架橋構造が立体化学的に無理なく達成されるもの
であり、例えば類似の架橋基としてアセチレン基
を用い、その三量化によるベンゼン環生成反応を
用いたときには第1図に示される点での立体障
害により、高分子鎖のねじれ等のひずみ無しには
架橋反応は達成され得ず、架橋反応そのものの阻
害要因となる。
本発明になる架橋性高分子においては上記のよ
うに三本の高分子鎖で架橋点において共通平面を
有するトリフエニル−S−トリアジンによる共役
π結合電子系が形成されるために、高分子鎖間に
おけるエネルギー伝達(熱エネルギー、電気エネ
ルギー等)が架橋点により効率的に行なわれると
予想できることも本発明の有用性を高めるひとつ
といえる。
なお、本発明になる架橋性高分子の分子量範囲
としてくり返し単位数nが1000>n≦3であり、
望ましくは300>n≦5である(分子量約1000〜
300000)。これはnが1000以上では高温での流動
性にとぼしく加工性に問題が生じやすく、またn
<3では耐熱性が充分ではないからである。
本発明の架橋性高分子の具体的例としては例え
ば、ポリ〔p−フエニレンオキシ−p−(2,5
−ジシアノ)フエニレンオキシ−p−フエニレン
スルフイド〕、ポリ〔p−フエニレンオキシ−p
−(2−シアノ)フエニレンオキシ−p−フエニ
レンスルフイド〕、ポリ〔p−フエニレンオキシ
−p−(2,5−ジシアノ)フエニレンオキシ−
p−フエニレンスルホン〕、ポリ〔p−フエニレ
ンオキシ−P−(2−シアノ)フエニレンオキシ
−p−フエニレンスルホン〕、ポリ〔p−フエニ
レンオキシ−p−(2,5−ジシアノ)フエニレ
ンオキシ−p−フエニレンエーテル〕、ポリ〔p
−フエニレンオキシ−p−(2−シアノ)フエニ
レンオキシ−p−フエニレンエーテル〕等が挙げ
られる。
本発明になる架橋性高分子を製造する手段とし
ては以下の製造法による。第1の方法は上記に示
した一般式()で示される少なくとも1個のシ
アノ基を含有する芳香族ジハロゲン化合物と、上
記に示した一般式()の2官能フエノールのア
ルカリ金属塩との求核置換反応である。一般式
()のシアノ基を有する芳香族ジハロゲン化合
物の例としては2,5−ジブロモシアノベンゼ
ン、2,5−ジクロロシアノベンゼン、2,5−
ジブロモテレフタロニトリル、2,5−ジクロロ
テレフタロニトリル、2,6−ジシアノ−1,4
−ジクロロベンゼン、2,5−(p−ブロモフエ
ニルオキシ)テレフタロニトリル等があげられ、
これらの化合物は例えばD.E.Pearsonら、ジヤー
ナル・オブ・オーガニツク・ケミストリー、28
巻、3147頁(1963)にあるようにシアノベンゼン
のハロゲン化反応、又はジハロゲン化芳香族カル
ボン酸類、ジハロゲン化芳香族アルデヒド類を公
知の方法でジハロゲン化芳香族シアノ化合物に変
換させることにより合成しうる。特にシアノ基を
2個以上有する化合物には後者の方が望ましい結
果を与える。
一般式()の2官能フエノール化合物の例と
してはビスフエノールA、ビスフエノールS、テ
トラブロモビスフエノールA、テトラブロモビス
フエノール−S、2,2′−ビス(4−ヒドロキシ
フエニル)ブタン、4,4′−ジヒドロキシジフエ
ニルエーテル等の2官能フエノール類が容易に入
手しうる。2官能フエノールのアルカリ金属塩は
上記2官能フエノール類とアルカリ金属の水酸塩
例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化リチウム等と反応させることにより得られる。
なおこれら2官能フエノールのアルカリ金属塩は
使用に先立ち充分に乾燥したものを用いるのが好
ましい結果を与える。また、ナトリウムアミド、
水素化ナトリウム等のフエノールとの反応で水を
生成しないものも用いることができ、この場合反
応フラスコ中で直接2官能フエノール化合物のア
ルカリ金属塩を生成できる。上記2官能フエノー
ル化合物のアルカリ金属塩、上記ジハロゲン化芳
香族シアノ化合物のほぼ等モルを溶媒とともに加
熱することにより本発明の高分子が得られる。
反応溶媒としては極性非プロトン溶媒が特に好
ましい。例としてはN,N−ジメチルホルムアル
デヒド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチ
ルスルホキシド等があげられ、これらは単独また
はキシレン、トルエン等との混合溶媒の形で用い
られる。反応温度は70℃〜200℃が適当である。
又、第2の製造法としては、上記の一般式
()のシアノ基を有する芳香族エーテル化合物
と一般式()又は(′)のハロゲン化イオウ
化合物との鉄化合物を触媒した親電子置換反応が
あげられ、これは例えば、2,5−ジフエノキシ
シアノベンゼン、2,5−ジフエノキシ−1,4
−ジシアノベンゼン、2,5−ジフエノキシ−
1,3−ジシアノベンゼン、2,5−ジフエノキ
シ−1,6−ジシアノベンゼン、2,5−ビス
(3,5−ジブロモフエニルオキシ)−1、4−ジ
シアノベンゼン、2,5−ビス(3,5−ジブロ
モフエニルオキシ)シアノベンゼン、3,6−ジ
フエノキシ−1,2,4,5−テトラシアノベン
ゼン等の一般式()のシアノ基を有する芳香族
エーテル化合物1モルに対し、鉄分、塩化鉄(塩
化第一鉄、塩化第二鉄)、臭化第一鉄、臭化第二
鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、酸化鉄、硫化鉄等
の鉄化合物を触媒としてほぼ等モルのハロゲン化
イオウ化合物を親電子試薬として反応させること
により得られる。一般式()又は(′)のハ
ロゲン化イオウ化合物の例としては一塩化イオ
ウ、二塩化イオウ、塩化スルフリル塩化チオニ
ル、臭化イオウ等があげられる。このとき鉄化合
物が高分子生成のための良好な触媒であり、この
理由は藤沢ら、ポリマー・レターズ・第8巻、19
頁(1970)に記されている。このとき反応溶媒を
用いるのが好ましい。反応溶媒としては親電子反
応に不活性のものを選ぶ必要があり、例えば、o
−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン等が
あげられる。
本発明になる架橋性高分子の架橋に際しては、
無触媒でも三量化反応を起こしうるが、触媒を使
用することが望ましい。触媒としては従来用いら
れてきたものが用いられ、例えば、塩酸、硫酸、
p−トリエンスルホン酸、メタンスルホン酸、ト
リクロロメタンスルホン酸、トリルフルオロメタ
ンスルホン酸等の酸類、無水塩化アルミニウム、
無水臭化アルミニウム、無水塩化第二鉄、塩化亜
鉛等のルイス酸類、五塩化リン、五酸化リン等の
リン化合物、銀塩、銅塩、アンチモン塩等の金属
塩類またはこれらの錯体化合物、トリフエニル
錫、三級アミン類、アミンオキシド類などが用い
られる。これらは一種又は二種以上用いることが
できる。
なお、本発明になる架橋性高分子の分子量につ
いては測定が試みられたが、このものを完全に溶
解する良好な溶媒を見い出すことができず、溶液
法に基づく分子量測定法、例えばゲルパーミエー
シヨンクロマトグラフイー法、還元粘度法は測定
不能であつた。このような場合に通常用いられる
強酸溶媒(濃硫酸、メタンスルホン酸、トリフル
オロメタンスルホン酸等)は本発明になる架橋性
高分子においてはこれらの強酸溶媒が架橋反応の
