DE3833385A1 - Aromatische polyethersulfone - Google Patents
Aromatische polyethersulfoneInfo
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Description
Die Erfindung betrifft aromatische Polyethersulfone (und
ein Verfahren zu ihrer Herstellung) auf Basis von
Dihydroxydiphenylcycloalkanen der Formel (I)
worin
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom, C₁-C₈-Alkyl, C₅-C₆- Cycloalkyl, C₆-C₁₀-Aryl, bevorzugt Phenyl und C₇-C₁₂-Aralkyl, bevorzugt Phenyl-C₁-C₄-Alkyl, insbesondere Benzyl und Cumyl,
m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5
R³ und R⁴ für jedes X individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff, oder C₁-C₆-Alkyl und Alkyl und
X Kohlenstoff bedeuten,
mit der Maßgabe, daß an mindestens einem Atom X R³ und R⁴ gleichzeitig Alkyl sind.
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom, C₁-C₈-Alkyl, C₅-C₆- Cycloalkyl, C₆-C₁₀-Aryl, bevorzugt Phenyl und C₇-C₁₂-Aralkyl, bevorzugt Phenyl-C₁-C₄-Alkyl, insbesondere Benzyl und Cumyl,
m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5
R³ und R⁴ für jedes X individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff, oder C₁-C₆-Alkyl und Alkyl und
X Kohlenstoff bedeuten,
mit der Maßgabe, daß an mindestens einem Atom X R³ und R⁴ gleichzeitig Alkyl sind.
Bevorzugt sind an 1-2 Atomen X, insbesondere nur an
einem Atom X, R³ und R⁴ gleichzeitig Alkyl. Bevorzugter
Alkylrest ist Methyl; die X-Atome in α-Stellung zu dem
di-phenyl-substituierten C-Atom (C-1) sind bevorzugt
nicht dialkyl-substituiert, dagegen ist die Alkyl-di-
substitution in β-Stellung zu C-1 bevorzugt.
Besonders bevorzugt als Ausgangsmaterial sind Dihydroxy
diphenylcycloalkane mit 5 und 6 Ring-C-Atomen im Cyclo
aliphatischen Rest (m=4 oder 5 in Formel (I) wie
beispielsweise die Diphenole der Formeln
und
wobei das 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl
cyclohexan (Formel II) besonders bevorzugt ist.
Dihydroxydiphenylcycloalkane der Formel (I) können in
an sich bekannter Weise durch Kondensation von Phenolen
der Formel (V)
und Ketonen der Formel (VI)
hergestellt werden, wobei in den Formeln (V) und (VI)
X, R¹, R², R³, R⁴ und m die für Formel (I) angegebene
Bedeutung haben.
Die Phenole der Formel (V) sind entweder literaturbe
kannt oder nach literaturbekannten Verfahren erhältlich.
(Vgl. z. B. Ullmann, Encyklopädie der technischen Chemie,
4. Auflage, Band 15, S. 61-77).
Beispiele für geeignete Phenole der Formel (V) sind:
Phenol, o-Kresol, m-Kresol, 2,6-Dimethylphenol, 2-Chlor
phenol, 3-Chlorphenol, 2,6-Dichlorphenol, 2-Cyclohexyl
phenol, o-Phenylphenol und o- oder p-Benzylphenol.
