CS226924B1 - Pcdyarylcnitery a zp&sab jejich výroby - Google Patents

Pcdyarylcnitery a zp&sab jejich výroby Download PDF

Info

Publication number
CS226924B1
CS226924B1 CS335182A CS335182A CS226924B1 CS 226924 B1 CS226924 B1 CS 226924B1 CS 335182 A CS335182 A CS 335182A CS 335182 A CS335182 A CS 335182A CS 226924 B1 CS226924 B1 CS 226924B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
polymer
polymerization
molecular weight
mixture
solvent
Prior art date
Application number
CS335182A
Other languages
English (en)
Inventor
Eduard Ing Csc Spousta
Pavla Ing Bartaskova
Dagmar Elefantova
Jaroslava Koudelkova
Zdenek Zapadlo
Original Assignee
Spousta Eduard
Bartaskova Pavla
Dagmar Elefantova
Jaroslava Koudelkova
Zap Zdenek
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spousta Eduard, Bartaskova Pavla, Dagmar Elefantova, Jaroslava Koudelkova, Zap Zdenek filed Critical Spousta Eduard
Priority to CS335182A priority Critical patent/CS226924B1/cs
Publication of CS226924B1 publication Critical patent/CS226924B1/cs

Links

Landscapes

  • Polyethers (AREA)

