JP2001288254A - ポリアリーレンの製造方法 - Google Patents
ポリアリーレンの製造方法Info
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Abstract
リアリーレンを得る。 【解決手段】 (A)ジハロゲン化芳香族化合物および
ジスルフォネート化芳香族化合物もしくはいずれか一方
を、(B)モノハロゲン化芳香族化合物、モノスルフォ
ネート化芳香族化合物などの分子量調節剤の存在下で重
合する。
Description
製造方法に関し、さらに詳細には、耐熱性、化学的安定
性、透明性を利用した、電子材料や光学材料に有用な加
工性の優れたポリアリーレンの製造方法に関する。
などのポリアリーレンは、化学的安定性、熱的安定性に
優れたポリマー構造である。しかしながら、芳香環連鎖
構造によるため、有機溶媒に対する溶解性が劣り、加工
性に限界がある。溶解性を向上させる手段として、可溶
性基として側鎖を導入する試みが行なわれている。しか
しながら、側鎖を導入することにより、耐熱性が低下し
たり、原料の製造が煩雑になるなどの問題がある。
国特許第5,214,044号明細書、国際出願WO9
6/28491号明細書、ヨーロッパ特許公開第629
217号公報などに記載されているポリマーを挙げるこ
とができる。これらのポリマーは、基本的にポリパラフ
ェニレンからなる剛直構造を主としてなり、一部に屈曲
性モノマーを共重合するなどしている。しかしながら、
これらに提案されているフェニレン連鎖からなるポリア
リーレンについて、分子量調整方法については記載され
ていない。すなわち、ポリアリーレンの用途に応じた分
子量の調整は、不可能であった。
た適正な分子量を有するポリアリーレンの製造方法を提
供することにある。
ゲン化芳香族化合物およびジスルフォネート化芳香族化
合物の群から選ばれた少なくとも1種の芳香族化合物
(以下「(A)芳香族化合物」ともいう)を、(B)分
子量調節剤の存在下で重合することを特徴とするポリア
リーレンの製造方法に関する。ここで、(A)芳香族化
合物は、下記一般式(1)〜(4)の群から選ばれた少
なくとも1種であることが好ましい。
こで、Y〜Y′は同一または異なり、水素原子、アルキ
ル基、ハロゲン化アルキル基またはアリール基を示す)
で表される基、フルオレニレン基、または酸素原子、窒
素原子もしくはイオウ原子を含む2価の有機基を示し、
R1 〜R8 は同一または異なり、スルホン酸基、水素原
子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル
基、アリル基、またはアリール基であり、R〜R′は同
一または異なり、ハロゲン原子、または−OSO2Z
(ここで、Zはアルキル基、ハロゲン化アルキル基もし
くはアリール基を示す)で表される基である。〕
16は、同一または異なり、スルホン酸基、水素原子、ア
ルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アリ
ール基または官能基を含む1価の有機基を示し、R〜
R′は、一般式(1)に同じ。〕 また、(B)分子量調節剤としては、モノハロゲン化芳
香族化合物およびモノスルフォネート化芳香族化合物の
群から選ばれた少なくとも1種が好ましい。さらに、上
記モノハロゲン化芳香族化合物またはモノスルフォネー
ト化芳香族化合物は、電子吸引性基を有する構造のもの
が好ましい。
法は、上記(A)芳香族化合物を、(B)分子量調節剤
として、反応点が1箇所しかないモノマー(モノハロゲ
ン化合物、モノスルフォネート化合物など)を重合系に
少量添加し、得られるポリアリーレンの高分子量化を抑
えて、分子量を調節するものである。
具体例としては、特に限定されるものではなく、いかな
るものでもよいが、例えば、上記一般式(1)〜(4)
に対応する(A)芳香族化合物を、遷移金属化合物を含
む触媒系の存在下で(共)重合して得られるものであ
る。本発明により得られるポリアリーレンについて、以
下、説明する。
芳香族化合物から得られるポリアリーレン(以下「ポリ
アリーレン(1)」ともいう)について、説明する。上
記一般式(1)で表される繰り返し構造単位の−CY
Y′−のY〜Y′のうち、ハロゲン化アルキル基として
は、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基な
どが、またアリール基としては、フェニル基、ビフェニ
ル基、トリル基、ペンタフルオロフェニル基などが挙げ
られる。
ての2価の有機基としては、酸素原子、窒素原子もしく
はイオウ原子を含む2価の有機基が挙げられる。この2
価の有機基としては、−O−,−CO−,−COO−,
−CONH−,−S−,−SO−,−SO2 −,−NH
CONH−などの官能基が挙げられる。これらの中で、
−O−,−CO−,−CONH−,−SO2 −が、得ら
れるポリマーの重合度、機械的性質、耐熱性の観点から
好ましい。これらは、1分子中に複数個含まれていても
よく、また、官能基の種類は問わない。
のうち、ハロゲン原子としては、フッ素原子などが、ア
ルキル基としては、メチル基、エチル基などが、ハロゲ
ン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペン
タフルオロエチル基などが、アリル基としては、プロペ
ニル基などが、アリール基としては、フェニル基、ペン
タフルオロフェニル基などが挙げられる。一般式(1)
において、Xとしては、−C(CF3 )2 −、−C(C
F3 )(C6 H5 )−、フルオレニレン基、特にフルオ
レニレン基が好ましい。
一または異なり、ハロゲン原子、または−OSO2 Z
(ここで、Zはアルキル基、ハロゲン化アルキル基もし
くはアリール基を示す)で表される基である。一般式
(1)において、Xとしては、−C(CF3 )2 −、−
C(CF3 )(C6 H5 )−、フルオレニレン基が好ま
しく、R〜R′としては、−OSO2 Zで表される基
や、塩素原子,臭素原子が好ましい。上記一般式(1)
中、R〜R′のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素