Die Ketone der Formel (VI) sind literaturbekannt (siehe
beispielsweise Beilsteins Handbuch der organischen
Chemie, 4. Auflage, Band 7). Ein allgemeines Verfahren
zur Herstellung von Ketonen der Formel (VI) ist
beispielsweise in "Organikum" 15. Auflage 1977, VEB
Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, S. 698 beschrieben. 3,3-Dimethylcyclopentanon, 2,2-Dimethylcyclohexanon, 3,3-Dimethylcyclohexanon, 4,4-Dimethylcyclohexanon, 3-Ethyl-3-Methylcyclopentanon, 2,3,3-Trimethylcyclopen tanon, 2,4,4-Trimethylcyclopentanon, 3,3,4-Trimethyl cyclopentanon, 3,3-Dimethylcycloheptanon, 4,4-Dimethyl cycloheptanon, 3-Ethyl-3-methylcyclohexanon, 4-Ethyl-4- methylcyclohexanon, 2,3,3-Trimethylcyclohexanon, 2,4,4- Trimethylcyclohexanon, 3,3,4-Trimethylcyclohexanon, 2,5,5-Trimethylcyclohexanon, 3,3,5-Trimethylcyclohexanon, 3,4,4-Trimethylcyclohexanon, 2,3,3,4-Tetramethyl cyclopentanon, 2,3,4,4-Tetramethylcyclopentanon, 3,3,4,4-Tetramethylcyclopentanon, 2,2,5-Trimethylcyclo heptanon, 2,2,6-Trimethylcycloheptanon, 2,6,6-Trimethyl cycloheptanon, 3,3,5-Trimethylcycloheptanon, 3,5,5- Trimethylcycloheptanon, 5-Ethyl-2,5-dimethylcyclohep tanon, 2,3,3,5-Tetramethylcycloheptanon, 2,3,5,5-Tetra methylcycloheptanon, 3,3,5,5-Tetramethylcycloheptanon, 4-Ethyl-2,3,4-trimethylcyclopentanon, 2-Isopropyl-4,4- dimethylcyclopentanon, 4-Isopropyl-2,4-dimethylcyclo pentanon, 2-Ethyl-3,5,5-trimethylcyclohexanon, 3-Ethyl- 3,5,5-trimethylcyclohexanon, 3-Ethyl-4-isopropyl-3- methyl-cyclopentanon, 4-sec. Butyl-3,3-dimethylcyclo pentanon, 2-Isopropyl-3,3,4-trimethylcyclopentanon, 3-Ethyl-4-isopropyl-3-methyl-cyclohexanon, 4-Ethyl-3-iso propyl-4-methyl-cyclohexanon, 3-sec. Butyl-4,4-dimethyl cyclohexanon, 3-Isopropyl-3,5,5-trimethylcyclohexanon, 4-Isopropyl-3,5,5-trimethylcyclohexanon, 3,3,5-Tri methyl-5-propylcyclohexanon, 3,5,5-Trimethyl-5-propyl cyclohexanon, 2-Butyl-3,3,4-trimethylcyclopentanon, 2-Butyl-3,3,4-trimethylcyclohexanon, 4-Butyl-3,3,5- trimethylcyclohexanon, 3-Isohexyl-3-methylcyclohexanon, 5-Ethyl-2,4-diisopropyl-5-methylcyclohexanon, 2,2-Di methylcyclooctanon, und 3,3,8-Trimethylcyclooctanon.
Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, S. 698 beschrieben. 3,3-Dimethylcyclopentanon, 2,2-Dimethylcyclohexanon, 3,3-Dimethylcyclohexanon, 4,4-Dimethylcyclohexanon, 3-Ethyl-3-Methylcyclopentanon, 2,3,3-Trimethylcyclopen tanon, 2,4,4-Trimethylcyclopentanon, 3,3,4-Trimethyl cyclopentanon, 3,3-Dimethylcycloheptanon, 4,4-Dimethyl cycloheptanon, 3-Ethyl-3-methylcyclohexanon, 4-Ethyl-4- methylcyclohexanon, 2,3,3-Trimethylcyclohexanon, 2,4,4- Trimethylcyclohexanon, 3,3,4-Trimethylcyclohexanon, 2,5,5-Trimethylcyclohexanon, 3,3,5-Trimethylcyclohexanon, 3,4,4-Trimethylcyclohexanon, 2,3,3,4-Tetramethyl cyclopentanon, 2,3,4,4-Tetramethylcyclopentanon, 3,3,4,4-Tetramethylcyclopentanon, 2,2,5-Trimethylcyclo heptanon, 2,2,6-Trimethylcycloheptanon, 2,6,6-Trimethyl cycloheptanon, 3,3,5-Trimethylcycloheptanon, 3,5,5- Trimethylcycloheptanon, 5-Ethyl-2,5-dimethylcyclohep tanon, 2,3,3,5-Tetramethylcycloheptanon, 2,3,5,5-Tetra methylcycloheptanon, 3,3,5,5-Tetramethylcycloheptanon, 4-Ethyl-2,3,4-trimethylcyclopentanon, 2-Isopropyl-4,4- dimethylcyclopentanon, 4-Isopropyl-2,4-dimethylcyclo pentanon, 2-Ethyl-3,5,5-trimethylcyclohexanon, 3-Ethyl- 3,5,5-trimethylcyclohexanon, 3-Ethyl-4-isopropyl-3- methyl-cyclopentanon, 4-sec. Butyl-3,3-dimethylcyclo pentanon, 2-Isopropyl-3,3,4-trimethylcyclopentanon, 3-Ethyl-4-isopropyl-3-methyl-cyclohexanon, 4-Ethyl-3-iso propyl-4-methyl-cyclohexanon, 3-sec. Butyl-4,4-dimethyl cyclohexanon, 3-Isopropyl-3,5,5-trimethylcyclohexanon, 4-Isopropyl-3,5,5-trimethylcyclohexanon, 3,3,5-Tri methyl-5-propylcyclohexanon, 3,5,5-Trimethyl-5-propyl cyclohexanon, 2-Butyl-3,3,4-trimethylcyclopentanon, 2-Butyl-3,3,4-trimethylcyclohexanon, 4-Butyl-3,3,5- trimethylcyclohexanon, 3-Isohexyl-3-methylcyclohexanon, 5-Ethyl-2,4-diisopropyl-5-methylcyclohexanon, 2,2-Di methylcyclooctanon, und 3,3,8-Trimethylcyclooctanon.
