JPH0371456B2 - - Google Patents
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- JPH0371456B2 JPH0371456B2 JP60097298A JP9729885A JPH0371456B2 JP H0371456 B2 JPH0371456 B2 JP H0371456B2 JP 60097298 A JP60097298 A JP 60097298A JP 9729885 A JP9729885 A JP 9729885A JP H0371456 B2 JPH0371456 B2 JP H0371456B2
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- sulfonic acid
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- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明はポリアリレンスルフイドの製造方法に
関するものであり、更に詳しくは溶融粘度が高
く、白度が大きく、熱安定性に優れ、且つコント
ロールされた結晶化速度を有するポリアリレンス
ルフイドの製造方法に関する。
ポリアリレンスルフイドは溶融成形性を有する
耐熱性のあるプラスチツクとして近年注目を集
め、射出成形や押出成形によつて成形品に、また
溶融押出更には押出後延伸、熱固定を加えること
によつて、繊維、フイルムに更にはトランスフア
ー成形によつてIC、トランジスターの封止材料
あるいは塗膜として金属の保護膜等巾広く用いら
れている。
(従来の技術)
従来より、ポリアリレンスルフイド(以下PPS
という)を製造する方法はN−メチルピロリドン
のような有機極性溶媒中でアルカリ流化物とジハ
ロゲン芳香族化合物を反応させて得られることが
特公昭45−3368号に示されている。
このような方法で得られるポリマーは溶融粘度
が低く、溶融押出が困難であり、又、溶融押出が
困難であり、又、溶融押出後延伸によつて強力な
繊維、フイルムを製造をする際には更に困難を伴
う。このため、重合反応時に多価ハロゲン芳香族
化合物をある程度の量加えることや重合反応後、
加熱することにより分岐、架橋反応させることに
よつて溶融粘度を大きくすることが行われて来
た。
一方、上記の方法によらず溶融粘度あるいは固
有粘度を大きくする方法として各種の重合助剤を
用いることが検討されて来た。例えば、特公昭52
−12240号にはアルカリ金属カルボン酸塩、特開
昭55−40738号にはアルカリ土類金属脂肪酸塩を
用いることが提案されている。
また、米国特許明細書4038260号には有機スル
ホン酸アルカリ金属塩が、特開昭55−43139号に
は特定の芳香族スルホン酸アルカリ金属塩、特開
昭56−20030号には燐酸三アルカリ金属塩、特開
昭56−20031号にはフオスホン酸二アルカリ金属
塩が示されている。更に特開昭58−22113号には
有機カルボン酸金属塩又は有機スルホン酸金属
塩、特開昭58−206632号には有機カルボン酸また
は有機スルホン酸と水酸化アルカリの併用する方
法等が開示されている。また、有機カルボン酸の
アルカリ金属塩と共にポリオキシエチレンエーテ
ルを使用することによつて電解質の含有量を少く
することが特開昭59−25822号に示されている。
前記方法を採用することにより溶融粘度、また
は固有粘度を大きくすること、あるいは電解質含
有量を少くすることを可能にしている。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、前記重合助剤を用いる場合、高い溶
融粘度のPPSを得るためには硫化アルカリに対し
等モルあるいは0.2モル程度の多量の重合助剤を
必要とする。またこれ等の重合助剤を用いた場
合、ポリマー中の金属含有量を通常の熱水・アセ
トン等の洗浄によつて少くすることは困難であ
る。
通常PPSは溶融押出、射出工程において微量ま
たは条件によつて大量の気泡が発生するが、これ
はポリマーの熱安定性が低いことに由来するもの
であつて、一般にポリマー中のイオウ原子が酸化
されることによつて二酸化イオウが発生するため
と考えられている。これを防止するために各種の
添加剤を加えることが提案されている。
またPPSは一般には淡色に着色した状態で得ら
れ、重合助剤によつて淡褐色、淡灰白色となり、
今までに純白色のものは得られていない。これ
は、着色がほぼ重合反応中におきるため、添加剤
によつて熱安定性を向上させ、後工程での着色の
加速程度は抑えられるが、白色度を増加させるこ
とは困難であつたからである。白色度が劣ると、
成形用途は勿論であるがフイルム用途、繊維用途
においては市場に供することができないので、重
合反応後に白色度の大きいポリマーを得ることが
望まれていた。
以上説明した如く、溶融粘度又は固有粘度が高
く、電解質含有量が少く、白度が大きく、且つ熱
安定性が良いといういずれの特性をも満足した
PPSをしかも少量の重合助剤で経済的に、安定に
重合することは従来の方法では非常に困難であつ
た。
(問題点を解決するための手段)
本発明者等は以上の状況に鑑み、鋭意検討した
結果、上記の各種の要因を満足する重合助剤を見
出し、本発明を完成するに到つた。すなわち、本
発明は有機極性溶媒中、硫化アルカリ金属化合物
とポリハロゲン芳香族化合物とを、(A)下記一般式
で示されるフエノール性芳香族スルホン酸アルカ
リ金属塩と(B)アルカリ金属水酸化物および/また
はアルカリ金属アルコラートとの存在下で反応さ