原子、ヨウ素原子が挙げられる。また、一般式(1)
中、−OSO2 Z中のZを構成する、アルキル基として
はメチル基、エチル基などが、ハロゲン化アルキル基と
してはトリフルオロメチル基などが、アリール基として
はフェニル基、p−トリル基などが挙げられる。
の具体例としては、2,2−ビス(4−メチルスルフォ
ニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4
−メチルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス(4
−メチルスルフォニロキシフェニル)ジフェニルメタ
ン、2,2−ビス(4−メチルスルフォニロキシ−3−
メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス(4−メチルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−メ
チルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン、9,9−ビス(4−メチルスル
フォニロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4
−メチルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)フル
オレン、9,9−ビス(4−メチルスルフォニロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス
(4−メチルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(4−メチルスルフォニ
ロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレン、ビス(4
−メチルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)ジフ
ェニルメタン、ビス(4−メチルスルフォニロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルメタン、ビス
(4−メチルスルフォニロキシ−3−プロペニルフェニ
ル)ジフェニルメタン、ビス(4−メチルスルフォニロ
キシ−3−フルオロフェニル)ジフェニルメタン、ビス
(4−メチルスルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフ
ェニル)ジフェニルメタン、9,9−ビス(4−メチル
スルフォニロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレ
ン、9,9−ビス(4−メチルスルフォニロキシ−3,
5−ジフルオロフェニル)フルオレン、ビス(4−メチ
ルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス(4−メチ
ルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)メタン、ビ
ス(4−メチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)メタン、ビス(4−メチルスルフォニロキシ−
3−プロペニルフェニル)メタン、ビス(4−メチルス
ルフォニロキシフェニル)トリフルオロメチルフェニル
メタン、ビス(4−メチルスルフォニロキシフェニル)
フェニルメタンなどが挙げられる。
物の具体例としては、2,2−ビス(4−トリフルオロ
メチルスルフォニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ
フェニル)メタン、ビス(4−トリフルオロメチルスル
フォニロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビ
ス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3−メ
チルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3−プロ
ペニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3,5
−ジメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9
−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェ
ニル)フルオレン、9,9−ビス(4−トリフルオロメ
チルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)フルオレ
ン、9,9−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニ
ロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,
9−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−
3−プロペニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス
(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3−フェ
ニルフェニル)フルオレン、ビス(4−トリフルオロメ
チルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)ジフェニ
ルメタン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロ
キシ−3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルメタン、
ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシ−3−
プロペニルフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−ト