Beispiele für bevorzugte Ketone sind
Zur Bisphenolherstellung werden im allgemeinen 2 bis 10 Mol,
vorzugsweise 2,5 bis 6 Mol Phenol (V) pro Mol Keton
(VI), verwendet. Bevorzugte Reaktionszeiten betragen
1 bis 100 Stunden. Im allgemeinen arbeitet man bei Tempe
raturen von -30°C bis 300°C, vorzugsweise von -15°C bis
150°C und bei Drücken von 1 bis 20 bar, vorzugsweise von
1 bis 10 bar.
Die Kondensation wird im allgemeinen in Gegenwart saurer
Katalysatoren durchgeführt. Beispiele sind Chlorwasser
stoff, Bromwasserstoff, Fluorwasserstoff, Bortrifluorid,
Aluminiumtrichlorid, Zinkdichlorid, Titantetrachlorid,
Zinntetrachlorid, Phosphorhalogenide, Phosphorpentoxid,
Phosphorsäure, konzentrierte Salzsäure oder Schwefel
säure sowie Mischungen aus Essigsäure und Acetanhydrid.
Die Verwendung saurer Ionenaustascher ist ebenfalls
möglich.
Weiterhin kann die Umsetzung durch Zugabe von Co-Kata
lysatoren wie C₁-C₁₈-Alkyl-Mercaptanen, Schwefelwasser
stoff, Thiophenolen, Thiosäuren und Dialkylsulfiden
beschleunigt werden.
Die Kondensation kann ohne Lösungsmittel oder in Gegen
wart eines inerten Lösungsmittels (z. B. aliphatischer
und aromatischer Kohlenwasserstoff, Chlorkohlenwasser
stoff) durchgeführt werden.
In den Fällen, in denen der Katalysator gleichzeitig als
wasserentziehendes Mittel fungiert, ist es nicht erfor
derlich, zusätzlich wasserentziehende Mittel einzu
setzen, letzteres ist jedoch zur Erzielung guter Umsätze
in jedem Fall dann vorteilhaft, wenn der eingesetzte
Katalysator das Reaktionswasser nicht bindet.
Geeignete wasserentziehende Mittel sind beispielsweise:
Acetanhydrid, Zeolithe, Polyphosphorsäure und Phosphor
pentoxid.
Die Herstellung der Diphenole entsprechend Formel (I) ist
in der deutschen Patentanmeldung P 3 83 296.6 beschrieben
und wird durch das Beispiel 1 erläutert.
Gegenstand dieser Erfindung sind aromatische Poly
ethersulfone mit der wiederkehrenden Struktureinheit
-O-E-O-E′- (VII)
worin -E- ein zweibindiger Rest eines aromatischen
Sulfons der Formel (VIIIa)
mit Ar und Ar′=gleiche oder verschiedene difunk
tionelle aromatische Reste mit 6 bis 50-C-Atomen
und worin
und worin
-O-E-O- (IXa)
ein zweibindiger Diphenolat-Rest ist, die dadurch
gekennzeichnet sind, daß von 0,1 Mol-%, vor
zugsweise von 3 Mol-% bis 100 Mol-% und insbesondere von
10 Mol-% bis 100 Mol-% der Diphenolat-Reste (IXa) solche
der Formel (Ia)
sind, worin X, R¹, R², R³, R⁴ und m wie in Formel (I)
definiert sind.