せることを特徴とするポリアリレンスルフイドの
製造方法である。
(HO)m−Ar−(So3M)n
(ただし、Arは炭素数6〜24の2〜4価の芳香
族基、Mはアルカリ金属、m、nはそれぞれ1ま
たは2を示す。)
本発明方法において用いる硫化アルカリ金属化
合物とは、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化
カリウム、硫化ルビジウムあるいは硫化セシウム
あるいはこれ等の混合物更にはこれ等の水和物又
は水溶液である。水和物又は水溶液の場合には反
応溶液からポリハロゲン芳香族化合物を添加する
前に脱水することが出来る。なお、硫化アルカリ
金属化合物は重硫化アルカリ水溶液と水酸化アル
カリ水溶液とから製造しうる。
また、硫化アルカリ金属化合物中に微量存在す
る重硫化アルカリ、チオ硫酸アルカリ金属塩は少
量の水酸化アルカリで中和することが出来る。
本発明で用いるポリハロゲン芳香族化合物はジ
置換とトリ、テトラ置換のポリハロゲン芳香族化
合物がある。硫化アルカリ金属化合物と反応させ
るモノマーとしてはジハロゲン芳香族化合物が主
として用いられるが、ポリマーに分岐構造を持込
み溶融粘度の増大を図り、重合反応を効率よく進
めるために、あるいは結晶化速度をコントロール
するためにトリ置換またはテトラ置換のポリハロ
ゲン芳香族化合物を一部共重合させることが出来
る。
ジハロゲン芳香族化合物としてはp−ジ置換ハ
ロゲン化合物のp−ジクロルベンゼン、2,5−
ジクロル−p−キシレン、4,4−ジクロルジフ
エニルスルホン、2,5−ジクロルトルエン、
4,4−ジクロルジフエニルエーテル、ジクロル
ナフタリン、ジブロムナフタリン、ジクロルベン
ゾフエノン、ジブロムベンゾフエノン等、m置換
化合物のm−ジクロルベンゼン、O−ジ−置換化
合物のO−ジクロルベンゼン等がある。
トリまたはテトラ置換芳香族化合物としては
1,2,4−トリクロルベンゼン、1,2,3−
トリクロルベンゼン、2,4,6−トリクロルベ
ンゼン、2,4,6−トリクロルトルエン、1,
2,4−トリブロムベンゼン、1,2,3−トリ
クロルナフタリン、1,2,3−トリクロルナフ
タレン、1,2,3,4−テトラクロルナフタリ
ン等がある。
次に本発明において重合助剤として用いる(A)フ
エノール性芳香族スルホン酸アルカリ金属塩は下
記一般式で示される化合物である。
(HO)m−Ar−(So3M)n
ただし、Arは炭素数6〜24の2〜4価の芳香
族基、Mはアルカリ金属、m、nはそれぞれ1ま
たは2を示す。
たとえばArは
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide, and more specifically, it relates to a method for producing polyarylene sulfide, which has high melt viscosity, high whiteness, excellent thermal stability, and a controlled crystallization rate. The present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide having the following properties. Polyarylene sulfide has attracted attention in recent years as a heat-resistant plastic with melt moldability, and it can be made into molded products by injection molding or extrusion, or by melt extrusion and post-extrusion stretching and heat setting. As a result, it is widely used in fibers, films, and metal protective films as sealing materials and coatings for ICs and transistors by transfer molding. (Conventional technology) Conventionally, polyarylene sulfide (hereinafter referred to as PPS
Japanese Patent Publication No. 3368/1983 discloses that a method for producing the compound is obtained by reacting an alkali fluid with a dihalogen aromatic compound in an organic polar solvent such as N-methylpyrrolidone. Polymers obtained by such methods have low melt viscosity and are difficult to melt extrude. is even more difficult. For this reason, it is necessary to add a certain amount of polyvalent halogen aromatic compound during the polymerization reaction, or after the polymerization reaction.