リフルオロメチルスルフォニロキシ−3−フルオロフェ
ニル)ジフェニルメタン、ビス(4−トリフルオロメチ
ルスルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)ジ
フェニルメタン、9,9−ビス(4−トリフルオロメチ
ルスルフォニロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレ
ン、9,9−ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニ
ロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)フルオレン、ビ
ス(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニ
ル)メタン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフォニ
ロキシ−3−メチルフェニル)メタン、ビス(4−トリ
フルオロメチルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)メタン、ビス(4−トリフルオロメチルスルフ
ォニロキシ−3−プロペニルフェニル)メタン、ビス
(4−トリフルオロメチルスルフォニロキシフェニル)
トリフルオロメチルフェニルメタン、ビス(4−トリフ
ルオロメチルスルフォニロキシフェニル)などが挙げら
れる。
族化合物の具体例としては、2,2−ビス(4−フェニ
ルスルフォニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシフェニル)メ
タン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシフェニル)
ジフェニルメタン、2,2−ビス(4−フェニルスルフ
ォニロキシ−3−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン、2,2−ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−
3−プロペニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3,5
−ジメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9
−ビス(4−フェニルスルフォニロキシフェニル)フル
オレン、9,9−ビス(4−フェニルスルフォニロキシ
−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4
−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(4−フェニルスルフォ
ニロキシ−3−プロペニルフェニル)フルオレン、9,
9−ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3−フェニ
ルフェニル)フルオレン、ビス(4−フェニルスルフォ
ニロキシ−3−メチルフェニル)ジフェニルメタン、ビ
ス(4−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチル
フェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−フェニルスル
フォニロキシ−3−プロペニルフェニル)ジフェニルメ
タン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3−フル
オロフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−フェニル
スルフォニロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)ジフ
ェニルメタン、9,9−ビス(4−フェニルスルフォニ
ロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレン、9,9−
ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジフル
オロフェニル)フルオレン、ビス(4−フェニルスルフ
ォニロキシフェニル)メタン、ビス(4−フェニルスル
フォニロキシ−3−メチルフェニル)メタン、ビス(4
−フェニルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフェニ
ル)メタン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシ−3
−プロペニルフェニル)メタン、ビス(4−フェニルス
ルフォニロキシフェニル)トリフルオロメチルフェニル
メタン、ビス(4−フェニルスルフォニロキシフェニ
ル)フェニルメタンなどが挙げられる。
芳香族化合物の具体例としては、2,2−ビス(p−ト
リルスルフォニロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、ビス(p−トリルスルフォニロキシフェニル)メタ
ン、ビス(p−トリルスルフォニロキシフェニル)ジフ
ェニルメタン、2,2−ビス(p−トリルスルフォニロ
キシ−3−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロ
ペニルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス(p−トリルスルフォニロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9−ビス(p−
トリルスルフォニロキシフェニル)フルオレン、9,9
−ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−メチルフェ
ニル)フルオレン、9,9−ビス(p−トリルスルフォ
ニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、
9,9−ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロ
ペニルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(p−トリ
ルスルフォニロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレ
ン、ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−メチルフ
ェニル)ジフェニルメタン、ビス(p−トリルスルフォ
ニロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルメタ
ン、ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3−プロペニ
ルフェニル)ジフェニルメタン、ビス(p−トリルスル
フォニロキシ−3−フルオロフェニル)ジフェニルメタ
ン、ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3,5−ジフ
ルオロフェニル)ジフェニルメタン、9,9−ビス(p
−トリルスルフォニロキシ−3−フルオロフェニル)フ
ルオレン、9,9−ビス(p−トリルスルフォニロキシ
−3,5−ジフルオロフェニル)フルオレン、ビス(p
−トリルスルフォニロキシフェニル)メタン、ビス(p
−トリルスルフォニロキシ−3−メチルフェニル)メタ
ン、ビス(p−トリルスルフォニロキシ−3,5−ジメ
チルフェニル)メタン、ビス(p−トリルスルフォニロ
キシ−3−プロペニルフェニル)メタン、ビス(p−ト
リルスルフォニロキシフェニル)トリフルオロメチルフ
ェニルメタン、ビス(p−トリルスルフォニロキシフェ
ニル)フェニルメタンなどが挙げられる。
芳香族化合物の具体例としては、Xとして上記官能基を
有する芳香族化合物として、ビス(4−クロロフェニ
ル)エーテル、4,4′−ジクロロベンゾフェノン、
2,4′−ジクロロベンゾフェノン、4−クロロ安息香
酸−4′−クロロフェニル、3−クロロ安息香酸−4′
−クロロフェニル、3−クロロ安息香酸−3′−クロロ
フェニル、4,4′−ジクロロベンズアニリド、3,
4′−ジクロロベンズアニリド、3,3′−ジクロロベ
ンズアニリド、ビス(4−クロロフェニル)スルフィ
ド、3−クロロフェニル−4′−クロロフェニルスルフ
ィド、ビス(3−クロロフェニル)スルフィド、ビス
(4−クロロフェニル)スルホキシド、3−クロロフェ
ニル−4′−クロロフェニルスルホキシド、ビス(3−
クロロフェニル)スルホキシド、ビス(4−クロロフェ
ニル)スルホン、3−クロロフェニル−4′−クロロフ
ェニルスルホン、ビス(3−クロロフェニル)スルホ
ン、ビス(4−クロロフェニル)尿素、3−クロロフェ
ニル−4−クロロフェニル尿素、ビス(3−クロロフェ
ニル)尿素など挙げられる。これらのうち、4,4′−
ジクロロベンゾフェノン、ビス(4−クロロフェニル)
スルホンなどが、得られるポリマーの分子量、耐熱性、
溶解性の観点から好ましい。
る芳香族化合物から得られるポリアリーレン(以下、そ
れぞれ、「ポリアリーレン(2)」、「ポリアリーレン
(3)」、あるいは「ポリアリーレン(4)」ともい
う)について、説明する。
(4)は、上記一般式(2)〜(4)で表される芳香族
化合物を、遷移金属化合物を含む触媒系の存在下に、重
合溶媒中で重合することにより製造される。
の具体例としては、p−ジクロロベンゼン、p−ジブロ
モベンゼン、p−ジヨードベンゼン、p−ジメチルスル
フォニロキシベンゼン、2,5−ジクロロトルエン、
2,5−ジブロモトルエン、2,5−ジヨードトルエ
ン、2,5−ジメチルスルフォニロキシベンゼン、2,
5−ジクロロ−p−キシレン、2,5−ジブロモ−p−
キシレン、2,5−ジヨード−p−キシレン、2,5−
ジクロロベンゾトリフルオライド、2,5−ジブロモベ
ンゾトリフルオライド、2,5−ジヨードベンゾトリフ
ルオライド、1,4−ジクロロ−2,3,5,6−テト
ラフルオロベンゼン、1,4−ジブロモ−2,3,5,
6−テトラフルオロベンゼン、1,4−ジヨード−2,
3,5,6−テトラフルオロベンゼン、2,5−ジクロ
ロベンゾフェノン、2,5−ジクロロ−4′−フェノキ
シベンゾフェノン、2,5−ジブロモベンゾフェノン、
2,5−ジブロモ−4′−フェノキシベンゾフェノン、
2,5−ジクロロベンジルクロリド、2,5−ジブロモ
ベンジルクロリド、2,5−ジクロロベンズアミド、
2,5−ジブロモベンズアミド、2,5−ジクロロ安息
香酸フェニル、2,5−ジブロモ安息香酸フェニルなど
が挙げられ、好ましくはp−ジクロロベンゼン、p−ジ
メチルスルフォニロキシベンゼン、2,5−ジクロロト
ルエン、2,5−ジクロロベンゾトリフルオライドであ
る。
の具体例としては、4,4′−ジメチルスルフォニロキ
シビフェニル、4,4′−ジメチルスルフォニロキシ−
3,3′−ジプロペニルビフェニル、4,4′−ジブロ
モビフェニル、4,4′−ジヨードビフェニル、4,
4′−ジメチルスルフォニロキシ−3,3′−ジメチル
ビフェニル、4,4′−ジメチルスルフォニロキシ−
3,3′−ジフルオロビフェニル、4,4′−ジメチル
スルフォニロキシ−3,3′,5,5′−テトラフルオ
ロビフェニル、4,4′−ジブロモオクタフルオロビフ
ェニル、4,4−メチルスルフォニロキシオクタフルオ
ロビフェニルなどが挙げられ、好ましくは4,4′−ジ
メチルスルフォニロキシビフェニル、4,4′−ジブロ
モビフェニル、4,4′−ジヨードビフェニル、4,
4′−ジメチルスルフォニロキシ−3,3′−ジプロペ
ニルビフェニルである。
の具体例としては、m−ジクロロベンゼン、m−ジブロ
モベンゼン、m−ジヨードベンゼン、m−ジメチルスル
フォニロキシベンゼン、2,4−ジクロロトルエン、
2,4−ジブロモトルエン、2,4−ジヨードトルエ
ン、3,5−ジクロロトルエン、3,5−ジブロモトル
エン、3,5−ジヨードトルエン、2,6−ジクロロト
ルエン、2,6−ジブロモトルエン、2,6−ジヨード
トルエン、3,5−ジメチルスルフォニロキシトルエ
ン、2,6−ジメチルスルフォニロキシトルエン、2,
4−ジクロロベンゾトリフルオライド、2,4−ジブロ
モベンゾトリフルオライド、2,4−ジヨードベンゾト