触媒となるために用いることは不能である。ま
た、溶媒粘度法も本発明になる架橋性高分子が溶
融温度で徐々に架橋反応を起こすので問題があ
る。
本発明になる架橋性高分子の使用に際しては、
種々の目的に応じ、酸化防止剤、界面活性剤、顔
料、染料、充てん剤等の各種添加剤を配合するこ
とはなんらさしつかえない。また、成形性を改良
する等の目的で他の高分子、例えばポリスチレン
等を添加してもよい。
実施例
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。
A 原料、単量体の合成
以下に示した手順により単量体の合成を行な
つた。
(A‐1) 2,5−ジクロロテレフタル酸の合成
2,5−ジクロロ−p−キシレン21.88g
(0.125モル)、過マンガン酸カリウム124.5g
(0.75モル)、水1.5を反応フラスコにいれ、
12時間還流した。反応物を熱ろ過して二酸化
マンガンを除去した後、塩酸で系を酸性にす
ることにより析出した2,5−ジクロロテレ
フタル酸(8.15g、収率28%)を単離した。
酸価を測定することにより純度は98%以上で
あることを確認した。赤外吸収スペクトル
(以下IRスペクトルと略する)を第2図に示
した。
(A‐2) 2,5−ジクロロテレフタルアミドの合成
2,5−ジクロロテレフタル酸(A−1)
5.0gを大過剰の塩化チオニル(約10ml)と
ともに一昼夜還流し、均一溶液となつたとこ
ろで過剰の塩化チオニルを留去した。残査を
氷−アンモニア水にあけ、析出した2,5−
ジクロロテレフタルアミド(A−2)を単離
した。(4.96g、収率100%)。IRスペクトル
(第3図)よりアミド生成を確認した。
(A‐3) 2,5−ジクロロテレフタロニトリルの合
成(本発明原料物質)
反応フラスコに2,5−ジクロロテレフタ
ルアミド(A−2)4.9g、五塩化リン12.0
gをいれ、密栓して振りまぜた後、油浴上
160℃で1時間加熱した。一度浴をはずして
冷却した後、乾燥キシレン30mlを加え、一晩
還流した。反応液を濃縮することにより、
2,5−ジクロロテレフタロニトリル(A−
3)3.26g(55%)を得た。IRスペクトル
(第4図)よりアミド結合による吸収が消失
し、ニトリル基の特性吸収(2130cm-1)が新
らたに生成していることが確認できた。
(A‐4) 2、5−ジフエノキシテレフタロニトリル
の合成(本発明原料物質)
0.82g(0.02モル)のナトリウムアミド20
mlの乾燥N,N′−ジメチルアセトアミドを
入れた反応フラスコにフエノール1.88g
(0.02モル)を加え、室温で30分攪拌した。
窒素気流下2,5−ジクロロテレフタロニト
リル(A−3)1.97g(0.01モル)を加え、
120℃で20時間反応させた。以下常法により
2,5−ジフエノキシテレフタロニトリル
(A−4)2.96g(94.9%)を得た。同様に
してp−ブロモフエノールを用いることによ
り2,5−ビス(p−ブロモフエノキシ)テ
レフタロニトリルを得た。(84%)。第5図に
(A−4)のIRスペクトルを示した。
(A‐5) 2,5−ジブロモベンゾニトリルの合成
(本発明原料物質)
D.E.Pearsonらの合成方法に従つて(ジヤ
ーナル・オブ・オーガニツク・ケミストリ
ー、第28巻、3147頁(1963))、ベンゾニトリ
ルを無水塩化アルミニウム存在下、臭素化す
ることにより、2,5−ジブロモベンゾニト
リル(A−5)を得た。
(A‐6) 2、5−ジフエノキシベンゾニトリル(本
発明原料物質)
300ml反応フラスコにナトリウムアミド
8.24g(0.20モル)、新たに蒸溜したN,N
−ジメチルアセトアミド200mlを入れ、窒素
気流下水冷しながらフエノール18.8g(0.20
モル)を滴下した。アンモニアを発生しなが
ら塩が析出した。滴下終了後30分攪拌を続け
たあと、2,5−ジブロモベンゾニトリル
23.5g(0.09モル)を加え、120℃で加熱し
た。塩が溶解するとともに臭化ナトリウムが
析出しはじめた。20時間加熱後反応物を多量
に水酸化ナトリウム水溶液に投じて未反応フ
エノールを除去した後、エーテル抽出し、抽
出物を濃縮することにより、2,5−ジフエ
ノキシベンゾニトリル16.3g(63%)を得
た。なおこのものはゲルパーミエーシヨンク
ロマトグラフイーにより約5%のモノブロム
化合物を含んでいることが判明した。
以上の合成を反応式1、反応式2に示し
た。
B 架橋高分子の合成
Aで得られた単量体(A−3)〜(A−6)
を用いて、以下の高分子を合成した。
(B‐1) ポリ〔p−フエニレンオキシ−p−(2,
5−ジシアノ)フエニレンオキシ−p−フエ
ニレンスルフイド〕の合成
かつ色反応フラスコにo−ジクロロベンゼ
ン5ml、2,5−ジフエノキシテレフタロニ
トリル(A−4)1.0g(3.2×10-3モル)、一
塩化イオウ0.26g(1.9×10-3モル)、電解鉄
粉200mgをいれ、窒素気流下100℃で20時間反
応させた。反応物をメタノールにあけ、析出
した沈殿をろ別し、洗浄することにより高分
子(B−1)0.62gを得た(収率51%)。第
6図には得られた(B−1)のIRスペクト
ルを示した。また第7図および第8図には原
料の(A−4)、生成物(B−1)を示差走
査熱量計(真空理工(株)製DSC−1500)を用
いて得られた曲線をそれぞれ示した。これに
より、第7図に明瞭に認められる原料化合物
(A−4)の融点による吸熱曲線(230℃)が
第8図の生成物(B−1)では消失してお
り、高分子が生成していることがわかる。
第6図(B−1)のIRスペクトルは第5
図に示した原料(A−4)のIRスペクトル
と比較して主要吸収位置に大幅な変化はな
く、全体的に吸収がブロード化しており、高
分子量化を示している。これらの結果及び藤
沢らの実験結果とを考慮し、(B−1)が
からなるくり返し構造からなる高分子化合物
であることが確認された。
(B‐2) ポリ〔−p−(2,5ジシアノ)フエニレ
ンオキシ−p−フエニレンスルホニル−p−
フエニレンエーテル〕の合成
反応フラスコにナトリウムアミド0.42g
(10.2×10-3モル)、高純度ビスフエノール−
S1.27g(5.08×10-3モル、日華化学工業(株)
製)、N,N−ジメチルアセトアミド20mlを
入れて窒素気流下室温で30分攪拌し、次に
2,5−ジクロロテレフタロニトリル(A−
3)1.0g(5.08×10-3モル)を加えて120℃、
20時間反応を行なつた。反応物をメタノール
にあけ、ろ過、洗浄を行なうことにり、高分
子(B−2)1.60g(84%)を得た。
このもののIRスペクトルでは、シアノ基
の特性吸収に加え、新らしく1200cm-1付近に
強いエーテル吸収、1330cm-1、1130cm-1付近
にスルホン基による特性吸収が生じており、
この高分子化合物が前記のくり返し構造を有
する高分子化合物であることが確認された。
(B‐3) ポリ〔−p−(2,5ジシアノ)フエニレ
ンオキシ−p−フエニレン(ジメチル)メチ
レン−p−フエニレンエーテル〕の合成
(B−2)の合成と同様にしてビスフエノ
ール−Sのかわりに高純度ビスフエノール−
A1.16g(5.08×10-3モル)を用いることに
より高分子(B−3)1.32g(75%)を得
た。
このものも同様にIRスペクトルより前記
