JP2002256072A - フタルアジン構造を含むポリエーテルケトン(ppek)の合成方法 - Google Patents

フタルアジン構造を含むポリエーテルケトン(ppek)の合成方法

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JP2002256072A JP2001107784A JP2001107784A JP2002256072A JP 2002256072 A JP2002256072 A JP 2002256072A JP 2001107784 A JP2001107784 A JP 2001107784A JP 2001107784 A JP2001107784 A JP 2001107784A JP 2002256072 A JP2002256072 A JP 2002256072A
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ppek
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Shakuko Ken
錫 高 蹇
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Abstract

(57)【要約】 [課 題] PEEKに使用する高い原材料の替り、価
格の安い原材料を使い、PEEKの利点を保ち、PEE
Kの溶解できない欠陥を補って、溶解しやすく耐高温、
安いPPEKを開発しようとする。 [解決手段] フタルアジン構造を含むビスフェノール
単体と4,4’ジハロゲン化ベンゾフェノン単体を原材
料とし、アルカリ塩又はアルカリ土類金属塩を触媒とし
て、高温の中で5〜30時間の重合反応をし、反応をし
ている中に共沸脱水をする。反応を終えたら アルコー
ル又はメタノールを沈殿剤として、攪拌を経て重合体を
沈殿し、ろ過し、分離してPPEKを取得する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の属する技術分野]本発明は新型の
耐高温、無定形、可溶性の芳香族ポリエーテルケトン
(PPEK)及びその合成方法に関する。
【0002】[従来の技術]イギリス特許BP1414
421に載っていたポリエーテルケトン(PEK)は融
点が367℃であり、ガラス転移温度が154℃である
けど原材料のビスフェノール単体とダブルハロゲン単体
の価格はとても高くしかも重合体は溶解できなく、後仕
上げ、純化が難しくなるので実際に応用しにくい。アメ
リカ特許USP4320224に載っていた結晶型芳香
族ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)とイギリス
のICI会社(ビクトレックス)開発した半結晶型ポリ
エーテルエーテルケトン(PEEK)のガラス転移温度
は143℃であり,又は融点も同じで334℃である。
240℃以下で長期間使用でき、耐高温、耐腐食、耐輻
射などの利点をもっているけどしかし、上記のPEKと
おなじ、原材料の価格が高く、しかも溶解できない(濃
硫酸にのみ溶解する)。中国特許CN85108751
に載っていた芳香族ポリエーテルエーテルケトン(PE
EK−C)はガラス移転温度が228℃であり,原材料
の価格が安いし,非常に溶解しやすいので、後仕上げ、
重合純化のプロセスのコストが安くなるけど、耐熱性が
はるかに上記のPEEKに劣る。
【0003】[発明が解決しようとする課題]PEEK
に使用する高い原材料の替り、価格の安い原材料を使
い、 コストを減じる。PEEKの利点を持ち、PEE
Kの溶解できない欠陥を補って、溶解しやすく耐高温、
安いPPEKを開発しようとする。
【0004】[課題を解決するための手段]上記の課題
を解決するために本発明はフタルアジン構造を含むビス
フェノール単体と4,4’ジハロゲン化ベンゾフェノン
単体を原材料とし、アルカリ塩又はアルカリ土類金属塩
を触媒として、高温の中で5〜30時間の重合反応を
し,反応をしている中に共沸脱水をする。反応を終えた
ら、アルコール又はメタノールを沈殿剤として攪拌を経
て、重合体を沈殿し、ろ過し、分離してPPEKを取得
する。本発明では使用するビスフェノール単体にフタル
