DE2117820C - - Google Patents
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Description
HaiShark
HaiShark
worin Hai Fluor, Chlor oder Brom bedeutet, oder die Formelwhere Hai is fluorine, chlorine or bromine, or the formula
HaiShark
HaiShark
worin Hai Fluor, Chlor oder Brom bedeutet, oder die Formehiwhere Hai is fluorine, chlorine or bromine, or the form hi
HaiShark
.V· Ar -J.V · A r -J
KaiQuay
worin Hai, Fluor, Chlor oder Brom, X die direkte Bindung, einen der zweiwertigen Restewhere shark, fluorine, chlorine or bromine, X the direct Bond, one of the divalent residues
-SO2-,— CO—,—COO —oder—N = N--SO 2 -, - CO -, - COO - or - N = N-
und Ar den o- oder p-Phenyienrest oder den p.p-Diphenylenrest bedeutet, gekennzeichnet sind, bei einer Temperatur von 1OO bis 200° C und in Abwesenheit von Sauerstoff in einem gegenüber den Ausgangsstoffen eierten polaren aprotischen Lösungsmittel, in dem der entstehende Polyätherthioäther löslich lFt, polykondensiert.and Ar denotes the o- or p-phenylene radical or the pp-diphenylene radical, are characterized, at a temperature of 1 OO to 200 ° C and in the absence of oxygen in a polar aprotic solvent compared to the starting materials, in which the resulting polyether thioether is soluble lFt, polycondensed.
zeichnet, daß als Verbindung der allgemeinen Formel draws that as a compound of the general formula
HaiShark
4,4'-DichlordiphenylsuIfon verwendet wird.4,4'-dichlorodiphenyl sulfone is used.
3. Verfahren nach den Aospf üchen ί und 2, dadurch gekenözeichnet, daß ein Gemisch aus 4,4'-Dichlordiphenylsulfon und bis-(4,4'-ChIorphenylsulforiyl)-diphenyl oder 4,4-Dichlorbenzonhenon und 4,4-Dichlorhophthalopbenon verwendet wird.3. The method according to Aospf üchen ί and 2, characterized in that a mixture of 4,4'-dichlorodiphenylsulfone and bis- (4,4'-chlorophenylsulforiyl) -diphenyl or 4,4-dichlorobenzonhenone and 4,4-dichlorophthalopbenone is used will.
• 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dihalogenverbindungen in einem gegenseitigen molaren Mischungsverhältnis von 9:1 bis 1:9 verwendet werden.• 4. The method according to claim 3, characterized in that the two dihalogen compounds can be used in a mutual molar mixing ratio of 9: 1 to 1: 9.
5. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten Polyätherthioäther ais hitzebeständige Elektroisolierfolien.5. Use of the polyether thioethers prepared according to one of claims 1 to 4 as heat-resistant ones Electrical insulation foils.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen, hitzebeständigen, linearen, aromatischen Polyätherthioäthern mit unregelmäßiger innerer Struktur.The invention relates to a process for the production of high molecular weight, heat-resistant, linear, aromatic polyether thioethers with an irregular internal structure.
Rein aromatische, lineare Polyäther und Polythioäther besitzen eine ausgezeichnete thermische Stabilität, die durch Dauereinsatztemperaturen von 160 bis 2GO0C gekennzeichnet ist. Ein bewährtes Verfahren zur Herstellung von linearen, aromatischen Polyäthern besteht in der Polykondensation von aromatischen Bisphenoien bzw. deren Alkalisalzen mit aromatischen Dihalogenverbindungen (vgl. d '·; französische Patentschrift 1 407 301 und die USA.-Patentschrift 3 332909). In entsprechender Weise wurden lineare, aromatische Polythioäther aus aromatischen Dithiolen und Dihalogenverbindungen hergestellt (vgl die USA.-Patentschrift 3 432 468, die britische Patentschrift 1 160 666 und die USA.-Pateiitschrift 2 822 351). Während aus mehrkernigen aromatischen Bisphenolen oder Dithiolen und geeigneten Dihalogenverbindungen technisch wertvolle Polymere nach den in den erwähnten Patentschriften beschriebenen Verfahren hergestellt werden konnten, führte die Polykondensation der einfachsten zweiwertigen Phenole b2w. Thiole, nämlich des Hydrochinons und des Dithiohydrochinons, zu keinen brauchbaren Kunststoffen. Der Grund hierfür hegt darin, daß die Kondensationsprodukte des Hydrochinons bzw. Dithiohydrochinons mit aromatischen Dihalogenver ndungen ho^h kristallin sind und sich demzufolge sogar in den wirksamsten polaren Lösungsmitteln, wie Dimethylformamid oder Dirnethylsuifexyd, nicht mehr vollständig lösen. Diese Eigenschaften stören bereits die Herstellung, die bei d;ei,en Polymertypen bekanntlich in Lösung erfolgen muß, indem unvollständig polymerisiertes Material vor Beendigung der Reaktion ausfällt. Da in solchen Fällen das erforderliche Durchschnittsmoiekuiargewichi nicht erreicht wird entsprechen auch die mechanischen Eigenschaften des Polymeren nicht den Erwartungen.Purely aromatic, linear polyethers and polythioethers have excellent thermal stability, which is characterized by continuous use temperatures of 160 to 2GO 0 C. A tried and tested process for the production of linear, aromatic polyethers consists in the polycondensation of aromatic bisphenoids or their alkali metal salts with aromatic dihalogen compounds (cf. d '; French patent 1 407 301 and USA patent 3 332909). In a corresponding manner, linear, aromatic polythioethers have been prepared from aromatic dithiols and dihalogen compounds (cf. US Pat. No. 3,432,468, British Pat. No. 1,160,666 and USA Pat. No. 2,822,351). While it was possible to prepare technically valuable polymers from polynuclear aromatic bisphenols or dithiols and suitable dihalogen compounds by the processes described in the patents mentioned, the polycondensation of the simplest dihydric phenols resulted in b2w. Thiols, namely hydroquinone and dithiohydroquinone, are not usable plastics. The reason for this lies in the fact that the condensation products of hydroquinone or dithiohydroquinone with aromatic dihalogen compounds are highly crystalline and consequently no longer dissolve completely even in the most effective polar solvents such as dimethylformamide or dimethyl sulfoxide. These properties already interfere with the production, which is the case with d ; It is known that ei, en polymer types must take place in solution, in that incompletely polymerized material precipitates out before the reaction has ended. Since the required average molecular weight is not achieved in such cases, the mechanical properties of the polymer do not meet expectations either.