リフルオライド、3,5−ジクロロベンゾトリフルオラ
イド、3,5−ジブロモトリフルオライド、3,5−ジ
ヨードベンゾトリフルオライド、1,3−ジブロモ−
2,4,5,6−テトラフルオロベンゼン、2,4−ジ
クロロベンゾフェノン、2,4−ジクロロ−4′−フェ
ノキシベンゾフェノン、2,4−ジブロモベンゾフェノ
ン、2,4−ジブロモ−4′−フェノキシベンゾフェノ
ン、2,4−ジクロロベンジルクロリド、2,4−ジブ
ロモベンジルクロリド、2,4−ジクロロベンズアミ
ド、2,4−ジブロモベンズアミド、2,4−ジクロロ
安息香酸フェニル、2,4−ジブロモ安息香酸フェニ
ル、2,4−ジクロロ−4′−メチルベンゾフェノンな
どが挙げられ、好ましくはm−ジクロロベンゼン、2,
4−ジクロロトルエン、3,5−ジメチルスルフォニロ
キシトルエン、2,4−ジクロロベンゾトリフルオライ
ドである。
香族化合物のうち、耐熱性、機械的性質、溶解性付与の
機能性能のバランスの面から、(1)または(2)で表
される屈曲性基を主鎖に含む芳香族化合物の少なくとも
1種を使用することが好ましい。
族化合物の群から選ばれた少なくとも1種の共重合比
は、一般式(1)で表される化合物が好ましくは5〜1
00モル%、さらに好ましくは10〜90モル%、一般
式(2)〜(4)で表される他の化合物が好ましくは0
〜100%、さらに好ましくは10〜100モル%であ
る。一般式(1)で表される芳香族化合物を、全化合物
中に、好ましくは5〜100モル%、さらに好ましくは
10〜90モル%用いると、耐熱性、機械的性質、溶解
性の向上に効果がある。一般式(2)で表される芳香族
化合物を用いる場合には、その割合は、全化合物中に
に、好ましくは0〜100モル%、さらに好ましくは0
〜90モル%である。この範囲内であると、良好な耐熱
性が得られる。一般式(3)で表される芳香族化合物を
用いる場合には、その割合は、全化合物中に、好ましく
は0〜30モル%、さらに好ましくは0〜20モル%で
ある。この範囲内であると、良好な耐熱性が得られる。
一般式(4)で表される芳香族化合物を用いる場合に
は、その割合は、全化合物中に、好ましくは0〜80モ
ル%、さらに好ましくは0〜70モル%である。この範
囲では、良好な溶解性が得られる。
(A)ジハロゲン芳香族化合物およびジスルフォネート
化芳香族化合物もしくはそのいずれか一方からなる芳香
族化合物〔例えば、上記一般式(1)〜(4)の群から
選ばれた少なくとも1種〕を、(B)分子量調節剤の存
在下、かつ遷移金属化合物を含む触媒系の存在下に、重
合溶媒中で重合することにより製造される。
ポリアリーレンの高分子量化を止めるために、反応点が
一箇所しかないモノマー(モノハロゲン化芳香族化合
物、モノスルフォネート化合物)である。この(B)分
子量調節剤を一般式で示すと、例えば、R−φ、R−φ
−T、R−φ−T−φなどで表される。ここで、Rは、
上記に同じであり、ハロゲン原子、または−OSO2 Z
(ここで、Zはアルキル基、ハロゲン化アルキル基もし
くはアリール基を示す)で表される基、φは、ベンゼン
核、Tは、1価もしくは2価の電子吸引性基で、1価の
基では、例えば−CN、−NO2 、−CONR″2 (こ
こで、R″はアルキル基もしくはアリール基を示す)な
どが、また、2価の基では、例えば−CO−、−CON
H−、−SO2 −、−SO−、−C(CF3 )−、−C
(CF3 )(C6 H5 )−、−COO−など挙げられ
る。
は、4−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンズアニ
リド、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、4−ブロモベ
ンゾフェノン、4−ブロモベンズアニリド、4−クロロ
安息香酸フェニル、4−ブロモ安息香酸フェニル、安息
香酸4−クロロフェニル、安息香酸4−ブロモフェニ
ル、2,2−クロロフェニル−フェニルヘキサフルオロ
プロパン、1,1,1−ジフェニル−クロロフェニルト
リフルオロメタンなどのモノハロゲン化芳香族化合物、
クロロフェニル−フェニルスルホン、4−スルホニロキ
シベンゾフェノン、4−スルホニロキシジフェニルスル
ホンなどのモノスルフォネート化合物などが挙げられ
る。本発明において、モノハロゲン化芳香族化合物が有
するハロゲン原子は、塩素原子、または臭素原子である
ことが好ましい。
香族化合物1モルに対して、0.1〜100mmol、
好ましくは0.5〜30.0mmolである。0.1m
mol未満では、分子量を下げる効果がなく、一方、1
00mmolを超えると、分子量が著しく低下する。
(4)(またはこれらの共重合体)を製造する際に使用
される触媒は、遷移金属化合物を含む触媒系であり、こ
の触媒系としては、遷移金属塩および配位子、または
配位子が配位された遷移金属(塩)、ならびに還元剤
を必須成分とし、さらに、重合速度を上げるために、
「塩」を添加してもよい。ここで、遷移金属塩として
は、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、ニ
ッケルアセチルアセトナートなどのニッケル化合物、塩
化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウムなど
のパラジウム化合物、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄などの
鉄化合物、塩化コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバル
トなどのコバルト化合物などが挙げられる。これらのう
ち特に、塩化ニッケル、臭化ニッケルなどが好ましい。
また、配位子としては、トリフェニルホスフィン、2,
2′−ビピリジン、1,5−シクロオクタジエン、1,
3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンなどが挙げ
られるが、トリフェニルホスフィン、2,2′−ビピリ
ジンが好ましい。上記配位子は、1種単独で、あるいは
2種以上を併用することができる。
移金属(塩)としては、例えば、塩化ニッケルビス(ト