Die aromatischen Polyethersulfone der Erfindung haben
bevorzugt mittlere Molekulargewiche Mw (Gewichtsmittel)
von 758 bis 500 000, insbesondere von 3000 bis 200 000
und speziell von 5000 bis 100 000.
Aromatische Polyethersulfone sind bekannt (siehe
beispielsweise GB-PS 10 78 234, US-PS 40 10 147 und
EP-OS 01 35 938). Sie können beispielsweise durch Umsetzung
von Dialkalisalzen von Diphenolen mit Dihalogen-diaryl
sulfonen in einem polaren Lösungsmittel hergestellt
werden, (siehe beispielsweise GB-PS 10 78 234), wobei
die Dialkalisalze der Diphenole auch in situ erzeugt
werden können.
Die erfindungsgemäßen Polyethersulfone können ebenfalls
nach dieser Methode hergestellt werden, wobei als
polares Lösungsmittel bevorzugt am Stickstoff C₁-C₅-
alkylsubstituiertes Caprolactam, wie N-Methyl-capro
lactam, N-Ethyl-caprolactam, N-n-Propyl-caprolactam,
N-Isopropyl-caprolactam, vorzugsweise N-Methyl-
caprolactam, und vorzugsweise am Stickstoff C₁-C₅-
alkylsubstituierte Pyrrolidone, wie N-Methylpyrrolidon;
N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Dimethyl
sulfoxid, Diphenylsulfon, Sulfolan oder Tetramethylharn
stoff, eingesetzt werden. Es können anteilig z. B.
0,1 bis 200 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des polaren
Lösungsmittels andere weniger polare Lösungsmittel mitver
wendet werden z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe wie
Toluol, Xylol, Mesitylen, Chlorbenzol, oder aliphatische
Kohlenwasserstoffe wie Benzin, Cyclohexan.
Gegenstand dieser Erfindung ist auch ein Verfahren zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Polyethersulfone mit
der Struktureinheit (VII) durch Umsetzung von Dialkali
diphenolaten (IXb)
Alkali-O-E-O-Alkali (IXb)
mit Dihalogen-diaryl-sulfonen (VIII)
worin Ar und Ar′ gleiche oder verschiedene difunktionelle
aromatische Reste mit 6 bis 50 C-Atomen und Hal Halogen,
bevorzugt Fluor, Chlor und Brom bedeuten in polaren
Lösungsmitteln, das dadurch gekennzeichnet ist, daß von
0,1 Mol-% bis 100 Mol-% vorzugsweise von 3 Mol-% bis 100 Mol-%
und insbesondere von 10 Mol-% bis 100 Mol-% der Dialkali
diphenolate (IXb) der Formel Ib
entsprechen,
worin X, R¹, R², R³, R⁴ und m wie in Formel (I) definiert sind, und daß die Umsetzung in polaren Lösungsmitteln wie N-alkylierten Caprolactamen oder N-alkylierten Pyrrolidonen, vorzugsweise in N-alkylierten Pyrrolidonen durchgeführt wird.
worin X, R¹, R², R³, R⁴ und m wie in Formel (I) definiert sind, und daß die Umsetzung in polaren Lösungsmitteln wie N-alkylierten Caprolactamen oder N-alkylierten Pyrrolidonen, vorzugsweise in N-alkylierten Pyrrolidonen durchgeführt wird.
Geeignete Diphenole der Formel (IX) sind z. B.
Hydrochinon,
Resorcin,
Dihydroxydiphenyle,
Bis-(hydroxyphenyl)-alkane,
Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide,
Bis-(hydroxyphenyl)-ether,
Bis-(hydroxyphenyl)-ketone,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide,
α,α′-Bis(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole
sowie deren kernalkylierte und kernhalogenierte Ver bindungen.
Hydrochinon,
Resorcin,
Dihydroxydiphenyle,
Bis-(hydroxyphenyl)-alkane,
Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide,
Bis-(hydroxyphenyl)-ether,
Bis-(hydroxyphenyl)-ketone,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide,
α,α′-Bis(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole
sowie deren kernalkylierte und kernhalogenierte Ver bindungen.