It has been attempted to increase the melt viscosity by causing branching and crosslinking reactions by heating. On the other hand, the use of various polymerization aids has been studied as a method for increasing the melt viscosity or intrinsic viscosity without relying on the above-mentioned methods. For example,
No.-12240 proposes the use of alkali metal carboxylates, and JP-A-55-40738 proposes the use of alkaline earth metal fatty acid salts. Further, U.S. Patent Specification No. 4038260 describes alkali metal salts of organic sulfonic acids, JP-A No. 55-43139 discloses specific alkali metal salts of aromatic sulfonates, and JP-A No. 56-20030 describes tri-alkali metal phosphates. JP-A-56-20031 discloses a dialkali metal salt of phosphonic acid. Further, JP-A No. 58-22113 discloses a method of using an organic carboxylic acid metal salt or an organic sulfonic acid metal salt, and JP-A No. 58-206632 discloses a method of using an organic carboxylic acid or an organic sulfonic acid in combination with an alkali hydroxide. ing. Further, JP-A-59-25822 discloses that the electrolyte content can be reduced by using polyoxyethylene ether together with an alkali metal salt of an organic carboxylic acid. By employing the above method, it is possible to increase the melt viscosity or intrinsic viscosity, or to decrease the electrolyte content. (Problems to be Solved by the Invention) By the way, when using the above-mentioned polymerization aid, in order to obtain PPS with a high melt viscosity, a large amount of the polymerization aid, such as an equimolar amount or about 0.2 mole relative to the alkali sulfide, is required. . Furthermore, when these polymerization aids are used, it is difficult to reduce the metal content in the polymer by ordinary washing with hot water, acetone, or the like. Normally, PPS generates a small amount of bubbles or a large amount of bubbles depending on the conditions during the melt extrusion or injection process, but this is due to the low thermal stability of the polymer, and is generally caused by oxidation of sulfur atoms in the polymer. This is thought to be due to the generation of sulfur dioxide. In order to prevent this, it has been proposed to add various additives. In addition, PPS is generally obtained in a light colored state, and depending on the polymerization aid, it becomes light brown or light grayish white.
So far, nothing of pure white color has been obtained. This is because coloration occurs mostly during the polymerization reaction, and although additives can improve thermal stability and reduce the degree of acceleration of coloration in subsequent processes, it has been difficult to increase whiteness. be. If the whiteness is poor,
It has been desired to obtain a polymer with a high degree of whiteness after the polymerization reaction, since it cannot be marketed not only for molding purposes but also for film and fiber applications. As explained above, it satisfies all the characteristics of high melt viscosity or intrinsic viscosity, low electrolyte content, high whiteness, and good thermal stability.