リフェニルホスフィン)、臭化ニッケルビス(トリフェ
ニルホスフィン)、ヨウ化ニッケルビス(トリフェニル
ホスフィン)、硝酸ニッケルビス(トリフェニルホスフ
ィン)、塩化ニッケル(2,2′ビピリジン)、臭化ニ
ッケル(2,2′ビピリジン)、ヨウ化ニッケル(2,
2′ビピリジン)、硝酸ニッケル(2,2′ビピリジ
ン)、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル、
テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル、テト
ラキス(トリフェニルホスファイト)ニッケル、テトラ
キス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどが挙げ
られるが、塩化ニッケルビス(トリフェニルホスフィ
ン)、塩化ニッケル(2,2′ビピリジン)が好まし
い。
きる上記還元剤としては、例えば、鉄、亜鉛、マンガ
ン、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カルシ
ウムなどを挙げることできるが、亜鉛、マグネシウム、
マンガンが好ましい。これらの還元剤は、酸や有機酸に
接触させることにより、より活性化して用いることがで
きる。また、本発明の触媒系において使用することので
きる「塩」としては、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウ
ム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸ナトリウ
ムなどのナトリウム化合物、フッ化カリウム、塩化カリ
ウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硫酸カリウムな
どのカリウム化合物、フッ化テトラエチルアンモニウ
ム、塩化テトラエチルアンモニウム、臭化テトラエチル
アンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウム、硫酸
テトラエチルアンモニウムなどのアンモニウム化合物な
どが挙げられるが、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウ
ム、臭化カリウム、臭化テトラエチルアンモニウム、ヨ
ウ化テトラエチルアンモニウムが好ましい。
金属塩または配位子が配位された遷移金属(塩)が、上
記一般式(1)〜(4)で表される芳香族化合物の総計
1モルに対し、通常、0.0001〜10モル、好まし
くは0.01〜0.5モルである。0.0001モル未
満では、重合反応が充分に進行せず、一方、10モルを
超えると、分子量が低下するという問題がある。触媒系
において、遷移金属塩および配位子を用いる場合、この
配位子の使用割合は、遷移金属塩1モルに対し、通常、
0.1〜100モル、好ましくは1〜10モルである。
0.1モル未満では、触媒活性が不充分となり、一方、
100モルを超えると、分子量が低下するという問題が
ある。また、触媒系における還元剤の使用割合は、上記
一般式(1)〜(4)で表される芳香族化合物の総計1
モルに対し、通常、0.1〜100モル、好ましくは1
〜10モルである。0.1モル未満では、重合が充分進
行せず、一方、100モルを超えると、得られる重合体
の精製が困難になるという問題がある。さらに、触媒系
に「塩」を使用する場合、その使用割合は、上記一般式
(1)〜(4)で表される芳香族化合物の総計1モルに
対し、通常、0.001〜100モル、好ましくは0.
01〜1モルである。0.001モル未満では、重合速
度を上げる効果が不充分であり、一方、100モルを超
えると、得られる重合体の精製が困難となるという問題
がある。
しては、例えば、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノ
ン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2
−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタ
ムなどが挙げられ、テトラヒドロフラン、N,N−ジメ
チルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1
−メチル−2−ピロリドンが好ましい。これらの重合溶
媒は、充分に乾燥してから用いることが好ましい。重合
溶媒中における上記一般式(1)〜(4)で表される芳
香族化合物の総計の濃度は、通常、1〜90重量%、好
ましくは5〜40重量%である。また、本発明のポリア
リーレンを重合する際の重合温度は、通常、0〜200
℃、好ましくは50〜80℃である。また、重合時間
は、通常、0.5〜100時間、好ましくは1〜40時
間である。
(A)芳香族化合物を用いて得られるポリアリーレンの
繰り返し構造単位は、下記一般式(1)′〜(4)′で
表される。
を有する重合体の具体例としては、ポリ(4,4′−ビ
フェニレン−2,2−ヘキサフルオロイソプロピリデ
ン)、ポリ(4,4′−ビフェニレンメチレン)、ポリ
(4,4′−ビフェニレンジフェニルメチレン)、ポリ
(2,2′−ジメチル−4,4′−ビフェニレン−2,
2−ヘキサフルオロイソプロピリデン)、ポリ(2,
2′−ジプロペニル−4,4′−ビフェニレン−2,2
−ヘキサフルオロプロピリデン)、ポリ(2,2′,
6,6′−テトラメチル−4,4′−ビフェニレン−
2,2−ヘキサフルオロイソプロピリデン)、ポリ
(4,4′−ビフェニレン−9,9−フルオレニレ
ン)、ポリ(2,2′−ジメチル−4,4′−ジフェニ
レン−9,9−フルオレニレン)、ポリ(2,2′,
6,6′−テトラメチル−4,4′−ビフェニレン−
9,9−フルオレニレン)、ポリ(2,2′−ジプロペ
ニル−4,4′−ビフェニレン−9,9−フルオレニレ
ン)、ポリ(2,2′−ジフェニル−4,4′−ビフェ
ニレン−9,9−フルオレニレン)、ポリ(2,2′−
ジメチル−4,4′−ビフェニレンジフェニルメチレ
ン)、ポリ(2,2′,6,6′−テトラメチル−4,
4′−ビフェニレンジフェニルメチレン)、ポリ(2,