Diese und weitere geeignete andere Diphenole (IX) sind
z. B. in den US-PS 30 28 365, 29 99 835, 31 48 172,
32 75 601, 29 91 273, 32 71 367, 30 62 781, 29 70 131
und 29 99 846, in den deutschen Offenlegungsschriften
15 70 703, 20 63 050, 20 63 052, 22 11 0956, der
französischen Patentschrift 15 61 518 und in der Monographie
"H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates,
Interscience Publishers, New York 1964", beschrieben.
Bevorzugte andere Diphenole (IX) sind beispielsweise:
4,4′-Dihydroxydiphenyl,
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan,
α,α′-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon,
2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-cyclohexan,
α,α′-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und
4,4′-Dihydroxydiphenylsulfon.
4,4′-Dihydroxydiphenyl,
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan,
α,α′-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon,
2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-cyclohexan,
α,α′-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und
4,4′-Dihydroxydiphenylsulfon.
Besonders bevorzugte andere Diphenole sind beispiels
weise:
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und
4,4′-Dihydroxydiphenylsulfon.
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und
4,4′-Dihydroxydiphenylsulfon.
Sie können einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden.
Die Formel IXa und IXb stellen in durch Entfernen von
2 H-Atomen gebildeten Reste dieser Diphenole beziehungs
weise die Alkalisalze dieser Verbindungen dar.
Geeignete Dihalogendiarylsulfone (VIII) sind z. B.
4,4′-Dichlordiphenylsulfon,
4,4′-Difluordiphenylsulfon,
4-Chlor-4′-fluordiphenylsulfon,
3,3′-Dinitro-4,4′-dichlordiphenylsulfon,
3,3′-Dinitro-4,4′-difluordiphenylsulfon,
4,4′-Dibromdiphenylsulfon,
4,4′-Dichlordiphenylsulfon,
4,4′-Difluordiphenylsulfon,
4-Chlor-4′-fluordiphenylsulfon,
3,3′-Dinitro-4,4′-dichlordiphenylsulfon,
3,3′-Dinitro-4,4′-difluordiphenylsulfon,
4,4′-Dibromdiphenylsulfon,
Bevorzugt sind demnach in Formel (VIII)
Ar und Ar′ p-Phenylenreste oder mit Alkyl oder
Nitrogruppen substituierte p-Phenylenrest oder Reste
der Formel
mit y = -O-, -CH₂-, -SO₂-, Einfachbindung und o = 0 oder 1
und Hal = Fluor, Chlor oder Brom.
und Hal = Fluor, Chlor oder Brom.
Als Alkali in den Dialkaliphenolaten (Ib) und (IXb)
dient vorzugsweise Natrium und Kalium.
Als Halogen in den Dihalogendiarylsulfonen (III) dient
vorzugsweise Chlor und Fluor, insbesondere Chlor.
Bevorzugte, erfindungsgemäße Polyethersulfone sind
solche die mindestens 10 Mol-% der wiederkehrenden
Einheit
enthalten, und ein Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von
über 3000 g/mol aufweisen.
Erfindungsgemäß können die aromatischen Polyethersulfone
bei Temperaturen von 130°C bis 320°C, bevorzugt 145°C
bis 280°C und bei Drucken von 0,8 bis 10 bar, vorzugs
weise 1 bis 3 bar insbesondere bei atmosphärischem
Umgebungsdruck hergestellt werden.
Das molare Mengenverhältnis der Alkalidiphenolate (Ib)
und (IXb) zu den Dihalogen-diaryl-sulfonen (VIII) liegt
zwischen 0,5 und 2, bevorzugt 0,8 und 1,2, besonders
bevorzugt 0,95 und 1,05, wobei für hohe Molekulargewichte
ein Verhältnis von 1 oder nahe bei 1 gewählt werden
muß.
Die Menge an polaren Lösungsmitteln beträgt 0,5 bis 50,
bevorzugt 2 bis 20 Gewichtsteile bezogen auf das
Gesamtgewicht der Polyethersulfonbildungskomponenten.
Die erfindungsgemäßen Polyethersulfone können wie folgt
aus den erhaltenen Reaktionsgemischen gewonnen werden.