It has been extremely difficult to economically and stably polymerize PPS using a small amount of polymerization aid using conventional methods. (Means for Solving the Problems) In view of the above circumstances, the inventors of the present invention have made extensive studies, and as a result, have found a polymerization aid that satisfies the various factors described above, and have completed the present invention. That is, the present invention combines an alkali metal sulfide compound and a polyhalogen aromatic compound in an organic polar solvent, (A) an alkali metal salt of a phenolic aromatic sulfonic acid represented by the following general formula, and (B) an alkali metal hydroxide. and/or a method for producing polyarylene sulfide, which is characterized in that the reaction is carried out in the presence of an alkali metal alcoholate. (HO)m-Ar-(So 3 M)n (Ar is a divalent to tetravalent aromatic group having 6 to 24 carbon atoms, M is an alkali metal, and m and n each represent 1 or 2.) The alkali metal sulfide compound used in the method of the present invention is lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide, or mixtures thereof, as well as hydrates or aqueous solutions thereof. In the case of a hydrate or an aqueous solution, it can be dehydrated from the reaction solution before adding the polyhalogen aromatic compound. Note that the alkali metal sulfide compound can be produced from an aqueous alkali bisulfide solution and an aqueous alkali hydroxide solution. Furthermore, the alkali bisulfide and alkali metal thiosulfate salts present in trace amounts in the alkali metal sulfide compound can be neutralized with a small amount of alkali hydroxide. The polyhalogen aromatic compounds used in the present invention include di-substituted, tri-substituted, and tetra-substituted polyhalogen aromatic compounds. Dihalogen aromatic compounds are mainly used as monomers to react with alkali metal sulfide compounds, but they are used to increase the melt viscosity by introducing a branched structure into the polymer in order to advance the polymerization reaction efficiently or to control the crystallization rate. A tri-substituted or tetra-substituted polyhalogen aromatic compound can be partially copolymerized. Examples of dihalogen aromatic compounds include p-disubstituted halogen compounds such as p-dichlorobenzene and 2,5-
Dichloro-p-xylene, 4,4-dichlorodiphenylsulfone, 2,5-dichlorotoluene,
4,4-dichlorodiphenyl ether, dichlornaphthalene, dibromnaphthalene, dichlorobenzophenone, dibrombenzophenone, m-dichlorobenzene of m-substituted compounds, O- of O-di-substituted compounds Examples include dichlorobenzene. Tri- or tetra-substituted aromatic compounds include 1,2,4-trichlorobenzene, 1,2,3-
Trichlorobenzene, 2,4,6-trichlorobenzene, 2,4,6-trichlorotoluene, 1,
Examples include 2,4-tribromobenzene, 1,2,3-trichloronaphthalene, 1,2,3-trichloronaphthalene, and 1,2,3,4-tetrachloronaphthalene. Next, (A) phenolic aromatic sulfonic acid alkali metal salt used as a polymerization aid in the present invention is a compound represented by the following general formula. (HO)m-Ar-(So 3 M)n where Ar is a divalent to tetravalent aromatic group having 6 to 24 carbon atoms, M is an alkali metal, and m and n each represent 1 or 2. For example, Ar
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】
などが挙げられ、中でもフエニレン基が好まし
く、Mはナトリウム、リチウム、カリウムなどが
挙げられる。
前記(A)フエノール性芳香族スルホン酸アルカリ
金属塩を具体的に示すと、フエノール−4−スル
ホン酸、フエノール−2−スルホン酸、フエノー
ル−2,4−ジスルホン酸、レゾルシン−4−ス
ルホン酸、レゾルシン−4,6−ジスルホン酸、
ピロカテキン−4−スルホン酸、2−オキシトル
エン−4−スルホン酸、3−オキシトルエン−4
−スルホン酸、4−オキシトルエン−2−スルホ
ン酸、ヒドロキノンスルホン酸、ヒドロキノン−
2,5−ジスルホン酸、2−ナフトール−6−ス
ルホン酸(シエフアー酸)、2−ナフトール−1
−スルホン酸(オキシピアス酸)、1−ナフトー
ル−4−スルホン酸(ネビルラインタ−酸)、2
−ナフトール−8−スルホン酸(クロイセン酸)
などのアルカリ金属塩である。なお、これらは無
水塩、水和物、水溶液のいずれでもよい。また、
添加量は硫化アルカリ金属化合物1モルに対し、
0.02〜1.0モル、好ましくは、0.05〜0.15モルであ
る。
前記(A)フエノール性芳香族スルホン酸アルカリ
金属塩と併用する(B)アルカリ金属水酸化物およ