2′−ジプロペニル−4,4′−ビフェニレンジフェニ
ルメチレン)、ポリ(2,2′−ジフルオロ−4,4′
−ビフェニレンジフェニルメチレン)、ポリ(2,
2′,6,6′−テトラフルオロ−4,4′−ビフェニ
レンジフェニルメチレン)、ポリ(2,2′−ジフルオ
ロ−4,4′−ビフェニレン−9,9−フルオレニレ
ン)、ポリ(2,2′,6,6′−テトラフルオロ−
4,4′−ビフェニレン−9,9−フルオレニレン)、
ポリ(4,4′−ビフェニレンメチレン)、ポリ(2,
2′−ジメチル−4,4′−ビフェニレンメチレン)、
ポリ(2,2′,6,6′−テトラメチル−4,4′−
ビフェニレンメチレン)、ポリ(2,2′−ジプロペニ
ル−4,4′−ビフェニレン)、ポリ(4,4′−ビフ
ェニレントリフルオロメチルフェニルメチレン)、ポリ
(4,4′−ビフェニレンフェニルメチレン)などが挙
げられる。
一般式(2)で表される芳香族化合物を用いて、上記一
般式(1)′および一般式(2)′で表される繰り返し
構造単位からなる共重合体を得る際の反応式の一例は、
下記のとおりである。
し、それぞれ、0〜100の範囲であり、単独重合体お
よび共重合体を含む。
骨格を有する重合体は、核磁気共鳴スペクトル( 1H−
NMR)により、6.0〜8.5ppmの芳香族プロト
ンのピークから、その構造を確認することができる。ま
た、ヘテロ原子を含むような(共)重合体においては、
元素分析によって、その組成を計算することができる。
リアリーレンの分子量は、ポリスチレン換算重量平均分
子量で、3,000〜300,000、好ましくは5,
000〜250,000である。本発明では、(B)分
子量調節剤を使用することによって、特に分子量の上限
値を低く抑えることができ、加工性に優れたポリアリー
レンが得られる。3,000未満では、塗膜にクラック
が発生するなど、塗膜性が不充分であり、また強度的性
質にも問題がある。一方、300,000を超えると、
溶解性が不充分となり、また溶液粘度が高く、加工性が
不良になるなどの問題がある。
造するには、まず、例えば本発明のポリアリーレンを、
通常、溶媒に溶解させ、基板に流延、またはスピンコー
トにより塗布したのち、焼成により溶媒を除去する方法
や、溶融成形法などが挙げられる。ここで、膜の厚さ
は、乾燥膜厚で、通常、0.1〜10μmである。
媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、シクロヘキ
サノン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル
−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチ
ルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセ
ロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエー
テル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリ
コールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコー
ルエチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メ
チルアミルケトン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−
ペンタノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−
ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸
エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−
メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチ
ル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプ
ロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、
乳酸メチル、乳酸エチル、クロロホルム、塩化メチレン
などを挙げることができる。好ましくは、シクロヘキサ
ノン、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2
−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、3−エトキシプロ
ピオン酸エチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ
エチルエーテルアセテート、メチルアミルケトンであ
る。
る濃度としては、通常、1〜60重量%、好ましくは5
〜40重量%である。1重量%未満であると、充分な厚
さの塗膜が得られず、一方、60重量%を超えると、充
分に流延せず、均一な塗膜が得られないことがある。
て添加剤を添加することができる。この添加剤として
は、シランカップリング剤、メチロール化メラミン、ト
リアゼン化合物などの架橋剤などを挙げることができ
る。
は、例えば高屈折率の光学材料用をはじめ、電子材料や
表示素子用の耐熱性コーティング材、例えば層間絶縁
膜、バッファーコート材、保護膜などに有用である。ま
た、このポリアリーレンをスルホン化することによって
得られるスルホン化ポリマーは、一次電池用電解質、二
次電池用電解質、燃料電池用高分子固体電解質、表示素
子、各種センサー、信号伝達媒体、固体コンデンサー、
イオン交換膜などに利用可能なプロトン伝導性の伝導膜
に利用可能である。
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例中の各種の測定項目は、下記のよ
うにして求めた。
フラン(THF)を用い、ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算の
分子量を求めた。
−ベンゾフェノン)の合成〕 2,5−ジクロロ−4−フェノキシベンゾフェノン2