Man verdünnt das Reaktionsgemisch, insbesondere wenn
sehr hochviskose Lösungen vorliegen, z. B. mit dem polaren
Reaktions-Lösungsmittel oder einem anderen Lösungs
mittel für das Polyethersulfon, und filtriert. Nach
Neutralisation des Filtrats mit einer geeigneten Säure,
z. B. Essigsäure, wird das Polyethersulfon durch Ein
gießen in ein geeignetes Fällungsmedium, z. B. Wasser,
Alkohole (wie z. B. Methanol, Isopropanol) oder Wasser-
Alkohol-Gemische, z. B. H₂O/Methanol 1 : 1, ausgefällt,
isoliert und anschließend getrocknet.
Die erfindungsgemäßen Polyethersulfone sind thermopla
stische Kunststoffe mit hoher Wärmeformbeständigkeit.
Sie können beispielsweise verarbeitet werden durch
Extrusion, Spritzgießen, Sintern oder Verpressen.
Es können beliebige Formkörper hergestellt werden. Diese
sind überall dort einsetzbar, wo Polyethersulfone hoher
Formstabilität gefordert sind, also beispielsweise auf
dem Gebiet der Elektrotechnik und Elektronik, Fahrzeug
bau incl. Luft- und Raumfahrt, für Sportgeräte, Funk
tionsteile und Geschirr für Mikrowellenborde, sterili
sierbare medizinische Geräte, Kaffeemaschinenteile,
Eierkocher, Heißwasserbehälter, -leitungen und -pumpen,
Haartrockner und ähnliches mehr.
Den erfindungsgemäßen Polyethersulfone können noch
übliche Additive wie Weichmacher, Entformungsmittel,
Stabilisatoren wie z. B. UV-Absorber oder Antioxidantien,
Intumeszenzhilfsmittel (Flammschutzmittel), Verstär
kungsfasern wie Glasfasern, Kohlenstoffasern oder Ara
midfasern, Füllstoffe, anorganische und organische
Pigmente, keramische Grundstoffe, Ruß etc. zugesetzt
werden, bevorzugt in Mengen von 0 bis 80, bevorzugt
0 bis 60 Gew.-%, bezogen auf Polyethersulfon=100%,
zweckmäßig vor der Verarbeitung der erfindungsgemäßen
Polyethersulfone zu Formkörpern.
Die niedermolekularen erfindungsgemäßen Polyethersulfone
eignen sich aufgrund ihrer funktionellen Endgruppen
(Halogen bzw. OH) besonders zum Einbau in Blockcopolymere
in Verbindung mit anderen co-kondensierbaren
Bausteinen.
In einem 1-Liter-Rundkolben mit Rührer, Tropf
trichter, Thermometer, Rückflußkühler und Gas
leitungsrohr werden 7,5 Mol (705 g) Phenol und
0,15 Mol (30,3 g) Dodecanthiol und bei 28 bis 30°C mit
trockenem HCl-Gas gesättigt. Zu dieser Lösung
werden bei 28 bis 30°C innerhalb 3 Stunden eine
Mischung von 1,5 Mol Dihydroisophoron (210 g), und
1,5 Mol (151 g) Phenol zugetropft, wobei weiterhin
HCl-Gas durch die Reaktionslösung geleitet wird.
Nach beendeter Zugabe werden weitere 5 Stunden HCl-
Gas eingeleitet. Zur Vervollständigung der Reaktion
läßt man 8 Stunden bei Raumtemperatur stehen.
Anschließend wird überschüssiges Phenol durch Wasser
dampf-Destillation entfernt. Der verbleibende Rück
stand wird zweimal mit je 500 ml Petrolether
(60-90) und einmal mit 500 ml Methylenchlorid heiß
extrahiert und abfiltriert.
Ausbeute: 370 g entspricht 79%;
Schmelzpunkt: 205-207°C.
Schmelzpunkt: 205-207°C.
In einer mit Stickstoff gespülten Rührapparatur, die
mit einem Wasserabscheider versehen ist, werden
31,04 g (0,1 Mol) des Bisphenols der Formel (A),
28,72 g 4,4′-Dichlordiphenylsulfon, 200 ml N-Methyl
pyrrolidon, 100 ml Toluol und 18 g Kaliumcarbonat
vorgelegt. Es wird destillativ azeotrop entwässert,
bis der Ansatz wasserfrei ist. Durch Abdestillieren
von Toluol wird die Sumpftemperatur innerhalb einer
Stunde auf 180°C erhöht. Der Ansatz wird 4 h bei
180°C gerührt und anschließend für 1 h auf 190-195°C
aufgeheizt. Danach wird mit 200 ml N-Methylpyrrolidon
verdünnt und heiß abgesaugt. Das Filtrat wird mit
Essigsäure neutralisiert und das Polymer durch
Fällung in einer Methanol-Wasser-Mischung (1 : 1) daraus
isoliert. Zur weiteren Reinigung wird das Polymer in
Methylenchlorid gelöst und anschließend in Methanol
gefällt. Abschließend wird 14 h bei 120°C im Vakuum
getrocknet.