び/またはアルカリ金属アルコラートとしては、
具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化リチウム、ナトリウムメチラート、ナトリ
ウムエチラート、カリウムメチラート、カリウム
エチラート、リチウムメチラート、リチウムエチ
ラートなどが挙げられる。
前記(B)は(A)のヒドロキシル基に対してモル比で
0.5〜1.5存在していることが好ましく、望ましく
は0.8〜1.5、さらに好ましくは0.9〜1.1である。
前記範囲外の場合、重合反応が効率的に進まなか
つたり、反応系で得られたポリマーが再び分解し
たりするので好ましくない。
なお、(A)および(B)は反応系に同時に混合しても
よいし、予め混合しておいて反応系に添加しても
よい。
本発明において用いられる有機極性溶媒として
は、Nメチルピロリドン、ヘキサメチル燐酸トリ
アミド、Nメチルホルムアミド、N,N′ジメチ
ルアセトアミド、カプロラクタム、Nメチル−ε
−カプロラクタム、テトラメチル尿素、ジメチル
アセトアミド等が挙げられる。
次にPPSを得る方法を具体的に説明する。
まず、有機極性溶媒中に硫化アルカリ金属化合
物を加え、窒素雰囲気下好ましくは窒素ガスを混
合物中に導入し、撹拌しながら徐々に温度を約
210℃まで上昇させる。この間に(A)フエノール性
芳香族スルホン酸アルカリ金属塩と(B)アルカリ金
属水酸化物および/またはアルカリ金属アルコラ
ートを一度にあるいは徐々に添加しておくが、最
初に存在させておいてもよい。
反応系より水分を除去した後、系の温度を約
150〜180℃まで冷却する。ここで、ポリハロゲン
芳香族化合物をさらに必要に応じて溶媒を加え
る。なお(A)と(B)の混合物を予め無水あるいは加熱
反応させてアルコールを除去した場合には、この
時点で添加してもよい。
次いで反応系を密閉し、約210℃〜280℃、10〜
30Kg/cm2で徐々に温度を上昇させながら1〜2時
間、温度が所定の最高温度に達してから更に1〜
3時間加熱反応させる。反応は発熱反応であり、
急激に温度を上昇させないよう注意して反応温度
を上げていく必要がある。
反応終了後、反応容器を冷却し反応物を取り出
し溶媒を濾別し熱水、水、アセトンなどで洗滌、
有機溶媒、塩及び重合助剤を取除き、乾燥する。
反応容器の冷却後あるいは冷却途中で反応物を熱
水又は水中に移し、しかる後、上記と同様の操作
が行つてもよい。乾燥後白い粉末状のポリマーが
単離される。
(作用)
本発明におけるフエノール性芳香族スルホン酸
アルカリ金属塩の効果については充分明らかでは
ないが、フエノール性ヒドロキシル基が熱安定性
の向上や白度の向上をもたらしているものと考え
られる。
更にフエール性ヒドロキシル基は反応系中にお
いて、ポリマーの溶解性や折出に影響を与え、ポ
リマーが微粉末状に析出される作用を示し、又、
それ自身ポリマーからの分離や塩の分離に影響し
ているものと予想される。
(実施例)
以下実施例および比較例を用いて本発明方法を
具体的に述べるが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
なお、各種物性の測定は以下に示す方法で実施
した。
(溶融粘度)
高化式フロ−テスタ−(CFT500形A島津製作
所製)を用い、300℃で測定した値である。ノズ
ル口径1.0mm、L/D=10で荷重50Kg/cm2で測定
した。
(白度)
厚さ3.5mm、径18mmのタブレートとして色彩色
度計(CR−100型ミノルタカメラ製)で測定した
L※値で示した。
(Na含有量)
Na含有量はポリマーを550℃で乾式灰化後、塩
酸溶液とし、原子吸光法で測定した。
実施例 1
2の冷却塔付ステンレス反応容器にNメチル
ピロリドン220ml、硫化ナトリウム9水塩480g
(2モル)、p−フエノールスルホン酸ナトリウム
2水塩46.4g(0.2モル)及び水酸化ナトリウム
8g(0.2モル)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で
205℃まで撹拌しながら温度を上昇させ、330mlの
水を溜去させた後、反応系を180℃に冷却した。
反応物を2のステンレス製撹拌機付オートク
レープを窒素雰囲気下で180℃に温度コトロール
したところに移送し、この反応系にP−ジクロロ
グンゼン294g(2モル)1,2,4トリクロル
ベンゼン1.1g(0.006モル)及びNメタルピロリ
トン180mlを加えた。次にオートルーブを密閉し、
撹拌しながら180℃から240℃まで1時間、240℃
から270℃まで1時間、270℃で2時間重合反応を
させた。
反応容器を冷却後、内容物を取出し、Nメチル
ピロリドンを濾別後、熱水、アセトンで数回洗滌
をくり返した。乾燥後196gの白色のPPSが得ら
れた。
得られたPPSのIV=0.24、MV=3200ポイズ、
白度L値=91、Naの含有量は280ppmであつた。
実施例 2
2の冷却塔付ステンレス反応容器にNメチル
ピロリドン230ml、硫化ナトリウム9水塩144.1g
(0.6モル)、ネビルラインター酸ナトリウム44.8
g(0.2モル)及び水酸化ナトリウム8.0g(0.2モ
ル)を仕込み窒素ガス雰囲気下で205℃迄撹拌し
ながら温度を上昇させ、100mlの水を溜去させた
後、反応系を180℃に冷却した。
反応物を、予め180℃に温度コントロールして
おいた2のステンレス製撹拌機付オートクレー
ブに窒素雰囲気下で移送した。この反応系にp−
ジクロロベンゼン28.2g(0.6モル)及び1,2,
4−トリクロロベンゼン0.33g(0.0018モル)及
びNメチルピロリドン200mlを加えた。
オートクレーブを密閉し、撹拌しながら180℃
から240℃まで1時間、240℃から260℃まで1時
間、260℃で2時間重合反応させた。反応容器を
冷却後、内容物を取出し、Nメチルピロリドンを
濾別後、熱水、アセトンで数回洗滌をくり返し
た。乾燥後62gの白色の粉末状PPSが得られた。
得られたPPSのIV=0.20、MV=700ポイズ、
白度L値=81、Naの含有量は800ppmであつた。
比較例 1
実施例1と同様にして、p−フエノールスルホ
ン酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムを加えずに
脱水反応を行わせ、p−ジクロロベンゼン及び
1,2,4−トリクロロベンゼン及びNメチルピ
ロリドンを同様に導入して重合反応を行わせた。
その結果、淡灰色の粉末状PPSが180g得られた。
得られたポリマーのIV=0.10、MV=80ポイ
ズ、白度L値=79.0、Na含有量=600ppmであつ
た。
比較例 2
2の冷却塔付ステンレス容器にNメチルピロ
リドン220ml、硫化ナトリウム9水塩、144.1g
(0.6モル)、pトルエンスルホン酸ナトリウム
(0.1モル)を仕込み窒素ガス雰囲気下で205℃ま
で撹拌しながら温度を上昇させ、100mlの水を溜
去させた後反応系を180℃に冷却した。
反応物を、予め180℃に温度コントロールして
おいた2のステンレス製撹拌機付オートクレー
ブに窒素雰囲気下で移送した。この反応系にpジ
クロロベンゼン88.2g(0.6モル)及び1,2,
4−トリクロロベンゼン0.33g(0.0018モル)及
びNメチルピロリドン200mlを加えた。オートク
レーブを密閉し、撹拌しながら180℃から240℃ま
で1時間、240℃から260℃まで1時間、260℃で
2時間反応させた。
反応容器を冷却後、内容物を取出し、Nメチル
ピロリドンを濾別後、熱水、アセトンで数回洗滌
した。乾燥後、60gの灰白色の粉粒状のPPSが得
られた。
得られたポリマーのIV=0.16、MV=200ポイ
ズ、白度L値=79、Naの含有量は1100ppmであ
つた。
比較例 3
比較例2において、p−トルエンスルホン酸
0.1モルとともに0.1モルの水酸化ナトリウムを存
在させた以外はすべて比較例2と同様に反応させ