4.0g(70mmol)、4−クロロベンゾフェノン
0.150g(0.7mmol)、ビス(トリフェニル
ホスフィン)ニッケルクロリド1.37g(12mmo
l)、よう化ナトリウム1.36g(52mmol)、
トリフェニルホスフィン7.34g(160mmo
l)、亜鉛11.0g(960mmol)をフラスコに
とり、乾燥窒素置換した。N−メチルピロリドン(NM
P)87.5mlを加え、70℃に加熱し、20時間撹
拌した。 反応液をメタノール:濃塩酸(容積比=9:1)の混合
液に注ぎ、生成物を沈殿させた。沈殿物をろ過、メタノ
ールで洗浄後、乾燥し、収量18.6g、収率97%で
目的の重合体を得た。GPCで求めた重合体の数平均分
子量は44,700、重量平均分子量は170,000
であった。
g(0.7mmol)の代わりに、4−クロロベンゾフ
ェノン0.300g(1.4mmol)を用い、実施例
1と同様に重合、後処理を行い、収量18.3g、収率
96%で重合体を得た。GPCで測定した数平均分子量
は31,300、重量平均分子量は94,600であっ
た。
g(0.7mmol)の代わりに、4−クロロベンゾフ
ェノン0.760g(3.5mmol)を用い、実施例
1と同様に重合、後処理を行い、収量18.8g、収率
98%で重合体を得た。GPCで測定した数平均分子量
は15,400、重量平均分子量は37,600であっ
た。
g(0.7mmol)の代わりに、4−クロロベンズア
ニリド0.162g(0.7mmol)を用い、実施例
1と同様に重合、後処理を行い、収量18.8g、収率
98%で重合体を得た。GPCで測定した数平均分子量
は51,200、重量平均分子量は202,200であ
った。
g(0.7mmol)を加えることなく、その他は実施
例1と同様に重合し、後処理を行った。収量18.4
g、収率96%で重合体を得た。GPCで測定した数平
均分子量は63,100、重量平均分子量は302,0
00であった。
キシベンゾフェノンと4,4′−ジクロロベンゾフェノ
ンの共重合体の合成) 実施例1で用いた2,5−ジクロロ−4−フェノキシベ
ンゾフェノン24.0g(70mmol)の代わりに、
2,5−ジクロロ−4−フェノキシベンゾフェノン2
1. 6g(63mmol)と4,4′−ジクロロベンゾ
フェノン1.75g(7mmol)を用いた。その他
は、実施例1同様に重合、後処理を行った。収量18.
0g、収率98%で重合体を得た。GPCで測定した数
平均分子量は69,800、重量平均分子量は222,
800であった。
g(0.7mmol)を加えることなく重合し、収量1
8.0g、収率98%で重合体を得た。その他は、実施
例1同様に重合、後処理を行った。GPCで測定した数
平均分子量は92,500、重量平均分子量は236,
800であった。
量を容易に制御でき、加工性に優れたポリアリーレンが
得られ、耐熱性に優れた光学材料、電子材料に展開でき
る。また、またこのポリアリーレンをスルホン化したス
ルホン酸基を有するポリアリーレンは、耐久性に優れる
プロトン伝導性形成材料を与えることが可能である。
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)ジハロゲン化芳香族化合物および
ジスルフォネート化芳香族化合物の群から選ばれた少な
くとも1種の芳香族化合物を、(B)分子量調節剤の存
在下で重合することを特徴とするポリアリーレンの製造
方法。 - 【請求項2】 (A)芳香族化合物が、下記一般式
(1)〜(4)の群から選ばれた少なくとも1種である
請求項1記載のポリアリーレンの製造方法。 【化1】 〔一般式(1)中、Xは−CYY′−(ここで、Y〜
Y′は同一または異なり、水素原子、アルキル基、ハロ
ゲン化アルキル基またはアリール基を示す)で表される
基、フルオレニレン基、または酸素原子、窒素原子もし
くはイオウ原子を含む2価の有機基を示し、R1 〜R8
は同一または異なり、スルホン酸基、水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリル
基、またはアリール基であり、R〜R′は同一または異
なり、ハロゲン原子、または−OSO2Z(ここで、Z
はアルキル基、ハロゲン化アルキル基もしくはアリール
基を示す)で表される基である。〕 【化2】 〔一般式(2)〜(4)中、R9 〜R16は、同一または
異なり、スルホン酸基、水素原子、アルキル基、ハロゲ
ン原子、ハロゲン化アルキル基、アリール基または官能
基を含む1価の有機基を示し、R〜R′は、一般式
(1)に同じ。〕 - 【請求項3】 (B)分子量調節剤が、モノハロゲン化
芳香族化合物およびモノスルフォネート化芳香族化合物
の群から選ばれた少なくとも1種である請求項1記載の
ポリアリーレンの製造方法。 - 【請求項4】 モノハロゲン化芳香族化合物またはモノ
スルフォネート化芳香族化合物が電子吸引性基を有する
請求項3記載のポリアリーレンの製造方法。
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JP2007091788A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Jsr Corp | ポリアリーレン系重合体の製造方法 |
JP2009280798A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-12-03 | Sumitomo Chemical Co Ltd | ポリアリーレンの製造方法 |
JP2011088945A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Sumitomo Chemical Co Ltd | ポリアリーレンの製造方法 |
-
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- 2000-04-05 JP JP2000102977A patent/JP4420153B2/ja not_active Expired - Fee Related
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