Ausbeute: 35,8 g;
relative Viskosität gemessen in Methylenchlorid bei 25°C und einer Polymer konzentration von 5 g pro Liter: 1,19;
Glastemperatur, bestimmt mit Hilfe der DSC-Methode bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 20 K/min.: 241°C;
Zugfestigkeit, bei Raumtemperatur an einem S2-Zugstab bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 2 mm/Min 67 MPa.
relative Viskosität gemessen in Methylenchlorid bei 25°C und einer Polymer konzentration von 5 g pro Liter: 1,19;
Glastemperatur, bestimmt mit Hilfe der DSC-Methode bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 20 K/min.: 241°C;
Zugfestigkeit, bei Raumtemperatur an einem S2-Zugstab bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 2 mm/Min 67 MPa.
Das Material zeigte ein sehr zähes Verhalten.
Analog Beispiel 2 wurden aus den Diphenolen (B),
(C) und (D) Polyethersulfone hergestellt. Die Werte
wurden wie für Beispiel 2 ermittelt.
Glastemperatur: 153°C;
Zugfestigkeit bei Raumtemperatur an einem S2-Zugstab bei einer Deformations geschwindigkeit von 2 mm/min beträgt: 53 MPa.
Zugfestigkeit bei Raumtemperatur an einem S2-Zugstab bei einer Deformations geschwindigkeit von 2 mm/min beträgt: 53 MPa.
Glastemperatur: 195°C;
das Material hat eine Zugfestigkeit von 55 MPa, gemessen an einem S2-Zug stab bei Raumtemperatur und einer Deformationsge schwindigkeit von 2 mm/min.
das Material hat eine Zugfestigkeit von 55 MPa, gemessen an einem S2-Zug stab bei Raumtemperatur und einer Deformationsge schwindigkeit von 2 mm/min.
Claims (6)
1. Aromatische Polyethersulfone mit der wieder
kehrenden Struktureinheit
-O-E-O-E′- (VII)worin -E′- ein zweibindiger Rest eines aromatischen
Sulfons (VIIIa) ist
mit -Ar- und Ar′ gleiche oder verschiedene
difunktionelle aromatische Reste und 6 bis 50
C-Atomen
und worin -O-E-O- (IXa) ein zweibindiger Diphenolat- Rest ist
dadurch gekennzeichnet, daß von 0,1 Mol-% bis 100 Mol-% der Diphenolat-Reste (IXa) solche der Formel (Ia) sind worin
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, C₁-C₈-Alkyl, C₅-C₆-Cycloalkyl, C₆-C₂₀-Aryl und C₇-C₁₂-Aralkyl,
m eine ganze Zahl von 4 bis 7,
R³ und R⁴ für jedes X individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl, und
X Kohlenstoff bedeuten,
mit der Maßgabe, daß an mindestens einem Atom X R³ und R⁴ gleichzeitig Alkyl bedeuten.
und worin -O-E-O- (IXa) ein zweibindiger Diphenolat- Rest ist
dadurch gekennzeichnet, daß von 0,1 Mol-% bis 100 Mol-% der Diphenolat-Reste (IXa) solche der Formel (Ia) sind worin
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, C₁-C₈-Alkyl, C₅-C₆-Cycloalkyl, C₆-C₂₀-Aryl und C₇-C₁₂-Aralkyl,
m eine ganze Zahl von 4 bis 7,
R³ und R⁴ für jedes X individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl, und
X Kohlenstoff bedeuten,
mit der Maßgabe, daß an mindestens einem Atom X R³ und R⁴ gleichzeitig Alkyl bedeuten.
2. Aromatische Polyethersulfone gemäß Anspruch 1,
gekennzeichnet durch mittlere Molekulargewichte Mw
von 758 bis 500 000 g/ml.