アジン構造を含む。その構造式はつぎのようである ここで R1、R2は水素原子、メタル、フェニルであ
る。本発明に使用するダブルハロゲン単体は4,4’ジ
ハロゲンベンゾフェノンであり,その中にハロゲン化ベ
ンゼンはあるハロゲン元素に振り替えることができ、一
番望ましいのはフッ素、塩素である。本発明の重合反応
の温度は120〜300℃の範囲にコントロールされ,
重合反応の時間は5〜30時間である。その重合反応は
次のように表れる。 もし同時に二種類のダブルハロゲン単体を使えば(4,
4’ジハロゲン化ベンゾフェノンと4,4’ジハロゲン
化ジフェニルスルフォン)重合体の主鎖に同時に−CO
−とーSO2−基間の連鎖構造を含む。本発明の重合過
程は二つの段階に分ける。第一段階は脱水、初期重合の
段階であり,メチルベンゼン又はジメチルベンゼンを使
って共佛脱水をする。この段階は主に初期重合体を生成
し、粘度の変化がわりに小さく、大量の水分は脱去され
た。そして水を含む共沸剤を蒸留し、昇温する。反応は
第二段階に進んでいる。第二段階は主に初期重合体の間
の反応をして、高重合体を生成する。この段階で粘度が
逐次に大きくなり、著しく大きくなって要求に叶ったと
きに加熱を停止する。そして逐次に温度をさげ、冷却し
て、反応を終える。反応は終わったらアルコール又はメ
タノールを沈殿剤として、攪拌を経て重合体を沈殿し、
ろ過し、分離して重合体を取得する。さらにクロロホル
ムで重合体を溶解し、アルコール又はメチノールで二回
再沈殿をする。それから重合体をろ過し、乾燥して、純
潔で白い高分子量のPPEKを取得する。重合体の構造
を赤外スペクトルと核磁気共鳴で分析して、次のことを
確認した。クロロホルム(又は少量のトリフルオロ酢酸
を添加する)を溶剤として単体の配合と反応時間を変更
し、重合体の粘度を測定して,粘度:0・3〜0・8不
同な分子量等級のPPEKを取得できる。
【0005】[実施例1]窒素ガスの保護している状態
で285.9グラム(1.2モル)のヒドロキシフェニ
ル・フタルアジン、261.8グラム(1.2モル)の
4,4’二弗化ベンゾフェノン、248.8グラム
(1.8モル)の無水KCO、1700mlのシク
ロブスルフォン、400mlのメチルベゼンをミキサ
ー、温度計、共沸還流水切装置及び窒素ガスの入り口を
付けてある反応器に入れて、強く攪拌しながら、加熱、
昇温、反応をしている。温度を145℃に上昇し、7時
間の共沸、還流、脱水をして、反応をしている中に生成
した大量の水は蒸発、分離、脱去された。それからメチ
ルベンゼンを蒸留し、温度を235〜240℃に上昇
し,つづいて15時間の反応をする。反応混合物は逐次
に薄黄色さから茶色まで変わり,粘度が著しく大きくな
った。反応を終えたら、オキシベンゼンをいれ、反応混
合物を薄め、ろ過する。そして重合体溶液を攪拌しなが
ら、沈殿剤とするアルコールを入れて、重合体を沈殿
し、ろ過し、抽出する。さらにオキシベンゼンで溶解
し,アルコールで繰り返し二回再沈殿をして最後120
℃の温度で重合体を24時間、真空乾燥して 純潔な芳
香族ポリエーテルケトン(PPEK)を取得する。クロ
ロホルム/トリフルオロ酢酸(9:1)の混合溶剤で測
定したPPEKの粘度は0.62であり,ガラス移転温
度は263℃である。
【0006】[実施例2]窒素ガスの保護している状態
で285.9グラム(1.2モル)ノヒドロキシフェニ
ル・フタルアジン、174.6グラム(0.8モル)の
4,4’二弗化ベンゾフェノン、114.9グラム
(0.4モル)の4,4’ジクロロジフェニルスルフォ
ン、248.8グラム(1.8モル)の無水K
、1600mlのジメチルアセトアミドと400m
lメチルベンゼンを反応器に入れて、強く攪拌しながら
加熱、昇温、反応をしている。145℃の温度で5時間
の共沸、還流、脱水をして、大量の水は蒸発、分離、脱
去された。それから大部のメチルベンゼンを蒸留し、温
度を165〜170℃に上昇し,少量の還流を保ち,つ
づいて18時間の反応をする。反応混合物は逐次に薄黄
色さから茶色まで変わり、粘度が著しく大きくなった。
反応を終えたらジメチルアセトアミドを入れ、反応混合
物を薄め、ろ過する。そして強く重合体溶液を攪拌しな
がら、沈殿剤とするアルコールを入れ、反応混合物を沈
殿し、ろ過し、抽出する。さらにクロロホルムで溶解
し、アルコールで繰り返し二回再沈殿をする。80℃の
温度で重合体を24時間、真空乾燥して、純潔な芳香族
ポリエーテルスルフォンケトン共重合体(PPESK)
を取得する。溶剤とするクロロホルムで測定した粘度は
0.56である。
【0007】[発明の効果]本発明は以下に記載される
ような効果を奏する。
【0008】耐高温のことである。PPEKのガラス移
転温度は263℃(イギリスのICI会社のPEEKよ
り120℃高い)であるので250℃以下で長期間使用
できる。
【0009】溶解しやすいことである。PPEKの不溶
解の欠陥を補って、後仕上げ、純化のプロセスが便利に
なった。
【0010】コストが低い。原材料の価格が安いばかり
でなく後仕上げ、純化のプロセスが簡単で、やりやすい
のでコストを大幅減じた(価格はPEEKの0.25
倍)。
【0011】総合性能が優れる。PEEKと同じ 絶
縁、耐高温、耐腐食、耐輻射、耐摩耗、等利点を持って
いる。
【0012】応用の分野が広い。航空材料、自動車、電
気電子部品、絶縁物、密封ガスケット、気体、液体分離
膜に幅広く使われる。 [課 題] PEEKに使用する高い原材料の替り、価
格の安い原材料を使い、PEEKの利点を保ち、PEE
Kの溶解できない欠陥を補って、溶解しやすく耐高温、
安いPPEKを開発しようとする。 [解決手段] フタルアジン構造を含むビスフェノール
単体と4,4’ジハロゲン化ベンゾフェノン単体を原材
料とし、アルカリ塩又はアルカリ土類金属塩を触媒とし
て、高温の中で5〜30時間の重合反応をし、反応をし
ている中に共沸脱水をする。反応を終えたら アルコー
ル又はメタノールを沈殿剤として、攪拌を経て重合体を
沈殿し、ろ過し、分離してPPEKを取得する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フタルアジン構造を含むポリエーテルケ
    トン(PPEK)の合成方法は非プロントンの極性溶剤
    又は非プロントンの極性溶剤を含む混合溶剤を反応溶剤
    とし、アルカリ塩又はアルカリ土類金属塩を触媒とし、
    フタルアジン構造を含むビスフェノール単体と4,4’
    ジハロゲン化ベンゾフェノン単体を原材料として、高温
    の中で重合反応をし、反応している中に共沸脱水をす
    る。反応を終えたら、沈殿剤を入れ、攪拌を経て、重合
    体を沈殿し、ろ過し、分離して、重合体を取得する。そ
    の構造式は次のように表れる ここで R1、R2は水素原子、メチル、フェニルで
    ある。
  2. 【請求項2】 [請求項1]によって 重合反応の
    温度は120〜300℃であり、反応時間は5〜30時
    間である。
  3. 【請求項3】 [請求項2]によって アルキルベ
    ンゼン又はハロゲン化ベンゼンを共沸脱水剤とする。
  4. 【請求項4】 [請求項3]によって炭化水素、ア
    ルコ〜ル類を沈殿剤とする。
  5. 【請求項5】 [請求項4]によってもし同時に
    4,4’ジハロゲン化ベンゾフェノンと4,4’ジハロ
    ゲン化ジフェニルスルフォンという二種類のダブルハロ
    ゲン単体を使えば、重合体の主鎖に同時に−CO−と−
    SO−基間の連鎖構造を含む。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100410300C (zh) * 2005-12-13 2008-08-13 大连理工大学 磺化聚芳醚砜酮/聚丙烯酸复合质子交换膜及其制备方法
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CN102875806A (zh) * 2012-09-14 2013-01-16 哈尔滨工程大学 苯并噁嗪封端芴基聚醚砜酮热塑性树脂及其制备方法
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CN111548495A (zh) * 2020-06-22 2020-08-18 上海应用技术大学 一种含二氮杂萘酮结构的聚芳硫醚砜及其制备方法

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