JP2015127398A - Polyarylene sulfide and manufacturing method therefor - Google Patents

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堀内 俊輔
Shunsuke Horiuchi
俊輔 堀内
秀 海法
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秀 海法
慎吾 武知
Shingo Takechi
慎吾 武知
智幸 小田島
Tomoyuki Odajima
智幸 小田島
幸二 山内
Koji Yamauchi
幸二 山内
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide polyarylene sulfide achieving both of high quality with generation gas or chlorine content reduced during molding processing and high flowability during melting processing.SOLUTION: There is provided a method for manufacturing polyarylene sulfide by reacting a reaction mixture containing at least a sulfide agent (a), a dihalogenated aromatic compound (b) and an organic polar solvent (c) with 1.25 liter to 50 liter of the organic polar solvent (c) based on 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture and isolating polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 2,500 to 20,000 from a reaction product obtained from following process 1 and process 2. The process 1 is a process of heating the reaction mixture having an arylene unit of 0.80 mol or more and less than 1.05 mol per 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture and reacting until 50% or more of the sulfide agent (a) in the reaction mixture is consumed. The process 2 is a process of adding the dihalogenated aromatic compound (b) so that the arylene unit per 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture becomes 1.05 mol to 1.50 mol and then conducting a reaction by further heating to obtain the reaction product containing polyarylene sulfide.

Description

本発明はポリアリーレンスルフィドおよびその製造方法に関する。より詳しくはポリアリーレンスルフィド樹脂として渇望されている、成形加工時の発生ガスや含有塩素が低減された高品質と、溶融加工時の高い流動性を両立するポリアリーレンスルフィドおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to polyarylene sulfide and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polyarylene sulfide that is eagerly desired as a polyarylene sulfide resin and has both a high quality in which a gas generated during molding processing and contained chlorine are reduced, and a high fluidity during melt processing, and a method for producing the same.

近年のRoHS規制、REACH規制など国際的な化学物質規制が高まっている中、電気電子部品分野では環境に対する取り組みとして低ハロゲン化への動きが活発化している。例えば汎用樹脂では難燃性を付与させるためにハロゲン系難燃剤を用いることが多いが、低ハロゲン化の流れから、ハロゲン系難燃剤なしでも十分な難燃性が得られる樹脂が注目されている。中でもポリフェニレンスルフィド(以下PPSと略する場合もある)に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下PASと略する場合もある)樹脂は、ハロゲン系難燃剤を用いずとも高い難燃性を有していると同時に、耐薬品性、耐湿熱性、バリア性、電気絶縁性など優れた特性を有しているため、ハロゲン系難燃剤レスの樹脂として注目されている。   In recent years, international chemical substance regulations such as RoHS regulations and REACH regulations are increasing, and in the field of electrical and electronic parts, there is an active movement toward lower halogens as an environmental effort. For example, in general-purpose resins, halogen-based flame retardants are often used to impart flame retardancy, but from the trend of low halogenation, resins that can obtain sufficient flame resistance without halogen-based flame retardants are attracting attention. . Among them, a polyarylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PAS) resin represented by polyphenylene sulfide (hereinafter also abbreviated as PPS) has high flame retardancy without using a halogen-based flame retardant. At the same time, it has attracted attention as a halogen-based flame retardant-free resin because it has excellent properties such as chemical resistance, heat and humidity resistance, barrier properties, and electrical insulation.

しかしながら、一般的なPAS製造方法であるジハロゲン化芳香族化合物とスルフィド化剤を原料とする場合には、ジハロゲン化芳香族化合物に由来するハロゲンが任意の割合で分子鎖末端に存在するため、PAS樹脂自体が高いハロゲン含有量を示す。また、重合反応終了後のPAS回収方法もハロゲン含有量に影響を与える。一般的に、PAS製造の際に同時に生成するオリゴマー成分は高いハロゲン含有量を示す。   However, when a dihalogenated aromatic compound and a sulfidizing agent, which are general PAS production methods, are used as raw materials, the halogen derived from the dihalogenated aromatic compound is present in the molecular chain terminal at an arbitrary ratio. The resin itself exhibits a high halogen content. Further, the PAS recovery method after completion of the polymerization reaction also affects the halogen content. In general, the oligomer component produced simultaneously with the production of PAS exhibits a high halogen content.