Durch besondere Maßnahmen, beispielsweise durch die Verwendung eines Gemisches von zwei oder mehreren poiaren Lösungsmitteln, kann man die Kristallisation und das vorzeitige Ausfallen der Polymeren verhindern. Durch Abschrecken der heißen Polymsrlösunf. in k alten 1 Wasser kann man amorphe Pi/lyäther bzw. Polythioäther erhalten die sich nach konvenlionellen Verfahren zu klaren Formkörpern pressen, spritzen oder extrudieren lassen. Da solche Gebilde jedoch bei höherer Temperatur zur Kristallisation unter gleichzeitiger Deformation, Trübung und Versprödung neigen, kommt für diese PolymerenBy special measures, for example by using a mixture of two or Several polar solvents can cause crystallization and premature precipitation of the polymers impede. By quenching the hot polymer solution. amorphous pi / ly ethers can be found in cold water or polythioethers obtained according to conventional Pressing, injecting or extruding into clear moldings. There such structures but at a higher temperature for crystallization with simultaneous deformation, cloudiness and Tending to embrittlement comes for these polymers
eine Dauerverwendung bei Temperaturen zwischen 160 und 200 C nicht in Frage. Auch im amorphen Zustand sind die genannten Polymeren in wenig toxischen, tiefsiedenden und preiswerten Lösungs-permanent use at temperatures between 160 and 200 C out of the question. Even in the amorphous state, the polymers mentioned are poor toxic, low-boiling and inexpensive solution
mitteln unlöslich, so daß auch eine Verarbeitung aus der Lösung zu Folien und Lacken und fiir eine Verwendung zu Imprägnierzwecken ausscheidet.agents are insoluble, so that processing from the solution to foils and lacquers and for one Use for impregnation purposes is ruled out.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man leicht lösliche und permanent amorphe hochmolekulare lineare aromatische Polyätherthioäther mit unregelmäßiger innerer Struktur nach einem Verfahren herstellen kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Aikalisalz von Monothiohydrochinonen mit der äquivalenten Menge mindestens einer aromatischen Dihalogenverbindung, deren Halogenatome jeweils durch mindestens 3 Kohlenstoffatome getrennt sind und die durch die allgemeine FormelIt has now surprisingly been found that easily soluble and permanently amorphous high molecular weight linear aromatic polyether thioethers with irregular internal structure by a process can produce, which is characterized in that an alkali salt of monothiohydroquinones with the equivalent amount of at least one aromatic dihalo compound, its halogen atoms are each separated by at least 3 carbon atoms and which are separated by the general formula
*obei die Bindungen des Ar an O und S unregelmäßig verteilt sind (statistische Verteilung). So sind also die Bnickenglieder — O — und — S — im Polymolekül statistisch verteilt, indem das Monothiohydrochinon an die wachsende Kette des Polymeren sowohl mittels der OH-Gruppe als auch mit der SH-Gruppe angefügt wird. Es handelt sich bier also um ein Polymeres mit unregelmäßiger Struktur, beispielsweise der Formel* but the bonds of Ar to O and S are irregular are distributed (statistical distribution). So are the nick members - O - and - S - in the polymolecule randomly distributed by adding the monothiohydroquinone to the growing chain of the polymer both by means of is attached to the OH group as well as to the SH group. So it is a matter of a polymer with irregular structure, for example the formula
HaiShark
HaiShark
Ar-OAr-O
—Ar—S—Ar — S
O—Ar— OO-Ar-O
S—Ar—S — Ar—
Bei regelmäßiger Anordnung der Bnickenglieder, , _ wie dies in Formel {II) bei einem nicht erfindungs-With a regular arrangement of the link members, _ as in formula {II) for a non-inventive
worin Hai Fiuor, Chlor oder Brom bedeutet, oder die 20 gemäß hergestellten Foiymeren nut der gleichen Brauo-Formel zusammensetzung wie (I) dargestellt ist, entstehen Polyin which Hal is fluorine, chlorine or bromine, or the 20 foils prepared according to the same Brauo formula composition as shown in (I) results in poly
mere mit ganz anderen Eigenschaften.
Wiederkehrende Struktureinheiten der Formelmers with completely different properties.
Repeating structural units of the formula
(H)(H)
worin Hai Fluor, Chlor oder Brom bedeutet, oder die Formernwhere Hai is fluorine, chlorine or bromine, or the Formers
HaiShark
3535
HaiShark
/ Vx-ArXy/ Vx- ArX y
HaIShark
worin Hai, Fluor, Chlor oder Brom. X die direkte Bindung, einen der iweiwertigea Restewherein shark, fluorine, chlorine or bromine. X is the direct bond, one of the divalent residues
— CH2-—C(CH3J2-—O——S—,- CH 2 -—C (CH 3 J 2 -—O —— S—,
-SO2-—CO-—COO —oder —N = N--SO 2 -—CO -— COO —or —N = N-
und Ar den o- oder p-Phenylenrest oder den p,p-D?- phenylenrest bedeutet, gekennzeichnet sind, bei einer Temperatur von 1(K) bis 20ö°C und in \b Wesenheit von Sauerstofi in einem gegenüberden Ausgangsstoffen inerten polaren aprotischen Lösungsmittel, in dem der entstehende Polyätherthioäther löslich ist, polykondensiert. and Ar is the o- or p-phenylene or p, pD - means phenylene radical, are in inert at a temperature of 1 (K) to 20ö C., and in \ b essence of Sauerstofi in a gegenüberden starting materials polar aprotic solvent, in which the resulting polyether thioether is soluble, polycondensed.
gendes Formelscheiua dargestellt:The following formula is shown:
MeOMeO
SMe + Hal—Ar—HalSMe + Hal-Ar-Hal
2MeHaI + Polyätherthioäther2MeHaI + polyether thioether
Diese Polymeren der Formel (II) sind kristallin und in aliphatischen Chlorkohlenwasserstoffen unlöslich
(vgl. Be,spiel 2 mit Beispiel 1).