たところ、重合反応が全く進まなかつた。
(発明の効果)
以上、かかる構成よりなる本発明方法を採用す
ることによつて得られたPPSは、本来PPSが有し
ている難燃性、耐薬品性、電気特性などに優れて
いるのは勿論のこと、さらに白度が高く、熱安定
性の高いものである。また重合反応後、PPSは微
粉末状で得られるため、簡単な洗浄によつて重合
助剤を除去することが容易となり、その結果、電
解質含有量の少ないPPSを得ることができる。さ
らに従来方法に比べて少量の重合助剤で、分岐は
少く溶融粘度あるいは固有粘度の大きいPPSが得
られるので、溶融成形に適し、エンジニアリング
プラスチツク、フイルム、繊維、封止材料などの
用途にきわめて有用である。[Formula] etc., and among them, a phenylene group is preferred, and M includes sodium, lithium, potassium, etc. Specific examples of the alkali metal salt of phenolic aromatic sulfonic acid (A) include phenol-4-sulfonic acid, phenol-2-sulfonic acid, phenol-2,4-disulfonic acid, resorcin-4-sulfonic acid, resorcin-4,6-disulfonic acid,
Pyrocatechin-4-sulfonic acid, 2-oxytoluene-4-sulfonic acid, 3-oxytoluene-4
-Sulfonic acid, 4-oxytoluene-2-sulfonic acid, hydroquinone sulfonic acid, hydroquinone-
2,5-disulfonic acid, 2-naphthol-6-sulfonic acid (schifuric acid), 2-naphthol-1
-Sulfonic acid (oxypieric acid), 1-naphthol-4-sulfonic acid (nevilleinteric acid), 2
-Naphthol-8-sulfonic acid (croucenoic acid)
Alkali metal salts such as Note that these may be any of anhydrous salts, hydrates, and aqueous solutions. Also,
The amount added is per mole of alkali metal sulfide compound,
The amount is 0.02 to 1.0 mol, preferably 0.05 to 0.15 mol. The (B) alkali metal hydroxide and/or alkali metal alcoholate to be used in combination with the (A) phenolic aromatic sulfonic acid alkali metal salt includes:
Specifically, sodium hydroxide, potassium hydroxide,
Examples include lithium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, potassium methylate, potassium ethylate, lithium methylate, lithium ethylate, and the like. The above (B) has a molar ratio to the hydroxyl group of (A).
It is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.5, more preferably 0.9 to 1.1.
If it is outside the above range, the polymerization reaction may not proceed efficiently or the polymer obtained in the reaction system may decompose again, which is not preferable. Note that (A) and (B) may be mixed into the reaction system at the same time, or may be mixed in advance and added to the reaction system. Examples of organic polar solvents used in the present invention include N-methylpyrrolidone, hexamethylphosphoric triamide, N-methylformamide, N,N' dimethylacetamide, caprolactam, N-methyl-ε
-Caprolactam, tetramethylurea, dimethylacetamide and the like. Next, we will specifically explain how to obtain PPS. First, an alkali metal sulfide compound is added to an organic polar solvent, nitrogen gas is preferably introduced into the mixture under a nitrogen atmosphere, and the temperature is gradually lowered while stirring.
Raise the temperature to 210℃. During this time, (A) an alkali metal salt of a phenolic aromatic sulfonic acid and (B) an alkali metal hydroxide and/or an alkali metal alcoholate are added all at once or gradually, but they may be present initially. . After removing water from the reaction system, the temperature of the system is reduced to approx.
Cool to 150-180℃. Here, the polyhalogen aromatic compound is further added with a solvent if necessary. Note that if the mixture of (A) and (B) has been subjected to anhydrous or heated reaction to remove the alcohol, it may be added at this point. The reaction system was then sealed and heated at approximately 210°C to 280°C for 10 to 280°C.
Gradually increase the temperature at 30Kg/cm 2 for 1 to 2 hours, and then continue for 1 to 2 hours after the temperature reaches the specified maximum temperature.