Description

Vynález se týká polyarylenoxídů o vysoké molekulové hmotnosti a způsobu jejich přípravy.
Polyarylenátery, jejichž typickým představitelem je póly (2,6-dimety lfeny Ienoxid) mají velmi cenné elektrické vlastnosti, vyznačují se vysokou odolností proti mechanického a tepelnému namáhání. Všechny tyto vlastnosti jej předurčily pro užití v elektrotechnice a jako inženýrského materiálu. V průmyslu integrovaných obvodů našly polyarylemoxidy své uplatnění jako negativní rezisty pro elektronovou litografii. Bylo zjištěno, že citlivost rezistu roste s molekulovou hmotností.
Výroba polyarylenéterů o velmi vysoké molekulové hmotnosti není v současné době v literatuře popsána. Jsou sice uvedeny závislosti molekulové hmotnosti produktu oa ňejrůznějších parametrech (teplotě, koncentraci složek, složení základního polymeračního média, itypu katalyzátoru a podobně), avšak jen výjimečně je uvedeno dosažení průměrné molekulové hmotnosti dosahující 5.10Z| až 10.10z> (A. S. Hay J. Polym. Sci. 1962, 58 581; E. Turska aj. Polimery 1975, 120; D. Lichota Polimery 1973, 625 J.
Některé závislosti lze extrapolovat i do vyšších molekulových hmotností, je však jasné, že takové podmínky přípravy by byly velmi obtížné a ekonomicky neúnosné. Například lze dosáhnout velmi vysokých molekulových hmotností polymerací velmi nízké koncentrace xylemolu (10 až 20 g/1) a dostatečně dlouhé polymerační doby (několik desítek hodin), eventuálně pracovat při dostatečně zvýšené teplotě.
Je zřejmé, že kromě ekonomických faktorů se při takové přípravě stává problematickou i otázka bezpečnosti. Při teplotě vyšší než 50 °C neúměrně roste riziko exploze směsi par rozpouštědel v kyslíku.
Předmětem vynálezu jsou polyarylenétery obecného vzorce I
(D kde n je průměrně 1000 až 200 000 a způsob jejich výroby oxidační polykondenzací, při kterém se polyarylenétery obecného vzorce (I), kde průměrné n je 50 alž 800, se kondenzují v roztoku nebo suspenzi v prostředí rozpouštědel polyarylenoxidů nebo směsí těchto rozpouštědel a nerozpouštědel za přítomnosti katalyzátorů oxidační polykondenzace fenolů a kyslíku.
Princip výroby podle vynálezu spočívá v tom, že se metodou oxidační polykondenzace polymerují polyarylenétery s niižší molekulovou hmotností. Protože při polymeraci polyarylenéterů vzniká jíž je nepatrné množství kondenzační vody, lze pracovat většinou s vysokou počáteční koncentrací polymeru v polymeračním médiu a dokonce lze matečné roztoky po doplnění složkami katalyzátoru znovu použít bez další úpravy.
Podmínkou úspěšné polymeraoe polymerů je tiakové složení polymeračního média, které zajišťuje, že alespoň část katalyzátoru je v homogenní fázi a dále pak přítomnost komponenty, která se chová jako rozpouštědlo polymeru. Z toho plyne, že polymer při jeho polymeraci může, ale nemusí být v polymeračním médiu rozpustný.
Vzhledem k tomu, že cílem je příprava polymeru o velmi vysoké molekulové hmotnosti, doporučuje se polymeraci polymeru prováděli v takovém rozpouštědle nebo směsi rozpouštědel, ve kterém není výchozí polymer rozpuštěný.
Když se zvolí podmínky, při kterých je polymer výchozí i nově vznikající v roztoku rozpustný, rezultuje vysoce- viskózní soustava velmi obtížně zpracovatelná a z technologického hlediska nevýhodná. Navíc je tento způsob nevýhodný tím, že lze pracovat jen s- nízkou koncentrací polymeru a v technologickém procesu naroste počet ope.•rací {rozpouštění polymeru, srážení, náročnější vymývání atd. j.
Nejvýhodnější jsou tedy systémy, za kterých je výchozí polymer i produkt jeho polymerace udržován v suspenzi. Jako základní polymerační média splňující popsané podmínky pro úspěšnou přípravu velmi vysokého polymeru jsou směsi složené z rozpouštědla polymeru a jeho nerozpouštědla. Poměr obou složek je nejlépe voliit podle polymeračního stupně výchozího polymeru.
Tak například polymeruje-li v suspenzi polymer o polymeračním stupni asi ~ 100 musí být základní médium podstatně bohatší na nerozpouštědlo, vychází-li se z polymeru s polymeračním stupněm 500, může se již pracovat se směsí, ve které je poměr rozpouštědla : nerozpouštědlu roven 1 nebo i větší než 1.
Jako rozpouštědla lze s výhodou použít aromatické uhlovodíky, například benzen, toluen, xylen, anisol, chlorbenzen, dichlorbenzen, některá chlorovaná rozpouštědla, například chloroform, trichloretylén a podobně, z ostatních látek například pyridin.
Jako nerozpouštědla lze použít například » alkoholy, ketony, étery, estery, v některých případech může být součást polymerační směsi i uhlovodík. Samozřejmě nemusí základní polymerační médium být tvořeno jen jednoduchou soustavou jedno rozpouštědlo a jedno nerozpouštědlo.
Podle typu katalyzátoru, zvolených reakčních podmínek, zařízení a podobně, může být základní polymerační médium také tvořeno směsí rozpouštědel a směsí nerozpouštědel nahoře uvedeného typu.