Beispiele für geeignete Dihalogenverbindungen sindThese polymers of the formula (II) are crystalline and insoluble in aliphatic chlorohydrocarbons (cf. Be, game 2 with example 1).
Examples of suitable dihalo compounds are
1,4-Dichlorbenzol.1,4-dichlorobenzene.
1,3-Dibrombenzol,1,3-dibromobenzene,
1,4-DichlornaphthaIin,1,4-dichloronaphthalene,
4,4'-Dibromriiphenyl,4,4'-dibromriiphenyl,
4,4'-Dibromdiphenyläther,4,4'-dibromodiphenyl ether,
4,4'-Dichlordipbenylmethan,4,4'-dichlorodipbenylmethane,
4,4'-Dichlordiphenylsulfid,4,4'-dichlorodiphenyl sulfide,
4,4'-DichIordiphenylsulfon,4,4'-dichlorodiphenyl sulfone,
4,4'-Dichlorbenzophenon,4,4'-dichlorobenzophenone,
4,4'-Dijodazobenzol,4,4'-diiodazobenzene,
4,4'-Dkh!orbenzi!.4,4'-Dkh! Orbenzi !.
4,4'-BischlorρhenylteΓephthalophenon,4,4'-BischlorρhenylteΓephthalophenon,
4.4'-B!sbromρhenyUsophthalophenon.4.4'-B! SbromρhenyUsophthalophenone.
Bevor7ugt wirdIs preferred
4.4'-Dichlordiphenylsulfon und
4,4'-Bischlorpheny'tSiilfony!d!pbesyl.4.4'-dichlorodiphenyl sulfone and
4,4'-Bischlorpheny'tSiilfony! D! Pbesyl.
Als polare aprotische Lösungsmittel eignen sich Ν,Ν-Dimethylformamid. Ν,Ν-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxyd. Tetrarnethylensulfoxid, N-Methyl-Suitable polar aprotic solvents are Ν, Ν-dimethylformamide. Ν, Ν-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide. Tetra-methylene sulfoxide, N-methyl-
phosphorsäuretnamid.phosphoric acid etnamide.
Gt aß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird aus Monothiohydrochinon und Alkali zunächst das Alkalisalz, insbesondere Natriumsalz, gebildet, wobei das nach der ReaktionGt ate a preferred embodiment of the In the process, the alkali salt, in particular the sodium salt, is first made from monothiohydroquinone and alkali, formed after the reaction
6060
mit wiederkehrenden Struktureinheiten der Formel HO- with recurring structural units of the formula HO-
-SH + 2MeOH-SH + 2MeOH
-O-O
2H2O2H 2 O
(Me = Alkalimetall) gebildete Wasser aus dem Reaktionsgemisch durch Destillation oder Azeotropdestillation mit Hilfe eines Schleppmittels, wie z. B. Benzol, entfernt wird. Als Alkalien können Lithiumhydroxyd, Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd oder Na2CO3 verwendet werden, vorzugsweise wird Natriumhydroxyd oder Natriumcarbonat verwendet.(Me = alkali metal) formed water from the reaction mixture by distillation or azeotropic distillation with the help of an entrainer, such as. B. benzene is removed. Lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide or Na 2 CO 3 can be used as alkalis, sodium hydroxide or sodium carbonate is preferably used.
Nach Zugabe der äquivalenten Menge der Dihalogenverbindung zur Lösung bzw. Suspension des Alkalisalzes von Monothiohydrochinon erhitzt man unter einer inerten Schutzgasatmosphäre, z. B. Stickstoff, Wasserstoff oder Argon, mehrere Stunden auf 100 bis 200° C, bis der gewünschte Polymerisationsgrad erreicht ist After adding the equivalent amount of the dihalogen compound to the solution or suspension of the The alkali salt of monothiohydroquinone is heated under an inert protective gas atmosphere, e.g. B. nitrogen, Hydrogen or argon, for several hours at 100 to 200 ° C, until the desired degree of polymerization is reached
Die Polykondensationstc peratur richtet sich nach der Reaktionsfähigkeit de' Halogenatome in den aromatischen Dihaiog»,i. -·. -' »^ndungen. Während wenig reaktionsfähige H "■'." ^aatome, wie z. B. im 1,4-Dichlorbenzol, Terni,_.cui:ren von 180 bis 2000C erfordern, könne*" iktivierte Dihalogenverbindungen, wie z.B. 4,4'-DiOi2. diphenylsulfon, bereits bei 100 bis 140° C quantitativ umgesetzt werden.The polycondensation temperature depends on the reactivity of the halogen atoms in the aromatic dihalogen. - ·. - '' ^ ndings. While unreactive H "■ '." ^ aatoms, such as B. in 1,4-dichlorobenzene, Terni, _. Cui: ren require from 180 to 200 0 C, can * "activated dihalogen compounds, such as 4,4'-DiOi 2. Diphenyl sulfone, already at 100 to 140 ° C quantitatively implemented.