のくり返し単位を有する高分子化合物である
ことが確認された。
(B‐4) ポリ〔−p−フエニレンオキシ−(2−シ
アノ)フエニレンオキシ−p−フエニレンス
ルフイド〕の合成
2,5−ジフエノキシベンゾニトリル(A
−6)1.43g(5×10-3モル)、o−ジクロ
ルベンゼン10ml、新らたに蒸留した一塩化イ
オウ0.37g(2.74×10-3モル)、電解鉄粉500
mgを入れ、窒素気流下100℃、20時間反応さ
せた。反応物をメタノールにあけ、ろ過、洗
浄を行なつて高分子(B−4)0.82g(52
%)を得た。同様にして、IRスペクトルよ
り前記のくり返し単位を有する高分子化合物
であることが確認された。
(B-5) ポリ〔−p−(2−シアノ)フエニレンオ
キシ−p−フエニレンスルホニル−p−フエ
ニレンエーテル〕の合成
2、5−ジブロモベンゾニトリル(A−
5)2.61g(10.0×10-3モル)、高純度ビスフ
エノールS2.50g(10.0×10-3モル、日華化
学工業(株)製)、ナトリウムアミド0.78g
(20.0×20-3モル)、N,N−ジメチルホルム
アルデヒド20mlを用い、(B−2)と同様に
反応を行なうことによつて高分子(B−5)
2.0g(57%)を得た。
同様に、IRスペクトルにより、このもの
が前記くり返し単位を有する高分子化合物で
あることが確認された。
架橋反応例
Bで得られた高分子(B−1)、(B−2)を用
いて硬化反応を行なつた。(B−1)1.0gに対
し、無水塩化亜鉛0.05g、メタノール1mlを加
え、乳ばち上で充分に混練した。このものを真空
乾燥機で5mmHg、120℃で10時間乾燥を行なつた
ものを試料として、このうち10mgを秤量し、真空
理工(株)製示差熱天秤TGD−5000を用い、窒素気
流下で室温から280℃まで10℃/分の昇温速度で
加熱を行ない、更に280℃で1時間温度保持を行
なつた。220℃〜230℃の温度範囲において発熱曲
線が観測された。この間、及び後の280℃での1
時間の温度保持の間重量減少は観測されなかつ
た。加熱終了後、窒素気流下室温まで温度を下げ
た後、溶融硬化した試料を回収し、島津製作所(株)
赤外分光光度計IR−403を用いて行なつた赤外吸
収スペクトル観察により、加熱処理前にあつた高
分子(B−1)に認められるニトリル基の特性吸
収(2230cm-1)がほぼ消失していることが確認で
きた。これを第9図に示した。
以上の結果より高分子(B−1)はこの加熱条
件下で熱分解を起こすことなく、ニトリル基が架
橋反応に供せられることにより三次元架橋反応を
起こしたと結論できた。
高分子(B−2)を用い、同様にして触媒を添
加した試料0.5gを直径10mmの円筒型金型に充て
んし、鏡面加工された押し出し用定板を上下から
あて、真空排気を行ないながら250℃で30分間、
70Kg/cm2の荷重で硬化を行なつた。その結果得ら
れたペレツト状の硬化物はトルエン、クロロホル
ム等の有機溶剤に不溶であり、示差熱天秤で窒素
気流下400℃まで重量減少はみられなかつた。(昇
温速度10℃/分)。
これらの反応では、触媒として用いた塩化亜鉛
が吸温性大であるために、硬化にあたつて事前に
充分な予備乾燥をすることが望ましい。
発明の効果
本発明になる架橋性高分子は耐熱性に優れ、反
応射出成型をも可能とする高分子である。この硬
化物は耐熱性に富み、機械特性も良好なことが予
想され、耐熱エンジニアニングプラスチツク、機
械部品、半導体封止材料、プラズマエツチングレ
ジスト等、広範囲な用途が期待できる。[Formula] is reacted with an alkali metal salt of a difunctional phenol () MO-Ar-Z-Ar'-OM represented by the general formula () to produce a crosslinkable polymer containing a repeating structure of the general formula (I'). A method for producing a crosslinked polymer, which comprises obtaining [However, X, X', Y, and Y' are selected from hydrogen, halogen, and cyano group, at least one of them is an acyno group, W, W' are halogen, and Ar and Ar' are non- a substituted or substituted arylene group, Z is O, S, SO, SO 2 or
CRR' (R and R' are hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms). ] General formula () An aromatic ether compound represented by is reacted with a halogenated sulfur compound represented by the general formula () or (') using an iron compound as a catalyst, () ZX″ 2 , (′) S 2 X″ 2 General formula ( This invention relates to a method for producing a crosslinked polymer, which comprises obtaining a crosslinkable polymer containing a repeating structure of ``), and then crosslinking it. [However, X, X', Y, and Y' are selected from hydrogen, halogen, and cyano group, at least one of which is a cyano group, and Ar and Ar' are unsubstituted or substituted arylene groups. Yes, Z′ is S, SO,
SO 2 and X″ is a halogen.] In the present invention, polyarylene ether,
It is essential that the basic skeleton of polyarylene ether sulfide, polyarylene ether sulfoxide, and polyarylene ether sulfone contains a unit having a cyano group directly connected to an aromatic ring, and this cyano group is subjected to a crosslinking reaction. . Various advantages arise from the selection of cyano groups. The cyano group can form a crosslinking point with a single type of functional group because it trimerizes by cleavage of the triple bond alone or in the presence of a catalyst to form a triazine ring or an azomethine bond. In general, crosslinking reactions utilize reactions between two different functional groups, so a two-component type reaction is inevitable. However, polymers having such different functional groups are generally incompatible, and this tendency becomes more pronounced as the molecular weight increases. On the other hand, the use of polymers having dual reactive functional groups at the same time poses problems in stability as well as difficulty in synthesis. It is suitable to use a cyano group as a crosslinkable functional group for this purpose. The reaction of the cyano group mainly involves a trimerization reaction, resulting in essentially a one-component curing type. The cyano group itself is extremely stable at room temperature, and in addition, no leaving group is generated in the trimerization reaction. This is important in bulk crosslinking reactions; for example, in reactions such as condensation, water produced by the reaction cannot be removed from the system, so it is impossible to increase the degree of crosslinking beyond a certain level by an equilibrium reaction. By using a cyano group as a crosslinkable functional group, high-density crosslinking is possible in a closed space, for example, within a mold of an injection molding machine. As described above, the cyano group has many advantages as a crosslinkable functional group, but in order to increase the heat resistance of the resulting crosslinked polymer, the cyano group must be directly connected to the aromatic ring contained in the polymer chain. , This gives rise to various constraints. In particular, during crosslinking, triazine ring formation mainly occurs through trimerization, so stereochemical considerations are necessary. In known examples of conventional crosslinking reactions using cyano groups, the cyano group is selected in an environment where the steric configuration of the cyano group is not crowded, such as at the end of the molecule or at the meta position. This is because the reaction of cyano groups is mainly a trimerization reaction, and especially in the case of cyano groups directly connected to aromatic rings, the triphenyl-S-triazine ring produced after crosslinking is itself a rigid and bulky atomic group, so the crosslinking environment is limited. In the present invention, cyano groups are placed as crosslinking groups at the ortho and meta positions of the aromatic rings bonded via ether bonds in polyarylene ether, polyarylene ether sulfide, polyarylene ether sulfoxide, and polyarylene ether sulfone. By doing this, it is possible to place cyano groups that can serve as crosslinking points in the polymer without introducing many bending points in the main chain. is achieved. At this time, polyarylene ether, polyarylene ether sulfide, polyarylene ether sulfoxide, and polyarylene sulfone have a zigzag structure due to the presence of ether bonds, so the three polymer chains mutually interact at the crosslinking point.
Triphenyl formed at the crosslinking point at an angle of 120
A specific crosslinked structure is formed in which the S-triazine is used as a common plane, and each cross-links the common plane at an angle of 55 degrees. These relationships are shown in FIG. 1, where white circles represent enzyme atoms and black circles represent nitrogen atoms. The S-triazine ring in the center is a crosslinking point created by trimerization of the nitrile group, and the three benzene rings bonded to this triazine ring are each attached to a polymer chain to which a cyano group was bonded before crosslinking. They are aromatic rings, and they all lie on the same plane. The three polymer chains, each containing one aromatic ring in the main chain, form a common plane and protrude in the vertical direction of this plane in a manner that intersects with each other, and between the molecular chain axis and the common plane. The angle is 55° for both polymer chains. In the crosslinkable polymer of the present invention, the above-mentioned crosslinked structure can be achieved stereochemically without difficulty. For example, an acetylene group is used as a similar crosslinking group, and a benzene ring formation reaction is performed by trimerization of the acetylene group. When this happens, the crosslinking reaction cannot be achieved without distortion such as twisting of the polymer chain due to steric hindrance at the points shown in FIG. 1, which becomes a factor that inhibits the crosslinking reaction itself. In the crosslinkable polymer of the present invention, as described above, a conjugated π-bonded electron system is formed by triphenyl-S-triazine having a common plane at the crosslinking point in three polymer chains, so that The fact that it can be expected that energy transfer (thermal energy, electrical energy, etc.) is carried out efficiently by the crosslinking points can also be said to enhance the usefulness of the present invention. In addition, as the molecular weight range of the crosslinkable polymer according to the present invention, the number of repeating units n is 1000>n≦3,
Desirably 300>n≦5 (molecular weight approximately 1000 to
300000). If n is more than 1000, the fluidity at high temperatures will be poor and processability will tend to be problematic, and n
This is because heat resistance is not sufficient if it is <3. Specific examples of the crosslinkable polymer of the present invention include poly[p-phenyleneoxy-p-(2,5
-dicyano)phenyleneoxy-p-phenylene sulfide], poly[p-phenyleneoxy-p
-(2-cyano)phenyleneoxy-p-phenylene sulfide], poly[p-phenyleneoxy-p-(2,5-dicyano)phenyleneoxy-
p-phenylenesulfone], poly[p-phenyleneoxy-P-(2-cyano)phenyleneoxy-p-phenylenesulfone], poly[p-phenyleneoxy-p-(2,5-dicyano)phenyleneoxy-p-phenylene ether], poly[p
-phenyleneoxy-p-(2-cyano)phenyleneoxy-p-phenylene ether] and the like. The method for producing the crosslinkable polymer according to the present invention is as follows. The first method is to obtain an aromatic dihalogen compound containing at least one cyano group represented by the general formula () shown above and an alkali metal salt of a difunctional phenol represented by the general formula () shown above. It is a nuclear substitution reaction. Examples of the aromatic dihalogen compound having a cyano group of the general formula () are 2,5-dibromocyanobenzene, 2,5-dichlorocyanobenzene, 2,5-
Dibromo terephthalonitrile, 2,5-dichloroterephthalonitrile, 2,6-dicyano-1,4
-dichlorobenzene, 2,5-(p-bromophenyloxy)terephthalonitrile, etc.
These compounds are described, for example, by DEPearson et al., Journal of Organic Chemistry, 28
Vol., page 3147 (1963), it is synthesized by halogenation reaction of cyanobenzene, or by converting dihalogenated aromatic carboxylic acids and dihalogenated aromatic aldehydes into dihalogenated aromatic cyano compounds by known methods. sell. In particular, the latter gives more desirable results for compounds having two or more cyano groups. Examples of the bifunctional phenol compound of general formula () are bisphenol A, bisphenol S, tetrabromobisphenol A, tetrabromobisphenol-S, 2,2'-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 4 , 4'-dihydroxydiphenyl ether and other difunctional phenols are easily available. The alkali metal salt of a difunctional phenol can be obtained by reacting the above-mentioned difunctional phenols with an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, or the like.
In addition, it is preferable to use these alkali metal salts of difunctional phenols that are sufficiently dried before use. Also, sodium amide,
A compound that does not produce water upon reaction with phenol, such as sodium hydride, can also be used, and in this case, the alkali metal salt of the difunctional phenol compound can be produced directly in the reaction flask. The polymer of the present invention can be obtained by heating approximately equimolar amounts of the alkali metal salt of the difunctional phenol compound and the dihalogenated aromatic cyano compound together with a solvent. Polar aprotic solvents are particularly preferred as reaction solvents. Examples include N,N-dimethylformaldehyde, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, etc., which are used alone or in the form of a mixed solvent with xylene, toluene, etc. A suitable reaction temperature is 70°C to 200°C. In addition, as a second production method, an electrophilic substitution reaction catalyzed by an iron compound between an aromatic ether compound having a cyano group of the above general formula () and a halogenated sulfur compound of the general formula () or (') is carried out. For example, 2,5-diphenoxycyanobenzene, 2,5-diphenoxy-1,4
-dicyanobenzene, 2,5-diphenoxy-
1,3-dicyanobenzene, 2,5-diphenoxy-1,6-dicyanobenzene, 2,5-bis(3,5-dibromophenyloxy)-1,4-dicyanobenzene, 2,5-bis(3 , 5-dibromophenyloxy)cyanobenzene, 3,6-diphenoxy-1,2,4,5-tetracyanobenzene, etc. per mol of an aromatic ether compound having a cyano group of general formula (), iron content, Using iron compounds such as iron chloride (ferrous chloride, ferric chloride), ferrous bromide, ferric bromide, ferrous sulfate, ferric sulfate, iron oxide, iron sulfide as a catalyst, approximately It is obtained by reacting moles of a halogenated sulfur compound as an electrophilic reagent. Examples of the halogenated sulfur compound of general formula () or (') include sulfur monochloride, sulfur dichloride, sulfuryl chloride, thionyl chloride, and sulfur bromide. In this case, iron compounds are good catalysts for polymer production, and the reason for this is explained by Fujisawa et al., Polymer Letters Vol. 8, 19.
(1970). At this time, it is preferable to use a reaction solvent. It is necessary to select a reaction solvent that is inert to electrophilic reactions, for example, o
-dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, etc. When crosslinking the crosslinkable polymer of the present invention,
Although the trimerization reaction can occur without a catalyst, it is preferable to use a catalyst. Conventionally used catalysts are used, such as hydrochloric acid, sulfuric acid,
Acids such as p-trienesulfonic acid, methanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid, tolylfluoromethanesulfonic acid, anhydrous aluminum chloride,
Lewis acids such as anhydrous aluminum bromide, anhydrous ferric chloride, and zinc chloride, phosphorus compounds such as phosphorus pentachloride and phosphorus pentoxide, metal salts such as silver salts, copper salts, and antimony salts, or complex compounds thereof, triphenyltin , tertiary amines, amine oxides, etc. are used. One or more types of these can be used. Although attempts have been made to measure the molecular weight of the crosslinkable polymer of the present invention, it has not been possible to find a good solvent that completely dissolves the polymer, and a molecular weight measurement method based on a solution method, such as gel permeability, has been used. It was impossible to measure by John chromatography method or reduced viscosity method. Strong acid solvents (concentrated sulfuric acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, etc.) commonly used in such cases can be used in the crosslinkable polymer of the present invention because these strong acid solvents act as catalysts for the crosslinking reaction. is impossible. Further, the solvent viscosity method also has a problem because the crosslinkable polymer of the present invention gradually undergoes a crosslinking reaction at its melting temperature. When using the crosslinkable polymer of the present invention,
Depending on the purpose, various additives such as antioxidants, surfactants, pigments, dyes, and fillers may be added. Further, other polymers such as polystyrene may be added for the purpose of improving moldability. EXAMPLES The present invention will now be explained in more detail with reference to Examples. A. Synthesis of raw materials and monomers Monomers were synthesized according to the procedure shown below. (A-1) Synthesis of 2,5-dichloroterephthalic acid 2,5-dichloro-p-xylene 21.88g
(0.125 mol), potassium permanganate 124.5 g
(0.75 mol) and 1.5 mol of water into the reaction flask,
Refluxed for 12 hours. After the reaction product was filtered hot to remove manganese dioxide, the system was acidified with hydrochloric acid to isolate precipitated 2,5-dichloroterephthalic acid (8.15 g, yield 28%).
The purity was confirmed to be 98% or more by measuring the acid value. The infrared absorption spectrum (hereinafter abbreviated as IR spectrum) is shown in Figure 2. (A-2) Synthesis of 2,5-dichloroterephthalamide 2,5-dichloroterephthalic acid (A-1)
5.0 g was refluxed with a large excess of thionyl chloride (approximately 10 ml) for a day and night, and when a homogeneous solution was obtained, the excess thionyl chloride was distilled off. The residue was poured into ice-ammonia water, and the precipitated 2,5-
Dichloroterephthalamide (A-2) was isolated. (4.96g, yield 100%). Amide formation was confirmed from the IR spectrum (Figure 3). (A-3) Synthesis of 2,5-dichloroterephthalonitrile (raw material of the present invention) 4.9 g of 2,5-dichloroterephthalamide (A-2) and 12.0 phosphorus pentachloride were placed in a reaction flask.
After adding g, tightly stopper and shake, place on oil bath.
Heated at 160°C for 1 hour. After the bath was removed and cooled, 30 ml of dry xylene was added, and the mixture was refluxed overnight. By concentrating the reaction solution,
2,5-dichloroterephthalonitrile (A-
3) Obtained 3.26g (55%). From the IR spectrum (Figure 4), it was confirmed that the absorption due to the amide bond disappeared and the characteristic absorption (2130 cm -1 ) of the nitrile group was newly generated. (A-4) Synthesis of 2,5-diphenoxyterephthalonitrile (raw material of the present invention) 0.82 g (0.02 mol) of sodium amide 20
1.88 g of phenol was added to a reaction flask containing ml of dry N,N'-dimethylacetamide.
(0.02 mol) was added and stirred at room temperature for 30 minutes.
Add 1.97 g (0.01 mol) of 2,5-dichloroterephthalonitrile (A-3) under a nitrogen stream,
The reaction was carried out at 120°C for 20 hours. 2.96 g (94.9%) of 2,5-diphenoxyterephthalonitrile (A-4) was obtained by a conventional method. Similarly, 2,5-bis(p-bromophenoxy)terephthalonitrile was obtained by using p-bromophenol. (84%). FIG. 5 shows the IR spectrum of (A-4). (A-5) Synthesis of 2,5-dibromobenzonitrile (raw material of the present invention) Benzonitrile according to the synthesis method of DEPearson et al. (Journal of Organic Chemistry, Vol. 28, p. 3147 (1963)) was brominated in the presence of anhydrous aluminum chloride to obtain 2,5-dibromobenzonitrile (A-5). (A-6) 2,5-diphenoxybenzonitrile (raw material of the present invention) Add sodium amide to a 300 ml reaction flask.
8.24g (0.20mol) freshly distilled N,N
- Add 200 ml of dimethylacetamide, cool with water under nitrogen stream, and add 18.8 g of phenol (0.20 ml).
mol) was added dropwise. Salt precipitated while generating ammonia. After continuing stirring for 30 minutes after the dropwise addition, 2,5-dibromobenzonitrile
23.5g (0.09mol) was added and heated at 120°C. As the salt dissolved, sodium bromide began to precipitate. After heating for 20 hours, the reaction product was poured into a large amount of sodium hydroxide aqueous solution to remove unreacted phenol, extracted with ether, and the extract was concentrated to yield 16.3 g (63%) of 2,5-diphenoxybenzonitrile. ) was obtained. It was found by gel permeation chromatography that this product contained about 5% of a monobrome compound. The above synthesis is shown in Reaction Formula 1 and Reaction Formula 2. B Synthesis of crosslinked polymer Monomers (A-3) to (A-6) obtained in A
The following polymers were synthesized using (B-1) Poly[p-phenyleneoxy-p-(2,
Synthesis of 5-dicyano)phenyleneoxy-p-phenylene sulfide] And in a color reaction flask, 5 ml of o-dichlorobenzene, 1.0 g (3.2 x 10 -3 mol) of 2,5-diphenoxyterephthalonitrile (A-4), 0.26 g (1.9 x 10 -3 mol) of sulfur monochloride, 200 mg of electrolytic iron powder was added and reacted for 20 hours at 100°C under a nitrogen stream. The reaction product was poured into methanol, and the precipitate precipitated was filtered and washed to obtain 0.62 g of polymer (B-1) (yield: 51%). FIG. 6 shows the IR spectrum of the obtained (B-1). In addition, Figures 7 and 8 show the curves obtained using a differential scanning calorimeter (DSC-1500 manufactured by Shinku Riko Co., Ltd.) for the raw material (A-4) and the product (B-1), respectively. Indicated. As a result, the endothermic curve (230°C) due to the melting point of the raw material compound (A-4) that is clearly seen in Figure 7 disappears in the product (B-1) in Figure 8, indicating that no polymer is produced. You can see that The IR spectrum in Figure 6 (B-1) is
Compared to the IR spectrum of raw material (A-4) shown in the figure, there is no significant change in the main absorption position, and the absorption is broader overall, indicating higher molecular weight. Considering these results and the experimental results of Fujisawa et al., (B-1) is It was confirmed that it is a polymer compound consisting of a repeating structure consisting of. (B-2) Poly[-p-(2,5dicyano)phenyleneoxy-p-phenylenesulfonyl-p-
Synthesis of phenylene ether 0.42 g of sodium amide in the reaction flask
(10.2×10 -3 mol), high purity bisphenol
S1.27g (5.08×10 -3 mol, NICCA Chemical Industry Co., Ltd.)
20 ml of N,N-dimethylacetamide was added and stirred for 30 minutes at room temperature under a nitrogen atmosphere.
3) Add 1.0g (5.08×10 -3 mol) and heat to 120°C.
The reaction was carried out for 20 hours. The reaction product was poured into methanol, filtered and washed to obtain 1.60 g (84%) of polymer (B-2). In the IR spectrum of this product, in addition to the characteristic absorption of the cyano group, there is a new strong ether absorption near 1200 cm -1 and characteristic absorption due to the sulfone group near 1330 cm -1 and 1130 cm -1 .
It was confirmed that this polymer compound had the above-mentioned repeating structure. (B-3) Synthesis of poly[-p-(2,5dicyano)phenyleneoxy-p-phenylene(dimethyl)methylene-p-phenylene ether] In the same manner as in the synthesis of (B-2), high purity bisphenol-S was used instead of bisphenol-S.
By using 1.16 g (5.08 x 10 -3 mol) of A, 1.32 g (75%) of polymer (B-3) was obtained. This product was also confirmed from the IR spectrum to be a polymer compound having the above-mentioned repeating unit. (B-4) Synthesis of poly[-p-phenyleneoxy-(2-cyano)phenyleneoxy-p-phenylene sulfide] 2,5-diphenoxybenzonitrile (A
-6) 1.43g (5 x 10 -3 mol), o-dichlorobenzene 10ml, freshly distilled sulfur monochloride 0.37g (2.74 x 10 -3 mol), electrolytic iron powder 500
mg was added, and the mixture was reacted at 100°C for 20 hours under a nitrogen stream. The reaction product was poured into methanol, filtered and washed to obtain 0.82 g (52 g) of polymer (B-4).
%) was obtained. Similarly, it was confirmed from the IR spectrum that it was a polymer compound having the above-mentioned repeating unit. (B-5) Synthesis of poly[-p-(2-cyano)phenyleneoxy-p-phenylenesulfonyl-p-phenylene ether] 2,5-dibromobenzonitrile (A-
5) 2.61 g (10.0 x 10 -3 mol), high purity bisphenol S 2.50 g (10.0 x 10 -3 mol, manufactured by NICCA Chemical Co., Ltd.), sodium amide 0.78 g
(20.0×20 -3 mol) and 20 ml of N,N-dimethylformaldehyde to form a polymer (B-5) by carrying out the reaction in the same manner as in (B-2).
2.0g (57%) was obtained. Similarly, the IR spectrum confirmed that this compound was a polymer compound having the above-mentioned repeating unit. Crosslinking Reaction Example A curing reaction was carried out using the polymers (B-1) and (B-2) obtained in B. To 1.0 g of (B-1), 0.05 g of anhydrous zinc chloride and 1 ml of methanol were added and thoroughly kneaded on a mortar. This material was dried in a vacuum dryer at 5 mmHg and 120°C for 10 hours, and 10 mg of it was weighed and dried under a nitrogen stream using a differential thermal balance TGD-5000 manufactured by Shinku Riko Co., Ltd. Heating was carried out from room temperature to 280°C at a temperature increase rate of 10°C/min, and the temperature was further maintained at 280°C for 1 hour. An exothermic curve was observed in the temperature range of 220°C to 230°C. During this time and after 1 at 280℃
No weight loss was observed during the temperature hold for hours. After heating, the temperature was lowered to room temperature under a nitrogen stream, the melted and hardened sample was collected, and the sample was transferred to Shimadzu Corporation.
Observation of the infrared absorption spectrum using an infrared spectrophotometer IR-403 revealed that the characteristic absorption (2230 cm -1 ) of the nitrile group observed in the polymer (B-1) before heat treatment almost disappeared. I was able to confirm that it was. This is shown in FIG. From the above results, it was concluded that the polymer (B-1) did not undergo thermal decomposition under these heating conditions, but a three-dimensional crosslinking reaction occurred due to the nitrile groups being subjected to the crosslinking reaction. Fill a cylindrical mold with a diameter of 10 mm with 0.5 g of a sample containing polymer (B-2) and adding a catalyst in the same manner, and apply mirror-finished extrusion plates from above and below, while performing vacuum evacuation. 30 minutes at 250℃
Curing was carried out under a load of 70 kg/cm 2 . The resulting pellet-like cured product was insoluble in organic solvents such as toluene and chloroform, and showed no weight loss up to 400°C under a nitrogen stream when measured on a differential thermal balance. (Heating rate: 10℃/min). In these reactions, since zinc chloride used as a catalyst is highly endothermic, it is desirable to carry out sufficient preliminary drying before curing. Effects of the Invention The crosslinkable polymer according to the present invention has excellent heat resistance and can be subjected to reaction injection molding. This cured product is expected to be highly heat resistant and have good mechanical properties, and can be expected to have a wide range of uses, including heat-resistant engineering plastics, mechanical parts, semiconductor encapsulation materials, and plasma etching resists.
第1図は本発明によつて得られる架橋性高分子
の架橋点における構造の説明図である。又、第2
図、第3図、第4図、第5図及び第6図は、化合
物(A−1)、化合物(A−2)、化合物(A−
3)、化合物(A−4)及び高分子(B−1)の
IRスペクトルであり、第7図及び第8図は、化
合物(A−4)及び高分子(B−1)の示差走査
熱量計曲線であり、第9図は高分子(B−1)並
びにその硬化物のIRスペクトルである。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the structure at the crosslinking point of the crosslinkable polymer obtained by the present invention. Also, the second
Figures 3, 4, 5 and 6 show compounds (A-1), compound (A-2), compound (A-
3), compound (A-4) and polymer (B-1)
IR spectra, Figures 7 and 8 are differential scanning calorimeter curves of compound (A-4) and polymer (B-1), and Figure 9 is the differential scanning calorimeter curve of compound (A-4) and polymer (B-1). This is an IR spectrum of the cured product.
Claims (1)
アノ基を有する芳香族ジハロゲン化合物 【式】を一般式()で示 される () MO−Ar−Z−Ar′−OM 2官能性フエノールのアルカリ金属塩と反応さ
せ、一般式(′)の繰り返し構造を含む架橋性
高分子を得、ついで架橋することを特徴とする架
橋高分子の製造法。 〔ただし、X、X′、Y、Y′は水素、ハロゲンお
よびシアノ基の中から選ばれ、そのうち少なくと
も一つはシアノ基であり、W、W′はハロゲンで
あり、Ar、Ar′は非置換の又は置換されたアリー
レン基であり、ZはO、S、SO、SO2又は
CRR′(R、R′は水素又は炭素数1〜3のアルキ
ル基)である。〕 2 一般式() で示される芳香族エーテル化合物を鉄化合物を触
媒として、一般式()又は(′)で示される
ハロゲン化イオウ化合物と反応させ、 () Z′X″2、(′) S2X″2 一般式(″)の繰り返し構造を含む架橋性高
分子を得、ついで架橋することを特徴とする架橋
高分子の製造法。 〔ただし、X、X′、Y、Y′は水素、ハロゲンお
よびシアノ基の中から選ばれ、そのうち少なくと
も一つはシアノ基であり、Ar、Ar′は非置換の又
は置換されたアリーレン基であり、Z′はS、SO、
又はSO2であり、X″はハロゲンである。〕[Scope of Claims] 1 An aromatic dihalogen compound having at least one cyano group represented by the general formula () MO-Ar-Z-Ar′-OM 2 A method for producing a crosslinked polymer, which comprises reacting a functional phenol with an alkali metal salt to obtain a crosslinkable polymer containing a repeating structure of general formula ('), and then crosslinking the polymer. [However, X, X', Y, and Y' are selected from hydrogen, halogen, and cyano group, and at least one of them is a cyano group, W and W' are halogen, and Ar and Ar' are non- a substituted or substituted arylene group, Z is O, S, SO, SO 2 or
CRR' (R and R' are hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms). ] 2 General formula () An aromatic ether compound represented by is reacted with a halogenated sulfur compound represented by the general formula () or (′) using an iron compound as a catalyst, () Z′X″ 2 , (′) S 2 X″ 2 General A method for producing a crosslinked polymer, which comprises obtaining a crosslinkable polymer containing a repeating structure of formula ('') and then crosslinking it. [However, X, X', Y, and Y' are selected from hydrogen, halogen, and cyano group, at least one of which is a cyano group, and Ar and Ar' are unsubstituted or substituted arylene groups. Yes, Z′ is S, SO,
or SO 2 , and X″ is halogen.]
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165758A JPS6227429A (en) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | Crosslinkable polymer and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165758A JPS6227429A (en) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | Crosslinkable polymer and its production |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2004625A Division JPH02255834A (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Crosslinkable polymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS6227429A JPS6227429A (en) | 1987-02-05 |
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Family Applications (1)
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| JP60165758A Granted JPS6227429A (en) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | Crosslinkable polymer and its production |
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Family Cites Families (3)
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| JPS60179424A (en) * | 1984-02-27 | 1985-09-13 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Production of cyanoaryloxy polymer |
-
1985
- 1985-07-29 JP JP60165758A patent/JPS6227429A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6227429A (en) | 1987-02-05 |
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