ここで、重合反応物を高温高圧の状態から常圧もしくは減圧の雰囲気中へフラッシュさせ溶媒回収と同時に重合体を粉粒状にして回収するフラッシュ法では、不揮発成分であるオリゴマー成分を含むPASを回収する(例えば特許文献1)。このフラッシュ法では分子量の低いPASを回収することが可能であるため、溶融加工時の流動性に優れるPASが得られる傾向にあるが、他方でオリゴマー成分を含有しているがゆえに5000ppm程度の高いハロゲン含有量を示す。   Here, in the flash method in which the polymerization reaction product is flushed from a high-temperature and high-pressure state into an atmosphere of normal pressure or reduced pressure, and the polymer is powdered and recovered at the same time as the solvent recovery, PAS containing oligomer components that are nonvolatile components is recovered. (For example, Patent Document 1). In this flash method, since it is possible to recover a PAS having a low molecular weight, there is a tendency to obtain a PAS excellent in fluidity at the time of melt processing. On the other hand, since it contains an oligomer component, it is as high as about 5000 ppm. Indicates the halogen content.

それに対し、クエンチ法では重合反応物を高温高圧の状態から徐々に冷却して反応系内のPAS成分を析出させ、金網分離によりオリゴマー成分を除去してPASを得る。このクエンチ法では、フラッシュ法に比較して低いハロゲン含有量を示す。しかし、クエンチ法ではオリゴマー成分を除去するが故に、高分子量PASにその製造が限定される傾向にあり、流動性に劣るPASとなる傾向が強かった(例えば特許文献2)。   On the other hand, in the quench method, the polymerization reaction product is gradually cooled from a high temperature and high pressure state to precipitate a PAS component in the reaction system, and the oligomer component is removed by wire mesh separation to obtain PAS. This quench method shows a lower halogen content compared to the flash method. However, since the oligomer method is removed in the quench method, the production tends to be limited to high molecular weight PAS, and the tendency to become PAS having poor fluidity is strong (for example, Patent Document 2).

上記のごとき従来のポリアリーレンスルフィドの製造方法で、ハロゲン(塩素)含有量を低減した例としては、例えば特許文献3には塩素原子含有量が1,500〜2,000ppmのポリアリーレンスルフィド樹脂(A)が開示されているが、このポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は分子量25000〜30000であり、分子量2万以下の流動性に優れるポリアリーレンスルフィドは得られていなかった。   As an example in which the halogen (chlorine) content is reduced by the conventional method for producing polyarylene sulfide as described above, for example, Patent Document 3 discloses a polyarylene sulfide resin having a chlorine atom content of 1,500 to 2,000 ppm ( Although A) is disclosed, this polyarylene sulfide resin (A) has a molecular weight of 25,000 to 30,000, and a polyarylene sulfide excellent in fluidity with a molecular weight of 20,000 or less has not been obtained.

また、例えば特許文献4には塩素含有量1200〜1600ppmのポリアリーレンスルフィド(a)が開示されているが、このポリアリーレンスルフィド(a)は、直径1mm、長さ2mmのダイスを装着した高化式フローテスターにて、測定温度315℃、荷重10kgの条件下で測定した溶融粘度が200〜2000ポイズのリニア型ポリフェニレンスルフィドであり、通常、溶融粘度200ポイズ以上のPPSの分子量は2万を大きく超えるものであるため、分子量2万以下の流動性に優れるポリアリーレンスルフィドは得られていなかった。   Further, for example, Patent Document 4 discloses a polyarylene sulfide (a) having a chlorine content of 1200 to 1600 ppm, and this polyarylene sulfide (a) is an improved type equipped with a die having a diameter of 1 mm and a length of 2 mm. It is a linear polyphenylene sulfide having a melt viscosity of 200 to 2000 poise measured under the conditions of a measurement temperature of 315 ° C. and a load of 10 kg using a flow tester. Usually, the molecular weight of PPS having a melt viscosity of 200 poise or more is larger than 20,000. Therefore, a polyarylene sulfide having a molecular weight of 20,000 or less and excellent fluidity was not obtained.

上記のように、PAS製造における従来技術では、塩素量の低減と、成形加工時の良流動性(低分子量)にはトレードオフの関係があり、塩素含有量の低減と低分子量を両立するPPSを得ることは困難であった。   As described above, in the prior art in PAS production, there is a trade-off relationship between the reduction of chlorine content and good fluidity (low molecular weight) during molding processing, and PPS that achieves both reduction of chlorine content and low molecular weight. It was difficult to get.

また、PASにおけるハロゲン含量以外の別の課題として、PASの溶融混練や射出成形を行う際、即ちPASを溶融させた際にはPAS中が含有する揮発性成分が揮散するという課題があった。この溶融加熱時の揮発性成分は、溶融加工に用いる加工装置のガス抜き部分(ベント部)の詰まりを引き起こし操作性が悪化するという問題が生じることや、揮散物が大気中に放出されると環境負荷が増大すること、さらにはPASの成形品を製造する際の金型汚れや、成形品の表面品位を悪化させる要因であるため、溶融時の揮発性成分の低減が望まれている。   Further, as another problem other than the halogen content in PAS, there has been a problem that volatile components contained in PAS are volatilized when melt kneading and injection molding of PAS, that is, when PAS is melted. The volatile component at the time of melting and heating causes clogging of the degassing part (vent part) of the processing apparatus used for melting processing, resulting in a problem that the operability is deteriorated, or when volatilized substances are released into the atmosphere. Reduction of the volatile components at the time of melting is desired because it is an increase in environmental load, and also a factor that deteriorates mold contamination and the surface quality of a molded product when a molded product of PAS is manufactured.

ここでPAS中の揮発性成分を低減する方法としては、有機極性溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略することもある)中でスルフィド化剤(NaSH)とジハロゲン化芳香族化合物(p−ジクロロベンゼン)を反応させ、反応により得られたポリマーのスラリーをNMPで洗浄し、得られたポリマーを更に溶剤洗浄することでオリゴマー成分を除去する方法が例示できる(例えば特許文献5)。この方法では溶剤洗浄によるオリゴマー成分の低減により、オリゴマー成分分解に由来する揮発性成分の低減と共に、塩素含有量も低減することが期待される。しかし、回収PASの分子鎖末端には依然として塩素が存在するため塩素含有量の低減には限界があった。   Here, as a method for reducing the volatile components in PAS, a sulfidizing agent (NaSH) and a dihalogenated aromatic in N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes abbreviated as NMP) which is an organic polar solvent. A method of removing the oligomer component by reacting the compound (p-dichlorobenzene), washing the polymer slurry obtained by the reaction with NMP, and further washing the obtained polymer with a solvent can be exemplified (for example, Patent Document 5). ). This method is expected to reduce the chlorine content as well as the volatile components derived from the oligomer component decomposition by reducing the oligomer components by solvent washing. However, there is a limit in reducing the chlorine content because chlorine is still present at the molecular chain end of the recovered PAS.

これら従来技術における課題の中で、ハロゲン含有量の抜本的な低減を実現する方法として、原料としてジハロゲン化芳香族化合物と共にモノハロゲン化芳香族化合物やチオール化合物を併用する方法が提案されている(例えば特許文献6〜8参照)。これらの手法では併用したモノハロゲン化芳香族化合物やチオール化合物が、生成するポリアリーレンスルフィドの末端に導入されることで、ポリアリーレンスルフィドのハロゲン含有量の低減が期待される。しかしながらこれら方法では、主たる原料であるジハロゲン化芳香族化合物とは反応性が異なるモノハロゲン化芳香族化合物やチオール化合物を効率よく共重合させることが必要になる。したがってこれらの方法では、ジハロゲン化芳香族化合物が一定量反応した段階でモノハロゲン化芳香族化合物やチオール化合物を追加して更に反応させるといった厳密な反応制御が必要であるのと同時に、反応後に未反応物として残留するジハロゲン化芳香族化合物およびモノハロゲン化芳香族化合物やチオール化合物をそれぞれ分離回収するための複雑な製造プロセスが必須となるといった課題がある方法であった。   Among these problems in the prior art, as a method for realizing a drastic reduction of the halogen content, a method of using a monohalogenated aromatic compound or a thiol compound together with a dihalogenated aromatic compound as a raw material has been proposed ( For example, see Patent Documents 6 to 8.) In these methods, a monohalogenated aromatic compound or a thiol compound used in combination is introduced into the terminal of the polyarylene sulfide to be produced, so that the halogen content of the polyarylene sulfide is expected to be reduced. However, in these methods, it is necessary to efficiently copolymerize a monohalogenated aromatic compound or a thiol compound having a different reactivity from the dihalogenated aromatic compound as the main raw material. Therefore, these methods require strict reaction control such that a monohalogenated aromatic compound or a thiol compound is further reacted after a certain amount of the dihalogenated aromatic compound has reacted, and at the same time, after the reaction, This method has a problem that a complicated production process for separating and recovering the dihalogenated aromatic compound, the monohalogenated aromatic compound, and the thiol compound remaining as reactants is essential.