An Stelle von nur einer Dihalogenverbindung können deren zwei oder drei mit Monoihiohydrochinon polykondensiert werden. Es ist auf diese Weise möglieh, den Schmelzbereich und die Löslichkeit der gebildeten Polyätherthioäther in gewissen Gren;.?n zu verändern. Besonders geeignet ist ein Gemisch von 4,4'-Dichlordiphenylsulfon und bis-(4,4'-Chlorphenylsulfonyl)-diphenyl oder von 4,4'-Dichlorbenzo- 3c phenon und 4,4'-Dichlorisophthalophenon, insbesondere in einem gegenseitigen mola-.en Mischungsverhältnis von 9:1 bis 1:9. Wenn die erfindungsgemäße Polykondensation mit äquivalenten Mengen Monothiohydrochinon und Dihalogenverbindung durchgeführt wird, dann ist es zweckmäßig, einen Kettenabbrecher zur Begrenzung des Molekulargewichts zuzufügen. Hierfür eignen sich monofunktionelle Verbindungen mit reaktionsfähigen Halogenatomen, wie z. B. Äthylbromid. Benzylchlorid, 4-Chlordiphenylsulfon usw., in Mengen von 0,1 I1S 1 Molprozent, bezogen auf die eingesetzte Dihalogenkomponente. Man kann aber auch die Dihalogenkomponente von vornherein in geringem Überschub von 0,1 bis 1 Molprozent aber die stöchiometrisch notwendige Menge einsetzen.Instead of just one dihalo compound, two or three of these can be polycondensed with monohydroquinone. In this way it is possible to change the melting range and the solubility of the polyether thioethers formed to a certain extent. A mixture of 4,4'-dichlorodiphenylsulfone and bis- (4,4'-chlorophenylsulfonyl) -diphenyl or of 4,4'-dichlorobenzo- 3c phenone and 4,4'-dichloroisophthalophenone, especially in a mutual mola- .en mixing ratio from 9: 1 to 1: 9. If the polycondensation according to the invention is carried out with equivalent amounts of monothiohydroquinone and dihalo compound, then it is advantageous to add a chain terminator to limit the molecular weight. For this purpose, monofunctional compounds with reactive halogen atoms, such as. B. ethyl bromide. Benzyl chloride, 4-chlorodiphenyl sulfone, etc., in amounts of 0.1 I 1 S 1 mol percent, based on the dihalogen component used. However, the dihalogen component can also be used from the outset in a slight excess of 0.1 to 1 mol percent but the stoichiometrically necessary amount.
Man gewinnt die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyätherthioäther durch Eingießen der viskosen Lösung in .vasser als farbloses, faseriges Falver. Man kann a Jcr auch so verfahren, daß man einen Teil des Lösungsmittels abdestilliert und die sehr viskose Lösung durch eine Düse zu einem 3 bis 4 mm dicken Strang auspreßt, in Wasser verfestigt und granuliert. Das Granulat wird vom restlichen Alkalisalz und Lösungsmittel durch Extraktion mit Wasser befreit und getrocknet.The polyether thioethers produced by the process according to the invention are obtained by pouring them into them the viscous solution in water as a colorless, fibrous falver. One can also proceed in this way that part of the solvent is distilled off and the very viscous solution is added through a nozzle a 3 to 4 mm thick strand, solidified in water and granulated. The granules are removed from the rest The alkali salt and solvent were freed by extraction with water and dried.
Die lineare Struktur und das hohe Molekulargewicht der Polymeren folgt aus der Tatsache, daß sie in organischen Lösungsmitteln, wie z. B. Methylenchlorid, Chloroform oder Tetrachloräthan, löslich sind und hohe Werte der reduzierten spezifischen Viskosität ergeben. Die reduzierte spezifische Viskosität (RSV) ist definiert durch die GleichungThe linear structure and the high molecular weight of the polymers result from the fact that they in organic solvents, such as. B. methylene chloride, chloroform or tetrachloroethane, soluble and give high values of the reduced specific viscosity. The reduced specific viscosity (RSV) is defined by the equation
RSV = r^~- ,
c RSV = r ^ ~ - ,
c
worin )/„, die relative Viskosität und c die Konzentration des Polymeren in g/100 ml Lösungsmittel sind. Alle hier verwendeten RSV-Werte beziehen sich auf Chloroform oder N-Methylpyrrolidon als Lösungsmittel, eine Polymerkonzentration von 0,2 g/100 ml und eine Meßtemperatur von 20°C. Die in der beschriebenen Weise hergestellten aromatischen PolycthTthioäther ergeben RSV-Werte von 0,4 bis 2,0. besonders günstige Verarbeitungseigenschaften werden mit Polymeren der RSV von 0,5 bis 0,8 erzielt.where) / “, the relative viscosity and c is the concentration of the polymer in g / 100 ml of solvent. All RSV values used here relate to chloroform or N-methylpyrrolidone as solvent, a polymer concentration of 0.2 g / 100 ml and a measuring temperature of 20 ° C. The aromatic polythioethers prepared in the manner described give RSV values of 0.4 to 2.0. Particularly favorable processing properties are achieved with polymers of RSV from 0.5 to 0.8.
Die üoerraschenden Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Polyätherthioäther, nämlich ihre Löslichkeit in chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und ihr permanent amorpher Charakter, sind eine Folge der unregelmäßigen Anordnung der Brükkenglieder entlang de· Polymerkette. Man kann diesen Effekt als »innere Copolykondensation« bezeichnen. Im Gegensatz hierzu können aus Hydrochinon bzw. Dithiohydrochinon und aromatischen Dihalogenverbindungen nur Polymere mit regelmäßiger Anordnung der Brückenglieder erhalten werden. Es resultieren daraus kristalline Polymere, die in aliphatischen Chlorkohlenwasserstoflen unlöslich sind, wie es in Tabelle I dargestellt ist.The surprising properties of the polyether thioethers produced according to the invention, namely their Solubility in chlorinated aliphatic hydrocarbons and their permanently amorphous character a consequence of the irregular arrangement of the bridge links along the polymer chain. You can do this Designate the effect as "internal copolycondensation". In contrast, hydroquinone or Dithiohydroquinone and aromatic dihalogen compounds only polymers with a regular arrangement of the bridge members are preserved. This results in crystalline polymers that are aliphatic Chlorinated hydrocarbons are insoluble, as shown in Table I.
Die erfindungsgemäß hergestellten Polyätherthioäther lassen sich nach dem Spritzguß- oder Extrudierverfahren zu Formkörpern, Folien, Platten, Rohren und endlosen Profilen aller Art verarbeiten, die sich durch eine hohe Dauertemperaturfestigkeit auszeichnen. Eine mehrmonatige Erhitzung derartiger Formkörper in Gegenwart von Luft auf Temperaturen von 180 bis 2000C bewirkt keine wesentliche Änderung der physikalischen Eigenschaften. Insbesondere bleibt der klar durchsichtige Charakter der Formkörper erhalten. Als einzige Veränderung wurde bei einigen Vertretern dieser Kunststoffklasse eine leichte Verfärbung nach gelblichen bis hellbraunen Farbtönen festgestellt.The polyether thioethers produced according to the invention can be processed by injection molding or extrusion to give moldings, foils, sheets, pipes and endless profiles of all kinds, which are characterized by high long-term temperature resistance. Heating such shaped bodies for several months in the presence of air to temperatures of 180 to 200 ° C. does not cause any significant change in the physical properties. In particular, the clearly transparent character of the molded body is retained. The only change found in some representatives of this class of plastics was a slight discoloration of yellowish to light brown shades.