Heat and react for 3 hours. The reaction is exothermic;
It is necessary to raise the reaction temperature with care so as not to raise the temperature too rapidly. After the reaction is complete, cool the reaction vessel, take out the reactants, filter the solvent, and wash with hot water, water, acetone, etc.
Remove the organic solvent, salt and polymerization aid and dry.
After or during cooling of the reaction vessel, the reactants may be transferred to hot water or water, and then the same operations as above may be performed. After drying, a white powdery polymer is isolated. (Function) Although the effect of the alkali metal salt of phenolic aromatic sulfonic acid in the present invention is not fully clear, it is thought that the phenolic hydroxyl group brings about improvement in thermal stability and whiteness. Furthermore, the phenolic hydroxyl group affects the solubility and precipitation of the polymer in the reaction system, causing the polymer to precipitate into fine powder, and
It is expected that this substance itself affects the separation from the polymer and the separation of salts. (Example) The method of the present invention will be specifically described below using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Note that measurements of various physical properties were carried out by the methods shown below. (Melt viscosity) This is a value measured at 300°C using a Koka type flow tester (CFT500 type A manufactured by Shimadzu Corporation). Measurement was carried out with a nozzle diameter of 1.0 mm, L/D=10, and a load of 50 kg/cm 2 . (Whiteness) Expressed as an L* value measured using a colorimeter (CR-100 model manufactured by Minolta Camera) as a tablet with a thickness of 3.5 mm and a diameter of 18 mm. (Na content) Na content was determined by dry ashing the polymer at 550°C, making it into a hydrochloric acid solution, and measuring it by atomic absorption spectrometry. Example 1 220 ml of N-methylpyrrolidone and 480 g of sodium sulfide nonahydrate were placed in the stainless steel reaction vessel equipped with a cooling tower from 2.
(2 mol), 46.4 g (0.2 mol) of sodium p-phenolsulfonate dihydrate, and 8 g (0.2 mol) of sodium hydroxide, and heated under a nitrogen gas atmosphere.
The temperature was raised to 205°C with stirring, and after distilling off 330ml of water, the reaction system was cooled to 180°C. The reaction product was transferred to a stainless steel autoclave equipped with a stirrer in step 2, which was temperature controlled at 180°C under a nitrogen atmosphere, and 294 g (2 mol) of P-dichlorogunzene and 1.1 g of 1,2,4-trichlorobenzene were added to the reaction system. (0.006 mol) and 180 ml of N-metal pyrrolitone were added. Then seal the autolube and
1 hour from 180℃ to 240℃ while stirring, 240℃
The polymerization reaction was carried out at 270°C for 1 hour and at 270°C for 2 hours. After cooling the reaction vessel, the contents were taken out, N-methylpyrrolidone was filtered off, and washing was repeated several times with hot water and acetone. After drying, 196 g of white PPS was obtained. Obtained PPS IV = 0.24, MV = 3200 poise,
The whiteness L value was 91, and the Na content was 280 ppm. Example 2 230 ml of N-methylpyrrolidone and 144.1 g of sodium sulfide nonahydrate were placed in the stainless steel reaction vessel equipped with a cooling tower from 2.
(0.6 mol), sodium neville internate 44.8
(0.2 mol) and 8.0 g (0.2 mol) of sodium hydroxide were charged, the temperature was raised to 205°C with stirring under a nitrogen gas atmosphere, 100 ml of water was distilled off, and the reaction system was cooled to 180°C. did. The reaction product was transferred under a nitrogen atmosphere to a stainless steel autoclave equipped with a stirrer (No. 2) whose temperature had been previously controlled at 180°C. In this reaction system, p-
28.2 g (0.6 mol) of dichlorobenzene and 1,2,
0.33 g (0.0018 mol) of 4-trichlorobenzene and 200 ml of N-methylpyrrolidone were added. Seal the autoclave and heat to 180℃ with stirring.
Polymerization reaction was carried out from 240°C to 260°C for 1 hour, from 240°C to 260°C for 1 hour, and at 260°C for 2 hours. After cooling the reaction vessel, the contents were taken out, N-methylpyrrolidone was filtered off, and washing was repeated several times with hot water and acetone. After drying, 62 g of white powder PPS was obtained. Obtained PPS IV = 0.20, MV = 700 poise,
The whiteness L value was 81, and the Na content was 800 ppm. Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, a dehydration reaction was carried out without adding sodium p-phenolsulfonate and sodium hydroxide, and p-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene and N-methylpyrrolidone were treated in the same manner. was introduced to cause a polymerization reaction.