また、これら特許文献1〜8に代表される、ポリアリーレンスルフィドの含有ハロゲン低減法や溶融時の揮発成分量の低減法といった高品質化方法では、溶融加工時の高い流動性を維持すること、即ち低分子量PASの製造と品質の両立を達成することは実現されていなかった。   In addition, in high quality methods represented by these Patent Documents 1 to 8, such as a method for reducing the halogen content of polyarylene sulfide and a method for reducing the amount of volatile components at the time of melting, maintaining high fluidity at the time of melt processing, That is, achieving both the production and quality of low molecular weight PAS has not been realized.

低分子量で且つ高品質なポリアリーレンスルフィドを製造する方法として、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反応させて得られる、少なくともポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物からポリアリーレンスルフィドを回収する方法であって、(a)反応混合物においてポリアリーレンスルフィドが溶解するに足る温度で反応混合物を第1の固液分離に処することでポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド及び有機極性溶媒を含む濾液成分を得て、(b)次いで、前記濾液成分をポリアリーレンスルフィドが溶解しない温度とした後に濾液成分を第2の固液分離に処することを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法が開示されている(例えば特許文献9)。この方法では、2種の固液分離により金属不純物とオリゴマー成分を除去することでPASの高品質化を図っており、PAS製造の条件の選択によって低分子量PASを提供することにも成功している。しかしながら、PASの製造において本発明とは異なり、原料であるジハロゲン化芳香族化合物を一度に仕込んでいるため、ハロゲン含有量が多いPASしか製造することができなかった。   As a method for producing a low-molecular-weight and high-quality polyarylene sulfide, at least polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide obtained by contacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent and reacting them, A method of recovering polyarylene sulfide from a reaction mixture containing an alkali metal halide and an organic polar solvent, wherein (a) the reaction mixture is subjected to a first solid-liquid separation at a temperature sufficient to dissolve the polyarylene sulfide in the reaction mixture. To obtain a filtrate component containing polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide and an organic polar solvent. (B) Next, the filtrate component is brought to a temperature at which polyarylene sulfide does not dissolve, and then the filtrate component is separated into a second solid-liquid separation. Polyary characterized by processing Method for producing Nsurufido is disclosed (for example, Patent Document 9). In this method, the quality of PAS is improved by removing metal impurities and oligomer components by two types of solid-liquid separation, and low molecular weight PAS has also been successfully provided by selecting the conditions for PAS production. Yes. However, unlike the present invention, in the production of PAS, since the raw material dihalogenated aromatic compound is charged at a time, only PAS having a high halogen content could be produced.

また、特許文献10及び11に代表される環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法においては、その原料として用いる線状ポリアリーレンスルフィドの製造方法として、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線状ポリアリーレンスルフィドを得ることが開示されている。これらの方法では、本発明と同様に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いるため、再現性良くまた簡便な方法で分子量が低いPASを製造することが実現可能である。しかしながら、これらの方法では、本発明とは異なり原料であるジハロゲン化芳香族化合物を一度に仕込んでいるため、ハロゲン含有量が多いPASしか製造することができなかった。またこれらの発明では環式PASの製造が目的で有り、PAS成分は原料としての活用以外には述べられておらず、高品質化に関しても何ら言及されておらずその示唆もない。   Moreover, in the manufacturing method of cyclic polyarylene sulfide represented by patent document 10 and 11, as a manufacturing method of the linear polyarylene sulfide used as the raw material, a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are used as a sulfidizing agent. From a polyarylene sulfide mixture containing a cyclic polyarylene sulfide and a linear polyarylene sulfide obtained by heating and using an organic polar solvent of 1.25 liters or more per 1 mol of the sulfur component, It is disclosed to obtain linear polyarylene sulfides by separating the formula polyarylene sulfides. In these methods, since the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound are used in an amount of 1.25 liters or more of an organic polar solvent with respect to 1 mol of the sulfur component of the sulfidizing agent, the reproducibility is high. It is also possible to produce a PAS having a low molecular weight by a simple method. However, in these methods, unlike the present invention, since the raw material dihalogenated aromatic compound is charged at a time, only PAS having a high halogen content could be produced. Further, in these inventions, the production of cyclic PAS is aimed, and the PAS component is not described except for its use as a raw material, and there is no mention or suggestion regarding quality improvement.