ιaoereιaoere
Polyäther, Polythioäther und Polyätherthioäther, abgeleitet von Hydrochinon, Dithiohydrochinon. Monothiohydrochinon und den Dichlorverbirdungcn DDS+) und DCPSD* +)Polyethers, polythioethers and polyether thioethers derived from hydroquinone, dithiohydroquinone. Monothiohydroquinone and the dichloro compounds DDS + ) and DCPSD * + )
Kondensalionsprodukle ausCondensation products
Hydrochinon + DDS*) Hydroquinone + DDS *)
Hydrochinon + DCPSD*) ..
Dithio^/drochinon + DDS*)Hydroquinone + DCPSD *) ..
Dithio ^ / droquinone + DDS *)
Verteilung derDistribution of
Brückenglieder entlangBridge links along
der Polymerkeltethe polymer celt
regelmäßig regelmäßig regelmäßigregularly regularly regularly
Schmelzpunkt
°Ckris'allinc
Melting point
° C
aliphatischen Chlnr-aliphatic chlorine
kohk'iiA.ivicrstoflen' * *kohk'iiA.ivicrstoflen '* *
Fortsetzungcontinuation
Eigenschaften der erhaltenen PolymerenProperties of the polymers obtained
KondCT&atiorispröduide ausKondCT & atiorispröduide from
-^VerteiJung der
Brückenglieder entlang der Polymerkette kristalliner
Schmelzpunkt
''0C- ^ Distribution of the bridge links along the polymer chain more crystalline
Melting point
'' 0 C
: Löslichkeit in aliphatischen Chlorkohlen WaSSCrStOfTeH+ * +J: Solubility in aliphatic chlorinated carbons WASSCrStOfTeH + * + J
Dithiohydrochinon + DCPSD*) Dithiohydroquinone + DCPSD *)
Monothiohydrochinon A- DDS**),...
Monothiohydrochinon + DCPSD**)Monothiohydroquinone A- DDS **), ...
Monothiohydroquinone + DCPSD **)
regelmäßigregularly
unregelmäßigirregular
unregelmäßig - r;362irregular - r; 362
amorphamorphous
amorphamorphous
.,unlöslich " löslich löslich., insoluble "soluble soluble
2020th
DDS - AA -thdilotäiphcnyhuUon I)CPSU = ßiv(4/i'-dicblorphen}lsu!ionyl]-d]phefiyl McthylinchloTid. Chloroform oder Tel rachlorä than. VergleichsprodtiScle. nicht nach dem erfmduriMgemäßen Verfahren. ErfindungsgemäB hergestellte Produkte.DDS - AA -thdilotäiphcnyhuUon I) CPSU = ßiv (4 / i'-dicblorphen} lsu! Ionyl] -d] phefiyl methylinchloride, chloroform or telechloroethane. Comparative products not manufactured according to the inventive method. Products according to the invention.
Da die Polyälhcrthioather ausgezeichnete elektrische Eigenschaften aufweisen, eignen sie sich in hervorragender Weise zur Herstellung von temperaturbeständigen !soliermaterialien. die bevorzugt in Form von Folien eingesetzt weiden. Während Folien von 100 bis 500 α Stärke vorzugsweise nach Extrusion- oder Blasverfahien hergestellt werden, lassen sich dünne Folien bis herunter zu 10 μ Dicke ohne Sch«,iengkeilen aus 10- bis 30%igen Lösungen der Polymeren in Melhylenchlorjd gießen. Die elek^ trrchen Eigenschaften einer solchen 7ö-<A-Gießfolic. dk nach Beispiel 5 hergestellt wurde, zeigt die Tabelje 11.Since the polyhydric ethers have excellent electrical properties, they are ideally suited for the production of temperature-resistant insulating materials. which are preferably used in the form of foils. Are preferably produced during films of 100 to 500 α strength after Extrusion- or Blasverfahien, can be thin films up to down to 10 μ thickness without Sch "iengkeilen from 10 to 30% solutions of the polymers in Melhylenchlorjd pour. The electrical properties of such a cast film. dk was produced according to Example 5, the table 11 shows.
3°3 °
Elektrische Eigenschaften einer Gießfolie aus dem PolykondensasionspTodükt von Monothiohydrochinon und 4,4'-Dschlordipbedylsu!foaElectrical properties of a cast film made from the polycondensation product of monothiohydroquinone and 4,4'-Dschlordipbedylsu! foa
Durchgangswiderstand.Volume resistance.
23 C 12/cm 12 κ Itf13 23 C 12 / cm 12 κ Itf 13
Desgleichen nachLikewise after
24 Stunden Wasserlagerung 23 α 1015 24 hours water storage 23 α 10 15
Oberflächen widerstand,Surface resistance,
23 Γ ti Ll κ i&- 23 Γ ti Ll κ i & -
Dcsgleidien nachDcsgleidien after
24 Stunden Wasser-24 hours water
lagcrung 1-4 κ 10"storage 1-4 κ 10 "
Durchschlagfestigkeit.Dielectric strength.
KV cm 17(Hf-FoHe)- -DesHle chen nachKV cm 17 (Hf-FoHe) - -DesHle check
6 M< -.ztcn bei 200"' C 1 720
fcelasi.i iJielektrizitats-6 M <-.ztcn at 200 "'C 1 720
fcelasi.i iJielectricity-
konstanle 15constanle 15
VcrlusifafcloT Ig beiVcrlusifafcloT Ig at
2Ϊ Γ 50Hz 0.00132Ϊ Γ 50Hz 0.0013
500 Hz 0.00082
500OHz 0.0009
50000 Hz 0.0017
500000 Hz 0.0029500 Hz 0.00082
500OHz 0.0009
50000 Hz 0.0017
500000 Hz 0.0029
Die f .mungen der aromatischen Polyäihetthioäther sn chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen eifoien sich femer zur Diahtiackierung und zur fmprag.ijcning und KascKifTung von Papier und Textilgewe'ncn aller Art. Letzlere erhalten durch die Behandlung nkht nur anssezeicnneie Isoliereigenschzften. sondern sie werden auch gleichzeitig wekge*icnd fianimfest gemachi.The formulations of aromatic polyethioethers Chlorinated aliphatic hydrocarbons are also suitable for diactiating and for fmprag.ijcning and cover for paper and textile fabrics of all kinds. Received by the latter Treatment does not only indicate insulating properties. but at the same time they become wakeful fianimfest gemachi.
In einem 250-ml-Dreihalskolben, versehen mit Rührer. Dean-Stark-Aufsatz und Gaseinleitungsrohr, werden 12.6Ϊ6 g (0,1 Mol) Monothiohydrochinon in 80 ml Xylol gelöst und mit 22.1 ml wäßriger Natronlauge (362 mg NaOH'ml, 0.2 Mol) versetzt. Unter Einleitung von Stickstoff wird das Gemisch zum Sieden erhitzt. Das Wasser destilliert dabei als Azeotrop mit dem Xylol ab iü·-' wird in 2 Stunden quantitativ abgetrennt. Nach dem Abdjstillieren des XyIoIs liegt das Dinatriumsalz des Monothiohydrochinon·: als weißes Kristallpulver vor. Es werden 28.716 g (0.1 Mol) 4.4'-DichIordiphenylsuIfon eingetragen und das Gemisch in 100 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxyd geiösi. Das Rcakiionsgemisch wird nun auf 160'C erwärmt, wobei vorübergehend eine orangerote Färbung auftritt. Nach etwa 30 Minuten wird die Farbe wieder hell, und die Viskosität der Lösung nimmt unter Abscheidung von feinkörnigem Natriumchlorid langsam zu. Nach Ablauf von 6 Stunden liegt eine hochviskose, leicht gelbgefärbte Reaktionsmasse vor. Die Lösung wird mit 100 ml Dimethylsulfoxyd verdünnt,» durch Filtration vom Natriumchlorid befreit und das Polykondensat durch Eintropfen in Wasser ausgefällt. Das faserig-voluminöse Produkt wird in Wasser ausgekocht und anschließend am Hochvakuum bei 150'C getrocknet.In a 250 ml three-necked flask equipped with a stirrer. Dean-Stark attachment and gas inlet tube, 12.6Ϊ6 g (0.1 mol) of monothiohydroquinone in 80 ml of xylene dissolved and treated with 22.1 ml of aqueous sodium hydroxide solution (362 mg of NaOH'ml, 0.2 mol). Under Introduction of nitrogen, the mixture is heated to the boil. The water distilled as Azeotrope with the xylene from iü · - 'becomes in 2 hours separated quantitatively. After the xylene has been distilled off, the disodium salt of monothiohydroquinone is: as white crystal powder. 28.716 g (0.1 mol) of 4.4'-dichlorodiphenyl sulfone are entered and the mixture in 100 ml of anhydrous dimethyl sulfoxide geiösi. The reaction mixture is now heated to 160'C, with temporarily a orange-red coloring occurs. After about 30 minutes the color and the viscosity of the Solution increases slowly with the separation of fine-grained sodium chloride. After A highly viscous, slightly yellow-colored reaction mass is present for 6 hours. The solution is made with 100 ml Diluted dimethyl sulfoxide, »freed from sodium chloride by filtration and the polycondensate through Dropping into water precipitated. The fibrous, voluminous product is boiled in water and then dried in a high vacuum at 150'C.
Die reduzierte spezifische Viskosität des Polymeren .The reduced specific viscosity of the polymer.
beträgt 0.65 (gemessen in Chloroform bei 20" C, 02 g 100 ml Lösungsmittel). Da., Produkt löst sich ausgezeichnet in Methylenchlorid. Solche Lösungenis 0.65 (measured in chloroform at 20 "C, 02 g 100 ml solvent). Da., Product dissolves excellently in methylene chloride. Such solutions
sind stabil und können über mehrere Wochen ohne jegliche Veränderung gelagert werden. Nach den Gießverfahren können farblose Filme von ausgezeichneter Transparenz und hoher mechanischer Festigkeit hergestellt werden.are stable and can be stored for several weeks without any changes. After the Casting processes can produce colorless films of excellent transparency and high mechanical Strength can be produced.
Die Glasumwandlungstemperatur 7^ des Polymeren liegt bei 17Γ C (bestimmt an einem Perkin-Elmer-Differential Scanning Calorimeter DSC-I). Die aasgezeichnete Wärmebeständigkeit des Polymeren geht aus der thermogravimetrischen Analyse hervor:The glass transition temperature 7 ^ of the polymer is at 17Γ C (determined by a Perkin-Elmer differential Scanning Calorimeter DSC-I). The excellent thermal stability of the polymer emerges from the thermogravimetric analysis:
Gewichtsabnahme kumulativ nach je 2stündiger Erhitzung in Luft aul folgende Temperaturen:Cumulative weight loss after heating for 2 hours in air at the following temperatures:
5555
6060
65 Gewichtsabnahme. % 65 Weight Loss. %
200200
0,90.9
250250
1.51.5
300300
2,02.0
350350
2.12.1
400400
30» 627AOf30 »627AOf
VergleichsbcispielComparative example
Es wird die Herstellung eines Polymeren der gleichen BruttozusammefiSßtzung wie im Beispiel 1, jedoch mit regelmäßiger Reihenfolge der —ö—- und —S—-Brücken beschrieben,The production of a polymer of the same gross composition as in Example 1, but with a regular sequence of the - ö - and - S - bridges is described.
in einem 250-ml-Dreihälskolben, versehen mit Rührer, Rmkflußkühler und GaseinldtUrtgsrqrii1, -',werden 18,844 g (0,05 Mol) 4-Mer^pio^'-{p-chlor- - 'phenylsulfonylj-diphen: läthsr und 3,498 g wasserfreie? Natriumcarbonat vorgelegt und mit 20 ml N.N-Dimethylformamid \ ersetzt. Das Reaktionsgemisch wird 4 Stunden auf 140°C erhitzt, wobei die Viskosität allmählich zunimmt. Die zähflüssige Reaktionsmasse wird in einem Turmix-Mischer in Wa<w>er eingetragen, das Polymere fällt dabei als flockiges, weißes Pulver aus. Nach mehrmaligem Auskochen in Wasser wird das Produkt am Hochvakuum bei 1400C getrocknet.in a 250 ml-Dreihälskolben equipped with a stirrer, and Rmkflußkühler GaseinldtUrtgsrqrii 1, - ', 18.844 g (0.05 mol) of 4-Mer pio ^ ^' - {p-chloro - 'phenylsulfonylj-diphen: läthsr and 3.498 g anhydrous? Submitted sodium carbonate and replaced with 20 ml of NN-dimethylformamide \. The reaction mixture is heated to 140 ° C. for 4 hours, the viscosity gradually increasing. The viscous reaction mass is added to a Turmix mixer in Wa <w> er, the polymer precipitates as a flaky, white powder. After boiling out several times in water, the product is dried at 140 ° C. in a high vacuum.
Die reduJerte spezifische Viskosität des Polymeren beträgt 0.35 (gemessen in N-Methylpyrrolidon bei 200C, 0,2 g/100 ml). Im Gegensatz /um im Beispiel 1 beschrieber en Polymeren können aus diesem Produkt keine stabilen Lösungen in Methylenchlorid oder Chloroform hergestellt werden. Obwohl vorübergehend klare Lösungen ents'chen. setzt bereits nach wenigen Minuten die Kristallisation ein. und das Polymere fallt feinkörnig aus. Das kristalline I rodukt löst sich nur noch in N-Methylpyrrolidon bei 200PC. Der kristalline Schmelzpunkt des Polymeren liegt bei 225° C (bestimmt am Perkin-EImer-DüTerential Scanning Calorimeter DSC-I).The reduJerte specific viscosity of the polymer is 0.35 (as measured in N-methylpyrrolidone at 20 0 C, 0.2 g / 100 ml). In contrast to the polymers described in Example 1, stable solutions in methylene chloride or chloroform cannot be prepared from this product. Although temporarily seeking clear solutions. Crystallization starts after just a few minutes. and the polymer precipitates fine-grained. The crystalline product only dissolves in N-methylpyrrolidone at 200PC. The crystalline melting point of the polymer is 225 ° C. (determined on the Perkin-Elmer Deterential Scanning Calorimeter DSC-I).
Es wird nach dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren aus 12,616 g (0. ί Mol) Monothiohydrochinon das entsprechende Dinatriumsalz hergestellt Nach AbdestiUieren des Xylols werden 50.344 g (0,1 Mol) 4.4' - bis - (4 - Chlorpheny !sulfonyl) - biphenyl eingetragen und mit 100 ml Dimethylsulfoxyd versetzt. Bei 1500C tritt eine rasche Polykondensation ein. Das Gemisch wird bei dieser Temperatur 4 Stunden weitergeführt. Die Isolierung und Aufarbeitung des Produktes geschieht auf die im Beispie1 i angegebene V/eise.The corresponding disodium salt is prepared according to the method given in Example 1 from 12.616 g (0. ί mol) of monothiohydroquinone entered and mixed with 100 ml of dimethyl sulfoxide. At 150 ° C. rapid polycondensation occurs. The mixture is continued at this temperature for 4 hours. The product is isolated and worked up in the manner indicated in Example 1.
Das weiße, grobkörnige Polymere besitzt eine RSV von 0,78 (gemessen in N-Methylpyrrolidon bei 20c C, 0,2 g/100 ml Lösungsmittel).The white, coarse-grained polymer has an RSV of 0.78 (measured in N-methylpyrrolidone at 20 ° C., 0.2 g / 100 ml of solvent).
Das Polymere ist bis zti Konzentfialioneri von 25 bis 30% sehr gut löslich in einem Gemisch von Methylenchlorid und Chloroform (1:1). Solcae Lösungen sind mehrere Wochen ohne jede Trübung haltbar. Der Glasumwandlungspunkt Tg des amorphen Polymeren liegt bei 245° C.The polymer is very soluble in a mixture of methylene chloride and chloroform (1: 1) up to a concentration of 25 to 30%. Solcae solutions can be kept for several weeks without any cloudiness. The glass transition point Tg of the amorphous polymer is 245 ° C.
Es wird die Herstellung eines Polymeren aus Monothiohydrochinon und zwei verschiedenen Dihalogenverbrndungen beschrieben.It is the production of a polymer from monothiohydroquinone and two different dihalogen compounds described.
Aus 12,616 g (0,1 Mol) Monothiohydrocbinon wird nach den Angaben vor !ieispiel 1 das entsprechende Dinatriumsalz hergestellt. Es werden 14.358 g (0X15 Mol) 4.4'-Dichlordiphenylsulfon und 25,172 g (Oj05MoI)4,4'-bis-(4-Chiorphenylsulfonyl)-biphenyi, gefolgt von lOOml Dimeihylsulfoxyd, zugesetzt und das Gemisch bei 1500C zur Polykondensation gebracht. Nach 4 Stunden ist die Reaktion beendet Die heiße zähflüssige Masse wird mit 100 ml Dimethyisulfoxyd verdünnt und drucknitriert. Die weitere Aufarbeitung erfolgt nach Beispiel 1.The corresponding disodium salt is prepared from 12.616 g (0.1 mol) of monothiohydrocbinone as described in Example 1. There are 14,358 g (0x15 moles) of 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone and 25.172 g (Oj05MoI) of 4,4'-bis- (4-Chiorphenylsulfonyl) biphenyl, followed by lOOml Dimeihylsulfoxyd added and the mixture was reacted at 150 0 C for the polycondensation. The reaction is complete after 4 hours. The hot, viscous mass is diluted with 100 ml of dimethyl sulfoxide and nitrated under pressure. The further work-up takes place according to Example 1.