Další nezbytnou složkou polymeračního média je katalytická soustava. Pro polymeraci polyarylenéterů na polyarylenétery o velmi vysoké molekulové hmotnosti lze prakticky použít všechny známé katalytické soustavy pro oxidační polymeraci. Velmi výhodné jsou však především katalyzátory na základě solí dvojmocné nebo jednomocné mědi a dusíkatých bází. Lze použít i čisté anorganické soustavy, například systémy podle čs. A. O 155 745, ale i další soustavy na bázi komplexů sloučenin manganu s dusíkatými látkami a podobně.
Polymerace polyarylenéterů o velmi vysoké molekulové hmotnosti probíhá stejně jako polymerace fenolů na polyarylenétery mechanismem oxidační polymerace za spoluúčasti kyslíku, který do reakční směsi může být přiváděn jako čistý nebo ve směsi s jinými parami nebo plyny.
Nejčastěji však přívod kyslíku není nutný. V organických rozpouštědlech je totiž rozpustnost kyslíku dostatečně vysoká a jeho rozpuštěné množství je< vyšší než teoretická potřeba na dosažení potřebné molekulové hmotnosti.
Tak například ve směsi etanol — toluen (3:7 — objemově) je rozpustnost kyslíku v závislosti na teplotě kolem 300 mg O2/l. To znamená, že při polymeraci polymeru o středním polymeračním stupni 600 na polymer o středním polymeračním stupni 3000 je zapotřebí 2 molekul kyslíku, to je při počáteční koncentraci 100 g polymeru/1 reakční směsi je spotřeba kyslíku asi 106 mg, tedy přibližně jen jedna třetina rozpuštěného kyslíku.
V následující části jsou uvedeny příklady, ukazující jak lze jednoduchým způsobem připravit polyfenylenoxidy o ve-lmi vysoké molekulové hmotnosti. Jsou současně dokladem toho, že pro jejich přípravu lze použít libovolný katalytický systém, kterého se používá při oxidační polymeraci fenolů na polyarylenoxidy. V textu udané molekulové hmotnosti polymeru byly spočítány z viskozimetrlckých měření pomocí Mark-Houwinkovy rovnice:
[η] = K.
Hodnoty konstant
K = 4,83.10-4 a — 0,64 byly převzaty z Z. Zámořský. J. Hýža: Chem,
Prům. 21, 116 (1971). Poměry rozpouštědel jsou objemové, % hmotnostní.
Příklad 1
Směs 20 g poly(2,6-dimetylfenylenoxidu) průměrné váhové molekulové hmotnosti Mw 32 000, 400 ml xylenu, 400 ml metanolu, 20 mililitrů morfolinu a 1,7 g krystalického chloridu měďnaitého byla zahřála na 40 °C a do směsi byl 4 hodiny vháněn kyslík rychstí 100 ml/min.
Po této době byl polymer odstředěn, filtrát oddělen a polymer promyt postupně 800 mililitry směsi xylenu a metanolu (1:1 — objemově), 800 ml 1% chlorovodíku v metanolu a metanolem do neutrální reakce. Vypraný polymer byl vysušen do konstantní hmotnosti. Vážením byl zjištěn výtěžek 96 proč.
Průměrná hmotnostní molekulová hmotnost Mw takito získaného polyfenylenoxidu — 325 660, průměrná číselná molekulová hmojfcnost Mn — 55 130, koeficient polydisperzity 5,9.
Příklad 2
V 600 ml směsi benzenu s etanolem (95 : : 5) bylo při 50 °C postupně rozpuštěno 6 g poíy (2,6-dimetylfenylenoxidu) o průměrné hmotnostní molekulové hmotnosti Mw 62 000, 10 ml pyridinu a 0,6 g chloridu měďnatého. Směs byla udržována 4 hodiny za mírného míchání při teplotě 51 °C v 21 baňce s krátkým zpětným chladičem. K husté suspenzi bylo přibito po této době 1000 ml metanolu s 10 ml 33% kyseliny solné a suspenze vysráženého polymeru byla ponechána při 40 °C 1 hodinu v klidu. Polymer byl odfiltrován a promyt čistým metanolem do negativní reakce na měď v promývací kapalině a vysušen do konstantní hmotnosti.
Výtěžek získaného polymeru — 94 %, průměrná hmotnostní molekulová hmotnost Mw = 170 000.
Příklad 3
K 400 ml filtrátu získaného při odstředění polymeru, jak je popsáno v příkladě 1, bylo přidáno 0,2 g krystalického chloridu měďnatého a 10 g polymeru stejného jako v příkladě 1. S touto reakční směsí byl opakován celý postup podle příkladu 1, avšak polymerační doba byla prodloužena na 10 hodin.
Výtěžek polymeru 96,4 %. Průměrná hmotnostní molekulová hmotnost Mw = 4 108 000, průměrná molekulová hmotnost číselná Mn = 137 000, koeficient polydisperzity 29,85. Příklad 4
Podle Masao Kaneko, Akira Jamada: Makromol. Chem. 182, 101—104 (1981) byl připraven thiolátový komplex manganu s dimerkaptotoluenem (DMT) o složení [Mn2(DMT)4O . (OH) . 8 H2O]n = = (C28H25Mni2O2S8.8 H2O)n [molekulová hmotností = (904,0 )„].
g polyfenylenoxidu o průměrné hmotnostní molekulové hmotnosti 57 000 bylo polymerováno 24 hodiny při teplotě 50 °C ve směsi 650 ml o-dichlorbenzenu, 650 ml metanolu, 1,1.10“1 molu připraveného komplexu, 2,75.10_1 molu hydroxidu draselného. Po celou dobu byl do směsi uváděn proud vzduchu rychlostí 80 ml/min. Přiváděný vzduch byl zbavován vlhkosti a kysličníku uhličitého průchodem přes kolonu délky 1200 mm a průměru 30 mm, plněnou v dolní polovině molekulárním sítem A 4 a v horní části granulovaným hydroxidem draselným. Před vstupem do reaktoru byl proud vzduchu veden přes promývačku plněnou směsí o-dichlorbenzenu a metanolu (1 : 1), temperovanou na 50 °C.
Po 24 hodinách byla reakční směs vlita do 1 1 metanolu okyseleného chlorovodíkem, polymer byl zfiitrován a postupně promýván roztokem chlorovodíku v metanolu, po vymizení iontu manganu z promývací kapaliny byl polymer vyprán metanolem do neutrální reakce a vysušen do konstantní váhy.
Výtěžek polymeru byl 99,0 %.
Průměrná hmotnostní molekulová hmotnost
Mw = 1 Hl 000, průměrná molekulová hmotnost číselná — = 74 000, koeficient polydisperzity 15,0.

Claims (2)

  1. PREDMET
    1. Polyarylenétery obecného vzorce
    ÍYNÁLEZU kde n je průměrně 1000 až 200 000.
  2. 2. Způsob výroby polyarylenéterů, podle obecného vzorce I, katalyzovanou oxidační polykondenzací, vyznačený tím, že se polyarylenétery obecného vzorce (I), kde průměrné n je 50 až 800, kondenzují v roztoku nebo suspenzi v prostředí tvořeném rozpouštědlem polyarylenoxidů nebo směsí těchto rozpouštědel a nerozpouštědel za přítomnosti katalyzátorů oxidační polykondenzace fenolů a kyslíku.
CS335182A 1982-05-10 1982-05-10 Pcdyarylcnitery a zp&sab jejich výroby CS226924B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS335182A CS226924B1 (cs) 1982-05-10 1982-05-10 Pcdyarylcnitery a zp&sab jejich výroby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS335182A CS226924B1 (cs) 1982-05-10 1982-05-10 Pcdyarylcnitery a zp&sab jejich výroby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS226924B1 true CS226924B1 (cs) 1984-04-16

Family

ID=5373290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS335182A CS226924B1 (cs) 1982-05-10 1982-05-10 Pcdyarylcnitery a zp&sab jejich výroby

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS226924B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1103391A (en) Process for isolation of polymers
CA1204453A (en) Process for the production of bifunctional polyphenylene ethers
WO2002096974A2 (en) Process for the purification of polyetherketones with water
EP0430994B1 (en) Stabilization of poly(arylene ether ketones)
US5344896A (en) Water soluble rigid-rod polymers
Yang et al. Synthesis of poly [arylene ether sulfone-b-vinylidene fluoride] block copolymers
JPS59130829A (ja) 二官能性ポリフエニレンエ−テル類の製造方法
KR102327908B1 (ko) 용융 추출에 의한 폴리아릴 에테르의 탈염
CA2039769A1 (en) Preparation of polyketone polymers
CN107428932A (zh) 利用熔融萃取对聚芳基醚脱盐
CA1077648A (en) Preparation of aromatic polymer
US3900445A (en) Process for the preparation of polyphenylene ethers with cuprous and cupric amine catalyst
CS226924B1 (cs) Pcdyarylcnitery a zp&amp;sab jejich výroby
CN114560998A (zh) 一种聚醚酮酮树脂的制备方法
Sivaramakrishnan et al. Aromatic polyethers, polysulfones, and polyketones as laminating resins. IV. Polymers with p‐cyclophane units for crosslinking
CN101351491B (zh) 制备聚(亚芳基醚)的方法,以及相关的组合物
US5149759A (en) Process for preparing aromatic polyamides of high hydrolysis resistance with controlled water content of diamine
EP0532893A2 (en) Depolymerization of polymers and their use in thermoset compositions and composites
US3681285A (en) Manufacture of colorless high molecular polyphenylene ethers
CN116903848A (zh) 一种淬灭亲核聚合反应中残留卤代烷烃的方法
US5530090A (en) Reductive method for preparation of macrocyclic oligomer mixtures
US4665151A (en) Preparing poly (arylene ketone) with liquefaction agent treatment
EP0173408B1 (en) Preparing poly(arylene ketones)
Bottino et al. Synthesis and Properties of Aromatic Poly (Ether Sulfone) s and Poly (Etherketone) s Containing Naphthalene or Quinoline Units, and Methyl-Substituted Biphenyl-4, 4′-Diols
CA1054741A (en) Block copolymers