3. Aromatische Polyethersulfone gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß von 3 Mol-% bis 100 Mol-% der
Diphenolat-Reste (IXa) Diphenolat-Reste der Formel
(Ia) sind.
4. Aromatische Polyethersulfone gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß von 10 Mol-% bis 100 Mol-%
der Diphenolat-Reste (IXa) Diphenolat-Reste der
Formel (Ia) sind.
5. Verfahren zur Herstellung der Polyethersulfone des
Anspruchs 1, durch Umsetzung von Dialkalidiphenolaten
mit Dihalogen-diaryl-Sulfonen (VIII)
worin -Ar- und Ar′ gleiche oder verschiedene
difunktionelle aromatische Reste mit 6 bis 50
C-Atomen und Hal Halogen bedeuten, dadurch gekenn
zeichnet, daß von 0,1 Mol-% bis 100 Mol-% der
Dialkalidiphenolate solche der Formel (Ib)
sind,
worin X, R¹, R², R³, R⁴ und m die für Formel I in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben, und daß die Umsetzung in polaren Lösungsmitteln wie N-alky lierten Caprolactamen oder N-alkylierten Pyrroli donen durchgeführt wird.
worin X, R¹, R², R³, R⁴ und m die für Formel I in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben, und daß die Umsetzung in polaren Lösungsmitteln wie N-alky lierten Caprolactamen oder N-alkylierten Pyrroli donen durchgeführt wird.
6. Verwendung von Diphenolen der Formel (I)
worin
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, C₁-C₈-Alkyl, C₅-C₆-Cycloalkyl, C₆-C₁₀-Aryl und C₇-C₁₂-Aralkyl,
m eine ganze Zahl von 4 bis 7,
R³ und R⁴ für jedes X individuell wählbar, unab hängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl, und
X Kohlenstoff bedeuten,
mit der Maßgabe, daß an mindestens einem Atom X R³ und R⁴ gleichzeitig Alkyl bedeuten,
zur Herstellung von aromatischen Polyethersulfonen.
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, C₁-C₈-Alkyl, C₅-C₆-Cycloalkyl, C₆-C₁₀-Aryl und C₇-C₁₂-Aralkyl,
m eine ganze Zahl von 4 bis 7,
R³ und R⁴ für jedes X individuell wählbar, unab hängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl, und
X Kohlenstoff bedeuten,
mit der Maßgabe, daß an mindestens einem Atom X R³ und R⁴ gleichzeitig Alkyl bedeuten,
zur Herstellung von aromatischen Polyethersulfonen.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883833385 DE3833385A1 (de) | 1988-10-01 | 1988-10-01 | Aromatische polyethersulfone |
DE8989117172T DE58904963D1 (en) | 1988-10-01 | 1989-09-16 | Aromatische polyethersulfone. |
ES89117172T ES2058428T3 (es) | 1988-10-01 | 1989-09-16 | Polietersulfonas aromaticas. |
EP89117172A EP0362603B1 (de) | 1988-10-01 | 1989-09-16 | Aromatische Polyethersulfone |
CA000612359A CA1321401C (en) | 1988-10-01 | 1989-09-21 | Aromatic polyether sulphones |
US07/413,505 US5086157A (en) | 1988-10-01 | 1989-09-27 | Aromatic polyether sulphones based on dihydroxy-diphenyl-cyclo-alkanes and films therefrom |
JP1253806A JP2925180B2 (ja) | 1988-10-01 | 1989-09-30 | 芳香族ポリエーテルスルホン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883833385 DE3833385A1 (de) | 1988-10-01 | 1988-10-01 | Aromatische polyethersulfone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3833385A1 true DE3833385A1 (de) | 1990-04-05 |
Family
ID=6364149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883833385 Withdrawn DE3833385A1 (de) | 1988-10-01 | 1988-10-01 | Aromatische polyethersulfone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3833385A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5372986A (en) * | 1992-06-04 | 1994-12-13 | Agfa-Gevaert, N.V. | Dye-donor element for use according to thermal dye sublimation transfer |
DE102007013273A1 (de) | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Behälter |
-
1988
- 1988-10-01 DE DE19883833385 patent/DE3833385A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5372986A (en) * | 1992-06-04 | 1994-12-13 | Agfa-Gevaert, N.V. | Dye-donor element for use according to thermal dye sublimation transfer |
DE102007013273A1 (de) | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Behälter |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |