JP2009227952A - Method for producing cyclic polyarylene sulfide - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing an industrially useful cyclic polyarylene sulfide by an economical and simple process in a short time. <P>SOLUTION: The method for producing a cyclic polyarylene sulfide comprises heating and reacting a reaction mixture which is composed of at least (a) a linear polyarylene sulfide, (b) a sulfidizing agent, (c) a dihalogenated aromatic compound and (d) an organic polar solvent, wherein ≥1.25 liters of the organic polar solvent is used per 1 mole of the sulfur content in the reaction mixture. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法に関する。より詳しくは環式オリゴアリーレンスルフィドを経済的且つ簡易な方法で短時間に効率よく製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a cyclic polyarylene sulfide. More specifically, the present invention relates to a method for efficiently producing a cyclic oligoarylene sulfide in a short time by an economical and simple method.

芳香族環式化合物はその環状であることから生じる特性に基づく高機能材料や機能材料への応用展開可能性、たとえば包接能を有する化合物としての特性や、開環重合による高分子量直鎖状高分子の合成のための有効なモノマーとしての活用など、その構造に由来する特異性で近年注目を集めている。環式ポリアリーレンスルフィド(以下、ポリアリーレンスルフィドをPASと略する場合もある)も芳香族環式化合物の範疇に属し、上記同様に注目に値する化合物である。   Aromatic cyclic compounds can be applied to highly functional materials and functional materials based on properties resulting from their cyclic properties, for example, properties as compounds with inclusion ability, and high molecular weight linear forms by ring-opening polymerization In recent years, it has attracted attention due to its specificity derived from its structure, such as its use as an effective monomer for polymer synthesis. Cyclic polyarylene sulfide (hereinafter, polyarylene sulfide may be abbreviated as PAS) also belongs to the category of aromatic cyclic compounds and is a notable compound as described above.

環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法としては、たとえばジアリールジスルフィド化合物を超希釈条件下で酸化重合する方法が提案されている(たとえば特許文献1参照。)。この方法では環式ポリアリーレンスルフィドが高選択で生成し、線状ポリアリーレンスルフィドはごく少量しか生成しないと推測され、確かに環式ポリアリーレンスルフィドが高収率で得られると考えられる。しかしながら、この方法では超希釈条件で反応を行うことが必須とされており、反応容器単位容積あたりに得られる環式ポリアリーレンスルフィドはごくわずかであり、効率的に環式ポリアリーレンスルフィドを得るとの観点では課題の多い方法であった。また該方法は酸化重合を用いた方法であり、この方法は室温近傍の穏和な条件が必須であるため、反応に数十時間の長時間が必要であり生産性に劣る方法であった。さらに該方法で副生するポリアリーレンスルフィドは原料のジアリールジスルフィド由来のジスルフィド結合を含む分子量の低いものであり、目的物である環式ポリアリーレンスルフィドと分子量が近いために、環式ポリアリーレンスルフィドと副生するポリアリーレンスルフィドの分離が困難であり高純度な環式ポリアリーレンスルフィドを効率よく得ることは極めて困難であった。加えて、該方法では酸化重合の進行のために例えばジクロロジシアノベンゾキノンなど高価な酸化剤が原料のジアリールジスルフィドと等量必要であり、安価に環式ポリアリーレンスルフィドを得ることはできなかった。酸化重合を金属触媒の存在下、酸化剤として酸素を利用する方法も提案されており、この方法では酸化剤が安価であるが、反応の制御が困難で多種多量の副生オリゴマーが生成し、また他方では反応に極めて長時間が必要など課題が多く、いずれの場合でも純度の高い環式ポリアリーレンスルフィドを安価に効率良く得ることはできなかった。   As a method for producing a cyclic polyarylene sulfide, for example, a method in which a diaryl disulfide compound is oxidatively polymerized under ultradilution conditions has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this method, it is presumed that cyclic polyarylene sulfide is produced with high selectivity, and that only a small amount of linear polyarylene sulfide is produced, and it is considered that cyclic polyarylene sulfide is obtained in high yield. However, in this method, it is essential to carry out the reaction under ultra-dilution conditions, and the amount of cyclic polyarylene sulfide obtained per unit volume of the reaction vessel is very small, and cyclic polyarylene sulfide can be obtained efficiently. From this point of view, it was a method with many problems. Further, this method is a method using oxidative polymerization, and since this method requires mild conditions around room temperature, the reaction requires a long time of several tens of hours and is inferior in productivity. Furthermore, the polyarylene sulfide by-produced by this method has a low molecular weight including a disulfide bond derived from the starting diaryl disulfide and has a molecular weight close to that of the target cyclic polyarylene sulfide. It was difficult to separate the by-product polyarylene sulfide, and it was extremely difficult to efficiently obtain a high-purity cyclic polyarylene sulfide. In addition, this method requires an equivalent amount of an expensive oxidizing agent such as dichlorodicyanobenzoquinone as the starting diaryl disulfide for the progress of the oxidative polymerization, and it has not been possible to obtain a cyclic polyarylene sulfide at a low cost. A method of utilizing oxygen as an oxidant in the presence of a metal catalyst in oxidative polymerization has also been proposed. In this method, the oxidant is inexpensive, but the reaction is difficult to control and a large amount of by-product oligomers are produced. On the other hand, there are many problems such as the necessity of an extremely long time for the reaction, and in any case, it was not possible to efficiently obtain a cyclic polyarylene sulfide having a high purity at low cost.

環式ポリアリーレンスルフィドの他の製造方法として、4−ブロモチオフェノールの銅塩をキノリン中の超希釈条件下で加熱する方法が開示されている。この方法も前記特許文献1と同様に超希釈条件が必須であり、また反応に長時間が必要であり生産性の極めて低い方法であった。さらにこの方法では副生する臭化銅を生成物である環式ポリアリーレンスルフィドから分離することが困難であり、得られる環式ポリアリーレンスルフィドは純度の低いものであった(例えば特許文献2参照。)。   As another method for producing cyclic polyarylene sulfide, a method in which a copper salt of 4-bromothiophenol is heated under ultra-diluted conditions in quinoline is disclosed. In this method as well, the ultra-dilution conditions are indispensable as in the case of Patent Document 1, and a long time is required for the reaction, and the method is extremely low in productivity. Furthermore, in this method, it is difficult to separate the by-produced copper bromide from the product cyclic polyarylene sulfide, and the resulting cyclic polyarylene sulfide has low purity (see, for example, Patent Document 2). .)

環式ポリアリーレンスルフィドを高収率で得る方法として、1,4−ビス−(4’−ブロモフェニルチオ)ベンゼンなどのジハロ芳香族化合物と硫化ナトリウムとをN−メチルピロリドン中で還流温度下に接触させる方法が開示されている(例えば非特許文献1。)。この方法では反応混合物中のイオウ成分1モルに対する有機極性溶媒量が1.25リットル以上であるため環式ポリアリーレンスルフィドが得られると推測できるが、原料に線状ポリアリーレンスルフィドを用いていないためジハロ芳香族化合物を多量に用いることが必要であり、また用いているジハロ芳香族化合物が極めて特殊な化合物であるため、工業的な実現性に乏しい方法であり改善が望まれていた。   As a method for obtaining a cyclic polyarylene sulfide in a high yield, a dihaloaromatic compound such as 1,4-bis- (4′-bromophenylthio) benzene and sodium sulfide are brought to reflux temperature in N-methylpyrrolidone. A method of contacting is disclosed (for example, Non-Patent Document 1). In this method, it can be assumed that the amount of the organic polar solvent relative to 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture is 1.25 liters or more, so that it is possible to obtain cyclic polyarylene sulfide. It is necessary to use a large amount of a dihaloaromatic compound, and since the dihaloaromatic compound used is a very special compound, it is a method that lacks industrial feasibility and has been desired to be improved.

汎用的な原料からの環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法として、ジハロゲン化芳香族化合物としてp−ジクロロベンゼンと、アルカリ金属硫化物として硫化ナトリウムを有機極性溶媒であるN−メチルピロリドン中で反応させ、ついで加熱減圧下で溶媒を除去後、水で洗浄する事で得られたポリフェニレンスルフィドを、塩化メチレンで抽出して得られた抽出液の飽和溶液部分から回収する方法が開示されている(たとえば特許文献3参照。)。この方法では生成物の大部分が高分子量ポリフェニレンスルフィドであり、環式ポリアリーレンスルフィドが極微量(収率1%未満)しか得られないという問題があった。   As a method for producing cyclic polyarylene sulfide from a general-purpose raw material, p-dichlorobenzene as a dihalogenated aromatic compound and sodium sulfide as an alkali metal sulfide are reacted in N-methylpyrrolidone which is an organic polar solvent, Next, a method is disclosed in which polyphenylene sulfide obtained by removing the solvent under heating under reduced pressure and then washing with water is recovered from the saturated solution portion of the extract obtained by extraction with methylene chloride (for example, patents). Reference 3). This method has a problem that most of the product is high molecular weight polyphenylene sulfide, and only a very small amount of cyclic polyarylene sulfide (less than 1% yield) can be obtained.

また、ポリアリーレンスルフィドを得る方法として、少なくとも1個の核置換ハロゲンを含有する芳香族化合物またはチオフェンとアルカリ金属モノスルフィドとを極性有機溶媒中で高められた温度において反応せしめる方法が開示されている(例えば特許文献4、特許文献5,特許文献6参照)。これらの方法は本発明の目的と異なりポリアリーレンスルフィドを得ることを目的としているおり、環式ポリアリーレンスルフィドの製造に関しては何ら開示されていない。また、これらの方法は分子量の高いポリアリーレンスルフィドを得ることを目的としているため、スルフィド化剤に対する有機極性溶媒の使用量を少なくしており、有機極性溶媒をスルフィド化剤のイオウ原子1モルあたり1.25リットル以上用いた反応については何ら開示されていないのみならず、スルフィド化剤のイオウ原子1モルに対し有機極性溶媒を1リットルを越えて用いた場合には、有用な生成物が得られないことが明示されている。さらに本発明の特徴である線状のポリアリーレンスルフィドを原料に用いることについてもなにも言及されていない。   Further, as a method for obtaining polyarylene sulfide, a method is disclosed in which an aromatic compound or thiophene containing at least one nucleus-substituted halogen is reacted with an alkali metal monosulfide at an elevated temperature in a polar organic solvent. (For example, refer to Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6). Unlike the object of the present invention, these methods aim to obtain polyarylene sulfide, and nothing is disclosed about the production of cyclic polyarylene sulfide. In addition, since these methods aim to obtain polyarylene sulfide having a high molecular weight, the amount of the organic polar solvent used for the sulfidizing agent is reduced, and the organic polar solvent is used per mole of sulfur atom of the sulfidizing agent. There is no disclosure of a reaction using 1.25 liters or more, and a useful product is obtained when the organic polar solvent is used in excess of 1 liter per mole of sulfur atom of the sulfiding agent. It is clearly not possible. Furthermore, nothing is mentioned about the use of linear polyarylene sulfide, which is a feature of the present invention, as a raw material.

線状のポリアリーレンスルフィドを原料に用いてアリーレンスルフィド系ポリマーを得る方法としては、ポリアリーレンスルフィドにアルカリ金属硫化物を作用させて解重合することにより得られる少なくとも一方の末端にアルカリチオラート基を有するプレポリマーとジハロゲン化芳香族化合物を重合反応させる方法が開示されている(例えば特許文献7参照。)。この方法はポリアリーレンスルフィドの改質に関するものであり、本発明とは目的が異なるのみならず、環式ポリアリーレンスルフィドの製造に関してはなんら記載が無い。また、この方法では分子量の高いポリアリーレンスルフィドを得ることを目的としているため、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの有機極性溶媒量が約1kg以下での反応について開示されているだけであり、本発明を実施するために必要な反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの有機極性溶媒量が1.25リットル以上用いた反応については何ら記載されていない。さらにこの方法では、まずポリアリーレンスルフィドとアルカリ金属硫化物を作用させることで少なくとも一方の末端にアルカリチオラート基を有するプレポリマーを得た後に、次いでこのプレポリマーとジハロゲン化芳香族化合物を重合させる2段階の反応を経ることを必須としており、本発明の様に線状ポリアリーレンスルフィドとスルフィド化剤及びジハロゲン化芳香族化合物を一度に反応させる方法と比べて、反応の厳密な制御が必要であり、また操作も煩雑であるなど解決すべき課題が多かった。   As a method for obtaining an arylene sulfide-based polymer using linear polyarylene sulfide as a raw material, an alkali thiolate group is present at at least one terminal obtained by depolymerizing polyarylene sulfide with an alkali metal sulfide. A method of polymerizing a prepolymer and a dihalogenated aromatic compound is disclosed (for example, see Patent Document 7). This method relates to the modification of polyarylene sulfide, which not only has a different purpose from the present invention, but has no description regarding the production of cyclic polyarylene sulfide. In addition, since this method aims to obtain a polyarylene sulfide having a high molecular weight, it only discloses a reaction in which the amount of the organic polar solvent per mole of the sulfur component in the reaction mixture is about 1 kg or less, There is no description of a reaction using 1.25 liters or more of an organic polar solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture necessary for carrying out the present invention. Further, in this method, first, a polyarylene sulfide and an alkali metal sulfide are allowed to act to obtain a prepolymer having an alkali thiolate group at at least one end, and then the prepolymer and the dihalogenated aromatic compound are polymerized. It is essential to go through a step reaction, and the reaction must be strictly controlled compared to the method of reacting linear polyarylene sulfide, sulfidizing agent and dihalogenated aromatic compound at the same time as in the present invention. In addition, there are many problems to be solved such as complicated operation.

ポリアリーレンスルフィドを原料として、アルカリ金属硫化物と反応させる別の方法としては、ポリフェニレンスルフィドの末端にチオラート基を導入して高反応性ポリフェニレンスルフィドを製造する方法(例えば特許文献8参照。)、ポリアリーレンスルフィドにアルカリ金属硫化物を作用させて少なくとも一方の末端にアルカリチオラート基を有するプレポリマーを合成した後に、各種ジハロゲン化芳香族化合物を反応させてポリアリーレンスルフィド系コポリマーを製造する方法(例えば特許文献9〜12参照。)が開示されているが、いずれの場合も本発明とは目的が異なり、本発明の目的である環式ポリアリーレンスルフィドについては何ら言及されていないのみならず、本発明を実施するために必要な反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの有機極性溶媒量を1.25リットル以上用いた反応については何ら記載されていない。
特許第3200027号公報 (特許請求の範囲) 米国特許第5869599号公報 (第14頁) 特開平05−163349号公報 (第7頁) 特公昭45−3368号公報 (第6〜8頁) 特公昭52−12240号公報 (第10〜20頁) 特公昭63−3375号公報 (第6から9頁) 特開平04−7334号公報 (特許請求の範囲) 特開平02−140233号公報 (特許請求の範囲) 特開平04−213329号公報 (特許請求の範囲) 特開平04−311725号公報 (特許請求の範囲) 特開平05−043689号公報 (特許請求の範囲) 特開平05−98007号公報 (特許請求の範囲) Bull.Acad.Sci., vol.39,p.763-766,1990
As another method of reacting with an alkali metal sulfide using polyarylene sulfide as a raw material, a method of producing a highly reactive polyphenylene sulfide by introducing a thiolate group at the terminal of the polyphenylene sulfide (see, for example, Patent Document 8), poly A method for producing a polyarylene sulfide copolymer by reacting an alkali metal sulfide with an arylene sulfide to synthesize a prepolymer having an alkali thiolate group at at least one end and then reacting with various dihalogenated aromatic compounds (for example, patents) References 9 to 12) are disclosed, but in any case, the object is different from the present invention, and the cyclic polyarylene sulfide that is the object of the present invention is not mentioned at all. Sulfur formation in the reaction mixture necessary to carry out No mention about the organic polar solvent per 1 mole of using more than 1.25 liters reaction.
Japanese Patent No. 3200027 (Claims) US Pat. No. 5,869,599 (page 14) JP 05-163349 A (page 7) Japanese Examined Patent Publication No. 45-3368 (Pages 6-8) Japanese Examined Patent Publication No. 52-12240 (pages 10-20) Japanese Examined Patent Publication No. 63-3375 (pages 6 to 9) JP 04-7334 A (Claims) Japanese Patent Laid-Open No. 02-140233 (Claims) Japanese Patent Laid-Open No. 04-213329 (Claims) Japanese Patent Laid-Open No. 04-311725 (Claims) JP 05-043689 A (Claims) JP 05-98007 A (Claims) Bull.Acad.Sci., Vol.39, p.763-766, 1990

本発明は上記従来技術の課題を解決し、環式ポリアリーレンスルフィドの経済的且つ簡易な方法で短時間に効率よく製造する方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a method for efficiently producing a cyclic polyarylene sulfide in a short time by an economical and simple method.

上記課題に対し本発明は、
1.少なくとも
(a)線状ポリアリーレンスルフィド、
(b)スルフィド化剤、
(c)ジハロゲン化芳香族化合物、および
(d)有機極性溶媒、
を含む反応混合物を、加熱して反応させて環式ポリアリーレンスルフィドを製造する方法であって、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して有機極性溶媒を1.25リットル以上用いることを特徴とする環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、
2.加熱温度が反応混合物の常圧における還流温度を超える温度であることを特徴とする第1項に記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、
3.有機溶媒の使用量が反応混合物中のイオウ成分1モルに対して50リットル以下であることを特徴とする第1項または第2項に記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、
4.反応混合物を加熱する際の圧力がゲージ圧で0.05MPa以上であることを特徴とする第1項から第3項のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、
5.ジハロゲン化芳香族化合物(c)がジクロロベンゼンであることを特徴とする第1項から第4項のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、
6.スルフィド化剤(b)がアルカリ金属硫化物であることを特徴とする第1項から第5項のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、
7.スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させることで得られたポリアリーレンスルフィドを、線状ポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする第1項から第6項のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、
8.スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られた環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドを含むポリアリーレンスルフィド混合物から、環式ポリアリーレンスルフィドを分離することによって得られた線状ポリアリーレンスルフィドを線状ポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする第1項から第6項のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィド製造方法、
9.少なくとも、線状ポリアリーレンスルフィド、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒からなる反応混合物を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して有機極性溶媒を1.25リットル以上用いて加熱して反応させて得られた環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドを含むポリアリーレンスルフィド混合物から、環式ポリアリーレンスルフィドを分離することによって得られた線状ポリアリーレンスルフィドを線状ポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする第1項から第6項のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィド製造方法、
10.線状ポリアリーレンスルフィド(a)の重量平均分子量が2,500以上であることを特徴とする第1項から第9項のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法、を提供する。
In response to the above problems, the present invention
1. At least (a) linear polyarylene sulfide,
(B) a sulfidizing agent,
(C) a dihalogenated aromatic compound, and (d) an organic polar solvent,
Is a method of producing a cyclic polyarylene sulfide by heating and reacting a reaction mixture containing 1.25 liters or more of an organic polar solvent with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. A method for producing a cyclic polyarylene sulfide,
2. The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to item 1, wherein the heating temperature is a temperature exceeding the reflux temperature at normal pressure of the reaction mixture,
3. Item 3. The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to Item 1 or 2, wherein the amount of the organic solvent used is 50 liters or less with respect to 1 mole of the sulfur component in the reaction mixture.
4). The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of items 1 to 3, wherein the pressure when heating the reaction mixture is 0.05 MPa or more in terms of gauge pressure,
5. The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of Items 1 to 4, wherein the dihalogenated aromatic compound (c) is dichlorobenzene,
6). 6. The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of items 1 to 5, wherein the sulfidizing agent (b) is an alkali metal sulfide,
7). Items 1 to 6, characterized in that polyarylene sulfide obtained by bringing a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound into contact with each other in an organic polar solvent is used as linear polyarylene sulfide (a). A method for producing the cyclic polyarylene sulfide according to any one of
8). A cyclic polyarylene sulfide obtained by heating and reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound with an organic polar solvent of 1.25 liters or more per mole of the sulfur component of the sulfidizing agent; Item 1. The linear polyarylene sulfide obtained by separating cyclic polyarylene sulfide from a polyarylene sulfide mixture containing linear polyarylene sulfide is used as the linear polyarylene sulfide (a). The method for producing cyclic polyarylene sulfide according to any one of items 6 to 6;
9. At least a reaction mixture composed of linear polyarylene sulfide, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent is heated using 1.25 liters or more of an organic polar solvent with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. The linear polyarylene sulfide obtained by separating the cyclic polyarylene sulfide from the polyarylene sulfide mixture containing the cyclic polyarylene sulfide and the linear polyarylene sulfide obtained by the reaction is converted into a linear polyarylene. Item 7. The method for producing cyclic polyarylene sulfide according to any one of Items 1 to 6, wherein the method is used as sulfide (a).
10. The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of Items 1 to 9, wherein the linear polyarylene sulfide (a) has a weight average molecular weight of 2,500 or more.

本発明によれば、環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法が提供でき、より詳しくは環式オリゴアリーレンスルフィドを経済的且つ簡易な方法で短時間に効率よく製造する方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of cyclic polyarylene sulfide can be provided, More specifically, the method of manufacturing cyclic oligo arylene sulfide efficiently in a short time by an economical and simple method can be provided.

以下に、本発明実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

(1)スルフィド化剤
本発明で用いられるスルフィド化剤とは、ジハロゲン化芳香族化合物にスルフィド結合を導入できるもの、またアリーレンスルフィド結合に作用してアリーレンチオラートを生成するものであれば良く、例えばアルカリ金属硫化物、アルカリ金属水硫化物、および硫化水素が挙げられる。
(1) Sulfiding agent The sulfidizing agent used in the present invention may be any one that can introduce a sulfide bond into a dihalogenated aromatic compound, or that can act on an arylene sulfide bond to produce an arylene thiolate. Examples include alkali metal sulfides, alkali metal hydrosulfides, and hydrogen sulfide.

アルカリ金属硫化物の具体例としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも硫化リチウムおよび/または硫化ナトリウムが好ましく、硫化ナトリウムがより好ましく用いられる。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。なお、水性混合物とは水溶液、もしくは水溶液と固体成分の混合物、もしくは水と固体成分の混合物のことをさす。一般的に入手できる安価なアルカリ金属硫化物は水和物または水性混合物であるので、このような形態のアルカリ金属硫化物を用いることが好ましい。   Specific examples of the alkali metal sulfide include lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide and a mixture of two or more thereof, among which lithium sulfide and / or sodium sulfide are preferable. Sodium sulfide is more preferably used. These alkali metal sulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides. The aqueous mixture refers to an aqueous solution, a mixture of an aqueous solution and a solid component, or a mixture of water and a solid component. Since generally available inexpensive alkali metal sulfides are hydrates or aqueous mixtures, it is preferred to use such forms of alkali metal sulfides.

アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば水硫化リチウム、水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも水硫化リチウムおよび/または水硫化ナトリウムが好ましく、水硫化ナトリウムがより好ましく用いられる。   Specific examples of the alkali metal hydrosulfide include, for example, lithium hydrosulfide, sodium hydrosulfide, potassium hydrosulfide, lithium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide, and mixtures of two or more thereof. Lithium hydrosulfide and / or sodium hydrosulfide are preferable, and sodium hydrosulfide is more preferably used.

また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。また、あらかじめアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を接触させて調製したアルカリ金属硫化物を用いることもできる。これらのアルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物は水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができ、水和物または水性混合物が入手のし易さ、コストの観点から好ましい。   In addition, an alkali metal sulfide prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can also be used. Alternatively, an alkali metal sulfide prepared by previously contacting an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can be used. These alkali metal hydrosulfides and alkali metal hydroxides can be used as hydrates or aqueous mixtures, or in the form of anhydrides. From the viewpoint of availability and cost of hydrates or aqueous mixtures. preferable.

さらに、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素から反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。また、あらかじめ水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素を接触させて調製したアルカリ金属硫化物を用いることもできる。硫化水素は気体状、液体状、水溶液状のいずれの形態で用いても差し障り無い。   Furthermore, alkali metal sulfides prepared in situ in the reaction system from alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide and hydrogen sulfide can also be used. Further, alkali metal sulfides prepared by previously contacting alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide with hydrogen sulfide can also be used. Hydrogen sulfide can be used in any form of gas, liquid, and aqueous solution.

本発明においてスルフィド化剤の量は、脱水操作などにより線状ポリアリーレンスルフィドとジハロゲン化芳香族化合物との反応開始前にスルフィド化剤の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。   In the present invention, the amount of the sulfidizing agent is determined from the actual charge amount when a partial loss of the sulfidizing agent occurs before the start of the reaction between the linear polyarylene sulfide and the dihalogenated aromatic compound due to dehydration operation or the like. It shall mean the remaining amount after deducting the loss.

なお、スルフィド化剤と共に、アルカリ金属水酸化物および/またはアルカリ土類金属水酸化物を併用することも可能である。アルカリ金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができ、アルカリ土類金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどが挙げられ、なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。   An alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide can be used in combination with the sulfidizing agent. Specific examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and a mixture of two or more thereof. Specific examples of the metal hydroxide include, for example, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, and sodium hydroxide is preferably used.

スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいが、この使用量はアルカリ金属水硫化物1モルに対し0.95から1.50モル、好ましくは1.00から1.25モル、更に好ましくは1.005から1.200モルの範囲が例示できる。スルフィド化剤として硫化水素を用いる場合にはアルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましく、この場合のアルカリ金属水酸化物の使用量は硫化水素1モルに対し2.0〜3.0モル、好ましくは2.01〜2.50モル、更に好ましくは2.04〜2.40モルの範囲が例示できる。   When an alkali metal hydrosulfide is used as the sulfiding agent, it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time, but the amount used is 0.95 to 1. A range of 50 moles, preferably 1.00 to 1.25 moles, more preferably 1.005 to 1.200 moles can be exemplified. When hydrogen sulfide is used as the sulfiding agent, it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time. The amount of the alkali metal hydroxide used in this case is 2.0 to 3.0 with respect to 1 mole of hydrogen sulfide. The range of mol, Preferably it is 2.01-2.50 mol, More preferably, it is 2.04-2.40 mol.

(2)ジハロゲン化芳香族化合物
本発明の環式PASの製造において使用されるジハロゲン化芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、1−ブロモ−4−クロロベンゼン、1−ブロモ−3−クロロベンゼンなどのジハロゲン化ベンゼン、及び1−メトキシ−2,5−ジクロロベンゼン、1−メチル−2,5−ジクロロベンゼン、1,4−ジメチル−2,5−ジクロロベンゼン、1,3−ジメチル−2,5−ジクロロベンゼン、3,5−ジクロロ安息香酸などのハロゲン以外の置換基をも含むジハロゲン化芳香族化合物などを挙げることができる。なかでも、p−ジクロロベンゼンに代表されるp−ジハロゲン化ベンゼンを主成分にするジハロゲン化芳香族化合物が好ましい。特に好ましくは、p−ジクロロベンゼンを80〜100モル%含むものであり、さらに好ましくは90〜100モル%含むものである。また、環式PAS共重合体を製造するために異なる2種以上のジハロゲン化芳香族化合物を組み合わせて用いることも可能である。
(2) Dihalogenated aromatic compound As the dihalogenated aromatic compound used in the production of the cyclic PAS of the present invention, p-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, o- Dihalogenated benzene such as dibromobenzene, m-dibromobenzene, 1-bromo-4-chlorobenzene, 1-bromo-3-chlorobenzene, and 1-methoxy-2,5-dichlorobenzene, 1-methyl-2,5-di Dihalogenated aromatic compounds containing substituents other than halogen such as chlorobenzene, 1,4-dimethyl-2,5-dichlorobenzene, 1,3-dimethyl-2,5-dichlorobenzene and 3,5-dichlorobenzoic acid And so on. Especially, the dihalogenated aromatic compound which has p-dihalogenated benzene represented by p-dichlorobenzene as a main component is preferable. Particularly preferably, it contains 80 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol% of p-dichlorobenzene. It is also possible to use two or more different dihalogenated aromatic compounds in combination in order to produce a cyclic PAS copolymer.

ジハロゲン化芳香族化合物の使用量は、スルフィド化剤のイオウ成分1モル当たり0.9〜2.0モルの範囲であることが好ましく、0.95〜1.5モルの範囲がより好ましく、0.98〜1.2モルの範囲が更に好ましい。   The amount of the dihalogenated aromatic compound used is preferably in the range of 0.9 to 2.0 mol, more preferably in the range of 0.95 to 1.5 mol, per mol of the sulfur component of the sulfiding agent. The range of .98 to 1.2 mol is more preferable.

(3)線状ポリアリーレンスルフィド
本発明における線状PASとは、式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有する線状のホモポリマーまたは線状のコポリマーである。Arとしては下記の式(A)〜式(L)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(A)が特に好ましい。
(3) Linear polyarylene sulfide The linear PAS in the present invention is a linear PAS having a repeating unit of the formula, — (Ar—S) —, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. A homopolymer or a linear copolymer. Ar includes units represented by the following formulas (A) to (L), among which the formula (A) is particularly preferable.

Figure 2009227952
Figure 2009227952

(ただし、式中のR1,R2は水素、炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、ハロゲン基から選ばれた置換基であり、R1とR2は同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, R1 and R2 are substituents selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a halogen group, and R1 and R2 are the same or different. May be.)

この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記の式(M)〜式(P)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。   As long as this repeating unit is a main structural unit, it can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the following formulas (M) to (P). The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units.

Figure 2009227952
Figure 2009227952

また、本発明における線状PASは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。   Further, the linear PAS in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.

これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいPASとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位   Typical examples of these include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred PASs include p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.

Figure 2009227952
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を80モル%以上、特に90モル%以上含有するポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略すこともある)の他、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。 In addition to polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more, polyphenylene sulfide sulfone and polyphenylene sulfide ketone.

本発明における各種線状PASの溶融粘度に特に制限は無いが、一般的な線状PASの溶融粘度としては0.1〜1000Pa・s(300℃、剪断速度1000/秒)の範囲が例示でき、0.1〜500Pa・sの範囲が入手の容易性の観点で好ましい範囲といえる。また、線状PASの分子量にも特に制限は無く、一般的なPASを用いることが可能でありこの様なPASの重量平均分子量としては1,000〜1,000,000が例示でき、2,500〜500,000が好ましく、5,000〜100,000がより好ましい。一般に重量平均分子量が低いほど有機極性溶媒への溶解性が高くなるため、反応に要する時間が短くできるという利点があるが、前述した範囲であれば本質的な問題なく使用が可能である。   The melt viscosity of various linear PASs in the present invention is not particularly limited, but the melt viscosity of general linear PAS can be exemplified by a range of 0.1 to 1000 Pa · s (300 ° C., shear rate 1000 / sec). The range of 0.1 to 500 Pa · s is a preferable range from the viewpoint of easy availability. Further, the molecular weight of the linear PAS is not particularly limited, and general PAS can be used. Examples of the weight average molecular weight of such a PAS include 1,000 to 1,000,000, 500-500,000 are preferable and 5,000-100,000 are more preferable. In general, the lower the weight average molecular weight, the higher the solubility in an organic polar solvent. Therefore, there is an advantage that the time required for the reaction can be shortened, but within the above-mentioned range, it can be used without any substantial problem.

このような線状PASの製造方法は特に限定はされず、いかなる製法によるものでも使用することが可能であるが、例えば前述した特許文献3から5に代表される、少なくとも1個の核置換ハロゲンを含有する芳香族化合物またはチオフェンとアルカリ金属モノスルフィドとを極性有機溶媒中で高められた温度において反応せしめる方法、好ましくはスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させることによって得ることができる。またこれら方法により製造されたPASを用いた成形品や成形屑、廃プラスチックやオフスペック品なども幅広く使用することが可能である。   The production method of such a linear PAS is not particularly limited, and any production method can be used. For example, at least one nucleus-substituted halogen represented by Patent Documents 3 to 5 described above can be used. A method of reacting an aromatic compound or thiophene with an alkali metal monosulfide at an elevated temperature in a polar organic solvent, preferably contacting the sulfiding agent with a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent Can be obtained by: In addition, molded products using PAS produced by these methods, molding waste, waste plastics, off-spec products, and the like can be widely used.

また、一般的に環式化合物の製造は本発明も含み、環式化合物の生成と線状化合物の生成の競争反応であるため、環式PASの製造を目的とする方法においては、目的物の環式PAS以外に線状PASが少なからず副生物として生成する。本発明ではこの様な副生線状PASも問題なく原料に用いることが可能であり、例えばスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られた環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドを含むポリアリーレンスルフィド混合物から、環式ポリアリーレンスルフィドを分離することによって得られた線状ポリアリーレンスルフィドを用いる方法は、特に好ましい方法といえる。さらに、本発明の実施により生成する線状ポリアリーレンスルフィド、すなわち、少なくとも、線状ポリアリーレンスルフィド、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒からなる反応混合物を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して有機極性溶媒を1.25リットル以上用いて加熱して反応させて得られた環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドを含むポリアリーレンスルフィド混合物から、環式ポリアリーレンスルフィドを分離することによって得られた線状ポリアリーレンスルフィドを用いることは、ことさら好ましい方法である。従来、環式化合物、環式PASの製造において副生する線状化合物、線状PASは利用価値の無いものとして廃棄されていた。従って環式化合物の製造においてはこの副生線状化合物に起因する廃棄物量が多い、また原料モノマーに対する収率が低いという課題があった。本発明ではこの副生線状PASを原料として使用することが可能であり、このことは廃棄物量の著しい低減や原料モノマーに対する収率の飛躍的な向上を可能とするという観点で意義の大きいものである。   In general, the production of a cyclic compound also includes the present invention, and is a competitive reaction between the production of a cyclic compound and the production of a linear compound. Therefore, in a method for producing cyclic PAS, In addition to cyclic PAS, linear PAS is produced as a by-product. In the present invention, such a by-product linear PAS can also be used as a raw material without any problem. It was obtained by separating cyclic polyarylene sulfide from a polyarylene sulfide mixture containing cyclic polyarylene sulfide and linear polyarylene sulfide obtained by heating and reacting using the above organic polar solvent. The method using linear polyarylene sulfide is a particularly preferable method. Further, a linear polyarylene sulfide produced by the practice of the present invention, that is, a reaction mixture composed of at least a linear polyarylene sulfide, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent is converted into a sulfur component in the reaction mixture. From a polyarylene sulfide mixture containing a cyclic polyarylene sulfide and a linear polyarylene sulfide obtained by heating and reacting with 1.25 liters or more of an organic polar solvent per mole, a cyclic polyarylene sulfide is obtained. The use of linear polyarylene sulfide obtained by separation is a particularly preferable method. Conventionally, a cyclic compound, a linear compound by-produced in the production of cyclic PAS, and linear PAS have been discarded as having no utility value. Therefore, in the production of the cyclic compound, there are problems that the amount of waste caused by the by-product linear compound is large and the yield relative to the raw material monomer is low. In the present invention, this by-product linear PAS can be used as a raw material, which is significant in terms of enabling a significant reduction in the amount of waste and a dramatic improvement in the yield relative to the raw material monomer. It is.

線状PASの使用量は、反応開始時点、すなわち反応系に仕込んだジハロゲン化芳香族化合物の転化率が0の段階での反応混合物に線状PASが含まれていれば良いが、線状PASの主要構成単位である式−(Ar−S)−の繰り返し単位を基準として、スルフィド化剤のイオウ成分1モル当たり0.1〜20繰り返し単位モルの範囲であることが好ましく、0.25〜15繰り返し単位モルの範囲がより好ましく、1〜10繰り返し単位モルの範囲が更に好ましい。線状PASの使用量が好ましい範囲では、特に環式PASが高収率で得られる傾向にあり、さらに短時間で反応を進行させ得る傾向にある。   The amount of linear PAS used is not limited as long as linear PAS is contained in the reaction mixture at the start of the reaction, that is, when the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound charged in the reaction system is zero. Is preferably in the range of 0.1 to 20 repeating unit moles per mole of sulfur component of the sulfiding agent, based on the repeating unit of the formula — (Ar—S) — which is the main structural unit of A range of 15 repeating unit moles is more preferred, and a range of 1 to 10 repeating unit moles is even more preferred. When the amount of linear PAS used is in a preferred range, cyclic PAS tends to be obtained in high yield, and the reaction tends to proceed in a shorter time.

なお、線状PASの形態に特に制限はなく、乾燥状態の粉末状、粉粒状、粒状、ペレット状でも良いし、反応溶媒である有機極性溶媒を含む状態で用いることも可能であり、また、本質的に反応を阻害しない第三成分を含む状態で用いることも可能である。この様な第三成分としては例えば無機フィラーなどが例示でき、無機フィラーを含む樹脂組成物の形態の線状PASを用いることも可能である。   In addition, there is no restriction | limiting in particular in the form of linear PAS, It is also possible to use it in the state containing the organic polar solvent which is a reaction solvent as the powder form of a dry state, a granular form, a granular form, and a pellet form, It is also possible to use in a state containing a third component that does not essentially inhibit the reaction. Examples of such a third component include inorganic fillers, and linear PAS in the form of a resin composition containing inorganic fillers can also be used.

(4)有機極性溶媒
本発明の環式PASの製造においては有機極性溶媒を反応溶媒として用いるが、なかでも有機アミド溶媒を用いるのが好ましい。具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドンなどのN−アルキルピロリドン類、N−メチル−ε−カプロラクタム、ε−カプロラクタムなどのカプロラクタム類、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミドなどに代表されるアプロチック有機溶媒、及びこれらの混合物などが、反応の安定性が高いために好ましく使用される。これらのなかでもN−メチル−2−ピロリドンおよび1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが好ましく用いられる。
(4) Organic Polar Solvent In the production of the cyclic PAS of the present invention, an organic polar solvent is used as a reaction solvent. Among them, an organic amide solvent is preferably used. Specific examples include N-alkylpyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone and N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, caprolactam such as N-methyl-ε-caprolactam and ε-caprolactam. Aprotic organic solvents such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, and mixtures thereof. Is preferably used because of its high stability. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone are preferably used.

本発明において環式PASの製造における反応溶媒として用いる有機極性溶媒の使用量は、反応混合物が含むイオウ成分1モルに対し1.25リットル以上であり、好ましくは1.5リットル以上、より好ましくは2リットル以上である。なおここで反応混合物が含むイオウ成分とは、原料に用いる線状ポリアリーレンスルフィドに含まれるイオウ成分及び原料に用いるスルフィド化剤に含まれるイオウ成分の合計である。ここで線状ポリアリーレンスルフィドに含まれるイオウ成分の「モル数」とはイオウ原子1個を含むポリマーの「繰り返し単位の数」である。例えば重合度100の線状ポリフェニレンスルフィド1分子は1モルではなく100モルと計算する。なお、本発明の本質を損なわない限りは、線状ポリアリーレンスルフィド、スルフィド化剤に以外にイオウ成分を含有する化合物を付加的に反応混合物中に存在させることも可能であるが、このような本発明の反応に対して実質的に作用しないイオウ含有化合物に由来するイオウ成分は考慮に入れなくても良い。また、有機極性溶媒の使用量の上限に特に制限はないが、より効率よく環式PASを製造するとの観点から、反応混合物が含むイオウ成分1モルに対し50リットル以下とすることが好ましく、20リットル以下がより好ましく、15リットル以下が更に好ましい。なお、ここでの溶媒使用量は常温常圧下における溶媒の体積を基準とする。有機極性溶媒の使用量を多くすると、環式PAS生成の選択率が向上するが、多すぎる場合、反応容器の単位体積当たりの環式PASの生成量が低下する傾向に有り、更に、反応に要する時間が長時間化する傾向がある。環式PASの生成選択率と生産性を両立するとの観点で前記した有機極性溶媒の使用量範囲とする事が好ましい。なお、一般的な環式化合物の製造における溶媒の使用量は極めて多い場合が多く、本発明の好ましい使用量範囲では効率よく環式化合物を得られないことが多い。本発明では一般的な環式化合物製造の場合と比べて、溶媒使用量が比較的少ない条件下、即ち前記した好ましい溶媒使用量上限値以下の場合でも、効率よく環式PASが得られる。この理由は現時点定かではないが、本発明の方法では極めて反応効率が高く、原料であるスルフィド化剤と線状PASの反応や、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物の反応、スルフィド化剤と線状PASの反応で生成する反応中間体とジハロゲン化芳香族化合物の反応などが極めて速やかに進行することが、環式化合物の生成に好適に作用しているものと推測している。なおここで、反応混合物における有機極性溶媒の使用量とは、反応系内に導入した有機極性溶媒から、反応系外に除去された有機極性溶媒を差し引いた量である。   In the present invention, the amount of the organic polar solvent used as the reaction solvent in the production of cyclic PAS is 1.25 liters or more, preferably 1.5 liters or more, more preferably, with respect to 1 mole of the sulfur component contained in the reaction mixture. 2 liters or more. In addition, the sulfur component which a reaction mixture contains here is the sum total of the sulfur component contained in the sulfur component contained in the linear polyarylene sulfide used for a raw material, and the sulfidizing agent used for a raw material. Here, the “number of moles” of the sulfur component contained in the linear polyarylene sulfide is the “number of repeating units” of the polymer containing one sulfur atom. For example, one molecule of linear polyphenylene sulfide having a degree of polymerization of 100 is calculated as 100 mol, not 1 mol. As long as the essence of the present invention is not impaired, a compound containing a sulfur component in addition to the linear polyarylene sulfide and the sulfidizing agent can be additionally present in the reaction mixture. Sulfur components derived from sulfur-containing compounds that do not substantially act on the reaction of the present invention need not be taken into account. Further, the upper limit of the amount of the organic polar solvent is not particularly limited, but it is preferably 50 liters or less with respect to 1 mol of the sulfur component contained in the reaction mixture from the viewpoint of more efficiently producing cyclic PAS. More preferably, it is more preferably 15 liters or less. Here, the amount of solvent used is based on the volume of the solvent under normal temperature and pressure. When the amount of the organic polar solvent used is increased, the selectivity of cyclic PAS production is improved. However, when the amount is too large, the production amount of cyclic PAS per unit volume of the reaction vessel tends to decrease. There is a tendency that the time required is longer. It is preferable to make it the usage-amount range of an organic polar solvent mentioned above from a viewpoint of making the production | generation selectivity of cyclic PAS and productivity compatible. In addition, the amount of the solvent used in the production of a general cyclic compound is very large in many cases, and the cyclic compound is often not efficiently obtained within the preferable amount range of the present invention. In the present invention, cyclic PAS can be efficiently obtained even under conditions where the amount of solvent used is relatively small compared to the case of production of a general cyclic compound, that is, even when the amount is not more than the above-mentioned preferred upper limit value of the amount of solvent used. The reason for this is not clear at the present time, but the method of the present invention has extremely high reaction efficiency. The reaction of the raw material sulfidizing agent with linear PAS, the reaction of the sulfidizing agent with a dihalogenated aromatic compound, the sulfidizing agent and It is presumed that the reaction between the reaction intermediate produced by the reaction of linear PAS and the dihalogenated aromatic compound proceeds very rapidly, which favorably acts on the production of the cyclic compound. Here, the amount of the organic polar solvent used in the reaction mixture is an amount obtained by subtracting the organic polar solvent removed from the reaction system from the organic polar solvent introduced into the reaction system.

(5)環式ポリアリーレンスルフィド
本発明における環式ポリアリーレンスルフィドとは式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする環式化合物であり、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有する下記一般式(Q)のごとき化合物である。
(5) Cyclic polyarylene sulfide The cyclic polyarylene sulfide in the present invention is a cyclic compound having a repeating unit of formula:-(Ar-S)-as a main constituent unit, and preferably 80 mol of the repeating unit. % Or more of the compound represented by the following general formula (Q).

Figure 2009227952
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ここでArとしては前記式(A)〜式(L)などであらわされる単位を例示できるが、なかでも式(A)〜式(C)が好ましく、式(A)及び式(B)がより好ましく、式(A)が特に好ましい。   Here, examples of Ar can include units represented by the formulas (A) to (L), among which the formulas (A) to (C) are preferable, and the formulas (A) and (B) are more preferable. Formula (A) is particularly preferable.

なお、環式ポリアリーレンスルフィドにおいては前記式(A)〜式(L)などの繰り返し単位をランダムに含んでも良いし、ブロックで含んでも良く、それらの混合物のいずれかであってもよい。これらの代表的なものとして、環式ポリフェニレンスルフィド、環式ポリフェニレンスルフィドスルホン、環式ポリフェニレンスルフィドケトン、これらが含まれる環式ランダム共重合体、環式ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい環式ポリアリーレンスルフィドとしては、主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位   In addition, in cyclic polyarylene sulfide, repeating units, such as said Formula (A)-Formula (L), may be included at random, may be included in a block, and any of those mixtures may be sufficient. Typical examples of these include cyclic polyphenylene sulfide, cyclic polyphenylene sulfide sulfone, cyclic polyphenylene sulfide ketone, cyclic random copolymers containing these, cyclic block copolymers, and mixtures thereof. . Particularly preferred cyclic polyarylene sulfides include p-phenylene sulfide units as the main structural unit.

Figure 2009227952
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を80モル%以上、特に90モル%以上含有する環式ポリフェニレンスルフィド(以下、環式PPSと略すこともある)が挙げられる。 Is a cyclic polyphenylene sulfide containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more (hereinafter sometimes abbreviated as cyclic PPS).

環式ポリアリーレンスルフィドの前記(Q)式中の繰り返し数mに特に制限は無いが、2〜50が好ましく、2〜25がより好ましく、3〜20が更に好ましい範囲として例示できる。後述するように環式PASを含有するポリアリーレンスルフィドプレポリマーを高重合度体への転化する場合には、環式ポリアリーレンスルフィドが溶融解する温度以上に加熱して行うことが好ましいが、mが大きくなると環式ポリアリーレンスルフィドの溶融解温度が高くなる傾向にあるため、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーの高重合度体への転化をより低い温度で行うことができるようになるとの観点でmを前記範囲にすることは有利となる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the repeating number m in the said (Q) formula of cyclic polyarylene sulfide, 2-50 are preferable, 2-25 are more preferable, and 3-20 can be illustrated as a still more preferable range. As will be described later, when the polyarylene sulfide prepolymer containing cyclic PAS is converted into a high degree of polymerization, it is preferably heated at a temperature higher than the melting point of the cyclic polyarylene sulfide. Since the melting temperature of the cyclic polyarylene sulfide tends to be higher when the value of the polyarylene sulfide is increased, the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer to a high degree of polymerization can be performed at a lower temperature. The above range is advantageous.

また、環式ポリアリーレンスルフィドは、単一の繰り返し数を有する単独化合物、異なる繰り返し数を有する環式ポリアリーレンスルフィドの混合物のいずれでも良いが、異なる繰り返し数を有する環式ポリアリーレンスルフィドの混合物の方が単一の繰り返し数を有する単独化合物よりも溶融解温度が低い傾向があり、異なる繰り返し数を有する環式ポリアリーレンスルフィドの混合物の使用は前記した高重合度体への転化を行う際の温度をより低くできるため好ましい。   Further, the cyclic polyarylene sulfide may be either a single compound having a single repeating number or a mixture of cyclic polyarylene sulfides having different repeating numbers. However, the cyclic polyarylene sulfide may be a mixture of cyclic polyarylene sulfides having different repeating numbers. The melt solution temperature tends to be lower than that of a single compound having a single number of repetitions, and the use of a mixture of cyclic polyarylene sulfides having different numbers of repetitions is used in the conversion to the above-mentioned high degree of polymerization. This is preferable because the temperature can be lowered.

(6)環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法
本発明では、少なくとも(a)線状ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤、(c)ジハロゲン化芳香族化合物、(d)有機極性溶媒、からなる反応混合物を、加熱して反応させて環式ポリアリーレンスルフィドを製造する。
(6) Method for Producing Cyclic Polyarylene Sulfide The present invention comprises at least (a) a linear polyarylene sulfide, (b) a sulfidizing agent, (c) a dihalogenated aromatic compound, and (d) an organic polar solvent. The reaction mixture is heated to react to produce the cyclic polyarylene sulfide.

本発明の環式PASの製造に際しては、上記諸成分からなる反応混合物を、反応混合物の常圧下における還流温度を越えて加熱することが好ましい。ここで常圧とは大気の標準状態近傍における圧力のことであり、約25℃近傍の温度、絶対圧で101kPa近傍の大気圧条件のことである。なお、還流温度とは反応混合物の液体成分が沸騰と凝縮を繰り返している状態の温度である。反応混合物を常圧下の還流温度を超える加熱状態にする方法としては、例えば反応混合物を常圧を越える圧力下で反応させる方法や、反応混合物を密閉容器内で加熱する方法が例示できる。   In the production of the cyclic PAS of the present invention, it is preferable to heat the reaction mixture composed of the above components beyond the reflux temperature of the reaction mixture under normal pressure. Here, the normal pressure is a pressure in the vicinity of the standard state of the atmosphere, and is an atmospheric pressure condition in which the temperature is approximately 25 ° C. and the absolute pressure is approximately 101 kPa. The reflux temperature is a temperature at which the liquid component of the reaction mixture repeats boiling and condensation. Examples of the method for bringing the reaction mixture into a heated state exceeding the reflux temperature under normal pressure include a method of reacting the reaction mixture under a pressure exceeding normal pressure and a method of heating the reaction mixture in a sealed container.

本発明の環式PASの製造におけるより好ましい反応温度は、原料として用いる線状PASが反応混合物中で溶融解する温度である。原料の線状PASは、室温近傍では固体状態であることが一般的であり、固体状態では本発明の目的である環式PASの生成反応が進行しにくいが、線状PASが溶融解する温度で反応を行うことで反応系が均一化し飛躍的に反応速度が向上し、反応に要する時間を短縮できる傾向にある。この温度は反応混合物中の成分の種類、量、原料に用いる線状PASの構造、分子量などによって多様に変化するため一意的に決めることはできないが、通常120〜350℃、好ましくは200〜320℃、より好ましくは230〜300℃、さらに好ましくは240〜280℃の範囲を例示できる。この好ましい温度範囲ではより高い反応速度が得られ、反応が均一で進行しやすい傾向にあるのみならず、生成した環式PASの分解なども起こりにくい傾向にあるため、効率よく環式PASが得られる傾向にある。また、反応は一定温度で行う1段反応、段階的に温度を上げていく多段階反応、あるいは連続的に温度を変化させていく形式の反応のいずれでもかまわない。   A more preferable reaction temperature in the production of the cyclic PAS of the present invention is a temperature at which the linear PAS used as a raw material melts in the reaction mixture. The raw material linear PAS is generally in a solid state near room temperature, and in the solid state, the formation reaction of the cyclic PAS which is the object of the present invention is difficult to proceed, but the temperature at which the linear PAS melts and dissolves. By carrying out the reaction, the reaction system becomes uniform, the reaction rate dramatically increases, and the time required for the reaction tends to be shortened. This temperature cannot be determined uniquely because it varies depending on the type and amount of the components in the reaction mixture, the structure of the linear PAS used as a raw material, the molecular weight, etc., but is usually 120 to 350 ° C., preferably 200 to 320. C., more preferably 230 to 300.degree. C., and still more preferably 240 to 280.degree. In this preferred temperature range, a higher reaction rate can be obtained, the reaction tends to be uniform and easy to proceed, and the generated cyclic PAS tends not to be decomposed. It tends to be. The reaction may be a one-step reaction performed at a constant temperature, a multi-step reaction in which the temperature is raised stepwise, or a reaction in which the temperature is continuously changed.

また、反応時間は使用する原料の線状PASの構造、分子量などや、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒の種類、およびこれら原料の量あるいは反応温度に依存するので一概に規定できないが、0.1時間以上が好ましく、0.5時間以上がより好ましい。この好ましい時間以上とすることで、未反応の原料成分を十分に減少できるため、収率良く環式PASを製造でき、また生成した環式PASの回収がしやすくなる傾向にある。一方、反応時間に特に上限は無いが、本発明の方法は極めて高い反応速度が得られやすい特徴を有するため、10時間以内でも十分に反応が進行し、好ましくは6時間以内、より好ましくは3時間以内も採用できる。   The reaction time depends on the structure and molecular weight of the linear PAS of the raw material used, the sulfidizing agent, the dihalogenated aromatic compound, the type of the organic polar solvent, the amount of these raw materials, or the reaction temperature. Although not possible, 0.1 hour or more is preferable, and 0.5 hour or more is more preferable. By setting it as this preferable time or more, since unreacted raw material components can be reduced sufficiently, cyclic PAS can be produced with good yield, and the produced cyclic PAS tends to be easily recovered. On the other hand, although there is no particular upper limit to the reaction time, the method of the present invention has a characteristic that an extremely high reaction rate is easily obtained, and thus the reaction proceeds sufficiently even within 10 hours, preferably within 6 hours, more preferably 3 Can be used within hours.

本発明の環式PASの製造において、反応混合物を加熱する際の圧力に特に制限はないが、反応混合物の常圧下における還流温度を越えることが可能となる圧力が好ましい。反応混合物を加熱する際の圧力は反応混合物を構成する原料およびその組成、反応温度等により変化するため一意的に規定することはできないが、好ましい圧力の下限としてゲージ圧で0.05MPa以上、より好ましくは0.3MPa以上、さらに好ましくは0.4MPa以上が例示できる。また好ましい圧力の上限としては10MPa以下、より好ましくは5MPa以下が例示できる。この様な好ましい圧力範囲では、環式PASの製造に要する時間を短くできる傾向にある。また、環式PASの製造における有機極性溶媒の使用量を多くする場合、すなわち反応混合物における原料である線状PAS、スルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族化合物の濃度が低い条件において、前記好ましい圧力範囲で反応を行うことの効果が特に大きい傾向にあり、原料消費率および/または目的物である環式PASの選択率をより向上できる傾向がある。この理由については現時点定かでないが、環式PASの製造に際し、反応における加熱条件下で揮発性を有するジハロゲン化芳香族化合物など原料はその一部が反応系内で気相に存在し、液相部の反応基質との反応が進行しにくくなる可能性があり、前記好ましい圧力範囲とすることでこのような原料の反応系内での揮発を抑制できるため、より効率よく反応が進行するようになると推測している。また、反応混合物を加熱する際の圧力を前記好ましい圧力範囲とするために、反応を開始する前や反応中など随意の段階で、好ましくは反応を開始する前に、後述する不活性ガスにより反応系内を加圧することも好ましい方法である。なおここでゲージ圧とは大気圧を基準とした相対圧力のことであり、絶対圧から大気圧を差し引いた圧力値と同意である。   In the production of the cyclic PAS of the present invention, the pressure at which the reaction mixture is heated is not particularly limited, but a pressure that allows the reflux temperature of the reaction mixture to be exceeded under normal pressure is preferable. The pressure at which the reaction mixture is heated cannot be uniquely defined because it varies depending on the raw materials constituting the reaction mixture and its composition, reaction temperature, etc. Preferably it is 0.3 MPa or more, More preferably, 0.4 MPa or more can be illustrated. Moreover, as a preferable upper limit of pressure, 10 MPa or less, More preferably, 5 MPa or less can be illustrated. In such a preferable pressure range, the time required for the production of cyclic PAS tends to be shortened. In the case where the amount of the organic polar solvent used in the production of the cyclic PAS is increased, that is, in the condition where the concentration of the linear PAS, the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound as raw materials in the reaction mixture is low, the preferable pressure range. There is a tendency that the effect of carrying out the reaction is particularly great, and it is possible to further improve the raw material consumption rate and / or the selectivity of the target cyclic PAS. The reason for this is not clear at present, but in the production of cyclic PAS, some of the raw materials such as dihalogenated aromatic compounds that are volatile under the heating conditions in the reaction exist in the gas phase in the reaction system, and the liquid phase The reaction with the reaction substrate may be difficult to proceed, and volatilization in the reaction system of such raw materials can be suppressed by setting the preferred pressure range so that the reaction proceeds more efficiently. I guess it will be. Further, in order to set the pressure at the time of heating the reaction mixture to the above preferable pressure range, the reaction mixture is reacted with an inert gas described later at an optional stage such as before starting the reaction or during the reaction, preferably before starting the reaction. It is also a preferable method to pressurize the system. Here, the gauge pressure is a relative pressure based on the atmospheric pressure, and is equivalent to a pressure value obtained by subtracting the atmospheric pressure from the absolute pressure.

なお、一般に環式化合物はその前駆体である比較的繰り返し単位数の小さい線状化合物が分子内で結合を形成することで生成する。本発明の環式PASにおいても、例えば繰り返し単位数mの線状PASが分子内反応することで繰り返し単位数mの環式PASが生成すると思われ、本発明においては原料の線状PASがスルフィド化剤と反応することで環式化合物の前駆体となりうる比較的繰り返し単位数が小さい線状化合物を生成し、これを経由して環式化合物の生成が進行するものと推測している。ここで、例えば繰り返し単位数mの線状PASと繰り返し単位数nの線状PASが分子間で反応すると、繰り返し単位数(m+n)の線状PASが生成する事になる。すなわち、一般に環式化合物を製造する際には、分子間反応による線状化合物も少なからず副生し、環式化合物の製造に際しては、分子内反応を優先的に進行させることが重要である。PASの場合、一般に繰り返し単位数の大きい線状PASは有機極性溶媒への溶解性が劣る傾向にあり、一方で温度が高いほどPAS成分の溶解性は高くなることが知られている。従って環式PASの製造を目的として、線状PASの生成を抑制したい場合には、一般に低い反応温度が採用され、公知の環式PASの製造においても還流温度を超える反応温度は採用されていない。反対に線状PASの高分子量体の製造を目的とする場合には、PAS成分が有機極性溶媒に十分に溶解する条件である高い反応温度が採用され、公知の分子量の高いPASの製造においては還流温度を超える反応温度が採用される傾向が強く、この場合、分子量の高いPASが高い収率で得られることが報告されている。本発明者らは、環式PASの製造方法を鋭意検討した結果、驚くべきことに、高分子量の線状PASが得られやすい温度領域である反応混合物の還流温度を超える高い温度領域が本発明の目的を達成するために好適であり、特異的に環式PASが短時間に収率良く得られることを見出し、本発明の完成に至った。さらに、本発明の環式PASの製造に好ましく採用される前記温度領域においては、環式PASが収率良く得られるのみならず、副生する線状PASが高分子量体として得やすいという特徴を有することを発見した。ここで、環式PASと分子量の高い線状PASは、例えば溶剤に対する溶解特性が大幅に異なるため、環式PASと線状PASの分離が容易であり、このことも本発明の環式PAS製造方法の優れた効果といえる。従って、本発明の環式PASの製造方法によれば、例えば後述する環式PASの回収操作を付加的に行うことで、極めて純度の高い環式PASが得られやすい。一方で、環式PASの公知の製造法である還流温度以下の温度領域では、原料の線状PASが反応混合物中で溶融解しにくく反応が進行しにくく、また、反応が進行しても温度が低いため副生する線状PASは分子量の低いものしか得られないと思われ、これに基づき環式PASと線状PASの分離が困難なため、純度の高い環式PASは得られにくい傾向にある。   In general, a cyclic compound is formed by forming a bond in a molecule of a linear compound having a relatively small number of repeating units as a precursor. Also in the cyclic PAS of the present invention, for example, it is considered that a cyclic PAS having a repeating unit number m is formed by an intramolecular reaction of a linear PAS having a repeating unit number m. In the present invention, the raw linear PAS is sulfided. It is presumed that by reacting with the agent, a linear compound having a relatively small number of repeating units that can be a precursor of the cyclic compound is generated, and the generation of the cyclic compound proceeds via this. Here, for example, when a linear PAS having a repeating unit number m and a linear PAS having a repeating unit number n react between molecules, a linear PAS having a repeating unit number (m + n) is generated. That is, in general, when producing a cyclic compound, not a few linear compounds due to intermolecular reactions are produced as a by-product, and it is important to preferentially proceed intramolecular reactions when producing cyclic compounds. In the case of PAS, it is generally known that linear PAS having a large number of repeating units tends to have poor solubility in an organic polar solvent, whereas the higher the temperature, the higher the solubility of the PAS component. Therefore, for the purpose of producing cyclic PAS, when it is desired to suppress the production of linear PAS, generally a low reaction temperature is adopted, and even in the production of known cyclic PAS, a reaction temperature exceeding the reflux temperature is not adopted. . On the other hand, in the case of producing a high molecular weight polymer of linear PAS, a high reaction temperature, which is a condition in which the PAS component is sufficiently dissolved in an organic polar solvent, is employed, and in the production of a known high molecular weight PAS. There is a strong tendency to employ a reaction temperature exceeding the reflux temperature, and it has been reported that PAS having a high molecular weight can be obtained in a high yield. As a result of intensive studies on the production method of cyclic PAS, the present inventors have surprisingly found that a high temperature range exceeding the reflux temperature of the reaction mixture, which is a temperature range in which a high molecular weight linear PAS is likely to be obtained, is the present invention. It has been found that the cyclic PAS can be obtained in good yield in a short time, and the present invention has been completed. Furthermore, in the temperature range preferably employed for the production of the cyclic PAS of the present invention, not only is the cyclic PAS obtained in good yield, but the by-product linear PAS is easily obtained as a high molecular weight product. Found to have. Here, the cyclic PAS and the linear PAS having a high molecular weight, for example, have significantly different solubility characteristics in a solvent, so that the cyclic PAS and the linear PAS can be easily separated. This is also the production of the cyclic PAS of the present invention. This is an excellent effect of the method. Therefore, according to the method for producing a cyclic PAS of the present invention, an extremely high-purity cyclic PAS can be easily obtained by additionally performing, for example, a cyclic PAS recovery operation described later. On the other hand, in the temperature range below the reflux temperature, which is a known production method of cyclic PAS, the raw linear PAS is difficult to melt and dissolve in the reaction mixture, and the reaction does not proceed easily. It seems that only low molecular weight can be obtained as a by-product linear PAS due to its low concentration, and it is difficult to obtain a high-purity cyclic PAS because it is difficult to separate cyclic PAS from linear PAS. It is in.

本発明の環式PASの製造方法においては、反応器に線状PAS、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、および有機極性溶媒を仕込み、これらを必須成分とする反応混合物として反応を行う。これら必須成分を反応器に仕込む順序に特に制限は無いが、まず使用する有機極性溶媒の全量もしくは一部を仕込み、次いでその他の成分を仕込む方法が反応混合物の均一化のために好ましい。反応混合物には前記必須成分以外に反応を著しく阻害しない第三成分や、反応を加速する効果を有する第三成分を加えることも可能である。反応を行う方法に特に制限は無いが、攪拌条件下で行うことが反応系の均一化のために好ましい。なお、ここで前記原料を仕込む際の温度に特に制限は無く、例えば室温近傍で原料を仕込んだ後に反応を行っても良いし、あらかじめ前述した反応に好ましい温度に温調した反応器に原料を仕込んで反応を行なうことも可能である。また反応を行っている反応系内に逐次的に原料を仕込んで連続的に反応を行うことも可能である。   In the method for producing cyclic PAS of the present invention, linear PAS, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent are charged into a reactor, and the reaction is carried out as a reaction mixture containing these as essential components. The order in which these essential components are charged into the reactor is not particularly limited, but a method of first charging all or a part of the organic polar solvent to be used and then charging the other components is preferable for homogenizing the reaction mixture. In addition to the essential components, a third component that does not significantly inhibit the reaction and a third component that has an effect of accelerating the reaction can be added to the reaction mixture. Although there is no restriction | limiting in particular in the method of performing reaction, Performing on stirring conditions is preferable for homogenization of a reaction system. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of charging the said raw material here, For example, you may react after charging a raw material near room temperature, or you may supply a raw material to the reactor temperature-controlled beforehand to the temperature preferable for reaction mentioned above. It is also possible to carry out the reaction by charging. It is also possible to continuously carry out the reaction by sequentially charging the raw material into the reaction system in which the reaction is performed.

また、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、線状PAS及び有機極性溶媒として水を含むものを用いることも可能である。一般にスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物を用いる反応は反応混合物中の水分量が増大すると、反応速度が低下する傾向にあるため厳密な水分量の低減が必要であるが、本発明の方法では極めて早く反応が進行するため、反応混合物中の水分量を厳密に制御することなく十分な反応を行うことが可能である。よって本発明の反応混合物中の水分量に特に制限は無いが、反応開始時点、すなわち反応系に仕込んだジハロゲン化芳香族化合物(以下DHAと略することもある)の転化率が0の段階における水分量は、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり0.2モル以上20モル以下が好ましい範囲として例示でき、0.5モル以上10モル以下であることが好ましく、0.6モル以上8モル以下がより好ましい。反応混合物を形成するスルフィド化剤、有機極性溶媒、ジハロゲン化芳香族化合物、線状PAS及びその他成分が水を含む場合で、反応混合物中の水分量が前記範囲を超える場合には、反応を開始する前や反応の途中において、反応系内の水分量を減じる操作を行い、水分量を前記範囲内にする事も可能であり、これにより短時間に効率よく環式PASを得られる傾向にある。また、反応混合物の水分量が前記好ましい範囲未満の場合は、上記水分量になるように水を添加することも好ましい方法である。なお、DHAの転化率は、以下の式で算出した値である。DHA残存量は、通常、ガスクロマトグラフ法によって求めることができる。
(a)ジハロゲン化芳香族化合物をスルフィド化剤に対しモル比で過剰に添加した場合
転化率(%)=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)−DHA過剰量(モル)〕]×100%
(b)上記(a)以外の場合
転化率(%)=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)〕]×100%
It is also possible to use a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, linear PAS, and an organic polar solvent containing water. In general, in the reaction using a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound, the reaction rate tends to decrease as the amount of water in the reaction mixture increases. Since the reaction proceeds very quickly, it is possible to perform a sufficient reaction without strictly controlling the amount of water in the reaction mixture. Therefore, the amount of water in the reaction mixture of the present invention is not particularly limited, but at the time when the reaction starts, that is, when the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound (hereinafter sometimes abbreviated as DHA) charged to the reaction system is zero. The water content can be exemplified as a preferable range of 0.2 mol or more and 20 mol or less per mol of sulfur component in the reaction mixture, preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less, 0.6 mol or more and 8 mol or less. Is more preferable. When the sulfidizing agent, organic polar solvent, dihalogenated aromatic compound, linear PAS and other components that form the reaction mixture contain water, the reaction starts when the amount of water in the reaction mixture exceeds the above range. It is possible to reduce the amount of water in the reaction system before or during the reaction, and to keep the amount of water within the above range, which tends to yield a cyclic PAS efficiently in a short time. . In addition, when the water content of the reaction mixture is less than the above preferable range, it is also a preferable method to add water so that the above water content is obtained. The conversion rate of DHA is a value calculated by the following formula. The remaining amount of DHA can be usually determined by gas chromatography.
(A) When dihalogenated aromatic compound is added excessively in a molar ratio with respect to the sulfidizing agent Conversion (%) = [[DHA charge (mol) −DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge ( Mol) -DHA excess (mole)]] × 100%
(B) In cases other than the above (a) Conversion (%) = [[DHA charge (mol) -DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge (mol)]] × 100%

さらに、環式PASの製造において、所望の時間反応を継続し仕込んだ原料が減少した随意の段階で、線状PAS、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物及び有機極性溶媒のいずれか、もしくは複数を追加して更に反応を継続することも可能である。ここで追加する量は、追加する前の反応混合物中のイオウ成分の量を勘案することが重要であり、原料の追加を行った後の反応混合物中のイオウ成分1モルに対して有機極性溶媒が1.25リットル以上になる範囲内で追加を行うことが強く望まれる。   Further, in the production of cyclic PAS, at an optional stage where the reaction is continued for a desired time and the amount of raw materials charged is reduced, any one or more of linear PAS, sulfidizing agent, dihalogenated aromatic compound and organic polar solvent is used. It is also possible to continue the reaction by adding. It is important to consider the amount of the sulfur component in the reaction mixture before addition, and the amount added here is an organic polar solvent with respect to 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture after the addition of raw materials. It is strongly desired that the addition be performed within a range of 1.25 liters or more.

線状PAS、スルフィド化剤及びジハロゲン化芳香族化合物を追加添加するのは、仕込んだ原料が減少した随意の段階が許容されることは前記した通りであるが、DHAの転化率が50%以上の段階が好ましく、70%以上の段階がより好ましく、このような段階で追加する事でより効率よく環式PASを得ることが可能となる。   As described above, the addition of the linear PAS, the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound allows an optional stage in which the charged raw materials are reduced, but the conversion rate of DHA is 50% or more. The above stage is preferable, and a stage of 70% or more is more preferable. By adding at such a stage, it becomes possible to obtain cyclic PAS more efficiently.

なお、原料の追加により、反応混合物中の水分量が変化する場合、前記した好ましい水分量となるように付加的な操作を行うことも可能であり、追加する前、追加している途中、追加後に反応混合物から水を随意量除去する事も望ましい方法である。なお、この水の除去に際し、水以外の成分が反応混合物から除去される場合、必要に応じてスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物及び有機極性溶媒を更に追加する事も可能であり、除去された成分を再度反応混合物に戻す操作を行ってもかまわない。   In addition, when the amount of water in the reaction mixture changes due to the addition of the raw material, it is also possible to perform an additional operation so as to achieve the above-described preferable amount of water. It is also desirable to later remove any amount of water from the reaction mixture. In the removal of water, when components other than water are removed from the reaction mixture, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent can be further added as necessary. The operation of returning the components to the reaction mixture may be performed again.

なお、本発明の環式PASの製造には、バッチ方式、及び連続方式など公知の各種重合方式、反応方式を採用することができる。また、製造における雰囲気は非酸化性雰囲気下が望ましく、窒素、ヘリウム、及びアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、特に、経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気下が好ましい。反応圧力については、使用した原料及び溶媒の種類や量、あるいは反応温度等に依存し一概に規定できないので、特に制限はない。   In the production of the cyclic PAS of the present invention, various known polymerization methods and reaction methods such as a batch method and a continuous method can be employed. Further, the atmosphere in the production is preferably a non-oxidizing atmosphere, and it is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon. In particular, from the viewpoint of economy and ease of handling, the nitrogen atmosphere is preferable. preferable. The reaction pressure is not particularly limited because it cannot be defined unconditionally depending on the type and amount of the raw material and solvent used, or the reaction temperature.

(7)環式ポリアリーレンスルフィドの回収方法
本発明の環式PASの製造においては前記した反応により得られた反応混合物から環式PASを分離回収することも可能である。反応により得られた反応混合物には環式PAS、線状PAS及び有機極性溶媒が含まれ、その他成分として未反応のスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物や水、副生塩などが含まれる場合もある。
(7) Method for recovering cyclic polyarylene sulfide In the production of cyclic PAS of the present invention, cyclic PAS can be separated and recovered from the reaction mixture obtained by the above-described reaction. The reaction mixture obtained by the reaction contains cyclic PAS, linear PAS, and organic polar solvent, and other components include unreacted sulfidizing agent, dihalogenated aromatic compound, water, by-product salt, etc. There is also.

(7−1)環式ポリアリーレンスルフィドの回収方法1
この様な反応混合物からPAS成分を回収する方法に特に制限は無く、例えば必要に応じて有機極性溶媒の一部もしくは大部分を蒸留等の操作により除去した後に、PAS成分に対する溶解性が低く且つ有機極性溶媒と混和し、好ましくは副生塩に対して溶解性を有する溶剤と必要に応じて加熱下で接触させて、環式PASを線状PASとの混合固体としてPAS成分を回収する方法、反応混合物において環式PASおよび線状PASが溶解するに足る温度、好ましくは200℃を越える温度、より好ましくは230℃以上の温度において反応混合物中に存在する固形成分と可溶成分を固液分離により分離して少なくとも環式PAS、線状PASおよび有機極性溶媒を含む溶液成分を回収し、この溶液成分から必要に応じて有機極性溶媒の一部もしくは大部分を蒸留等の操作により除去した後に、PAS成分に対する溶解性が低く且つ有機極性溶媒と混和し、好ましくは副生塩に対して溶解性を有する溶剤と必要に応じて加熱下で接触させて、環式PASを線状PASとの混合固体としてPAS成分を回収する方法、が例示できる。この様な特性を有する溶剤は一般に比較的極性の高い溶剤であり、用いた有機極性溶媒や副生塩の種類により好ましい溶剤は異なるので限定はできないが、例えば水や、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノールに代表されるアルコール類、アセトンに代表されるケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどに代表される酢酸エステル類が例示でき、入手性、経済性の観点から水、メタノール及びアセトンが好ましく、水が特に好ましい。
(7-1) Recovery method 1 of cyclic polyarylene sulfide
There is no particular limitation on the method for recovering the PAS component from such a reaction mixture. For example, if necessary, after removing a part or most of the organic polar solvent by an operation such as distillation, the solubility in the PAS component is low and A method of recovering a PAS component as a mixed solid with a linear PAS by mixing with an organic polar solvent, preferably contacting with a solvent having solubility in a by-product salt, if necessary, under heating The solid and soluble components present in the reaction mixture at a temperature sufficient to dissolve the cyclic PAS and linear PAS in the reaction mixture, preferably above 200 ° C., more preferably above 230 ° C. A solution component containing at least cyclic PAS, linear PAS, and organic polar solvent is recovered by separation, and one of the organic polar solvents is collected from this solution component as necessary. Alternatively, after most of the components are removed by an operation such as distillation, they are poorly soluble in the PAS component and mixed with an organic polar solvent, preferably in contact with a solvent that is soluble in by-product salts, if necessary under heating. And a method of recovering the PAS component as a mixed solid with cyclic PAS and linear PAS. Solvents having such properties are generally relatively polar solvents, and the preferred solvent varies depending on the type of organic polar solvent and by-product salt used, but can not be limited. For example, water, methanol, ethanol, propanol, Examples include alcohols typified by isopropanol, butanol and hexanol, ketones typified by acetone, and acetates typified by ethyl acetate and butyl acetate. From the viewpoint of availability and economy, water, methanol and acetone Are preferred, and water is particularly preferred.

このような溶剤による処理を行うことで、環式PASと線状PASとの混合固体に含有される有機極性溶媒や副生塩の量を低減することが可能である。この処理により環式PAS及び線状PASは共に固形成分として析出するので、公知の固液分離法を用いて環式PAS及び線状PASの混合物としてPAS成分を回収することが可能である。固液分離方法としては、たとえば濾過による分離、遠心分離、デカンテーション等を例示できる。なお、これら一連の処理は必要に応じて数回繰り返すことも可能であり、これにより環式PASと線状PASとの混合固体に含有される有機極性溶媒や副生塩の量がさらに低減される傾向にある。   By performing the treatment with such a solvent, it is possible to reduce the amount of the organic polar solvent or by-product salt contained in the mixed solid of cyclic PAS and linear PAS. Since cyclic PAS and linear PAS are both precipitated as a solid component by this treatment, the PAS component can be recovered as a mixture of cyclic PAS and linear PAS using a known solid-liquid separation method. Examples of the solid-liquid separation method include separation by filtration, centrifugation, and decantation. Note that a series of these treatments can be repeated several times as necessary, which further reduces the amount of organic polar solvent and by-product salt contained in the mixed solid of cyclic PAS and linear PAS. Tend to.

また、上記の溶剤による処理の方法としては、溶剤と反応混合物を混合する方法があり、必要により適宜撹拌または加熱することも可能である。溶剤による処理を行う際の温度に特に制限は無いが、20℃〜220℃が好ましく、50℃〜200℃が更に好ましい。この様な範囲では例えば副生塩の除去が容易となり、また比較的低圧の状態で処理を行うことが可能であるため好ましい。ここで、溶剤として水を用いる場合、水は蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましいが、必要に応じてギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、アクリル酸、クロトン酸、安息香酸、サリチル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸などの有機酸性化合物及びそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、硫酸、リン酸、塩酸、炭酸、珪酸などの無機酸性化合物およびアンモニウムイオンなどを含む水溶液を用いることも可能である。この処理後に得られた環式PASと線状PASとの混合固体が処理に用いた溶剤を含有する場合には必要に応じて乾燥などを行い、溶剤を除去することも可能である。   Moreover, as a method of the treatment with the above-mentioned solvent, there is a method of mixing a solvent and a reaction mixture, and it is possible to appropriately stir or heat as necessary. Although there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of performing the process by a solvent, 20 to 220 degreeC is preferable and 50 to 200 degreeC is still more preferable. In such a range, for example, by-product salt can be easily removed, and the treatment can be performed at a relatively low pressure, which is preferable. Here, when water is used as the solvent, the water is preferably distilled water or deionized water, but if necessary, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, acrylic acid, crotonic acid, Organic acidic compounds such as benzoic acid, salicylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, and their alkali metal salts, alkaline earth metal salts, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, carbonic acid, silicic acid, etc. It is also possible to use an aqueous solution containing a compound and ammonium ions. When the mixed solid of cyclic PAS and linear PAS obtained after this treatment contains the solvent used in the treatment, it can be dried as necessary to remove the solvent.

上で例示した回収方法では、環式PASは線状PASとの混合物(以下PAS混合物と称する場合もある)として回収される。環式PASと線状PASの分離を行う方法としては例えば、環式PASと線状PASの溶解性の差を利用した分離方法、より具体的には環式PASに対する溶解性が高く、一方で環式PASの溶解を行う条件下では線状PASに対する溶解性に乏しい溶剤を必要に応じて加熱下でPAS混合物と接触させて、溶剤可溶成分として環式PASを得る方法が例示できる。ここで、本発明の環式PASの製造方法では、前述したようにPAS混合物に含まれる線状PASが高分子量体として得られやすいという特徴があり、環式PASと線状PASの溶剤への溶解性の違いが大きいため、上記の溶解性を利用した分離方法により効率良く環式PASを得ることが可能である。線状PASの分子量は後述する環式PASを溶解可能な溶剤に溶解しにくい、好ましくは溶解しない特性を有する分子量であることが好ましく、重量平均分子量で2,500以上が例示でき、5,000以上が好ましく、10,000以上がより好ましく例示できる。   In the recovery method exemplified above, cyclic PAS is recovered as a mixture with linear PAS (hereinafter also referred to as a PAS mixture). As a method for separating cyclic PAS and linear PAS, for example, a separation method using the difference in solubility between cyclic PAS and linear PAS, more specifically, high solubility in cyclic PAS, An example is a method of obtaining cyclic PAS as a solvent-soluble component by bringing a solvent having poor solubility in linear PAS into contact with a PAS mixture under heating as necessary under conditions for dissolving cyclic PAS. Here, in the method for producing the cyclic PAS of the present invention, as described above, the linear PAS contained in the PAS mixture is easily obtained as a high molecular weight product. Since the difference in solubility is large, it is possible to efficiently obtain cyclic PAS by the separation method using the above-described solubility. The molecular weight of the linear PAS is preferably a molecular weight that is difficult to dissolve in a solvent capable of dissolving cyclic PAS, which will be described later, and preferably has a property of not dissolving, and the weight average molecular weight can be exemplified by 2,500 or more, and 5,000 The above is preferable, and 10,000 or more can be illustrated more preferably.

環式PASと線状PASの分離に用いる溶剤としては環式PASを溶解可能な溶剤であれば特に制限はないが、溶解を行う環境において環式PASは溶解するが線状PASは溶解しにくい溶剤が好ましく、線状PASは溶解しない溶剤がより好ましい。PAS混合物を前記溶剤と接触させる際の反応系圧力は常圧もしくは微加圧が好ましく、特に常圧が好ましく、このような圧力の反応系はそれを構築する反応器の部材が安価であるという利点がある。この観点から反応系圧力は、高価な耐圧容器を必要とする加圧条件は避けることが望ましい。用いる溶剤としてはPAS成分の分解や架橋など好ましくない副反応を実質的に引き起こさないものが好ましく、PAS混合物を溶剤と接触させる操作をたとえば常圧環流条件下で行う場合に好ましい溶剤としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、クロロベンゼン、2,6−ジクロロトルエン等のハロゲン系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、トリメチルリン酸、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、メチルエチルケトンなどの極性溶媒を例示できるが、中でもベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、クロロベンゼン、2,6−ジクロロトルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、トリメチルリン酸、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、メチルエチルケトンが好ましく、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトンがより好ましく例示できる。   The solvent used for separation of cyclic PAS and linear PAS is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving cyclic PAS, but cyclic PAS dissolves but linear PAS hardly dissolves in the dissolving environment. A solvent is preferable, and a solvent that does not dissolve linear PAS is more preferable. The pressure of the reaction system when the PAS mixture is brought into contact with the solvent is preferably normal pressure or slight pressure, and particularly preferably normal pressure, and the reaction system of such pressure is inexpensive for the components of the reactor for constructing it. There are advantages. From this point of view, it is desirable that the reaction system pressure avoid pressurizing conditions that require an expensive pressure vessel. As the solvent to be used, those which do not substantially cause undesirable side reactions such as decomposition and crosslinking of the PAS component are preferable. For example, when the operation of bringing the PAS mixture into contact with the solvent is performed under atmospheric pressure reflux conditions, Hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cyclopentane, benzene, toluene, xylene, chloroform, bromoform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, chlorobenzene, 2, Halogen solvents such as 6-dichlorotoluene, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, diisopropyl ether, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, trimethyl phosphoric acid, N, N-di Examples include polar solvents such as tilimidazolidinone and methyl ethyl ketone, among which benzene, toluene, xylene, chloroform, bromoform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, chlorobenzene, 2,6-dichloro Toluene, diethyl ether, tetrahydrofuran, diisopropyl ether, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, trimethyl phosphoric acid, N, N-dimethylimidazolidinone, methyl ethyl ketone are preferred, toluene, xylene, chloroform, More preferable examples include methylene chloride, tetrahydrofuran, and methyl ethyl ketone.

PAS混合物を溶剤と接触させる際の雰囲気に特に制限はないが、接触させる際の温度や時間などの条件によってPAS成分や溶剤が酸化劣化するような場合には、非酸化性雰囲気下で行うことが望ましい。なお、非酸化性雰囲気とは気相の酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。   There are no particular restrictions on the atmosphere in which the PAS mixture is brought into contact with the solvent, but if the PAS component or solvent is subject to oxidative degradation due to conditions such as temperature or time at the time of contact, it should be performed in a non-oxidizing atmosphere Is desirable. Note that the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere having a gas phase oxygen concentration of 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere such as nitrogen, helium, argon, or the like. Among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferable from the viewpoints of economy and ease of handling.

PAS混合物を溶剤と接触させる温度に特に制限はないが、一般に温度が高いほど環式PASの溶剤への溶解は促進される傾向にあるが、線状PASの分子量が低い場合、線状PASの溶解も促進される傾向にある。線状PASの分子量が前述した好ましい分子量である場合は、環式PASとの溶解性の差が大きくなるため、高い温度でPAS混合物の溶剤との接触を行っても環式PASと線状PASが好適に分離できる傾向にある。また、前記したように、PAS混合物の溶剤との接触は大気圧下でおこなうことが好適であるので、上限温度は使用する溶剤の大気圧下での環流条件温度にすることが望ましく、前述した好ましい溶剤を用いる場合はたとえば20〜150℃、好ましくは30〜100℃を具体的な温度範囲として例示できる。   There is no particular restriction on the temperature at which the PAS mixture is brought into contact with the solvent, but generally, the higher the temperature, the more the dissolution of cyclic PAS in the solvent tends to be accelerated, but when the molecular weight of linear PAS is low, the linear PAS Dissolution also tends to be accelerated. When the molecular weight of the linear PAS is the above-described preferable molecular weight, the difference in solubility with the cyclic PAS increases, so that even if the PAS mixture is contacted with the solvent at a high temperature, the cyclic PAS and the linear PAS are increased. Tends to be suitably separated. Further, as described above, since the contact of the PAS mixture with the solvent is preferably performed under atmospheric pressure, the upper limit temperature is preferably set to the reflux condition temperature under the atmospheric pressure of the solvent used. When a preferable solvent is used, for example, 20 to 150 ° C, preferably 30 to 100 ° C can be exemplified as a specific temperature range.

PAS混合物を溶剤と接触させる時間は、用いる溶剤種や温度等によって異なるため一意的には限定できないが、たとえば1分〜50時間が例示でき、この様な範囲では環式PASの溶剤への溶解が十分になる傾向にある。   The time for which the PAS mixture is brought into contact with the solvent varies depending on the type of solvent used, the temperature, etc., and therefore cannot be uniquely limited. For example, 1 to 50 hours can be exemplified, and in such a range, the cyclic PAS is dissolved in the solvent. Tend to be sufficient.

PAS混合物を溶剤と接触させる方法は、公知の一般的な手法を用いれば良く特に限定はないが、たとえばPAS混合物と溶剤を混合し、必要に応じて攪拌した後に溶液部分を回収する方法、各種フィルター上のPAS混合物に溶剤をシャワーすると同時に環式PASを溶剤に溶解させる方法、ソックスレー抽出法原理による方法などいかなる方法も用いることができる。PAS混合物と溶剤を接触させる際の溶剤の使用量に特に制限はないが、たとえばPAS混合物重量に対する浴比で0.5〜100の範囲が例示できる。浴比がこの様な範囲の場合、PAS混合物と溶剤を均一に混合し易く、また、環式PASが溶剤へ十分に溶解し易くなる傾向にある。一般に、浴比が大きい方が環式PASの溶剤への溶解には有利であるが、大きすぎてもそれ以上の効果は望めず、逆に溶剤使用量増大による経済的不利益が生じることがある。なお、PAS混合物と溶剤の接触を繰り返し行う場合は、小さい浴比でも十分な効果を得られる場合が多い。またソックスレー抽出法は、その原理上、PAS混合物と溶剤の接触を繰り返し行う場合と類似の効果が得られるので、この場合も小さな浴比で十分な効果を得られる場合が多い。   The method of bringing the PAS mixture into contact with the solvent is not particularly limited as long as a known general method is used. For example, the PAS mixture and the solvent are mixed, and if necessary, the solution portion is recovered after being stirred. Any method can be used, such as a method of dissolving cyclic PAS in a solvent simultaneously with showering a solvent in the PAS mixture on the filter, or a method based on the principle of Soxhlet extraction. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of the solvent at the time of making a PAS mixture and a solvent contact, For example, the range of 0.5-100 can be illustrated by the bath ratio with respect to a PAS mixture weight. When the bath ratio is in such a range, the PAS mixture and the solvent are easily mixed uniformly, and the cyclic PAS tends to be sufficiently dissolved in the solvent. In general, a larger bath ratio is advantageous for dissolving cyclic PAS in a solvent, but if it is too large, no further effect can be expected, and conversely an economic disadvantage due to an increase in the amount of solvent used may occur. is there. When the contact between the PAS mixture and the solvent is repeated, a sufficient effect is often obtained even with a small bath ratio. In addition, the Soxhlet extraction method, in principle, provides an effect similar to that obtained when the contact of the PAS mixture and the solvent is repeated, and in this case, a sufficient effect can often be obtained with a small bath ratio.

PAS混合物を溶剤と接触させた後に、環式PASを溶解した溶液が固形状の線状PASを含む固液スラリー状で得られた場合、公知の固液分離法を用いて溶液部を回収することが好ましい。固液分離方法としては、たとえば濾過による分離、遠心分離、デカンテーション等を例示できる。このようにして分離した溶液から溶剤の除去を行うことで環式PASの回収が可能となる。一方、固体成分については、環式PASがまだ残存している場合、再度溶剤との接触及び溶液の回収を繰り返し行うことでより収率よく環式PASを得ることも可能である。この操作により環式PAS溶液を分離した後に得られる固形分は線状PASを主要成分とする高純度な線状PASとして使用価値のあるものであり、またその全量もしくは一部を、必要に応じて残存溶剤を除去するなどの処理を施して再度本発明の環式PASの原料として好適に用いることができる。   After the PAS mixture is brought into contact with a solvent, when the solution in which the cyclic PAS is dissolved is obtained in the form of a solid-liquid slurry containing solid linear PAS, the solution part is recovered using a known solid-liquid separation method. It is preferable. Examples of the solid-liquid separation method include separation by filtration, centrifugation, and decantation. By removing the solvent from the solution thus separated, the cyclic PAS can be recovered. On the other hand, for the solid component, when the cyclic PAS still remains, it is possible to obtain the cyclic PAS with higher yield by repeating contact with the solvent and recovery of the solution again. The solid content obtained after separation of the cyclic PAS solution by this operation is valuable for use as a high-purity linear PAS mainly composed of linear PAS. It can be suitably used again as a raw material for the cyclic PAS of the present invention after treatment such as removal of the residual solvent.

前述のようにして得られた環式PASを含む溶液から溶剤の除去を行い、環式PASを固形成分として得ることも可能である。ここで溶剤の除去は、たとえば加熱し、常圧以下で処理する方法や、膜を利用した溶剤の除去を例示できるが、より収率よく、また効率よく環式ポリアリーレンスルフィドを得るとの観点では常圧以下で加熱して溶剤を除去する方法が好ましい。なお、前述の様にして得られた環式PASを含む溶液は温度によっては固形物を含む場合もあるが、この場合の固形物も環式ポリアリーレンスルフィド混合物に属するものであるので、溶剤の除去時に溶剤に可溶の成分とともに回収する事が望ましく、これにより収率よく環式PASを得られるようになる。ここで溶剤の除去は、少なくとも50重量%以上、好ましくは70重量%以上、更に好ましくは90重量%以上、よりいっそう好ましくは95重量%以上の溶剤を除去することが望ましい。加熱による溶剤の除去を行う際の温度は用いる溶剤の特性に依存するため一意的には限定できないが、通常、20〜150℃、好ましくは40〜120℃の範囲が選択できる。また、溶剤の除去を行う圧力は常圧以下が好ましく、これにより溶剤の除去をより低温で行うことが可能になる。   It is also possible to remove the solvent from the solution containing cyclic PAS obtained as described above to obtain cyclic PAS as a solid component. Here, the removal of the solvent can be exemplified by, for example, a method of heating and treating at normal pressure or less, and removal of the solvent using a membrane, but the viewpoint of obtaining the cyclic polyarylene sulfide more efficiently and efficiently. Then, a method of removing the solvent by heating at normal pressure or lower is preferable. The solution containing the cyclic PAS obtained as described above may contain a solid depending on the temperature. In this case, the solid belongs to the cyclic polyarylene sulfide mixture. It is desirable to recover together with components that are soluble in the solvent at the time of removal, so that cyclic PAS can be obtained with good yield. Here, it is desirable to remove the solvent at least 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and still more preferably 95% by weight or more. Although the temperature at which the solvent is removed by heating depends on the characteristics of the solvent used, it cannot be limited uniquely. However, the temperature can usually be selected from 20 to 150 ° C, preferably from 40 to 120 ° C. In addition, the pressure for removing the solvent is preferably normal pressure or lower, which makes it possible to remove the solvent at a lower temperature.

(7−2)環式ポリアリーレンスルフィドの回収方法2
上記には環式PASの回収方法として、まず環式PASと線状PASを含むPAS混合物を得た後にこの混合物から環式PASを回収する方法について例示したが回収方法はこれに限定されるものではない。環式PAS回収方法として別の具体例を以下に示す。
(7-2) Cyclic polyarylene sulfide recovery method 2
In the above, as a method for recovering cyclic PAS, a method for recovering cyclic PAS from this mixture after first obtaining a PAS mixture containing cyclic PAS and linear PAS is exemplified, but the recovery method is limited to this. is not. Another specific example of the cyclic PAS recovery method is shown below.

本発明で得られる反応混合物には環式PAS、線状PAS及び有機極性溶媒が含まれ、その他成分として未反応のスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物や水、副生塩などが含まれる場合もあることは前述した通りであるが、この反応混合物において環式PASは幅広い温度領域で有機極性溶媒に溶解状態となる傾向がある。一方で線状PASは環式PASと溶解挙動が大きく異なり、具体的には200℃以下の温度領域ではその大部分が反応混合物中で固体として存在する傾向にあることを本発明者らは見出した。   When the reaction mixture obtained in the present invention contains cyclic PAS, linear PAS and organic polar solvent, and other components include unreacted sulfidizing agent, dihalogenated aromatic compound, water, by-product salt, etc. As described above, cyclic PAS tends to be dissolved in an organic polar solvent in a wide temperature range in this reaction mixture. On the other hand, the present inventors have found that linear PAS is greatly different from cyclic PAS in dissolution behavior, and specifically, most of the linear PAS tends to exist as a solid in the reaction mixture in the temperature range of 200 ° C. or lower. It was.

従ってこの様な環式PASと線状PASの反応混合物中での溶解挙動差を用いることで、簡易な固液分離により環式PASと線状PASの分離が可能になる。このような固液分離による環式PASと線状PASの分離が可能となるより具体的な温度領域の上限としては200℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは120℃以下が例示でき、一方で下限温度としては10℃以上が例示でき、20℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、80℃以上が更に好ましい。この好ましい温度上限以下では反応混合物に含まれる線状PASは固形分として存在する傾向が強く、特に前述した好ましい重量平均分子量のPASはこの条件下で固形分となりやすい傾向がある。一方でこの好ましい温度領域において反応混合物中の環式PASは有機極性溶媒に可溶である傾向が強く、特に環式PASの繰り返し単位数mが前述した好ましい範囲の環式PASはこの条件下で有機極性溶媒に溶解する傾向が強い。また例示した下限温度以上では反応混合物の粘度が低くなる傾向になり固液分離操作がし易く、また固形成分と溶液成分の分離性にすぐれる傾向にある。   Therefore, by using such a difference in dissolution behavior in the reaction mixture of cyclic PAS and linear PAS, it is possible to separate cyclic PAS and linear PAS by simple solid-liquid separation. More specifically, the upper limit of the temperature range in which cyclic PAS and linear PAS can be separated by solid-liquid separation is 200 ° C or lower, more preferably 150 ° C or lower, and further preferably 120 ° C or lower. On the other hand, as a minimum temperature, 10 degreeC or more can be illustrated, 20 degreeC or more is preferable, 50 degreeC or more is more preferable, and 80 degreeC or more is still more preferable. Below this preferred upper temperature limit, the linear PAS contained in the reaction mixture tends to exist as a solid content, and the above-mentioned preferred weight average molecular weight PAS tends to become a solid content under these conditions. On the other hand, the cyclic PAS in the reaction mixture tends to be soluble in an organic polar solvent in this preferred temperature range. Strong tendency to dissolve in organic polar solvents. Above the exemplified lower limit temperature, the viscosity of the reaction mixture tends to be low, the solid-liquid separation operation is easy, and the separability between the solid component and the solution component tends to be excellent.

上記した反応混合物の固液分離では固形分として線状PASを得ることが可能であるが、一般的な固液分離と同様に完全に固形分と液体分を分離することは困難であり、ある程度の液体成分、例えば反応混合物中の有機極性溶媒等を含む状態として固形分が分離される。従って所望に応じて、フレッシュな溶剤(必ずしも反応に用いた有機極性溶媒である必要はない)を用いて溶剤置換することで反応混合物由来の有機極性溶媒が低減された湿潤状態の線状PASを得ることや、含まれる液体成分を除去する操作を付加的に行うことで乾燥状態の線状PASを得ることも可能である。この様にして得た乾燥状態の線状PASを本発明の反応原料である線状PAS(a)として用いることも可能である。また、反応混合物由来の有機極性溶媒等を含む湿潤状態の線状PASや、付加的にフレッシュな溶剤を用いた溶剤置換を行った湿潤状態の線状PASを、湿潤状態のままで本発明の反応原料である線状PAS(a)として用いる事も可能であり、この場合、液体成分の除去工程を省略できるとの観点でより好ましい方法といえる。   In the above-described solid-liquid separation of the reaction mixture, it is possible to obtain linear PAS as a solid content, but it is difficult to completely separate the solid content and the liquid content as in the case of general solid-liquid separation. The solid content is separated as a liquid component such as an organic polar solvent in the reaction mixture. Therefore, if desired, a wet linear PAS in which the organic polar solvent derived from the reaction mixture is reduced by solvent replacement with a fresh solvent (not necessarily the organic polar solvent used in the reaction) is used. It is also possible to obtain a linear PAS in a dry state by additionally performing an operation of removing the liquid component contained. The dried linear PAS thus obtained can also be used as the linear PAS (a) which is the reaction raw material of the present invention. Also, a wet linear PAS containing an organic polar solvent derived from the reaction mixture, or a wet linear PAS subjected to solvent replacement using an additional fresh solvent can be used in the wet state. It can also be used as linear PAS (a) as a reaction raw material, and in this case, it can be said to be a more preferable method from the viewpoint that the liquid component removal step can be omitted.

また、先述した反応混合物の固液分離で得られる溶液成分、すなわち濾液成分(温度によっては固形成分を含む場合もある)には環式PASが含まれる。所望に応じて濾液成分から有機極性溶媒を除去することで環式PASを含む固体として回収することも可能である。この有機極性溶媒の除去方法としては例えば蒸留により除去する方法や、有機極性溶媒と混和する第二の溶剤と接触させる方法などが例示できる。蒸留により除去する具体的な方法としては、濾液成分を好ましくは20〜250℃、より好ましくは40〜200℃、さらに好ましくは100〜200℃、よりいっそう好ましくは120〜200℃に加熱する方法が例示できる。この加熱を減圧条件下や気流下で行うこと、さらには攪拌条件下で行うことで効率よく有機極性溶媒の除去を行うことが可能である。なお、加熱する際の雰囲気は非酸化性雰囲気で行うことが好ましく、これにより環式PASの分解、着色、架橋などを抑制できる傾向にある。なおここで、非酸化性雰囲気とは気相の酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。濾液成分を第二の溶剤で溶剤置換する方法で環式PASを得る具体的な方法としては、環式PASが溶解しない、もしくは環式PASが溶解しにくい第二の溶剤と接触させることで、環式PASを含む固形成分を回収する方法を例示できる。この第二の溶剤と接触させるより具体的な方法としては後述の(8)で示す方法を採用することが例示できる。   Moreover, cyclic PAS is contained in the solution component obtained by solid-liquid separation of the reaction mixture mentioned above, ie, a filtrate component (it may contain a solid component depending on temperature). If desired, the organic polar solvent can be removed from the filtrate components to recover as a solid containing cyclic PAS. Examples of the method for removing the organic polar solvent include a method of removing by distillation and a method of contacting with a second solvent miscible with the organic polar solvent. As a specific method of removing by distillation, a method of heating the filtrate component to preferably 20 to 250 ° C, more preferably 40 to 200 ° C, still more preferably 100 to 200 ° C, and still more preferably 120 to 200 ° C. It can be illustrated. It is possible to efficiently remove the organic polar solvent by performing this heating under reduced pressure or under an air stream, and further under stirring. In addition, it is preferable to perform the atmosphere at the time of a heating in non-oxidizing atmosphere, and exists in the tendency which can suppress decomposition | disassembly, coloring, bridge | crosslinking, etc. of cyclic PAS by this. Here, the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere having a gas phase oxygen concentration of 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, that is, an inert gas such as nitrogen, helium or argon. It indicates a gas atmosphere, and among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferred from the viewpoint of economy and ease of handling. As a specific method of obtaining cyclic PAS by solvent replacement of the filtrate component with a second solvent, contact with a second solvent in which cyclic PAS does not dissolve or cyclic PAS is difficult to dissolve, A method for recovering a solid component containing cyclic PAS can be exemplified. As a more specific method of contacting with the second solvent, it is possible to exemplify adopting a method shown in (8) described later.

(8)その他後処理
かくして得られた環式ポリアリーレンスルフィドは十分に高純度であり、各種用途に好適に用いることができるが、さらに以下に述べる後処理を付加的に施すことによってよりいっそう純度の高い環式PASを得ることが可能である。
(8) Other post-treatments The cyclic polyarylene sulfide thus obtained has a sufficiently high purity and can be suitably used for various applications. However, the post-treatment described below is further applied to further increase the purity. High cyclic PAS can be obtained.

前記(7)までの操作によって得られた環式PASは、用いた溶剤の特性によってはPAS混合物中に含まれる不純物成分を含む場合がある。このような少量の不純物を含む環式PASを不純物は溶解するが、環式PASは溶解しない、もしくは環式PASの溶解しにくい第二の溶剤と接触させることで、不純物成分を選択的に除去することが可能な場合が多い。また前記(7−2)の方法で得られた濾液成分(環式PASを含む溶液)から環式PASを固形成分として分離するためにこの第二の溶剤と濾液成分を接触させることも可能である。   The cyclic PAS obtained by the operations up to (7) above may contain an impurity component contained in the PAS mixture depending on the characteristics of the solvent used. Impurities are dissolved in cyclic PAS containing such a small amount of impurities, but cyclic PAS is not dissolved or contacted with a second solvent in which cyclic PAS is difficult to dissolve, thereby selectively removing impurity components. Often it is possible to do. It is also possible to bring the second solvent into contact with the filtrate component in order to separate cyclic PAS as a solid component from the filtrate component (solution containing cyclic PAS) obtained by the method (7-2). is there.

環式PAS混合物もしくは前記(7−2)で得られた濾液成分を前記第二の溶剤と接触させる際の反応系圧力は常圧もしくは微加圧が好ましく、特に常圧が好ましく、このような圧力の反応系はそれを構築する部材が安価であるという利点がある。この観点から反応系圧力は、高価な耐圧容器を必要とする加圧条件は避けることが望ましい。第二の溶剤として好ましい溶剤としては、環式PASの分解や架橋など好ましくない副反応を実質的に引き起こさないものが好ましく、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ペンチル、酢酸オクチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ペンチル、サリチル酸メチル、蟻酸エチル、等のカルボン酸エステル系溶媒、及び水が例示でき、なかでもメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、水が好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、アセトン、酢酸エチル、水が特に好ましい。これらの溶媒は1種類または2種類以上の混合物として使用することができる。   The reaction system pressure when the cyclic PAS mixture or the filtrate component obtained in the above (7-2) is contacted with the second solvent is preferably normal pressure or slight pressure, and particularly preferably normal pressure. The pressure reaction system has the advantage that the components that build it are inexpensive. From this point of view, it is desirable that the reaction system pressure avoid pressurizing conditions that require an expensive pressure vessel. As the preferred solvent as the second solvent, those which do not substantially cause undesirable side reactions such as decomposition and crosslinking of cyclic PAS are preferable. For example, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, Alcohol / phenol solvents such as phenol, cresol, polyethylene glycol, hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cyclopentane, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl butyl ketone, acetophenone, etc. Ketone solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, pentyl acetate, octyl acetate, methyl butyrate, ethyl butyrate, pentyl butyrate, methyl salicylate, ethyl formate, etc. Examples thereof include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cyclopentane, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, Water is preferable, and methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, acetone, ethyl acetate, and water are particularly preferable. These solvents can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.

環式PASを第二の溶剤と接触させる温度に特に制限はないが、上限温度は使用する第二の溶剤の常圧下での環流条件温度にすることが望ましく、前述した好ましい第二の溶剤を用いる場合はたとえば20〜100℃が好ましい温度範囲として例示でき、より好ましくは25〜80℃が例示できる。   There is no particular limitation on the temperature at which the cyclic PAS is brought into contact with the second solvent, but the upper limit temperature is desirably the reflux condition temperature under normal pressure of the second solvent to be used. When using, 20-100 degreeC can be illustrated as a preferable temperature range, for example, More preferably, 25-80 degreeC can be illustrated.

環式PASを第二の溶剤と接触させる時間は、用いる溶剤種や温度等によって異なるため一意的には限定できないが、たとえば1分〜50時間が例示でき、この様な時間範囲内ででは環式PAS中の不純物の第二の溶剤への溶解が十分となる傾向にある。   The time for which the cyclic PAS is brought into contact with the second solvent varies depending on the type of solvent used, the temperature, etc., and therefore cannot be uniquely limited. For example, it can be exemplified by 1 minute to 50 hours. There is a tendency for the impurities in the formula PAS to be sufficiently dissolved in the second solvent.

環式PASを第二の溶剤と接触させる方法としては固体状の環式PASと第二の溶剤を必要に応じて攪拌して混合する方法、各種フィルター上の環式PAS固体に第二の溶剤をシャワーすると同時に不純物を第二の溶剤に溶解させる方法、固体状の環式PASを第二の溶剤を用いたソックスレー抽出を用いる方法や、溶液状の環式PASもしくは溶剤を含む環式PASスラリーを第二の溶剤と接触させて、第二の溶剤の存在下で環式PASを析出させる方法などを用いることができる。なかでも溶剤を含む環式PASスラリーを第二の溶剤と接触させる方法は、操作後に得られる環式PASの純度が高く、有効な方法である。   As a method of bringing the cyclic PAS into contact with the second solvent, a method in which the solid cyclic PAS and the second solvent are mixed with stirring as necessary, and the second solvent is added to the cyclic PAS solid on various filters. A method of dissolving impurities in a second solvent at the same time as showering, a method using Soxhlet extraction of a solid cyclic PAS using a second solvent, a cyclic PAS or a cyclic PAS slurry containing a solvent For example, a method in which cyclic PAS is precipitated in the presence of the second solvent by contacting with the second solvent can be used. In particular, the method of bringing a cyclic PAS slurry containing a solvent into contact with a second solvent is an effective method because the cyclic PAS obtained after the operation has a high purity.

環式PASを第二の溶剤と接触させた後に公知の固液分離法を用いて固体状の環式PASを回収することが可能である。固液分離方法としては、たとえば濾過による分離、遠心分離、デカンテーション等を例示できる。固液分離後に得られた環式PAS中に不純物がまだ残存している場合は、再度環式PASと第二の溶剤とを接触させて、さらに不純物を除去することも可能である。   After contacting the cyclic PAS with the second solvent, it is possible to recover the solid cyclic PAS using a known solid-liquid separation method. Examples of the solid-liquid separation method include separation by filtration, centrifugation, and decantation. If impurities still remain in the cyclic PAS obtained after the solid-liquid separation, the cyclic PAS and the second solvent can be contacted again to further remove the impurities.

(9)本発明の環式PASの特性
かくして得られた環式PASは、通常、環式PASを50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上含む純度の高いものであり、一般的に得られる線状のPASとは異なる特性を有する工業的にも利用価値の高いものである。また、本発明の製造方法により得られる環式PASは前記式(Q)におけるmが単一ではなく、m=4〜50の異なるmを有する前記式(Q)が得られやすいという特徴を有する。ここで好ましいmの範囲は4〜25,より好ましくは4〜20である。mがこの範囲の場合、後述するように環式PASを開環重合に用いる場合に重合反応が進行しやすく、高分子量体が得られやすくなる傾向にある。この理由は現時点判然とはしないが、この範囲の環式PASは分子が環式であるがために生じる結合のゆがみが大きく、重合時に開環反応が起こりやすいためと推測している。
(9) Characteristics of the cyclic PAS of the present invention The cyclic PAS thus obtained usually has a high purity containing 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more of the cyclic PAS. Therefore, it has high utility value even industrially having characteristics different from generally obtained linear PAS. Further, the cyclic PAS obtained by the production method of the present invention is characterized in that m in the formula (Q) is not single, and the formula (Q) having m of 4 to 50 is easily obtained. . Here, a preferable range of m is 4 to 25, and more preferably 4 to 20. When m is in this range, as will be described later, when cyclic PAS is used for ring-opening polymerization, the polymerization reaction tends to proceed, and a high molecular weight product tends to be easily obtained. The reason for this is not clear at this time, but it is assumed that cyclic PAS in this range has a large bond distortion due to the fact that the molecule is cyclic, and that a ring-opening reaction easily occurs during polymerization.

なお、mが単一の環式PASは単結晶として得られるため、極めて高い融解温度を有するが、本発明では環式PASは異なるmを有する混合物が得られやすく、これにより環式PASの融解温度が低いという特徴があり、このことはたとえば環式PASを溶融して用いる際の加熱温度を低くできるという優れた特徴を発現することになる。   In addition, since cyclic PAS having a single m is obtained as a single crystal, it has a very high melting temperature. However, in the present invention, cyclic PAS is easy to obtain a mixture having different m, and thus melting of cyclic PAS There is a feature that the temperature is low, which expresses an excellent feature that, for example, the heating temperature when the cyclic PAS is melted and used can be lowered.

(10)本発明の環式PASを配合した樹脂組成物
本発明で得られた環式PASを各種樹脂に配合して用いることも可能であり、このような環式PASを配合した樹脂組成物は、溶融加工時のすぐれた流動性を発現する傾向が強く、また滞留安定性にも優れる傾向にある。この様な特性、特に流動性の向上は、樹脂組成物を溶融加工する際の加熱温度が低くても溶融加工性に優れるという特徴を発現するため、射出成形品や繊維、フィルム等の押出成形品に加工する際の溶融加工性の向上をもたらす点で大きなメリットとなる。環式PASを配合した際にこの様な特性の向上が発現する理由は定かではないが、環式PASの構造の特異性、すなわち環状構造であるために通常の線状化合物と比較してコンパクトな構造をとりやすいため、マトリックスである各種樹脂との絡み合いが少なくなりやすいこと、各種樹脂に対して可塑剤として作用すること、またマトリックス樹脂どうしの絡み合い抑制にも奏効するためと推測している。
(10) Resin composition blended with cyclic PAS of the present invention The cyclic PAS obtained according to the present invention can be blended with various resins and used, and a resin composition blended with such a cyclic PAS Has a strong tendency to exhibit excellent fluidity during melt processing, and tends to have excellent residence stability. Such improved properties, particularly fluidity, express the characteristics of excellent melt processability even when the heating temperature during melt processing of the resin composition is low, so that extrusion molding of injection molded products, fibers, films, etc. This is a great merit in that it improves the melt processability when processed into a product. The reason why such improvement in properties is manifested when cyclic PAS is blended is not clear, but because of the specificity of cyclic PAS structure, that is, the cyclic structure, it is compact compared to ordinary linear compounds. It is assumed that the entanglement with various resins that are matrixes tends to be reduced, that it acts as a plasticizer for various resins, and that the entanglement between matrix resins is also suppressed. .

環式PASを各種樹脂に配合する際の配合量に特に制限は無いが、各種樹脂100重量部に対して本発明の環式PASを0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは0.5〜10重量部配合することで顕著な特性の向上を得ることが可能である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the compounding quantity at the time of mix | blending cyclic PAS with various resin, 0.1-50 weight part of cyclic PAS of this invention is preferable with respect to 100 weight part of various resin, Preferably it is 0.5-20. By blending parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, it is possible to obtain a remarkable improvement in characteristics.

また、上記樹脂組成物には必要に応じて更に繊維状および/または非繊維状の充填材を配合することも可能であり、その配合量は前記各種樹脂100重量部に対して0.5〜400重量部、好ましくは0.5〜300重量部、より好ましくは1〜200重量部、更に好ましくは1〜100重量部の範囲が例示でき、これにより優れた流動性を維持しつつ機械的強度が向上できる傾向にある。充填剤の種類としては、繊維状、板状、粉末状、粒状などのいずれの充填剤も使用することができる。これら充填剤の好ましい具体例としてはガラス繊維、タルク、ワラステナイト、およびモンモリロナイト、合成雲母などの層状珪酸塩が例示でき、特に好ましくはガラス繊維である。ガラス繊維の種類は、一般に樹脂の強化用に用いるものなら特に限定はなく、例えば長繊維タイプや短繊維タイプのチョップドストランド、ミルドファイバーなどから選択して用いることができる。また、上記の充填剤は2種以上を併用して使用することもできる。なお、本発明に使用する上記の充填剤はその表面を公知のカップリング剤(例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤など)、その他の表面処理剤で処理して用いることもできる。また、ガラス繊維はエチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆あるいは集束されていてもよい。   Moreover, it is also possible to mix | blend a fibrous and / or non-fibrous filler with the said resin composition as needed, The compounding quantity is 0.5 to 100 weight part of said various resin. A range of 400 parts by weight, preferably 0.5 to 300 parts by weight, more preferably 1 to 200 parts by weight, and even more preferably 1 to 100 parts by weight can be exemplified, and thereby mechanical strength while maintaining excellent fluidity. Tends to be improved. As the kind of filler, any filler such as fibrous, plate-like, powdery, and granular can be used. Specific examples of these fillers include glass fibers, talc, wollastonite, and layered silicates such as montmorillonite and synthetic mica, with glass fibers being particularly preferable. The type of glass fiber is not particularly limited as long as it is generally used for reinforcing a resin, and can be selected from, for example, a long fiber type, a short fiber type chopped strand, a milled fiber, or the like. Moreover, said filler can also be used in combination of 2 or more types. The surface of the filler used in the present invention can be used by treating the surface with a known coupling agent (for example, silane coupling agent, titanate coupling agent, etc.) or other surface treatment agents. . The glass fiber may be coated or bundled with a thermoplastic resin such as an ethylene / vinyl acetate copolymer, or a thermosetting resin such as an epoxy resin.

また、樹脂組成物の熱安定性を保持するために、フェノール系、リン系化合物の中から選ばれた1種以上の耐熱剤を含有せしめることも可能である。かかる耐熱剤の配合量は、耐熱改良効果の点から前記各種樹脂100重量部に対して、0.01重量部以上、特に0.02重量部以上であることが好ましく、成形時に発生するガス成分の観点からは、5重量部以下、特に1重量部以下であることが好ましい。また、フェノール系及びリン系化合物を併用して使用することは、特に耐熱性、熱安定性、流動性保持効果が大きく好ましい。   Moreover, in order to maintain the thermal stability of the resin composition, it is possible to include one or more heat-resistant agents selected from phenolic and phosphorus compounds. The blending amount of the heat-resistant agent is preferably 0.01 parts by weight or more, particularly preferably 0.02 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the various resins from the viewpoint of heat resistance improvement effect. From this viewpoint, it is preferably 5 parts by weight or less, particularly preferably 1 part by weight or less. In addition, it is particularly preferable to use a phenolic compound and a phosphorus compound in combination because of their large heat resistance, heat stability, and fluidity retention effect.

さらに、前記樹脂組成物には以下のような化合物、すなわち、有機チタネート系化合物、有機ボラン系化合物などのカップリング剤、ポリアルキレンオキサイドオリゴマ系化合物、チオエーテル系化合物、エステル系化合物、有機リン系化合物などの可塑剤、タルク、カオリン、有機リン化合物、ポリエーテルエーテルケトンなどの結晶核剤、モンタン酸ワックス類、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸アルミ等の金属石鹸、エチレンジアミン・ステアリン酸・セバシン酸重宿合物、シリコーン系化合物などの離型剤、次亜リン酸塩などの着色防止剤、その他、滑剤、紫外線防止剤、着色剤、難燃剤、発泡剤などの通常の添加剤を配合することができる。上記化合物はいずれも前記各種樹脂100重量部に対して20重量部未満、好ましくは10重量部以下、更に好ましくは1重量部以下の添加でその効果が有効に発現する傾向にある。   Further, the resin composition includes the following compounds, that is, coupling agents such as organic titanate compounds and organic borane compounds, polyalkylene oxide oligomer compounds, thioether compounds, ester compounds, and organic phosphorus compounds. Plasticizers such as talc, kaolin, organophosphorus compounds, polyether ether ketone and other crystal nucleating agents, montanic acid waxes, metal soaps such as lithium stearate and aluminum stearate, ethylenediamine, stearic acid and sebacic acid heavy compounding Normal additives such as lubricants, mold release agents such as silicone compounds, anti-coloring agents such as hypophosphite, and other lubricants, UV inhibitors, coloring agents, flame retardants, and foaming agents. . All of the above compounds tend to exhibit their effects effectively when added in an amount of less than 20 parts by weight, preferably 10 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the various resins.

上記のごとき環式PASを配合してなる樹脂組成物を製造する方法は特に限定されるものではないが、例えば環式PAS、各種樹脂および必要に応じてその他の充填材や各種添加剤を予めブレンドした後、各種樹脂および環式PASの融点以上において一軸または二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロールなどの通常公知の溶融混合機で溶融混練する方法、溶液中で混合した後に溶媒を除く方法などが用いられる。ここで環式PASとして環式PASの単体、すなわち前記式(Q)のmが単一のものを用いる場合や、異なるmの混合物であっても結晶性が高く融点が高いものを用いる場合は、環式PASを環式PASが溶解する溶媒に予め溶解して供給し溶融混練の際に溶媒を除去する方法、環式PASをその融点以上で一旦溶解した後に急冷することで結晶化を抑え、非晶状としたものを供給する方法、あるいはプリメルターを環式PASの融点以上に設定し、プリメルター内で環式PASのみを溶融させ、融液として供給する方法などを採用することができる。   The method for producing the resin composition comprising the cyclic PAS as described above is not particularly limited. For example, the cyclic PAS, various resins, and other fillers and various additives as necessary may be added in advance. After blending, melting and kneading with a generally known melt mixer such as a single screw or twin screw extruder, Banbury mixer, kneader, mixing roll, etc. above the melting point of various resins and cyclic PAS, solvent after mixing in the solution Exclusion methods are used. Here, when the cyclic PAS is a simple substance of the cyclic PAS, that is, when m of the formula (Q) is a single one or when a mixture of different m is used having a high crystallinity and a high melting point. In this method, the cyclic PAS is dissolved in a solvent in which the cyclic PAS is dissolved and supplied in advance, and the solvent is removed during melt kneading. The crystallization is suppressed by quenching the cyclic PAS once the melting point is exceeded. A method of supplying an amorphous material, or a method of setting a premelter to be equal to or higher than the melting point of the cyclic PAS, melting only the cyclic PAS in the premelter, and supplying the melt as a melt can be employed.

ここで環式PASを配合する各種樹脂に特に制限は無く、結晶性樹脂および非晶性樹脂の熱可塑性樹脂、また熱硬化性樹脂にも適用が可能である。   Here, there are no particular limitations on the various resins in which the cyclic PAS is blended, and application to thermoplastic resins such as crystalline resins and amorphous resins, and thermosetting resins is also possible.

ここで結晶性樹脂の具体例としては例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリイミド樹脂およびこれらの共重合体などが挙げられ、1種または2種以上併用してもよい。中でも、耐熱性、成形性、流動性および機械特性の点で、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。また、得られる成形品の透明性の面からはポリエステル樹脂が好ましい。各種樹脂として結晶性樹脂を用いる場合は、上述した流動性の向上の他に結晶化特性も向上する傾向がある。また、各種樹脂としてポリフェニレンスルフィド樹脂を用いることも特に好ましく、この場合、流動性の向上と共に、結晶性の向上、さらにはこれらが奏効した効果として射出成形時のバリ発生が顕著に抑制されるという特徴が発現しやすい傾向にある。   Specific examples of the crystalline resin include, for example, polyolefin resins such as polyethylene resin, polypropylene resin, and syndiotactic polystyrene, polyvinyl alcohol resin, polyvinylidene chloride resin, polyester resin, polyamide resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfide resin, Examples include polyetheretherketone resins, polyetherketone resins, polyketone resins, polyimide resins, and copolymers thereof, which may be used alone or in combination of two or more. Of these, polyphenylene sulfide resins, polyamide resins, and polyester resins are preferable in terms of heat resistance, moldability, fluidity, and mechanical properties. Moreover, a polyester resin is preferable from the viewpoint of transparency of the obtained molded product. When a crystalline resin is used as the various resins, there is a tendency to improve the crystallization characteristics in addition to the improvement in fluidity described above. In addition, it is particularly preferable to use polyphenylene sulfide resin as various resins. In this case, it is said that the improvement of the crystallinity and the effect of these effects are significantly suppressed in the injection molding as well as the fluidity. Features tend to develop easily.

非晶性樹脂としては非晶性を有する溶融成形可能な樹脂であれば、特に限定されないが、耐熱性の点で、ガラス転移温度が50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、70℃以上であることがさらに好ましく、80℃以上であることが特に好ましい。上限は、特に限定されないが、成形性などの点から300℃以下であることが好ましく、280℃以下であることがより好ましい。なお、本発明において、非晶性樹脂のガラス転移温度は、示差熱量測定において非晶性樹脂を30℃〜予測されるガラス転移温度以上まで、20℃/分の昇温条件で昇温し1分間保持した後、20℃/分の降温条件で0℃まで一旦冷却し、1分間保持した後、再度20℃/分の昇温条件で測定した際に観察されるガラス転移温度(Tg)を指す。この具体例としては、非晶性ナイロン樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアリレート樹脂、ABS樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、およびポリ(メタ)アクリレート共重合、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂から選ばれる少なくとも1種が例示でき、1種または2種以上併用してもよい。これら非晶性樹脂の中でも、特に高い透明性を有するポリカーボネート(PC)樹脂、ABS樹脂の中でも透明ABS樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、およびポリ(メタ)アクリレート共重合、ポリエーテルスルホン樹脂を好ましく使用することができる。各種樹脂として非晶性樹脂を用いる場合には、前述の溶融加工時の流動性向上に加えて、透明性に優れる非晶性樹脂を使用した場合においては、高い透明性を維持させることができるという特徴を発現できる。ここで、非晶性樹脂組成物に高い透明性を発現させたい場合には、環式PASとして前記式(Q)のmが異なる環式PASを用いることが好ましい。なお、環式PASとして環式PASの単体、すなわち前記式(Q)のmが単一のものを用いる場合、この様な環式PASは融点が高い傾向にあるため、非晶性樹脂と溶融混練する際に十分に溶融分散せずに樹脂中に凝集物となったり透明性が低下する傾向にあるが、前述したように前記式(Q)のmが異なる環式PASはその融解温度が低い傾向にあり、このことは溶融混練時の均一性の向上に効果的である。ここで、本発明の製造方法により得られる環式PASは前記式(Q)におけるmが単一ではなく、m=4〜50の異なるmを有する前記式(Q)が得られやすいという特徴を有するため、高い透明性を有する非晶性樹脂組成物を得たい場合に特に有利である。   The amorphous resin is not particularly limited as long as it is an amorphous resin that can be melt-molded. However, in terms of heat resistance, the glass transition temperature is preferably 50 ° C. or higher, and is 60 ° C. or higher. Is more preferable, it is more preferable that it is 70 degreeC or more, and it is especially preferable that it is 80 degreeC or more. Although an upper limit is not specifically limited, It is preferable that it is 300 degrees C or less from points, such as a moldability, and it is more preferable that it is 280 degrees C or less. In the present invention, the glass transition temperature of the amorphous resin is determined by increasing the temperature of the amorphous resin from 30 ° C. to the predicted glass transition temperature or higher in the differential calorimetry at 20 ° C./min. The glass transition temperature (Tg) observed when the temperature is measured again under the temperature rising condition at 20 ° C./min after holding for 1 minute, once cooling to 0 ° C. under the temperature lowering condition at 20 ° C./min, holding for 1 minute. Point to. Specific examples thereof include amorphous nylon resin, polycarbonate (PC) resin, polyarylate resin, ABS resin, poly (meth) acrylate resin, poly (meth) acrylate copolymer, polysulfone resin, and polyethersulfone resin. At least one kind may be exemplified, and one kind or two or more kinds may be used in combination. Among these amorphous resins, polycarbonate (PC) resin having particularly high transparency, and among ABS resins, transparent ABS resin, polyarylate resin, poly (meth) acrylate resin, and poly (meth) acrylate copolymer, polyether A sulfone resin can be preferably used. When an amorphous resin is used as various resins, in addition to the improvement in fluidity at the time of melt processing described above, high transparency can be maintained when an amorphous resin having excellent transparency is used. The characteristics that can be expressed. Here, when it is desired to develop high transparency in the amorphous resin composition, it is preferable to use a cyclic PAS having a different m in the formula (Q) as the cyclic PAS. When a cyclic PAS is used alone, that is, when m in the formula (Q) is single, such a cyclic PAS tends to have a high melting point. When kneading, the cyclic PAS having a different m in the formula (Q) has a melting temperature as described above. This tends to be low, and this is effective in improving uniformity during melt-kneading. Here, the cyclic PAS obtained by the production method of the present invention is characterized in that m in the formula (Q) is not single, and the formula (Q) having m different from m = 4 to 50 is easily obtained. Therefore, it is particularly advantageous when it is desired to obtain an amorphous resin composition having high transparency.

上記で得られる、各種樹脂に環式PASを配合した樹脂組成物は通常公知の射出成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、紡糸などの任意の方法で成形することができ、各種成形品に加工し利用することができる。成形品としては、射出成形品、押出成形品、ブロー成形品、フィルム、シート、繊維などとして利用できる。またこれにより得られた各種成形品は、自動車部品、電気・電子部品、建築部材、各種容器、日用品、生活雑貨および衛生用品など各種用途に利用することができる。また、上記樹脂組成物およびそれからなる成形品は、リサイクルすることが可能である。例えば、樹脂組成物およびそれからなる成形品を粉砕し、好ましくは粉末状とした後、必要に応じて添加剤を配合して得られる樹脂組成物は、上記樹脂組成物と同じように使用でき、成形品とすることも可能である。   The resin composition obtained by blending cyclic PAS with various resins obtained above can be molded by any known method such as injection molding, extrusion molding, blow molding, press molding, spinning, etc. Can be processed and used. As molded products, they can be used as injection molded products, extrusion molded products, blow molded products, films, sheets, fibers, and the like. The various molded articles thus obtained can be used for various applications such as automobile parts, electrical / electronic parts, building members, various containers, daily necessities, household goods and sanitary goods. Moreover, the said resin composition and a molded article consisting thereof can be recycled. For example, a resin composition obtained by pulverizing a resin composition and a molded product comprising the resin composition, preferably in a powder form, and then adding additives as necessary, can be used in the same manner as the resin composition described above. It can also be a molded product.

(11)環式PASの高重合度体への転化
本発明によって製造される環式PASは(9)に述べたごとき優れた特性を有するので、開環重合によりポリマーを得る際のプレポリマーとして好適に用いることが可能である。なおここでプレポリマーとしては本発明の環式PAS製造方法で得られる環式PAS単独でも良いし、所定量の他の成分を含むものでも差し障り無いが、環式PAS以外の成分を含む場合は線状PASや分岐構造を有するPASなど、PAS成分であることが特に好ましい。少なくとも本発明の環式PASを含み、以下に例示する方法により高重合度体へ変換可能なものがポリアリーレンスルフィドプレポリマーであり、以下PASプレポリマーと称する場合もある。
(11) Conversion of cyclic PAS to a high degree of polymerization The cyclic PAS produced according to the present invention has excellent characteristics as described in (9), and therefore, as a prepolymer for obtaining a polymer by ring-opening polymerization. It can be suitably used. Here, as the prepolymer, the cyclic PAS obtained by the cyclic PAS production method of the present invention may be used alone or may contain a predetermined amount of other components, but if it contains components other than the cyclic PAS, A PAS component such as a linear PAS or a PAS having a branched structure is particularly preferable. A polyarylene sulfide prepolymer that contains at least the cyclic PAS of the present invention and can be converted into a high polymerization degree by the method exemplified below is sometimes referred to as a PAS prepolymer.

環式PASの開環重合は環式PASの開環が起こり、高分子量体が生成する条件下で行えばよく、例えば本発明の環式PAS製造方法による環式PASを含む、PASプレポリマーを加熱して高重合度体に転化させる方法が好ましい方法として例示できる。この加熱の温度は前記PASプレポリマーが溶融解する温度であることが好ましく、このような温度条件であれば特に制限は無い。加熱温度がPASプレポリマーの溶融解温度未満では分子量の高いPASを得るのに長時間が必要となる傾向がある。なお、PASプレポリマーが溶融解する温度は、PASプレポリマーの組成や分子量、また、加熱時の環境により変化するため、一意的に示すことはできないが、例えばPASプレポリマーを示差走査型熱量計で分析することで溶融解温度を把握することが可能である。なお、加熱温度が高すぎるとPASプレポリマー間、加熱により生成したPAS間、及びPASとポリアリーレンスルフィドプレポリマー間などでの架橋反応や分解反応に代表される好ましくない副反応が生じやすくなる傾向にあり、得られるPASの特性が低下する場合があるため、このような好ましくない副反応が顕著に生じる温度は避けることが望ましい。このような好ましくない副反応の顕在化を抑制しやすい加熱温度としては180〜400℃が例示でき、好ましくは200〜380℃、より好ましくは250〜360℃である。一方、ある程度の副反応が起こっても差し障り無い場合には、250〜450℃、好ましくは280〜420℃の温度範囲も選択可能であり、この場合には極短時間で高分子量体への転化を行えるという利点がある。   The ring-opening polymerization of the cyclic PAS may be carried out under conditions where the ring-opening of the cyclic PAS occurs and a high molecular weight product is formed. For example, a PAS prepolymer containing a cyclic PAS by the cyclic PAS production method of the present invention may be used. A method of heating to convert to a high degree of polymerization can be exemplified as a preferred method. The heating temperature is preferably a temperature at which the PAS prepolymer melts, and there is no particular limitation as long as it is such a temperature condition. If the heating temperature is lower than the melt solution temperature of the PAS prepolymer, a long time tends to be required to obtain a PAS having a high molecular weight. Although the temperature at which the PAS prepolymer melts varies depending on the composition and molecular weight of the PAS prepolymer and the environment during heating, it cannot be uniquely indicated. For example, the PAS prepolymer is a differential scanning calorimeter. It is possible to grasp the melting solution temperature by analyzing with. If the heating temperature is too high, undesirable side reactions such as cross-linking reactions and decomposition reactions between PAS prepolymers, between PASs produced by heating, and between PAS and polyarylene sulfide prepolymers tend to occur. Therefore, it is desirable to avoid a temperature at which such an undesirable side reaction is prominent because the properties of the obtained PAS may deteriorate. Examples of the heating temperature at which the manifestation of such undesirable side reactions can be suppressed include 180 to 400 ° C, preferably 200 to 380 ° C, and more preferably 250 to 360 ° C. On the other hand, if there is no problem even if a certain degree of side reaction occurs, a temperature range of 250 to 450 ° C., preferably 280 to 420 ° C., can be selected. There is an advantage that can be performed.

前記加熱を行う時間は使用するPASプレポリマーにおける環式PASの含有率やm数、及び分子量などの各種特性、また、加熱の温度等の条件によって異なるため一様には規定できないが、前記した好ましくない副反応がなるべく起こらないように設定することが好ましい。加熱時間としては0.05〜100時間が例示でき、0.1〜20時間が好ましく、0.1〜10時間がより好ましい。0.05時間未満ではPASプレポリマーのPASへの転化が不十分になりやすく、100時間を超えると好ましくない副反応による得られるPASの特性への悪影響が顕在化する可能性が高くなる傾向にあるのみならず、経済的にも不利益を生じる場合がある。   The heating time cannot be uniformly defined because it varies depending on various properties such as cyclic PAS content, m number, and molecular weight in the PAS prepolymer to be used, and conditions such as the heating temperature. It is preferable to set so that undesirable side reactions do not occur as much as possible. Examples of the heating time include 0.05 to 100 hours, preferably 0.1 to 20 hours, and more preferably 0.1 to 10 hours. If the time is less than 0.05 hours, the conversion of the PAS prepolymer to PAS tends to be insufficient. Not only that, but there may be economic disadvantages.

また、PASプレポリマーには加熱による高重合度体への転化に際しては、転化を促進する各種触媒成分を使用することも可能である。このような触媒成分としてはイオン性化合物やラジカル発生能を有する化合物が例示できる。イオン性化合物としてはたとえばチオフェノールのナトリウム塩やリチウム塩等、硫黄のアルカリ金属塩が例示でき、また、ラジカル発生能を有する化合物としてはたとえば加熱により硫黄ラジカルを発生する化合物を例示でき、より具体的にはジスルフィド結合を含有する化合物が例示できる。なお、各種触媒成分を使用する場合、触媒成分は通常はPASに取り込まれ、得られるPASは触媒成分を含有するものになることが多い。特に触媒成分としてアルカリ金属及び/または他の金属成分を含有するイオン性の化合物を用いた場合、これに含まれる金属成分の大部分は得られるPAS中に残存する傾向が強い。また、各種触媒成分を使用して得られたPASは、PASを加熱した際の重量減少が増大する傾向にある。従って、より純度の高いPASを所望する場合および/または加熱した際の重量減少の少ないPASを所望する場合には、触媒成分の使用をできるだけ少なくする、好ましくは使用しないことが望まれる。従って、各種触媒成分を使用してPASプレポリマーを高重合度体へ転化する際には、PASプレポリマーと触媒成分を含む反応系内のアルカリ金属量が100ppm以下、好ましくは50ppm以下、より好ましくは30ppm以下更に好ましくは10ppm以下であって、なお且つ、反応系内の全イオウ重量に対するジスルフィド重量が1重量%未満、好ましくは0.5重量%未満、より好ましくは0.3重量%未満、更に好ましくは0.1重量%未満になるように触媒成分の添加量を調整して行うことが好ましい。   In addition, various catalyst components that promote the conversion can be used for the PAS prepolymer upon conversion to a high degree of polymerization by heating. Examples of such catalyst components include ionic compounds and compounds having radical generating ability. Examples of the ionic compound include sulfur alkali metal salts such as thiophenol sodium salt and lithium salt, and examples of the compound capable of generating radicals include compounds capable of generating sulfur radicals upon heating. Specific examples include compounds containing a disulfide bond. When various catalyst components are used, the catalyst component is usually taken into PAS, and the obtained PAS often contains the catalyst component. In particular, when an ionic compound containing an alkali metal and / or other metal component is used as a catalyst component, most of the metal component contained therein tends to remain in the obtained PAS. In addition, PAS obtained using various catalyst components tends to increase in weight loss when PAS is heated. Therefore, when a higher purity PAS is desired and / or when a PAS with less weight loss when heated is desired, it is desirable to use as little as possible, preferably not, a catalyst component. Therefore, when converting the PAS prepolymer to a high degree of polymerization using various catalyst components, the amount of alkali metal in the reaction system containing the PAS prepolymer and the catalyst component is 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably Is 30 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and the disulfide weight based on the total sulfur weight in the reaction system is less than 1% by weight, preferably less than 0.5% by weight, more preferably less than 0.3% by weight, More preferably, the addition amount of the catalyst component is adjusted so as to be less than 0.1% by weight.

PASプレポリマーの加熱による高重合度体への転化は、通常溶媒の非存在下で行うが、溶媒の存在下で行うことも可能である。溶媒としては、PASプレポリマーの加熱による高重合度体への転化の阻害や生成したPASの分解や架橋など好ましくない副反応を実質的に引き起こさないものであれば特に制限はなく、例えばN−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホンなどのスルホキシド・スルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、2塩化エチレン、ジクロルエタン、テトラクロルエタン、クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などがあげられる。また、二酸化炭素、窒素、水等の無機化合物を超臨界流体状態として溶媒に用いることも可能である。これらの溶媒は1種類または2種類以上の混合物として使用することができる。   The conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization by heating is usually carried out in the absence of a solvent, but can also be carried out in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it does not substantially cause undesirable side reactions such as inhibition of conversion to a high degree of polymerization by heating of the PAS prepolymer and decomposition or crosslinking of the produced PAS. Nitrogen-containing polar solvents such as methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, sulfoxide / sulfone solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, dimethyl ether, dipropyl ether , Ether solvents such as tetrahydrofuran, halogen solvents such as chloroform, methylene chloride, trichloroethylene, ethylene chloride, dichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, methanol, ethanol, propylene Lumpur, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, phenol, cresol, alcohol phenol based solvents such as polyethylene glycol, benzene, toluene, and aromatic hydrocarbon solvents such as xylene. It is also possible to use an inorganic compound such as carbon dioxide, nitrogen, or water as a solvent in a supercritical fluid state. These solvents can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.

前記、PASプレポリマーの加熱による高重合度体への転化は、通常の重合反応装置を用いる方法で行うのはもちろんのこと、成形品を製造する型内で行っても良いし、押出機や溶融混練機を用いて行うなど、加熱機構を具備した装置であれば特に制限無く行うことが可能であり、バッチ方式、連続方式など公知の方法が採用できる。   The conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization by heating may be performed in a mold for producing a molded product, as well as by a method using a normal polymerization reaction apparatus, an extruder, Any apparatus equipped with a heating mechanism, such as a melt kneader, can be used without particular limitation, and known methods such as a batch method and a continuous method can be employed.

PASプレポリマーの加熱による高重合度体への転化の際の雰囲気は非酸化性雰囲気で行うことが好ましく、減圧条件下で行うことも好ましい。また、減圧条件下で行う場合、反応系内の雰囲気を一度非酸化性雰囲気としてから減圧条件にすることが好ましい。これによりPASプレポリマー間、加熱により生成したPAS間、及びPASとPASプレポリマー間などで架橋反応や分解反応等の好ましくない副反応の発生を抑制できる傾向にある。なお、非酸化性雰囲気とはPAS成分が接する気相における酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。また、減圧条件下とは反応を行う系内が大気圧よりも低いことを指し、上限として50kPa以下が好ましく、20kPa以下がより好ましく、10kPa以下が更に好ましい。下限としては0.1kPa以上が例示でき、0.2kPa以上がより好ましい。減圧条件が好ましい上限を越える場合は、架橋反応など好ましくない副反応が起こりやすくなる傾向にあり、一方好ましい下限未満では、反応温度によってはPASプレポリマーに含まれる分子量の低い環式ポリアリーレンスルフィドが揮散しやすくなる傾向にある。   The atmosphere during the conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization by heating is preferably a non-oxidizing atmosphere, and is also preferably performed under reduced pressure. Moreover, when it carries out under pressure reduction conditions, it is preferable to make it the pressure reduction conditions after making the atmosphere in a reaction system once non-oxidizing atmosphere. Thereby, it is in the tendency which can suppress generation | occurrence | production of undesirable side reactions, such as a crosslinking reaction and a decomposition reaction between PAS prepolymers, between PAS produced | generated by heating, and between PAS and a PAS prepolymer. Note that the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration in the gas phase in contact with the PAS component is 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, that is, nitrogen, helium, argon, or the like. This indicates an inert gas atmosphere, and among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferred from the viewpoint of economy and ease of handling. The reduced pressure condition means that the reaction system is lower than atmospheric pressure, and the upper limit is preferably 50 kPa or less, more preferably 20 kPa or less, and even more preferably 10 kPa or less. An example of the lower limit is 0.1 kPa or more, and 0.2 kPa or more is more preferable. When the decompression condition exceeds the preferable upper limit, an undesirable side reaction such as a crosslinking reaction tends to easily occur. On the other hand, when the pressure reduction condition is less than the preferable lower limit, a cyclic polyarylene sulfide having a low molecular weight contained in the PAS prepolymer is formed depending on the reaction temperature. It tends to evaporate easily.

前記したPASプレポリマーの高重合度体への転化は繊維状物質の共存下で行うことも可能である。ここで繊維状物質とは細い糸状の物質のことであって、天然繊維のごとく細長く引き延ばされた構造である任意の物質が好ましい。繊維状物質存在下でPASプレポリマーの高重合度体への転化を行うことで、PASと繊維状物質からなる複合材料構造体を容易に作成する事ができる。このような構造体は、繊維状物質によって補強されるため、PAS単独の場合に比べて、たとえば機械物性に優れる傾向にある。   The conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization can also be performed in the presence of a fibrous substance. Here, the fibrous substance is a thin thread-like substance, and an arbitrary substance having a structure elongated like a natural fiber is preferable. By converting the PAS prepolymer to a high polymerization degree in the presence of the fibrous substance, a composite material structure composed of PAS and the fibrous substance can be easily prepared. Since such a structure is reinforced by a fibrous material, it tends to have superior mechanical properties, for example, compared to the case of PAS alone.

ここで、各種繊維状物質の中でも長繊維からなる強化繊維を用いることが好ましく、これによりPASを高度に強化する事が可能になる。一般に樹脂と繊維状物質からなる複合材料構造体を作成する際には、樹脂が溶融した際の粘度が高いことに起因して、樹脂と繊維状物質のぬれが悪くなる傾向にあり、均一な複合材料ができなかったり、期待通りの機械物性が発現しないことが多い。ここでぬれとは、溶融樹脂のごとき流体物質と、繊維状化合物のごとき固体基質との間に実質的に空気または他のガスが捕捉されないようにこの流体物質と固体基質との物理的状態の良好且つ維持された接触があることを意味する。ここで流体物質の粘度が低い方が繊維状物質とのぬれは良好になる傾向にある。本発明のPASプレポリマーは融解した際の粘度が、一般的な熱可塑性樹脂、たとえばPASと比べて著しく低いため、繊維状物質とのぬれが良好になりやすい。PASプレポリマーと繊維状物質が良好なぬれを形成した後、本発明のPASの製造方法によればPASプレポリマーが高重合度体に転化するので、繊維状物質と高重合度体(ポリアリーレンスルフィド)が良好なぬれを形成した複合材料構造体を容易に得ることができる。   Here, among the various fibrous materials, it is preferable to use reinforcing fibers made of long fibers, which makes it possible to highly reinforce PAS. In general, when creating a composite material structure composed of a resin and a fibrous substance, the resin and the fibrous substance tend to become poorer due to the high viscosity when the resin is melted. In many cases, composite materials cannot be produced or expected mechanical properties do not appear. Here, wetting is the physical state of the fluid material and the solid substrate so that substantially no air or other gas is trapped between the fluid material such as a molten resin and the solid substrate such as a fibrous compound. Means there is good and maintained contact. Here, the lower the viscosity of the fluid substance, the better the wetting with the fibrous substance. Since the viscosity of the PAS prepolymer of the present invention when melted is significantly lower than that of a general thermoplastic resin such as PAS, the wettability with the fibrous material tends to be good. After the PAS prepolymer and the fibrous material form good wetting, the PAS prepolymer is converted into a high degree of polymerization according to the PAS production method of the present invention, so that the fibrous material and the high degree of polymerization (polyarylene) It is possible to easily obtain the composite material structure in which the sulfide is formed with good wetting.

繊維状物質としては長繊維からなる強化繊維が好ましいことは前述したとおりであり、本発明に用いられる強化繊維に特に制限はないが、好適に用いられる強化繊維としては、一般に、高性能強化繊維として用いられる耐熱性及び引張強度の良好な繊維があげられる。例えば、その強化繊維には、ガラス繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維が挙げられる。この内、比強度、比弾性率が良好で、軽量化に大きな寄与が認められる炭素繊維や黒鉛繊維が最も良好なものとして例示できる。炭素繊維や黒鉛繊維は用途に応じて、あらゆる種類の炭素繊維や黒鉛繊維を用いることが可能であるが、引張強度450Kgf/mm 、引張伸度1.6%以上の高強度高伸度炭素繊維が最も適している。長繊維状の強化繊維を用いる場合、その長さは、5cm以上であることが好ましい。この長さの範囲では、強化繊維の強度を複合材料として十分に発現させることが容易となる。また、炭素繊維や黒鉛繊維は、他の強化繊維を混合して用いてもかまわない。また、強化繊維は、その形状や配列を限定されず、例えば、単一方向、ランダム方向、シート状、マット状、織物状、組み紐状であっても使用可能である。また、特に、比強度、比弾性率が高いことを要求される用途には、強化繊維が単一方向に引き揃えられた配列が最も適しているが、取り扱いの容易なクロス(織物)状の配列も本発明には適している。 As described above, it is preferable that the fibrous material is a reinforcing fiber composed of long fibers, and the reinforcing fiber used in the present invention is not particularly limited. However, as the reinforcing fiber suitably used, generally, a high-performance reinforcing fiber is used. And fibers having good heat resistance and tensile strength. For example, the reinforcing fiber includes glass fiber, carbon fiber, graphite fiber, aramid fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, and boron fiber. Among these, carbon fiber and graphite fiber, which have good specific strength and specific elastic modulus and have a great contribution to weight reduction, can be exemplified as the best. Any type of carbon fiber or graphite fiber can be used as the carbon fiber or graphite fiber depending on the application, but high strength and high elongation carbon having a tensile strength of 450 kgf / mm 2 and a tensile elongation of 1.6% or more. Fiber is most suitable. In the case of using long fiber-like reinforcing fibers, the length is preferably 5 cm or more. Within this length range, the strength of the reinforcing fiber can be easily expressed as a composite material. Carbon fibers and graphite fibers may be used in combination with other reinforcing fibers. Moreover, the shape and arrangement | sequence of a reinforced fiber are not limited, For example, even if it is a single direction, a random direction, a sheet form, a mat form, a textile form, and a braid form, it can be used. In particular, for applications that require high specific strength and specific elastic modulus, an array in which reinforcing fibers are aligned in a single direction is most suitable. Arrangements are also suitable for the present invention.

また、前記したPASプレポリマーの高重合度体への転化は充填剤の存在下で行うことも可能である。充填剤としては、たとえば非繊維状ガラス、非繊維状炭素や、無機充填剤、たとえば炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナなどを例示できる。   The conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization can also be performed in the presence of a filler. Examples of the filler include non-fibrous glass, non-fibrous carbon, and inorganic fillers such as calcium carbonate, titanium oxide, and alumina.

(12)PAS
前記(11)によれば、工業上極めて有用なPASを得ることが可能である。ここでPASとは、式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては前記式(A)〜式(L)などであらわされる単位などを例示できるが、なかでも式(A)が特に好ましい。
(12) PAS
According to the above (11), it is possible to obtain an industrially very useful PAS. Here, PAS is a homopolymer or copolymer having a repeating unit of the formula, — (Ar—S) —, as the main constituent unit, and preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. Ar can be exemplified by units represented by the above formulas (A) to (L), among which the formula (A) is particularly preferable.

この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、前記式(M)〜式(O)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことも可能であるが、これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。   As long as this repeating unit is a main structural unit, it may contain a small amount of a branch unit or a crosslinking unit represented by the above formula (M) to formula (O), etc. The polymerization amount is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units.

また、本発明の好ましい態様によって得られるPASは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいPASとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有するポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略すこともある)が挙げられる。   Further, the PAS obtained according to a preferred embodiment of the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit. Typical examples of these include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred PAS includes polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.

本発明の好ましい態様によって得られるPASの分子量に特に制限は無いが、好ましい範囲として重量平均分子量で10,000以上、より好ましくは15,000以上、さらに好ましくは18,000以上である。重量平均分子量が10,000以上のPASでは加工時の成形性が高く、また成形品の機械強度や耐薬品性等の特性も高くなる傾向にある。重量平均分子量の上限に特に制限は無いが、1,000,000未満を好ましい範囲として例示でき、より好ましくは500,000未満、更に好ましくは200,000未満であり、この範囲内では高い成形加工性を得ることができる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the molecular weight of PAS obtained by the preferable aspect of this invention, As a preferable range, it is 10,000 or more in weight average molecular weight, More preferably, it is 15,000 or more, More preferably, it is 18,000 or more. PAS having a weight average molecular weight of 10,000 or more tends to have high moldability at the time of processing and high properties such as mechanical strength and chemical resistance of the molded product. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of a weight average molecular weight, Less than 1,000,000 can be illustrated as a preferable range, More preferably, it is less than 500,000, More preferably, it is less than 200,000. Sex can be obtained.

本発明の好ましい態様によって得られるPASの分子量分布の広がり、即ち重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)で表される分散度は4.0以下が例示でき、2.5以下が好ましく、2.3以下がより好ましく、2.1以下が更に好ましく、2.0以下がよりいっそう好ましい。分散度が4.0以下のPASではPASに含まれる低分子成分の量が少ない傾向にあり、この範囲ではPASを成形加工用途に用いた場合の機械特性が高く、また、加熱した際のガス発生量や溶剤と接した際の溶出成分量が低減できる傾向にある。なお、前記重量平均分子量及び数平均分子量は例えば示差屈折率検出器を具備したSEC(サイズ排除クロマトグラフィー)を使用して求めることができる。   The degree of dispersion represented by the spread of the molecular weight distribution of PAS obtained by a preferred embodiment of the present invention, that is, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 4.0 or less. 0.5 or less is preferable, 2.3 or less is more preferable, 2.1 or less is more preferable, and 2.0 or less is even more preferable. PAS with a dispersity of 4.0 or less tends to have a small amount of low-molecular components contained in PAS. Within this range, PAS has high mechanical properties when used for molding processing, and gas when heated There is a tendency that the amount of the generated component and the amount of the eluted component when in contact with the solvent can be reduced. The weight average molecular weight and number average molecular weight can be determined using, for example, SEC (size exclusion chromatography) equipped with a differential refractive index detector.

また、本発明の好ましい態様によって得られるPASの溶融粘度に特に制限はないが、通常、溶融粘度が5〜10,000Pa・s(300℃、剪断速度1000/秒)の範囲が好ましい範囲として例示できる。   Further, the melt viscosity of the PAS obtained by the preferred embodiment of the present invention is not particularly limited, but usually, the melt viscosity is in the range of 5 to 10,000 Pa · s (300 ° C., shear rate 1000 / sec) as a preferred range. it can.

本発明の好ましい態様によれば、得られるPASは従来のものに比べ高純度であり、不純物であるアルカリ金属含量は100ppm以下のものが得られやすい特徴がある。好ましいアルカリ金属含量としては50ppm未満、より好ましくは30ppm以下、更に好ましくは10ppm以下である。アルカリ金属含有量が100ppm以下であると、例えば高度な電気絶縁特性が要求される用途において高い信頼性を発現し易くなる。ここで本発明におけるPASのアルカリ金属含有量とは、例えばPASを電気炉等を用いて焼成した残渣である灰分中のアルカリ金属量から算出される値であり、前記灰分を例えばイオンクロマト法や原子吸光法により分析することで定量することができる。   According to a preferred embodiment of the present invention, the obtained PAS has a higher purity than the conventional one, and the alkali metal content as an impurity is easily obtained at 100 ppm or less. The preferred alkali metal content is less than 50 ppm, more preferably 30 ppm or less, and still more preferably 10 ppm or less. When the alkali metal content is 100 ppm or less, for example, high reliability is easily exhibited in applications requiring high electrical insulation characteristics. Here, the alkali metal content of PAS in the present invention is a value calculated from, for example, the amount of alkali metal in ash, which is a residue obtained by baking PAS using an electric furnace or the like. It can be quantified by analyzing by an atomic absorption method.

本発明の好ましい態様により得られるPASの別の特徴は、加熱した際の重量減少が従来のPASと比較して著しく少なく、具体的には下記式(1)を満たす傾向にある。
△Wr=(W1−W2)/W1×100≦0.18(%) ・・・(1)
Another feature of the PAS obtained by the preferred embodiment of the present invention is that the weight loss upon heating is significantly less than that of the conventional PAS, and specifically, tends to satisfy the following formula (1).
ΔWr = (W1-W2) /W1×100≦0.18 (%) (1)

ここで△Wrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃以上の任意の温度まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時点の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である。   Here, ΔWr is a weight reduction rate (%), and when thermogravimetric analysis was performed at a temperature increase rate of 20 ° C./min from 50 ° C. to an arbitrary temperature of 330 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere at normal pressure. The value obtained from the sample weight (W2) when reaching 330 ° C. with reference to the sample weight (W1) when reaching 100 ° C.

本発明の好ましい態様により得られるPASは△Wrが0.18%以下と極めて小さな値となる傾向が強く、好ましくは0.15%以下、より好ましくは0.12%以下となる優れた特性を有する傾向にある。△Wrが前記範囲であることは、たとえばPASを成形加工する際の発生ガス量を低減する傾向にあり、また、押出成形時の口金やダイス、また射出成型時の金型への付着物が低減され生産性が向上する傾向がある。本発明者らの知る限りでは公知のPASの△Wrは0.18%を越えるが、本発明の好ましい態様によって得られるPASは分子量分布や不純物含有量が公知のPASと異なりきわめて高純度となりやすいがために△Wrの値が著しく低下するものと推測している。   The PAS obtained according to the preferred embodiment of the present invention has a strong tendency that ΔWr is 0.18% or less and is extremely small, preferably 0.15% or less, more preferably 0.12% or less. Tend to have. ΔWr is in the above range, for example, there is a tendency to reduce the amount of gas generated when molding PAS, and there is a deposit on the die or die during extrusion molding or the mold during injection molding. It tends to be reduced and productivity is improved. As far as the present inventors know, ΔWr of the known PAS exceeds 0.18%, but the PAS obtained by the preferred embodiment of the present invention tends to be extremely high in purity, unlike the known PAS in terms of molecular weight distribution and impurity content. Therefore, it is presumed that the value of ΔWr is remarkably lowered.

なお、△Wrは一般的な熱重量分析によって求めることが可能であるが、この分析における雰囲気は常圧の非酸化性雰囲気を用いる。非酸化性雰囲気とは試料が接する気相における酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が特に好ましい。また、常圧とは大気の標準状態近傍における圧力のことであり、約25℃近傍の温度、絶対圧で101.3kPa近傍の大気圧条件のことである。測定の雰囲気が前記以外では、測定中にPASの酸化等が起こったり、実際にPASの成形加工で用いられる雰囲気と大きく異なるなど、PASの実使用に即した測定になり得ない可能性が生じる。また、△Wrの測定においては50℃から330℃以上の任意の温度まで昇温速度20℃/分で昇温して熱重量分析を行う。好ましくは50℃で1分間ホールドした後に昇温速度20℃/分で昇温して熱重量分析を行う。この温度範囲はポリフェニレンスルフィドに代表されるPASを実使用する際に頻用される温度領域であり、また、固体状態のPASを溶融させ、その後任意の形状に成形する際に頻用される温度領域でもある。このような実使用温度領域における重量減少率は、実使用時のPASからのガス発生量や成形加工の際の口金や金型などへの付着成分量などに関連する。従って、このような温度範囲における重量減少率が少ないPASの方が品質の高い優れたPASであるといえる。△Wrの測定は約10mg程度の試料量で行うことが望ましく、またサンプルの形状は約2mm以下の細粒状であることが望ましい。   ΔWr can be obtained by a general thermogravimetric analysis, and the atmosphere in this analysis is a normal pressure non-oxidizing atmosphere. A non-oxidizing atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration in the gas phase in contact with the sample is 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, that is, an inert gas such as nitrogen, helium, or argon A nitrogen atmosphere is particularly preferred from the standpoints of economy and ease of handling. The normal pressure is a pressure in the vicinity of the standard state of the atmosphere, and is an atmospheric pressure condition in which the temperature is about 25 ° C. and the absolute pressure is about 101.3 kPa. If the measurement atmosphere is other than the above, there is a possibility that the measurement cannot be in line with the actual use of the PAS, such as oxidation of the PAS during the measurement or greatly different from the atmosphere actually used in the PAS molding process. . In the measurement of ΔWr, thermogravimetric analysis is performed by increasing the temperature from 50 ° C. to an arbitrary temperature of 330 ° C. or higher at a temperature increase rate of 20 ° C./min. Preferably, after holding at 50 ° C. for 1 minute, the temperature is increased at a rate of temperature increase of 20 ° C./min to perform thermogravimetric analysis. This temperature range is a temperature range frequently used when actually using a PAS represented by polyphenylene sulfide, and is also a temperature range frequently used when a solid state PAS is melted and then molded into an arbitrary shape. is there. The weight reduction rate in the actual use temperature region is related to the amount of gas generated from the PAS during actual use, the amount of components adhering to the die or mold during molding, and the like. Therefore, it can be said that a PAS having a lower weight loss rate in such a temperature range is an excellent PAS having a high quality. It is desirable to measure ΔWr with a sample amount of about 10 mg, and the shape of the sample is desirably a fine particle of about 2 mm or less.

(13)PASの特性
本発明の好ましい態様によって得られるPASは、耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気的性質並びに機械的性質に優れ、特に従来のPASと比べて分子量分布が狭く、且つ、金属含有量が著しく少ない傾向があるため、成形加工性や機械特性及び電気的特性が極めて優れており、射出成形、射出圧縮成形、ブロー成形用途のみならず、押出成形により、シート、フィルム、繊維及びパイプなどの押出成形品に成形,使用することができる。
(13) Characteristics of PAS PAS obtained by a preferred embodiment of the present invention is excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, electrical properties and mechanical properties, and in particular has a narrow molecular weight distribution compared to conventional PAS, In addition, since the metal content tends to be extremely low, the molding processability, mechanical properties, and electrical properties are extremely excellent. Sheets and films can be used not only for injection molding, injection compression molding, and blow molding, but also by extrusion molding. It can be molded and used for extruded products such as fibers and pipes.

本発明の好ましい態様によって得られるPASを用いたPASフィルムの製造方法としては、公知の溶融製膜方法を採用することができ、例えば、単軸または2軸の押出機中でPASを溶融後、フィルムダイより押出し、冷却ドラム上で冷却してフィルムを作成する方法、あるいは、このようにして作成したフィルムをローラー式の縦延伸装置とテンターと呼ばれる横延伸装置にて縦横に延伸する二軸延伸法などが例示できるが、特にこれに限定されるものではない。   As a method for producing a PAS film using a PAS obtained according to a preferred embodiment of the present invention, a known melt film-forming method can be employed. For example, after melting PAS in a single-screw or twin-screw extruder, A method of producing a film by extruding from a film die and cooling on a cooling drum, or biaxial stretching in which a film thus produced is stretched longitudinally and laterally by a roller type longitudinal stretching apparatus and a transverse stretching apparatus called a tenter. Although a law etc. can be illustrated, it is not specifically limited to this.

本発明の好ましい態様によって得られるPASを用いたPAS繊維の製造方法としては、公知の溶融紡糸方法を適用することができ、例えば、原料であるPASチップを単軸または2軸の押出機に供給しながら混練し、ついで押出機の先端部に設置したポリマー流線入替器、濾過層などを経て紡糸口金より押出し、冷却、延伸、熱セットを行う方法などを採用することができるが、特にこれに限定されるものではない。   As a method for producing a PAS fiber using the PAS obtained according to the preferred embodiment of the present invention, a known melt spinning method can be applied. For example, a raw material PAS chip is supplied to a single-screw or twin-screw extruder. It is possible to employ a method of kneading while extruding, then extruding from a spinneret through a polymer stream line changer installed at the tip of the extruder, a filtration layer, etc., cooling, stretching, and heat setting. It is not limited to.

また、本発明の好ましい態様によって得られるPASは、単独で用いてもよいし、所望に応じて、ガラス繊維、炭素繊維、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの無機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、着色剤などを添加することもでき、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートに代表されるポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、酸無水物基などの官能基を有するオレフィン系コポリマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエーテルエステルエラストマー、ポリエーテルアミドエラストマー、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリイミドなどの樹脂を配合することもできる。   In addition, the PAS obtained according to the preferred embodiment of the present invention may be used alone or, if desired, an inorganic filler such as glass fiber, carbon fiber, titanium oxide, calcium carbonate, antioxidant, heat stabilizer. UV absorbers, colorants, etc. can also be added. Polyamide, polysulfone, polyphenylene ether, polycarbonate, polyethersulfone, polyester represented by polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, epoxy Group, carboxyl group, carboxylic acid ester group, olefin copolymer having functional group such as acid anhydride group, polyolefin elastomer, polyether ester elastomer, polyether amide elastomer, polyamide imide Polyacetals can also be blended resin such as polyimide.

(14)PASの用途
本発明の好ましい態様によって得られるPASの優れた特性として成形加工性や機械特性及び電気的特性があげられ、その用途としては、例えばセンサー、LEDランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品等に代表される電気・電子部品;VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・レーザーディスク(登録商標)、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク等の音声・映像機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品等に代表される家庭、事務電気製品部品;オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品:顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計等に代表される光学機器、精密機械関連部品;水道蛇口コマ、混合水栓、ポンプ部品、パイプジョイント、水量調節弁、逃がし弁、湯温センサー、水量センサー、水道メーターハウジングなどの水廻り部品;バルブオルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター,ICレギュレーター、ライトディマー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブ等の各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、燃料タンク、点火装置ケース、車速センサー、ケーブルライナー等の自動車・車両関連部品、その他各種用途が例示できる。
(14) Use of PAS Examples of excellent properties of PAS obtained by a preferred embodiment of the present invention include molding processability, mechanical properties, and electrical properties. Examples of uses thereof include sensors, LED lamps, connectors, sockets, and resistors. , Relay case, switch, coil bobbin, condenser, variable capacitor case, optical pickup, oscillator, various terminal boards, transformer, plug, printed circuit board, tuner, speaker, microphone, headphones, small motor, magnetic head base, power module, Electrical and electronic parts represented by semiconductors, liquid crystal, FDD carriages, FDD chassis, motor brush holders, parabolic antennas, computer-related parts, etc .; VTR parts, TV parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts Audio / laser discs (registered trademark), audio / video equipment parts such as compact discs and digital video discs, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts, word processor parts, etc. Electrical product parts: Office computer-related parts, telephone-related parts, facsimile-related parts, copier-related parts, cleaning jigs, motor parts, lighters, typewriters and other machine-related parts: microscopes, binoculars, cameras, Optical equipment such as watches, precision machinery-related parts; water faucet tops, mixing faucets, pump parts, pipe joints, water volume control valves, relief valves, hot water temperature sensors, water volume sensors, water meter housings ; Valve alternator terminal, alternator connector , IC regulator, light dimmer potentiometer base, various valves such as exhaust gas valves, fuel-related / exhaust / intake system pipes, air intake nozzle snorkel, intake manifold, fuel pump, engine coolant joint, carburetor main body , Carburetor spacer, exhaust gas sensor, cooling water sensor, oil temperature sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, thermostat base for air conditioner, heating hot air flow control valve, brush for radiator motor Holder, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch Starter relay, wire harness for transmission, window washer nozzle, air conditioner panel switch board, coil for fuel-related electromagnetic valve, fuse connector, horn terminal, electrical component insulation plate, step motor rotor, lamp socket, lamp reflector, lamp housing, brake Examples include pistons, solenoid bobbins, engine oil filters, fuel tanks, ignition device cases, vehicle speed sensors, cable liners and other automobile / vehicle-related parts, and various other applications.

PASフィルムの場合、優れた機械特性、電気特性、耐熱性を有しており、フィルムコンデンサーやチップコンデンサーの誘電体フィルム用途、回路基板、絶縁基板用途、モーター絶縁フィルム用途、トランス絶縁フィルム用途、離型用フィルム用途など各種用途に好適に使用することができる。   In the case of PAS film, it has excellent mechanical properties, electrical properties, and heat resistance. It is used for dielectric films of film capacitors and chip capacitors, for circuit boards, insulating substrates, for motor insulating films, for transformer insulating films, for separation. It can be suitably used for various applications such as mold film applications.

PASのモノフィランメントあるいは短繊維の場合、抄紙ドライヤーキャンバス、ネットコンベヤー、バグフィルター、絶縁ペーパーなどの各種用途に好適に使用することができる。   In the case of PAF monofilament or short fiber, it can be suitably used for various applications such as paper-making dryer canvas, net conveyor, bag filter, insulating paper.

以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。これら例は例示的なものであって限定的なものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. These examples are illustrative and not limiting.

<分子量測定>
ポリアリーレンスルフィド及びポリアリーレンスルフィドプレポリマーの分子量はサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)の一種であるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算で算出した。GPCの測定条件を以下に示す。
装置:センシュー科学 SSC−7100
カラム名:センシュー科学 GPC3506
溶離液:1−クロロナフタレン
検出器:示差屈折率検出器
カラム温度:210℃
プレ恒温槽温度:250℃
ポンプ恒温槽温度:50℃
検出器温度:210℃
流量:1.0mL/min
試料注入量:300μL (スラリー状:約0.2重量%)
<Molecular weight measurement>
The molecular weight of the polyarylene sulfide and the polyarylene sulfide prepolymer was calculated in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) which is a kind of size exclusion chromatography (SEC). The measurement conditions for GPC are shown below.
Equipment: Senshu Science SSC-7100
Column name: Senshu Science GPC3506
Eluent: 1-chloronaphthalene detector: differential refractive index detector Column temperature: 210 ° C
Pre-constant temperature: 250 ° C
Pump bath temperature: 50 ° C
Detector temperature: 210 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min
Sample injection amount: 300 μL (slurry: about 0.2% by weight)

<環式ポリフェニレンスルフィド生成率測定>
環式ポリフェニレンスルフィド化合物の生成率は、HPLCを用いて定性定量分析を行なった。HPLCの測定条件を以下に示す。
装置:島津株式会社製 LC−10Avpシリーズ
カラム:Mightysil RP−18 GP150−4.6(5μm)
検出器:フォトダイオードアレイ検出器(UV=270nm)
<Measurement of cyclic polyphenylene sulfide production rate>
The production rate of the cyclic polyphenylene sulfide compound was subjected to qualitative quantitative analysis using HPLC. The measurement conditions for HPLC are shown below.
Apparatus: Shimadzu Corporation LC-10Avp series Column: Mightysil RP-18 GP150-4.6 (5 μm)
Detector: Photodiode array detector (UV = 270 nm)

[参考例1]
ここでは従来技術による線状PASの製造、すなわちスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させて線状PASの製造を行った例を示す。
[Reference Example 1]
Here, an example is shown in which linear PAS is produced by the prior art, that is, linear PAS is produced by contacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent.

攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブに、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を116.9g(1.00モル)、96%水酸化ナトリウム43.8g(1.05モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)198.3g(2.00モル)、酢酸ナトリウム8.2g(0.10モル)、及びイオン交換水150gを仕込んだ。オートクレーブに精留塔を取り付けた後、240rpmで攪拌を開始し、常圧で窒素を通じながら内温235℃まで約3時間かけて徐々に加熱した。この間に精留塔から212gが系外に留出した。また、硫化水素の飛散量は0.012モルであった。なお、留出液をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、水209gおよびNMP3.5gの混合液であり、反応系内の水及びNMPの量はそれぞれ2.3g、194.8gであることがわかった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 116.9 g (1.00 mol) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide, 43.8 g (1.05 mol) of 96% sodium hydroxide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 198.3 g (2.00 mol), 8.2 g (0.10 mol) of sodium acetate, and 150 g of ion-exchanged water were charged. After attaching the rectifying column to the autoclave, stirring was started at 240 rpm, and the mixture was gradually heated to an internal temperature of 235 ° C. over about 3 hours while passing nitrogen at normal pressure. During this time, 212 g was distilled out of the rectification column. The amount of hydrogen sulfide scattered was 0.012 mol. In addition, as a result of analyzing the distillate by gas chromatography, it was found to be a mixed solution of 209 g of water and 3.5 g of NMP, and the amounts of water and NMP in the reaction system were 2.3 g and 194.8 g, respectively. .

留出終了後、反応容器を約160℃に冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)148.5g(1.01モル)およびNMP99.1g(1.00モル)を追添加し、反応容器を窒素ガス下に密封した。400rpmで撹拌しながら、約30分かけて200℃まで昇温した後、200℃から270℃まで0.6℃/分の速度で昇温して、270℃で反応を140分間継続した。その後、250℃まで15分かけて冷却しながら、水36g(2.00モル)を系内に注入し、次いで250℃から220℃まで 0.4℃/分の速度で冷却した。その後室温近傍まで急冷した。   After completion of the distillation, the reaction vessel was cooled to about 160 ° C., and 148.5 g (1.01 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 99.1 g (1.00 mol) of NMP were further added. Was sealed under nitrogen gas. While stirring at 400 rpm, the temperature was raised to 200 ° C. over about 30 minutes, and then the temperature was raised from 200 ° C. to 270 ° C. at a rate of 0.6 ° C./minute, and the reaction was continued at 270 ° C. for 140 minutes. Thereafter, 36 g (2.00 mol) of water was poured into the system while cooling to 250 ° C. over 15 minutes, and then cooled from 250 ° C. to 220 ° C. at a rate of 0.4 ° C./min. Thereafter, it was rapidly cooled to near room temperature.

内容物を取り出し、500gのNMPで希釈してスラリー状とし、85℃で約30分間攪拌した後、スラリーをステンレス製80meshふるいで濾別して固形分を回収した。得られた固形分にNMP400gを加え85℃で約30分間攪拌したのち同様に濾別し固形分を回収した。その後800gの温水で攪拌、洗浄、濾別する操作を5回繰り返し粒状の固形分を得た。これを60℃で熱風乾燥した後、120℃で減圧乾燥し、乾燥固体約90gを得た。   The contents were taken out, diluted with 500 g of NMP to form a slurry, and stirred at 85 ° C. for about 30 minutes, and then the slurry was filtered through a stainless 80 mesh sieve to recover the solid content. 400 g of NMP was added to the obtained solid content, and the mixture was stirred at 85 ° C. for about 30 minutes, followed by filtration in the same manner to recover the solid content. Thereafter, the operations of stirring, washing and filtering with 800 g of warm water were repeated 5 times to obtain a granular solid. This was dried with hot air at 60 ° C. and then dried under reduced pressure at 120 ° C. to obtain about 90 g of a dry solid.

この様にして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析(装置;島津社製FTIR−8100A)における吸収スペクトルより線状のポリフェニレンスルフィドであることがわかった。また重量平均分子量は38,600であった。ここで得られたポリフェニレンスルフィドを以下、線状PPS−1と称する。   As a result of analyzing the solid thus obtained, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis (apparatus; FTIR-8100A manufactured by Shimadzu Corp.) that it was a linear polyphenylene sulfide. The weight average molecular weight was 38,600. The polyphenylene sulfide obtained here is hereinafter referred to as linear PPS-1.

[参考例2]
ここではスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られる環式PASと線状PASを含むPAS混合物から環式PASを分離する方法により、参考例1よりも分子量の低い線状PASを製造した例を示す。
[Reference Example 2]
Here, the cyclic PAS obtained by reacting the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound by heating using 1.25 liters or more of an organic polar solvent with respect to 1 mol of the sulfur component of the sulfidizing agent and linear An example in which linear PAS having a molecular weight lower than that of Reference Example 1 was produced by a method of separating cyclic PAS from a PAS mixture containing linear PAS is shown.

攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブに、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を14.03g(0.120モル)、96%水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液12.50g(0.144モル)、NMP615.0g(6.20モル)、及びp−DCB18.08g(0.123モル)を仕込んだ。反応容器内を十分に窒素置換した後、窒素ガス下に密封した。   A stainless steel autoclave equipped with a stirrer was charged with 14.03 g (0.120 mol) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide and 12.50 g (0.144 mol) of a 48 wt% aqueous solution prepared using 96% sodium hydroxide. ), 615.0 g (6.20 mol) of NMP, and 18.08 g (0.123 mol) of p-DCB. The reaction vessel was sufficiently purged with nitrogen, and then sealed under nitrogen gas.

400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。この段階で、反応容器内の圧力はゲージ圧で0.35MPaであった。次いで200℃から270℃まで約30分かけて昇温した。この段階の反応容器内の圧力はゲージ圧で1.05MPaであった。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷してから内容物を回収した。   While stirring at 400 rpm, the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour. At this stage, the pressure in the reaction vessel was 0.35 MPa as a gauge pressure. Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 270 ° C. over about 30 minutes. The pressure in the reaction vessel at this stage was 1.05 MPa as a gauge pressure. After maintaining at 270 ° C. for 1 hour, the contents were recovered after quenching to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は93%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PPSに転化すると仮定した場合の環式PPS生成率は18.5%であることがわかった。   The content obtained was analyzed by gas chromatography and high performance liquid chromatography. As a result, the consumption rate of monomer p-DCB was 93%, and the sulfur content in the reaction mixture was assumed to be all converted to cyclic PPS. The formula PPS production rate was found to be 18.5%.

得られた内容物500gを約1500gのイオン交換水で希釈したのちに平均目開き10〜16マイクロメートルのガラスフィルターで濾過した。フィルターオン成分を約300gのイオン交換水に分散させ、70℃で30分攪拌し、再度前記同様の濾過を行う操作を計3回行い、白色固体を得た。これを80℃で一晩真空乾燥し、乾燥固体を得た。   500 g of the obtained content was diluted with about 1500 g of ion-exchanged water, and then filtered through a glass filter having an average opening of 10 to 16 micrometers. The filter-on component was dispersed in about 300 g of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 30 minutes, and filtered again in the same manner three times to obtain a white solid. This was vacuum dried at 80 ° C. overnight to obtain a dry solid.

得られた固形物を円筒濾紙に仕込み、溶剤としてクロロホルムを用いて約5時間ソックスレー抽出を行うことで固形分に含まれる低分子量成分を除去した。   The obtained solid matter was charged into a cylindrical filter paper, and Soxhlet extraction was performed for about 5 hours using chloroform as a solvent to remove low molecular weight components contained in the solid content.

抽出操作後に円筒濾紙内に残留した固形成分を70℃で一晩減圧乾燥しオフホワイト色の固体を約6.98g得た。分析の結果、赤外分光分析における吸収スペクトルよりこれは線状のポリフェニレンスルフィドであり、また、重量平均分子量は6,300であった。ここで得られたポリフェニレンスルフィドを以下、線状PPS−2と称する。   The solid component remaining in the cylindrical filter paper after the extraction operation was dried under reduced pressure at 70 ° C. overnight to obtain about 6.98 g of an off-white solid. As a result of the analysis, this was a linear polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 6,300 from the absorption spectrum in the infrared spectroscopic analysis. The polyphenylene sulfide obtained here is hereinafter referred to as linear PPS-2.

[参考例3]
参考例2のクロロホルム抽出操作にて得られた抽出液から溶媒を除去した後、約5gのクロロホルムを加えてスラリーを調製し、これを約300gのメタノールに攪拌しながら滴下した。これにより得られた沈殿物を濾過回収し、70℃で5時間真空乾燥を行い、1.19gの白色粉末を得た。この白色粉末は赤外分光分析における吸収スペクトルよりフェニレンスルフィド単位からなる化合物であることを確認した。また、高速液体クロマトグラフィーにより成分分割した成分のマススペクトル分析(装置;日立製M−1200H)、更にMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4〜12の環式ポリフェニレンスルフィドを主要成分とする混合物であり、環式ポリフェニレンスルフィドの重量分率は約90%であることがわかった。
[Reference Example 3]
After removing the solvent from the extract obtained by the chloroform extraction operation of Reference Example 2, about 5 g of chloroform was added to prepare a slurry, which was added dropwise to about 300 g of methanol with stirring. The precipitate thus obtained was collected by filtration and vacuum dried at 70 ° C. for 5 hours to obtain 1.19 g of a white powder. This white powder was confirmed to be a compound composed of phenylene sulfide units from an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis. Moreover, this white powder is a cyclic polyphenylene having 4 to 12 repeating units based on molecular weight analysis of the components separated by high performance liquid chromatography (apparatus; Hitachi M-1200H) and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture containing sulfide as a main component, and the weight fraction of cyclic polyphenylene sulfide was found to be about 90%.

反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の白色粉末の収率は20.8%であった。   The yield of white powder was 20.8%, assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components.

[実施例1]
撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られた線状PPS−1を6.49g(イオウ成分量0.0601mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を0.711g(水硫化ナトリウム0.341g(0.00608mol),水0.370g(0.0205mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液0.649g(水酸化ナトリウム0.299g(0.00748mol),水0.337g(0.0187mol))、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)615g(6.21mol)、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)0.894g(0.00608mol)を仕込んだ。線状PPS−1および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.0662molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約9.07Lであった。
[Example 1]
In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 6.49 g of the linear PPS-1 obtained in Reference Example 1 (0.0601 mol of sulfur component) and 0.711 g of sodium 48% by weight aqueous solution of sodium hydrosulfide (sodium hydrosulfide) 0.341 g (0.00608 mol), water 0.370 g (0.0205 mol)), and a 48 wt% aqueous solution prepared using 96% pure sodium hydroxide 0.649 g (sodium hydroxide 0.299 g (0.00748 mol)) ), 0.337 g (0.0187 mol) of water, 615 g (6.21 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and 0.894 g (0.00608 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB). . The total amount of sulfur components derived from linear PPS-1 and sodium hydrosulfide was 0.0662 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 9.07 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。この段階での反応系内の圧力はゲージ圧で0.6MPaであった。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. The pressure in the reaction system at this stage was 0.6 MPa as a gauge pressure. After holding at 270 ° C. for 1 hour, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は58.1%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約251%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は23.1%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 58.1%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 23.1%, assuming 251% and all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

本発明の環式PASの製造方法によれば、短時間で環式PASの生成反応が進行し、さらに仕込んだモノマーよりも多量の環式PASが得られることがわかった。このことは仕込んだ線状PPSの一部が反応中に環式PASに変換されたことを示唆しており、本発明では高効率で環式PASが得られることがわかった。   According to the method for producing cyclic PAS of the present invention, it was found that the cyclic PAS formation reaction proceeds in a short time, and a larger amount of cyclic PAS than that of the charged monomer can be obtained. This suggests that part of the charged linear PPS was converted to cyclic PAS during the reaction, and it was found that cyclic PAS can be obtained with high efficiency in the present invention.

[実施例2]
撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られた線状PPS−1を6.52g(イオウ成分量0.0604mol)、無水硫化リチウムを0.279g(0.00608mol)、水酸化リチウムを0.0421g(0.00176mol)、NMPを616g(6.22mol)、p−DCBを0.894g(0.00608mol)仕込んだ。線状PPS−1および硫化リチウムに由来するイオウ成分の合計は0.0665molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約9.04Lであった。
[Example 2]
In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 6.52 g (sulfur component amount 0.0604 mol) of linear PPS-1 obtained in Reference Example 1, 0.279 g (0.00608 mol) of anhydrous lithium sulfide, lithium hydroxide 0.0421 g (0.00176 mol), NMP 616 g (6.22 mol), and p-DCB 0.894 g (0.00608 mol) were charged. The total of sulfur components derived from linear PPS-1 and lithium sulfide was 0.0665 mol, and the amount of solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture was about 9.04 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. After holding at 270 ° C. for 1 hour, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は29.5%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約194%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は17.8%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 29.5%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 17.8%, assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

実施例1とは異なるスルフィド化剤を用いた場合でも、短時間で環式PASの生成反応が進行し、さらに仕込んだモノマーよりも多量の環式PASが得られ、このことは仕込んだ線状PPSの一部が反応中に環式PASに変換されたことを示唆しており、本発明では高効率で環式PASが得られることがわかった。ただし、好ましいスルフィド化剤である水硫化ナトリウムを用いた実施例1と比較して若干生成率は低い結果であった。   Even when a sulfidizing agent different from that in Example 1 was used, the cyclic PAS formation reaction proceeded in a short time, and a larger amount of cyclic PAS than the charged monomer was obtained. This suggests that a part of PPS was converted to cyclic PAS during the reaction, and it was found that cyclic PAS can be obtained with high efficiency in the present invention. However, the production rate was slightly lower than that of Example 1 using sodium hydrosulfide as a preferred sulfiding agent.

[実施例3]
ここでは原料の線状PASとモノマー原料の仕込み比率を変えて環式PASの製造を行った結果を示す。
[Example 3]
Here, the result of manufacturing cyclic PAS by changing the charging ratio of the raw material linear PAS and the monomer raw material is shown.

線状PPS−1を5.18g(イオウ成分量0.0480mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を1.40g(水硫化ナトリウム0.673g(0.0120mol),水0.730g(0.0406mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液を1.30g(水酸化ナトリウム0.600g(0.0150mol),水0.677g(0.0376mol))、p−DCBを1.76g(0.012mol)に変更して原料を仕込んだ以外は実施例1と同様に環式PASの製造を行った。   5.18 g of linear PPS-1 (sulfur component amount 0.0480 mol), 1.40 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (0.673 g (0.0120 mol) of sodium hydrosulfide, 0.730 g of water (0. 0406 mol)), 1.30 g (sodium hydroxide 0.600 g (0.0150 mol), water 0.677 g (0.0376 mol)), p- A cyclic PAS was produced in the same manner as in Example 1 except that DCB was changed to 1.76 g (0.012 mol) and the raw materials were charged.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は81.8%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約130%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は25.9%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 81.8%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 25.9% assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

得られた内容物200gを約600gのイオン交換水で希釈したのちに平均目開き10〜16マイクロメートルのガラスフィルターで濾過した。フィルターオン成分を約150gのイオン交換水に分散させた後、70℃で30分攪拌し、前記同様の濾過を行う操作を計3回行い、白色固体を得た。これを80℃で一晩真空乾燥し、乾燥固体を得た。   200 g of the obtained contents were diluted with about 600 g of ion-exchanged water, and then filtered through a glass filter having an average opening of 10 to 16 micrometers. After the filter-on component was dispersed in about 150 g of ion-exchanged water, the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes and filtered in the same manner as described above three times to obtain a white solid. This was vacuum dried at 80 ° C. overnight to obtain a dry solid.

得られた乾燥固体を円筒濾紙に仕込み、溶剤としてクロロホルム150gを用いて約5時間ソックスレー抽出を行った。抽出液から溶媒を除去した後、約5gのクロロホルムを加えてスラリーを調製し、これを約500gのメタノールに攪拌しながら滴下した。これにより得られた沈殿物を濾過回収し、70℃で5時間真空乾燥を行い、0.65gの白色粉末を得た。この白色粉末は赤外分光分析における吸収スペクトルよりフェニレンスルフィド単位からなる化合物であることを確認した。また、高速液体クロマトグラフィーにより成分分割した成分のマススペクトル分析、更にMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この各色粉末は繰り返し単位数4〜12の環式ポリフェニレンスルフィドを主要成分とする混合物であり、環式ポリフェニレンスルフィドの重量分率は約92%であることがわかった。   The obtained dry solid was put into a cylindrical filter paper, and Soxhlet extraction was performed for about 5 hours using 150 g of chloroform as a solvent. After removing the solvent from the extract, about 5 g of chloroform was added to prepare a slurry, which was added dropwise to about 500 g of methanol with stirring. The resulting precipitate was collected by filtration and vacuum dried at 70 ° C. for 5 hours to obtain 0.65 g of white powder. This white powder was confirmed to be a compound composed of phenylene sulfide units from an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis. In addition, each color powder is a mixture of cyclic polyphenylene sulfide having 4 to 12 repeating units as the main component based on mass spectral analysis of components separated by high performance liquid chromatography and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. The weight fraction of cyclic polyphenylene sulfide was found to be about 92%.

本発明の環式PASの製造方法によれば、線状PASとモノマー原料の仕込み比率を変えても短時間で環式PASの生成反応が進行し、さらに仕込んだモノマーよりも多量の環式PASが得られることがわかった。   According to the production method of the cyclic PAS of the present invention, the cyclic PAS formation reaction proceeds in a short time even when the charge ratio of the linear PAS and the monomer raw material is changed, and more cyclic PAS than the charged monomer. Was found to be obtained.

[比較例1]
ここでは原料として線状PASと有機極性溶媒のみを用いて、スルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族化合物を用いずに行った結果を示す。
[Comparative Example 1]
Here, the results obtained by using only linear PAS and an organic polar solvent as raw materials and without using a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are shown.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに仕込む原料を、参考例1で得られた線状PPS−1を6.48g(イオウ成分量0.0600mol)およびNMPを615g(6.21mol)のみとした以外は実施例1と同様に行った。なお、線状PPS−1に由来するイオウ成分の合計は0.0600molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約10.0Lであった。   The raw materials charged in a stainless steel autoclave equipped with a stirrer were only 6.48 g (0.0600 mol sulfur component) of the linear PPS-1 obtained in Reference Example 1 and 615 g (6.21 mol) NMP. Was carried out in the same manner as in Example 1. In addition, the sum total of the sulfur component derived from linear PPS-1 was 0.0600 mol, and the amount of solvent per 1 mol of sulfur components in the reaction mixture was about 10.0 L.

得られた内容物200gを分取して実施例3と同様の方法にて回収を行ったが、得られた環式PPSを含む白色粉末は0.01g程度とごくわずかであり、ほとんど反応が進行していないことがわかった。   200 g of the obtained content was fractionated and recovered in the same manner as in Example 3. However, the obtained white powder containing cyclic PPS was very small, about 0.01 g, and almost no reaction. I found out that it was not progressing.

比較例1と実施例1〜3の対比から明らかなように、原料としてスルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族化合物を用いない場合は、ほとんど環式PASが得られないことがわかった。   As is clear from the comparison between Comparative Example 1 and Examples 1 to 3, it was found that almost no cyclic PAS was obtained when a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound were not used as raw materials.

[比較例2]
ここでは、原料として線状PAS、スルフィド化剤および有機極性溶媒のみを用いて、ジハロゲン化芳香族化合物を用いずに行った結果を示す。
[Comparative Example 2]
Here, the results of using only linear PAS, a sulfidizing agent and an organic polar solvent as raw materials and without using a dihalogenated aromatic compound are shown.

原料としてp−DCBを仕込まなかった以外は実施例3と同様に行った。反応後に得られた内容物を高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は3.07%であることがわかった。また、高速液体クロマトグラフィーの分析においては、環式PPSとは異なる成分が主たる生成物であることがわかり、この成分はマス情報より線状のオリゴマー成分であることがわかった。   The same operation as in Example 3 was performed except that p-DCB was not charged as a raw material. The content obtained after the reaction was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, it was found that the production rate of cyclic PAS was 3.07% when all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS. all right. Moreover, in the analysis of high performance liquid chromatography, it was found that a component different from cyclic PPS was the main product, and this component was found to be a linear oligomer component from mass information.

比較例2と実施例1〜3の対比から明らかなように、原料としてジハロゲン化芳香族化合物を用いない場合は、ほとんど環式PASが得られないことがわかった。   As is clear from the comparison between Comparative Example 2 and Examples 1 to 3, it was found that almost no cyclic PAS was obtained when no dihalogenated aromatic compound was used as a raw material.

[実施例4]
ここでは原料の線状PASを変えて環式PASの製造を行った結果を示す。
[Example 4]
Here, the result of manufacturing cyclic PAS by changing the linear PAS of the raw material is shown.

線状PASとして参考例2で得られた線状PPS−2を6.48g(0.0600mol)仕込んだ以外は実施例1と同様に環式PASの製造を行った。   A cyclic PAS was produced in the same manner as in Example 1 except that 6.48 g (0.0600 mol) of the linear PPS-2 obtained in Reference Example 2 was charged as the linear PAS.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は66.4%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約234%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は21.6%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 66.4%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 21.6%, assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

次に得られた内容物200gを分取して、実施例3と同様の方法にて回収を行った結果、純度90%で環式PPSを含む白色粉末が0.67g得られた。   Next, 200 g of the obtained contents were collected and recovered in the same manner as in Example 3. As a result, 0.67 g of white powder containing 90% purity and cyclic PPS was obtained.

本発明の環式PASの製造方法によれば、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られる環式PASと線状PASを含むPAS混合物から環式PASを分離する方法により得られる線状PASを用いても同様に短時間で環式PASの生成反応が進行し、さらに仕込んだモノマーよりも多量の環式PASが得られることがわかった。   According to the method for producing cyclic PAS of the present invention, the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound are heated using 1.25 liters or more of an organic polar solvent with respect to 1 mol of the sulfur component of the sulfidizing agent. Even when using linear PAS obtained by a method of separating cyclic PAS from a PAS mixture containing cyclic PAS and linear PAS obtained by the reaction, cyclic PAS formation reaction proceeds in a short time, Further, it was found that a larger amount of cyclic PAS than that of the charged monomer can be obtained.

[実施例5]
ここでは仕込みの原料濃度を実施例1よりも低くして環式PASの製造を行った結果を示す。
[Example 5]
Here, the result of manufacturing the cyclic PAS with the raw material concentration lower than that in Example 1 is shown.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られた線状PPS−1を3.25g(イオウ成分量0.0301mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を0.351g(水硫化ナトリウム0.168g(0.00300mol),水0.183g(0.0102mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液0.313g(水酸化ナトリウム0.144g(0.00360mol),水0.169g(0.00938mol))、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)615g(6.21mol)、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)0.453g(0.00308mol)を仕込んだ。線状PPS−1および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.0331molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約18.2Lであった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 3.25 g (0.0301 mol of sulfur component amount) of linear PPS-1 obtained in Reference Example 1 and 0.351 g (sodium hydrosulfide) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide 0.168 g (0.00300 mol), water 0.183 g (0.0102 mol)), 0.313 g of a 48 wt% aqueous solution prepared with sodium hydroxide having a purity of 96% (0.144 g (0.00360 mol) of sodium hydroxide) ), 0.169 g (0.00938 mol) of water), 615 g (6.21 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 0.453 g (0.00308 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB). . The total amount of sulfur components derived from linear PPS-1 and sodium hydrosulfide was 0.0331 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 18.2 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。270℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. After maintaining at 270 ° C. for 2 hours, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は55.8%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約309%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は28.8%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 55.8%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 28.8%, assuming 309% and all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

仕込みの原料濃度を低下させることにより、より高収率で環式PASを得ることができることがわかった。   It was found that cyclic PAS can be obtained with higher yield by reducing the raw material concentration.

[実施例6]
ここでは仕込みの原料濃度を実施例1よりも高くして環式PASの製造を行った結果を示す。
[Example 6]
Here, the result of manufacturing the cyclic PAS with the raw material concentration of the charged material higher than that in Example 1 is shown.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られた線状PPS−1を13.0g(イオウ成分量0.120mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を1.43g(水硫化ナトリウム0.687g(0.0122mol),水0.713g(0.0396mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液1.26g(水酸化ナトリウム0.582g(0.0146mol),水0.657g(0.0365mol))、NMPを572g(5.77mol)、およびp−DCB1.78g(0.0121mol)を仕込んだ。線状PPS−1および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.132molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約4.22Lであった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 13.0 g of the linear PPS-1 obtained in Reference Example 1 (sulfur component amount 0.120 mol) and 1.43 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (sodium hydrosulfide) 0.687 g (0.0122 mol), water 0.713 g (0.0396 mol)), 1.26 g of a 48 wt% aqueous solution prepared using sodium hydroxide with a purity of 96% (sodium hydroxide 0.582 g (0.0146 mol) ), 0.657 g (0.0365 mol) of water), 572 g (5.77 mol) of NMP, and 1.78 g (0.0121 mol) of p-DCB. The total amount of sulfur components derived from linear PPS-1 and sodium hydrosulfide was 0.132 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 4.22 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. After holding at 270 ° C. for 1 hour, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は59.2%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約132%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は12.1%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 59.2%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 12.1%, assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

仕込みの原料濃度が高い条件でも高収率で環式PASを得ることができることがわかった。   It was found that cyclic PAS can be obtained in high yield even under conditions where the raw material concentration is high.

[実施例7]
ここでは仕込みの原料濃度を実施例1よりも高くして、原料の線状PASに参考例2の方法で得られた線状PPS−2を用いて環式PASの製造を行った結果を示す。
[Example 7]
Here, the raw material concentration of the charged material is made higher than that in Example 1, and the results of the production of cyclic PAS using the linear PPS-2 obtained by the method of Reference Example 2 for the linear PAS of the raw material are shown. .

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例2の方法で得られた線状PPS−2を10.4g(イオウ成分量0.0960mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を2.81g(水硫化ナトリウム1.35g(0.0240mol),水1.46g(0.0811mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液2.57g(水酸化ナトリウム1.19g(0.0297mol),水1.33g(0.0739mol))、NMPを617g(6.22mol)、およびp−DCB3.53g(0.0240mol)を仕込んだ。線状PPS−2および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.120molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約5.02Lであった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 10.4 g of linear PPS-2 obtained by the method of Reference Example 2 (sulfur component amount 0.0960 mol) and 2.81 g of 48% by weight aqueous solution of sodium hydrosulfide (water) Sodium sulfide 1.35 g (0.0240 mol), water 1.46 g (0.0811 mol)), and a 48 wt% aqueous solution prepared with 96% pure sodium hydroxide 2.57 g (sodium hydroxide 1.19 g (0 2.097 mol), 1.33 g (0.0739 mol) of water), 617 g (6.22 mol) of NMP, and 3.53 g (0.0240 mol) of p-DCB. The total amount of sulfur components derived from linear PPS-2 and sodium hydrosulfide was 0.120 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 5.02 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. After holding at 270 ° C. for 1 hour, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は86.6%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約98%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は19.7%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 86.6%, and the production rate of cyclic PAS with respect to charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 19.7%, assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

次に得られた反応物を200g分取し、実施例3と同様に環式PPSの回収を行い、純度86%で環式PPSを含む白色粉末1.08gを得た。   Next, 200 g of the obtained reaction product was collected, and cyclic PPS was recovered in the same manner as in Example 3. As a result, 1.08 g of white powder containing 86% purity of cyclic PPS was obtained.

仕込みの原料濃度が高い条件でも高収率で環式PASを得ることができ、さらに、反応物単位量あたりに得られる環式PPSの収量も多いことがわかった。   It was found that cyclic PAS can be obtained in high yield even under conditions where the raw material concentration is high, and that the yield of cyclic PPS obtained per unit amount of reactant is also high.

[実施例8]
ここでは仕込みの原料濃度を実施例6よりもさらに高くして環式PASの製造を行った結果を示す。
[Example 8]
Here, the result of manufacturing cyclic PAS with the raw material concentration of the charged material higher than that in Example 6 is shown.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られた線状PPS−1を20.7g(イオウ成分量0.192mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を5.61g(水硫化ナトリウム2.69g(0.0480mol),水2.92g(0.162mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液5.22g(水酸化ナトリウム2.40g(0.0601mol),水2.71g(0.151mol))、NMPを615g(6.21mol)、およびp−DCB7.06g(0.0480mol)を仕込んだ。線状PPS−1および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.24molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約2.50Lであった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 20.7 g of the linear PPS-1 obtained in Reference Example 1 (sulfur component amount 0.192 mol) and 5.61 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (sodium hydrosulfide) 2.69 g (0.0480 mol), 2.92 g (0.162 mol) of water, and 5.22 g of 48 wt% aqueous solution prepared using 96% pure sodium hydroxide (2.40 g (0.0601 mol) of sodium hydroxide) ), 2.71 g (0.151 mol) of water), 615 g (6.21 mol) of NMP, and 7.06 g (0.0480 mol) of p-DCB. The total amount of sulfur components derived from linear PPS-1 and sodium hydrosulfide was 0.24 mol, and the amount of solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture was about 2.50 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. After holding at 270 ° C. for 1 hour, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は87.2%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約55.8%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は11.2%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 87.2%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 11.2% assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

次に得られた反応物を200g分取し、実施例3と同様に環式PPSの回収を行い、純度86%で環式PPSを含む白色粉末1.12gを得た。   Next, 200 g of the resulting reaction product was collected, and cyclic PPS was recovered in the same manner as in Example 3 to obtain 1.12 g of white powder containing 86% purity and cyclic PPS.

仕込みの原料濃度が高い条件でも高収率で環式PASを得ることができ、さらに反応物単位量あたりに得られる環式PPSの収量も多いことがわかった。   It was found that cyclic PAS can be obtained in high yield even under conditions where the raw material concentration is high, and that the yield of cyclic PPS obtained per unit amount of reactant is also large.

[実施例9]
ここでは仕込みの原料濃度を実施例8よりもさらに高くして環式PASの製造を行った結果を示す。
[Example 9]
Here, the results of manufacturing cyclic PAS with the raw material concentration of the feed made higher than in Example 8 are shown.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られた線状PPS−1を36.3g(イオウ成分量0.336mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を9.82g(水硫化ナトリウム4.71g(0.0840mol),水5.11g(0.284mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液8.02g(水酸化ナトリウム3.70g(0.0924mol),水4.17g(0.232mol))、NMPを615g(6.21mol)、およびp−DCB12.3g(0.0840mol)を仕込んだ。線状PPS−1および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.42molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約1.43Lであった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 36.3 g (sulfur component amount 0.336 mol) of linear PPS-1 obtained in Reference Example 1 and 9.82 g (sodium hydrosulfide) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide. 4.71 g (0.0840 mol), water 5.11 g (0.284 mol)), and a 48 wt% aqueous solution prepared with 96% pure sodium hydroxide 8.02 g (sodium hydroxide 3.70 g (0.0924 mol)) ), 4.17 g (0.232 mol) of water, 615 g (6.21 mol) of NMP, and 12.3 g (0.0840 mol) of p-DCB. The total amount of sulfur components derived from linear PPS-1 and sodium hydrosulfide was 0.42 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 1.43 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. After holding at 270 ° C. for 1 hour, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は82.3%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約26.2%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は5.23%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 82.3%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about The yield of cyclic PAS was found to be 5.23%, assuming that 26.2%, all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

次に得られた反応物を200g分取し、実施例3と同様に環式PPSの回収を行い、純度83%で環式PPSを含む白色粉末0.91gを得た。   Next, 200 g of the obtained reaction product was collected, and cyclic PPS was recovered in the same manner as in Example 3 to obtain 0.91 g of white powder containing 83% purity and cyclic PPS.

仕込みの原料濃度が高い条件でも高収率で環式PASを得ることができるが、本発明のより好ましい濃度条件と比較すると反応物単位量あたりに得られる環式PPSの収量および純度は若干低下する事がわかった。   Although cyclic PAS can be obtained in high yield even under conditions where the raw material concentration of the feed is high, the yield and purity of cyclic PPS obtained per unit amount of the reactant are slightly reduced as compared with the more preferred concentration conditions of the present invention. I understood that

[実施例10]
原料仕込み後に200℃からの昇温を250℃までにして、250℃で1時間保持した後に室温近傍まで急冷して反応物を得た以外は実施例8と同様に行った。
[Example 10]
The same procedure as in Example 8 was carried out except that the temperature was raised from 200 ° C. to 250 ° C. after the raw materials were charged, kept at 250 ° C. for 1 hour, and then rapidly cooled to near room temperature to obtain a reaction product.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は87.4%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約52.5%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は10.8%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 87.4%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 10.8%, assuming 52.5% and all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

次に得られた反応物を600g分取し、実施例3と同様に環式PPSの回収を行い、純度96%で環式PPSを含む白色粉末2.8gを得た。また、この環式PPSの回収における、抽出操作後に円筒濾紙内に残留した固形成分を70℃で一晩減圧乾燥しオフホワイト色の固体約20gを得た。分析の結果、赤外分光分析における吸収スペクトルよりこれは線状PPSであることを確認した。   Next, 600 g of the obtained reaction product was collected, and cyclic PPS was recovered in the same manner as in Example 3 to obtain 2.8 g of white powder containing 96% purity and containing cyclic PPS. In the recovery of cyclic PPS, the solid component remaining in the cylindrical filter paper after the extraction operation was dried under reduced pressure at 70 ° C. overnight to obtain about 20 g of an off-white solid. As a result of analysis, it was confirmed that this was a linear PPS from an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis.

実施例8と比べて反応温度を低くした場合でも高収率で環式PASを得ることができ、反応物単位量あたりに得られる環式PPSの収量はわずかに少ないものの、極めて高純度の環式PPSが得られることがわかった。   Even when the reaction temperature is lowered as compared with Example 8, cyclic PAS can be obtained in high yield, and although the yield of cyclic PPS obtained per unit amount of the reactant is slightly less, a very high purity ring is obtained. The formula PPS was found to be obtained.

[実施例11]
ここでは実施例10で得られた線状PPSを原料に用いて環式PASの製造を行った例を示す。
[Example 11]
Here, an example is shown in which cyclic PAS is produced using the linear PPS obtained in Example 10 as a raw material.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに実施例10で得られた線状PPSを19.4g(イオウ成分量0.180mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を5.26g(水硫化ナトリウム2.53g(0.0450mol),水2.74g(0.152mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液4.88g(水酸化ナトリウム2.25g(0.0563mol),水2.54g(0.141mol))、NMPを577g(5.82mol)、およびp−DCB6.62g(0.0450mol)を仕込んだ。仕込んだ線状PPSおよび水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.225molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約2.50Lであった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 19.4 g of the linear PPS obtained in Example 10 (sulfur component amount 0.180 mol) and 5.26 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (2. 53 g (0.0450 mol), 2.74 g (0.152 mol) of water, 4.88 g of 48 wt% aqueous solution prepared using sodium hydroxide having a purity of 96% (2.25 g (0.0563 mol) of sodium hydroxide, 2.54 g (0.141 mol) of water), 577 g (5.82 mol) of NMP, and 6.62 g (0.0450 mol) of p-DCB were charged. The total amount of sulfur components derived from the charged linear PPS and sodium hydrosulfide was 0.225 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 2.50 L.

原料の仕込み後は実施例10と同様に行い、得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は81.1%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約64.5%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は12.9%であることがわかった。   After the raw materials were charged, the contents were obtained in the same manner as in Example 10. As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the monomer p-DCB consumption rate was 81.1%. The yield of cyclic PAS relative to p-DCB) is about 64.5%, and the yield of cyclic PAS is assumed to be 12.9% assuming that all sulfur components in the reaction mixture are converted to cyclic PAS. I understood.

次に得られた反応物を200g分取し、実施例3と同様に環式PPSの回収を行い、純度97%で環式PPSを含む白色粉末1.02gを得た。   Next, 200 g of the resulting reaction product was collected, and cyclic PPS was recovered in the same manner as in Example 3 to obtain 1.02 g of white powder containing 97% purity and containing cyclic PPS.

実施例11より、線状PAS、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒からなる反応混合物を、加熱して反応させて得られる環式PASと線状PASを含むPAS混合物から、環式PASを分離することによって得られる線状PASを、(a)線状PASとして用いた場合でも、純度の高い環式PASを高収率で得ることができることがわかった。   From Example 11, a reaction mixture comprising linear PAS, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound and an organic polar solvent was heated and reacted from a PAS mixture containing cyclic PAS and linear PAS. It was found that even when linear PAS obtained by separating formula PAS was used as (a) linear PAS, high-purity cyclic PAS could be obtained in high yield.

[比較例3]
ここでは原料仕込み濃度を本発明の濃度範囲よりも高い状態、すなわち反応混合物中のイオウ成分1モルに対する有機極性溶媒使用量を1.25リットル未満として反応をおこなった結果を示す。
[Comparative Example 3]
Here, the results are shown in which the reaction was carried out with the raw material feed concentration being higher than the concentration range of the present invention, that is, with the amount of organic polar solvent used less than 1.25 liters per mole of sulfur component in the reaction mixture.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られた線状PPS−1を43.2g(イオウ成分量0.400mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を11.7g(水硫化ナトリウム5.61g(0.100mol),水6.08g(0.338mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液10.4g(水酸化ナトリウム4.800g(0.120mol),水5.42g(0.301mol))、NMPを496g(5.00mol)、およびp−DCB14.7g(0.100mol)を仕込んだ。線状PPS−1および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.50molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約0.97Lであった。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 43.2 g (sulfur component amount 0.400 mol) of the linear PPS-1 obtained in Reference Example 1 and 11.7 g (sodium hydrosulfide) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide. 5.61 g (0.100 mol), 6.08 g (0.338 mol) of water), 10.4 g of 48 wt% aqueous solution prepared with 96% pure sodium hydroxide (4.800 g (0.120 mol) of sodium hydroxide) ), 5.42 g (0.301 mol) of water, 496 g (5.00 mol) of NMP, and 14.7 g (0.100 mol) of p-DCB. The total amount of sulfur components derived from linear PPS-1 and sodium hydrosulfide was 0.50 mol, and the amount of solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture was about 0.97 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで270℃まで約0.5時間かけて昇温した。270℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Subsequently, it heated up to 270 degreeC over about 0.5 hour. After holding at 270 ° C. for 1 hour, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は75.5%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約13.6%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は2.72%であった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 75.5%, and the production rate of cyclic PAS with respect to the charged monomer (p-DCB) was about 13.6%. The cyclic PAS yield was 2.72%, assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

原料仕込み濃度を本発明の濃度範囲よりも高くした場合、生成物の大部分はポリマー(線状PPS)となり、環式PASはほとんど得られないことがわかった。   It was found that when the raw material feed concentration was higher than the concentration range of the present invention, most of the product was a polymer (linear PPS), and cyclic PAS was hardly obtained.

[参考例4]
ここではスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られる反応混合物を固液分離に処することで環式PASと線状PASの分離を行い、溶媒を含む固形分として線状PASを製造した例を示す。
[Reference Example 4]
Here, the reaction mixture obtained by heating and reacting the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound with an organic polar solvent of 1.25 liters or more per mole of the sulfur component of the sulfidizing agent is solid-liquid. An example is shown in which cyclic PAS and linear PAS are separated by being subjected to separation, and linear PAS is produced as a solid containing a solvent.

攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブに、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を46.75g(0.40モル)、96%水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液36.46g(0.42モル)、NMP1000g(10.1モル)、及びp−DCB59.98g(0.41モル)を仕込んだ。反応容器内を十分に窒素置換した後、加圧窒素を用いてゲージ圧で0.3MPaに加圧し密封した。   A stainless steel autoclave equipped with a stirrer was charged with 46.75 g (0.40 mol) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide and 36.46 g (0.42 mol) of a 48 wt% aqueous solution prepared using 96% sodium hydroxide. ), NMP 1000 g (10.1 mol), and p-DCB 59.98 g (0.41 mol) were charged. After sufficiently replacing the inside of the reaction vessel with nitrogen, the pressure was increased to 0.3 MPa with pressurized nitrogen using a pressurized nitrogen and sealed.

400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。この段階で、反応容器内の圧力はゲージ圧で0.9MPaであった。次いで200℃から250℃まで約30分かけて昇温した。この段階の反応容器内の圧力はゲージ圧で1.5MPaであった。250℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷してから内容物を回収した。   While stirring at 400 rpm, the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour. At this stage, the pressure in the reaction vessel was 0.9 MPa as a gauge pressure. Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 250 ° C. over about 30 minutes. The pressure in the reaction vessel at this stage was 1.5 MPa as a gauge pressure. After maintaining at 250 ° C. for 2 hours, the contents were recovered after quenching to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は92%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PPSに転化すると仮定した場合の環式PPS生成率は16.7%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, it was found that the consumption rate of monomer p-DCB was 92%, and that the sulfur component in the reaction mixture was all converted to cyclic PPS. The formula PPS production rate was found to be 16.7%.

上記で得られた内容物、すなわち少なくとも環式PAS、線状PAS、NMP及び副生塩としてNaClを含む反応混合物をナスフラスコに仕込み、フラスコ内を十分に窒素置換した後、攪拌しながら約100℃に加熱した。平均目開き10マイクロメートルのガラスフィルターをセットした加圧ろ過器のフィルター部分を100℃に調温し、加圧窒素を用いた熱時加圧濾過にて前記反応混合物の固液分離を行った。この操作により湿潤状態の固形分を得た。   The contents obtained above, that is, a reaction mixture containing at least cyclic PAS, linear PAS, NMP, and NaCl as a by-product salt was charged into an eggplant flask. Heated to ° C. The temperature of the filter part of the pressure filter set with a glass filter having an average aperture of 10 micrometers was adjusted to 100 ° C., and the reaction mixture was subjected to solid-liquid separation by hot pressure filtration using pressurized nitrogen. . By this operation, a wet solid was obtained.

得られた湿潤状態の固形分の一部を分取して、温水を用いた洗浄を十分に行った後に乾燥し乾燥固体を得た。この乾燥固体の分析の結果、赤外分光分析における吸収スペクトルよりこれは線状のポリフェニレンスルフィドであり、また、重量平均分子量は11,000であることがわかった。また、得られた乾燥固体の重量から、湿潤状態の固形分の線状PPS含有率は約22%であることがわかった。以下、ここで得られた線状PPSを含む湿潤状態の固形分を線状PPS−3と称する。なお、前記湿潤状態の固形分の分析を行った結果、NMP及びNaCl含有率はそれぞれ約47%、約31%であった。   A portion of the wet solid obtained was collected, washed thoroughly with warm water and then dried to obtain a dry solid. As a result of the analysis of the dried solid, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis that it was a linear polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 11,000. Moreover, it turned out that the linear PPS content rate of the solid content of a wet state is about 22% from the weight of the obtained dry solid. Hereinafter, the wet solid content containing the linear PPS obtained here is referred to as linear PPS-3. As a result of analyzing the wet solid, the NMP and NaCl contents were about 47% and about 31%, respectively.

[実施例12]
ここでは参考例4で得られた湿潤状態の線状PPS(線状PPS−3)を原料に用いて環式PASの製造を行った例を示す。
[Example 12]
Here, an example is shown in which cyclic PAS is produced using the wet-state linear PPS (linear PPS-3) obtained in Reference Example 4 as a raw material.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例4に示した方法で得られた湿潤状態の線状PPS(線状PPS−3)を94.26g(線状PPSを20.7g、NMPを44.3g含む。イオウ成分量基準で0.192mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を5.61g(水硫化ナトリウム2.69g(0.0480mol),水2.92g(0.162mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液5.21g(水酸化ナトリウム2.40g(0.0600mol),水2.71g(0.150mol))、NMPを571g(5.76mol)、およびp−DCB7.41g(0.0504mol)を仕込んだ。線状PPS−3および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.24molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約2.5Lであった。   94.26 g of wet linear PPS (linear PPS-3) obtained by the method shown in Reference Example 4 in a stainless steel autoclave equipped with a stirrer (20.7 g of linear PPS and 44. NMP). 3 g, 0.192 mol on a sulfur component basis), 5.61 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (2.69 g (0.0480 mol) of sodium hydrosulfide, 2.92 g (0.162 mol) of water), purity 48% by weight aqueous solution prepared with 96% sodium hydroxide 5.21 g (sodium hydroxide 2.40 g (0.0600 mol), water 2.71 g (0.150 mol)), NMP 571 g (5.76 mol) , And 7.41 g (0.0504 mol) of p-DCB were charged. The sum of the sulfur components derived from linear PPS-3 and sodium hydrosulfide was 0.24 mol, and the amount of solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture was about 2.5 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで260℃まで約0.5時間かけて昇温した。260℃で30分保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised to 260 ° C. over about 0.5 hours. After maintaining at 260 ° C. for 30 minutes, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は86.6%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約61.4%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は12.9%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 86.6%, and the production rate of cyclic PAS with respect to charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 12.9% when 61.4%, assuming that all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

次に得られた反応物を200g分取し、実施例3と同様に環式PPSの回収を行い、純度96%で環式PPSを含む白色粉末1.24gを得た。   Next, 200 g of the resulting reaction product was collected, and cyclic PPS was recovered in the same manner as in Example 3 to obtain 1.24 g of white powder containing 96% purity and containing cyclic PPS.

仕込みの原料として溶媒を含む湿潤状態の線状PPSを用いても重度の高い環式PASを高収率で得ることができることがわかった。   It was found that a highly severe cyclic PAS can be obtained in a high yield even when a wet linear PPS containing a solvent is used as a raw material for charging.

[実施例13]
ここでは参考例12の方法で反応を行った後、得られた反応混合物を参考例4と同様の方法で固液分離し、この固液分離で得られた湿潤状態の線状PASを原料として環式PASの製造を実施した例を示す。
[Example 13]
Here, after the reaction was carried out by the method of Reference Example 12, the obtained reaction mixture was subjected to solid-liquid separation by the same method as in Reference Example 4, and the wet linear PAS obtained by this solid-liquid separation was used as a raw material. The example which manufactured manufacture of cyclic PAS is shown.

原料として参考例4に示した方法で得られた湿潤状態の線状PPS(線状PPS−3)を用いて実施例12と同様に反応を行い、反応混合物を得た。   Reaction was carried out in the same manner as in Example 12 using wet linear PPS (linear PPS-3) obtained by the method shown in Reference Example 4 as a raw material to obtain a reaction mixture.

得られた反応混合物を参考例4と同様に、加圧ろ過器を用いた固液分離に処して湿潤状態の固形分を得た。以下、ここで得られた線状PPSを含む湿潤状態の固形分を線状PPS−4と称する。得られた湿潤状態の固形分の一部を分取して、温水を用いた洗浄を十分に行った後に乾燥し乾燥固体を得た。この乾燥固体の分析の結果、赤外分光分析における吸収スペクトルよりこれは線状のポリフェニレンスルフィドであり、また、重量平均分子量は11,500であることがわかった。また、得られた乾燥固体の重量から、湿潤状態の固形分の線状PPS含有率は約22%であることがわかった。なお、前記湿潤状態の固形分の分析を行った結果、NMP及びNaCl含有率はそれぞれ約43%、約35%であった。   The obtained reaction mixture was subjected to solid-liquid separation using a pressure filter in the same manner as in Reference Example 4 to obtain a wet solid content. Hereinafter, the wet solid content containing the linear PPS obtained here is referred to as linear PPS-4. A portion of the wet solid obtained was collected, washed thoroughly with warm water and then dried to obtain a dry solid. As a result of analysis of this dry solid, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis that it was a linear polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 11,500. Moreover, it turned out that the linear PPS content rate of the solid content of a wet state is about 22% from the weight of the obtained dry solid. As a result of analysis of the solid content in the wet state, the NMP and NaCl contents were about 43% and about 35%, respectively.

撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに上記で得られた湿潤状態の線状PPS(線状PPS−4)を59.3g(線状PPSを13.0g、NMPを25.3g含む。イオウ成分量基準で0.120mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を3.51g(水硫化ナトリウム1.68g(0.0300mol),水1.82g(0.101mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液2.73g(水酸化ナトリウム1.26g(0.0315mol),水1.42g(0.0789mol))、NMPを360g(3.63mol)、およびp−DCB4.63g(0.0315mol)を仕込んだ。線状PPS−4および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.15molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約2.5Lであった。   A stainless steel autoclave equipped with a stirrer contains 59.3 g of the wet linear PPS (linear PPS-4) obtained above (13.0 g of linear PPS and 25.3 g of NMP). 0.120 mol), 3.51 g of 48% by weight aqueous solution of sodium hydrosulfide (1.68 g (0.0300 mol) of sodium hydrosulfide, 1.82 g (0.101 mol) of water), 96% pure sodium hydroxide 2.73 g (1.26 g (0.0315 mol) of sodium hydroxide, 1.42 g (0.0789 mol) of water), 360 g (3.63 mol) of NMP, and p-DCB4. 63 g (0.0315 mol) was charged. The total amount of sulfur components derived from linear PPS-4 and sodium hydrosulfide was 0.15 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 2.5 L.

反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて昇温した。次いで260℃まで約0.5時間かけて昇温した。260℃で30分保持した後、室温近傍まで急冷した。   The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour with stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised to 260 ° C. over about 0.5 hours. After maintaining at 260 ° C. for 30 minutes, it was rapidly cooled to near room temperature.

得られた内容物をガスクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、モノマーのp−DCBの消費率は86.2%、仕込んだモノマー(p−DCB)に対する環式PASの生成率は約62.5%、反応混合物中のイオウ成分がすべて環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成率は13.1%であることがわかった。   As a result of analyzing the obtained contents by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomer p-DCB was 86.2%, and the production rate of cyclic PAS relative to the charged monomer (p-DCB) was about It was found that the yield of cyclic PAS was 13.1%, assuming 62.5% and all sulfur components in the reaction mixture were converted to cyclic PAS.

次に得られた反応物を200g分取し、実施例3と同様に環式PPSの回収を行い、純度96%で環式PPSを含む白色粉末1.27gを得た。   Next, 200 g of the obtained reaction product was collected, and cyclic PPS was recovered in the same manner as in Example 3 to obtain 1.27 g of white powder containing 96% purity and containing cyclic PPS.

実施例12,13より、湿潤状態の線状PAS、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒を原料として得られた反応物を分離することで得られる湿潤状態の線状PASを(a)線状PASとして用いた場合でも同様に純度の高い環式PASを高収率で得ることができることがわかった。   From Examples 12 and 13, a wet linear PAS obtained by separating a reaction product obtained using a wet state linear PAS, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent as raw materials ( a) It was found that cyclic PAS with high purity can be obtained in a high yield even when used as linear PAS.

Claims (10)

少なくとも
(a)線状ポリアリーレンスルフィド、
(b)スルフィド化剤、
(c)ジハロゲン化芳香族化合物、および
(d)有機極性溶媒、
を含む反応混合物を、加熱して反応させて環式ポリアリーレンスルフィドを製造する方法であって、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して有機極性溶媒を1.25リットル以上用いることを特徴とする環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。
At least (a) linear polyarylene sulfide,
(B) a sulfidizing agent,
(C) a dihalogenated aromatic compound, and (d) an organic polar solvent,
Is a method of producing a cyclic polyarylene sulfide by heating and reacting a reaction mixture containing 1.25 liters or more of an organic polar solvent with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. A process for producing a cyclic polyarylene sulfide.
加熱温度が反応混合物の常圧における還流温度を超える温度であることを特徴とする請求項1に記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the heating temperature is a temperature exceeding the reflux temperature at normal pressure of the reaction mixture. 有機溶媒の使用量が反応混合物中のイオウ成分1モルに対して50リットル以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to claim 1 or 2, wherein the amount of the organic solvent used is 50 liters or less with respect to 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture. 反応混合物を加熱する際の圧力がゲージ圧で0.05MPa以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure when heating the reaction mixture is 0.05 MPa or more in terms of gauge pressure. ジハロゲン化芳香族化合物(c)がジクロロベンゼンであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of claims 1 to 4, wherein the dihalogenated aromatic compound (c) is dichlorobenzene. スルフィド化剤(b)がアルカリ金属硫化物であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。 6. The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the sulfidizing agent (b) is an alkali metal sulfide. スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させることで得られたポリアリーレンスルフィドを、線状ポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The polyarylene sulfide obtained by bringing the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound into contact with each other in an organic polar solvent is used as the linear polyarylene sulfide (a). A process for producing the cyclic polyarylene sulfide according to claim 1. スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られた環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドを含むポリアリーレンスルフィド混合物から、環式ポリアリーレンスルフィドを分離することによって得られた線状ポリアリーレンスルフィドを線状ポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィド製造方法。 A cyclic polyarylene sulfide obtained by heating and reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound with an organic polar solvent of 1.25 liters or more per mole of the sulfur component of the sulfidizing agent; The linear polyarylene sulfide obtained by separating the cyclic polyarylene sulfide from the polyarylene sulfide mixture containing the linear polyarylene sulfide is used as the linear polyarylene sulfide (a). To 6. The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of items 1 to 6. 少なくとも、線状ポリアリーレンスルフィド、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒からなる反応混合物を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して有機極性溶媒を1.25リットル以上用いて加熱して反応させて得られた環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドを含むポリアリーレンスルフィド混合物から、環式ポリアリーレンスルフィドを分離することによって得られた線状ポリアリーレンスルフィドを線状ポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィド製造方法。 At least a reaction mixture composed of linear polyarylene sulfide, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent is heated using 1.25 liters or more of an organic polar solvent with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. The linear polyarylene sulfide obtained by separating the cyclic polyarylene sulfide from the polyarylene sulfide mixture containing the cyclic polyarylene sulfide and the linear polyarylene sulfide obtained by the reaction is converted into the linear polyarylene. It uses as a sulfide (a), The cyclic polyarylene sulfide manufacturing method in any one of Claim 1 to 6 characterized by the above-mentioned. 線状ポリアリーレンスルフィド(a)の重量平均分子量が2,500以上であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing a cyclic polyarylene sulfide according to any one of claims 1 to 9, wherein the linear polyarylene sulfide (a) has a weight average molecular weight of 2,500 or more.
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