Das getrocknete Produkt ist weiß und grobkörnig. Die reduzierte spezifische Visk ;ität ist. 0,58 (gemessen in Chloroform bei 20°C, 0,2 g/100 ml Lösungsmittel). Das Polymere besitzt eine hervorragende Löslichkeit in Methylenchlorid, Chloroform, Methylenchlorid-Methanol (9:1), Tetrachloräthan und in N,N-Di- - 'rnethylformamid. Da das Polymere nicht kristallisiert, ro 1Sj1Id die Lösungen praktisch unbegrenzt haltbar. Aus diesen Lösungen können dünne Filme von hoher mechanischer Festigkeit und ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften gegossen werden.The dried product is white and grainy. The reduced specific viscosity is. 0.58 (measured in chloroform at 20 ° C, 0.2 g / 100 ml solvent). The polymer has an excellent solubility in methylene chloride, chloroform, methylene chloride-methanol (9: 1), tetrachloroethane and in N, N-di - 'rnethylformamid. Since the polymer does not crystallize, ro 1 Sj 1 Id, the solutions virtually indefinitely. Thin films of high mechanical strength and excellent electrical properties can be cast from these solutions.
Die ulasumwandlungstemperatur des Polymeren liegt bei 210° C (Differential-calorimetrisch ermittelt). Bei 280 bis 3000C kann das Polymere auch thermoplastisch verarbeitet werden. Bei 3000C gepreßte klare, farblose Filme zeichnen sich durch hohe Flexibilität und mechanische Festigkeit aus. Die vorzügliehe Dauerwärmebes'ändigkeit geht aus der Tatsache hervor, daß nach omonatiger Hitzealterung bei 2000C an der Luft kein Abfall der mechanischen und elektrischen Eigenschaften feststellbar ist.The ulas transition temperature of the polymer is 210 ° C (differential calorimetrically determined). At 280 to 300 ° C., the polymer can also be processed thermoplastically. At 300 0 C pressed clear, colorless films are characterized by high flexibility and mechanical strength. The vorzügliehe Dauerwärmebes'ändigkeit is apparent from the fact that after omonatiger heat aging at 200 0 C in air, no decrease in the mechanical and electrical properties is detectable.
AnwendungsbeispielApplication example
Es wird die Herstellung einer Gießfolie beschrieben. 240 g des im Beispiel 3 erwähnten Polymeren vom RSV 0,72 werden auf einer Schüttehnaschine in 800 ml Methylenchlorid gelöst Zur Entfernung von Staubteilchen wird die Lösung rückfiltriert. Man erhält .eine wasserklare Lösung mit einer Viskosität von 2200 cP (gemessen mit einem Epprecht-Viskosimeter bei 2Cr1C). The production of a cast film is described. 240 g of the RSV 0.72 polymer mentioned in Example 3 are dissolved in 800 ml of methylene chloride on a pouring machine to remove dust particles, the solution is filtered back. A water-clear solution is obtained with a viscosity of 2200 cP (measured with an Epprecht viscometer at 2Cr 1 C).
Die Lösung wird mit Hilfe eines Handgießapparates vergossen. Um einen blasenfreien Film zu erhalten, wird die Atmosphäre über dem frisch gegossenen Film mit Methylenchlorid gesättigt. Nach 10 Minuten kann der Film von der Glasunter'age abgehobenThe solution is poured with the help of a hand pouring device. To get a bubble-free film, the atmosphere above the freshly cast film is saturated with methylene chloride. After 10 minutes the film can be lifted from the glass base
werden und wird bei 1600C in einem starken Luftstrom fertig getrocknet. Die Stärke des glasklaren, farblosen Films beträgt 40 bis 50 μ.and is completely dried at 160 ° C. in a strong stream of air. The thickness of the crystal clear, colorless film is 40 to 50 μ.
Es werden folgende Filmeigenschaften ermittelt:The following film properties are determined:
Lichtdurchlässigkeit 89%Light transmission 89%
Restfeuchtigkeit 0,03%Residual moisture 0.03%
Reißfestigkeit 9,1 kg/mm2 Tensile strength 9.1 kg / mm 2
Reißdehnung 12%Elongation at break 12%
SchrumpfShrinkage
bei 150° C 1,0%at 150 ° C 1.0%
bei 180° C 2,8%at 180 ° C 2.8%
bei 200°C 6,2%at 200 ° C 6.2%
Elektrische Durchschlags-Electrical breakdown
festigkeit 142 KV/mmstrength 142 KV / mm
Aus 12,616 g (0,1 Mol) Monothiohydrochinon wird auf die übliche Weise (s. Beispiel 1) das Dinatriumsalz hergestellt. Es werden 12,555 g (0,05 Mol) 4,4'-Dichlorbenzophenon und 17,761 g (0,05 Mol) 4,4'-Dichiorisophthalophenon hinzugefügt und mit 100 ml Tetramethylensulfoxid (Tetrahydrothiophen- 1,1-dioxyd) versetzt. Die Polykondensation wird während 3 Stunden bei 1800C durchgeführt. Das dunkeigelbe Reaktionsprodukt wird in Wasser ausgefällt und wiederholt mit Wasser ausgekocht, bis im Wasch-The disodium salt is prepared in the usual way (see Example 1) from 12.616 g (0.1 mol) of monothiohydroquinone. 12.555 g (0.05 mol) of 4,4'-dichlorobenzophenone and 17.761 g (0.05 mol) of 4,4'-dichiorisophthalophenone are added and 100 ml of tetramethylene sulfoxide (tetrahydrothiophene-1,1-dioxide) are added. The polycondensation is carried out at 180 ° C. for 3 hours. The dark yellow reaction product is precipitated in water and repeatedly boiled with water until the washing machine
wasser keine Chlorionen mehr nachgewiesen werden Das Polymere katin bei ?80°C zu klaren Form-water no more chlorine ions are detected The polymer katin at? 80 ° C to clear form-
itönnen. Nach dem Trocknen am Hochvakuum liegt stücken gepreßt werden. Wegen.lies amorphen Cha-it can. After drying in a high vacuum, pieces are to be pressed. Because of the amorphous cha
ein körniges, gelbgefärbtes Produkt vor, dessen redü- rakters des Polymeren bleiben sblcne Preßlinge itucha granular, yellow-colored product, whose redü- rakters of the polymer remain sblcne pellets ituch
zierte spezifische yiskösität 0,69 beträgt (gemessen nach wochcnlangei Hitzealterung völlig klar undThe specified specific viscosity is 0.69 (measured after weeks of heat aging completely clear and
ia Chloroform bei 20° C. 0,2 g/100 ml Lösungsmittel), 5 fiexibel.generally chloroform at 20 ° C. 0.2 g / 100 ml solvent), 5 fiexible.
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