As a result, 180 g of light gray powdered PPS was obtained. The obtained polymer had IV=0.10, MV=80 poise, whiteness L value=79.0, and Na content=600 ppm. Comparative Example 2 220 ml of N-methylpyrrolidone, sodium sulfide nonahydrate, 144.1 g in the stainless steel container with a cooling tower from 2
(0.6 mol) and sodium p-toluenesulfonate (0.1 mol) were charged, and the temperature was raised to 205°C with stirring under a nitrogen gas atmosphere. After distilling off 100 ml of water, the reaction system was cooled to 180°C. The reaction product was transferred under a nitrogen atmosphere to a stainless steel autoclave equipped with a stirrer (No. 2) whose temperature had been previously controlled at 180°C. In this reaction system, 88.2 g (0.6 mol) of p-dichlorobenzene and 1,2,
0.33 g (0.0018 mol) of 4-trichlorobenzene and 200 ml of N-methylpyrrolidone were added. The autoclave was sealed, and while stirring, the reaction was carried out from 180°C to 240°C for 1 hour, from 240°C to 260°C for 1 hour, and at 260°C for 2 hours. After cooling the reaction vessel, the contents were taken out, N-methylpyrrolidone was filtered off, and the mixture was washed several times with hot water and acetone. After drying, 60 g of off-white powdery PPS was obtained. The resulting polymer had an IV of 0.16, an MV of 200 poise, a whiteness L value of 79, and a Na content of 1100 ppm. Comparative Example 3 In Comparative Example 2, p-toluenesulfonic acid
When the reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 2 except that 0.1 mol of sodium hydroxide was present together with 0.1 mol, the polymerization reaction did not proceed at all. (Effects of the Invention) As described above, PPS obtained by employing the method of the present invention having such a configuration has excellent flame retardancy, chemical resistance, electrical properties, etc. that PPS originally has. Of course, it also has high whiteness and high thermal stability. Furthermore, since PPS is obtained in the form of a fine powder after the polymerization reaction, the polymerization aid can be easily removed by simple washing, and as a result, PPS with a low electrolyte content can be obtained. Furthermore, compared to conventional methods, PPS with less branching and high melt viscosity or intrinsic viscosity can be obtained with a small amount of polymerization aid, making it suitable for melt molding and extremely useful for applications such as engineering plastics, films, fibers, and sealing materials. It is.
Claims (1)
ポリハロゲン芳香族化合物とを、(A)下記一般式で
示されるフエノール性芳香族スルホン酸アルカリ
金属塩と(B)アルカリ金属水酸化物および/または
アルカリ金属アルコラートとの存在下で反応させ
ることを特徴とするポリアリレンスルフイドの製
造方法。 (HO)m−Ar−(So3M)n (ただし、Arは炭素数6〜24の2〜4価の芳香
族基、Mはアルカリ金属、m、nはそれぞれ1ま
たは2を示す。) 2 (A) フエノール性芳香族スルホン酸アルカリ
金属塩が、パラフエノールスルホン酸アルカリ
金属塩である特許請求の範囲第1項記載のポリ
アリレンスルフイドの製造方法。 3 (B) アルカリ金属誓酸化物および/またはア
ルカリ金属アルコラートが(A)フエノール性芳香
族スルホン酸アルカリ金属塩中のヒドロキシル
基に対してモル比で0.5〜1.5存在している特許
請求の範囲第1項記載のポリアリレンスルフイ
ドの製造方法。[Scope of Claims] 1. In an organic polar solvent, an alkali metal sulfide compound and a polyhalogen aromatic compound are combined with (A) an alkali metal salt of a phenolic aromatic sulfonate represented by the following general formula and (B) alkali metal water. A method for producing polyarylene sulfide, which comprises reacting it in the presence of an oxide and/or an alkali metal alcoholate. (HO)m-Ar-(So 3 M)n (Ar is a divalent to tetravalent aromatic group having 6 to 24 carbon atoms, M is an alkali metal, and m and n each represent 1 or 2.) 2. The method for producing polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the alkali metal salt of phenolic aromatic sulfonate (A) is an alkali metal salt of paraphenolsulfonate. 3 (B) The alkali metal oxide and/or alkali metal alcoholate is present in a molar ratio of 0.5 to 1.5 to the hydroxyl group in (A) the alkali metal salt of the phenolic aromatic sulfonic acid. A method for producing polyarylene sulfide according to item 1.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097298A JPS61254623A (en) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | Production of polyarylene sulfide |
| US06/858,988 US4663431A (en) | 1985-05-07 | 1986-05-02 | Process for preparing polyarylene sulfide with alkali metal salt of phenolic aromatic sulfonic acid |
| DE19863615030 DE3615030A1 (en) | 1985-05-07 | 1986-05-02 | METHOD FOR PRODUCING POLYARYL SULFIDE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097298A JPS61254623A (en) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | Production of polyarylene sulfide |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61254623A JPS61254623A (en) | 1986-11-12 |
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1985
- 1985-05-07 JP JP60097298A patent/JPS61254623A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61254623A (en) | 1986-11-12 |
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