同じく環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法として特許文献12では、原料であるジハロゲン化芳香族化合物を2段階に分けて仕込む方法が開示されているが、この方法も環式PASの製造が目的であるため、PAS成分は原料としての活用以外には述べられておらず、高品質化に関しても何ら言及されておらずその示唆もない。本特許文献においては、環式ポリアリーレンスルフィドの製造方法で得られた反応生成物を固液分離して、PAS成分を、湿潤状態のPASとして分離し、環式PASの製造原料として活用することが示されている。しかしこの湿潤状態のPAS成分は、反応で用いた有機極性溶媒を過半として含むものであり、その特性に関しては何ら触れられておらず、ここから単離したPASに関しては何ら記載もされていなかった。   Similarly, Patent Document 12 discloses a method of preparing a dihalogenated aromatic compound as a raw material in two stages as a method for producing a cyclic polyarylene sulfide. This method is also intended to produce a cyclic PAS. For this reason, the PAS component is not described except for its use as a raw material, and there is no mention or suggestion regarding quality improvement. In this patent document, the reaction product obtained by the method for producing cyclic polyarylene sulfide is subjected to solid-liquid separation, and the PAS component is separated as wet PAS and used as a raw material for producing cyclic PAS. It is shown. However, this wet PAS component contains the organic polar solvent used in the reaction as a majority, and there is no mention of its characteristics, and there is no description of PAS isolated therefrom. .

特公昭45−3368号公報Japanese Patent Publication No. 45-3368 特開昭55−156342号公報JP-A-55-156342 特開2009−203472号公報JP 2009-203472 A 特開2011−126973号公報JP 2011-126973 A 特開平7−003022号公報JP-A-7-003022 特開2010−53335号公報JP 2010-53335 A 国際公開2010−010760号公報International Publication No. 2010-010760 特開2010−126621号公報JP 2010-126621 A 特開2009−167395号公報JP 2009-167395 A 特開2009−227952号公報JP 2009-227592 A 特開2011−068885号公報JP 2011-068885 A 国際公開2013−061561号公報International Publication No. 2013-061561

本発明はポリアリーレンスルフィドおよびその製造方法として、より詳しくはポリアリーレンスルフィド樹脂として渇望されている、成形加工時の発生ガスや含有塩素が低減された高品質と、溶融加工時の高い流動性を両立するポリアリーレンスルフィドおよびその製造方法を提供することを課題とする。   The present invention is a polyarylene sulfide and a method for producing the same, more specifically, a polyarylene sulfide resin that has been craved for high quality with reduced gas and chlorine contained during molding, and high fluidity during melt processing. It is an object of the present invention to provide a compatible polyarylene sulfide and a method for producing the same.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有する。
(1) 少なくともスルフィド化剤(a)、ジハロゲン化芳香族化合物(b)および有機極性溶媒(c)を含む反応混合物であって、該反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上50リットル以下の前記有機極性溶媒(c)を含む前記反応混合物を加熱して反応させて、ポリアリーレンスルフィドを製造する方法であって、以下の工程1と工程2で得られた反応生成物から、重量平均分子量が2,500以上20,000以下のポリアリーレンスルフィドを単離するポリアリーレンスルフィドの製造方法。
工程1;前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が0.80モル以上1.05モル未満である前記反応混合物を加熱して、前記反応混合物中の前記スルフィド化剤(a)の50%以上が消費されるまで反応させる工程。
工程2;前記工程1に次いで、前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が1.05モル以上1.50モル以下となるように前記ジハロゲン化芳香族化合物(b)を追加した後にさらに加熱して反応を行い、ポリアリーレンスルフィドを含む反応生成物を得る工程。
(2) 前記工程2に次いで以下の工程3を行い、固液分離により分離した固形分からポリアリーレンスルフィドを単離する、(1)に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
工程3;工程2で得られた反応生成物を、有機極性溶媒(c)の常圧における沸点以下の温度領域で固液分離する工程。
(3) 前記工程1における、前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が0.80モル以上1.00モル未満である、(1)または(2)に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(4) 前記工程1において、前記反応混合物中の前記スルフィド化剤(a)の70%以上が反応消費されるまで反応させた後に、工程2を行う(1)から(3)のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(5) 重量平均分子量が2,500以上20,000以下のポリアリーレンスルフィドであって、減圧条件下320℃にて2時間加熱した際の重量減少が1.0%以下であるポリアリーレンスルフィド。
(6) 塩素含有量が5,000ppm以下である(5)に記載のポリアリーレンスルフィド。
(7) オリゴマー成分含有量が0.01%以上1.0%以下である(5)または(6)に記載のポリアリーレンスルフィド。
(8) 溶融粘度が0.01〜10Pa・sである(5)から(7)のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィド。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(1) A reaction mixture containing at least a sulfidizing agent (a), a dihalogenated aromatic compound (b) and an organic polar solvent (c), wherein 1.25 liters per 1 mol of sulfur component in the reaction mixture A method for producing polyarylene sulfide by heating and reacting the reaction mixture containing the organic polar solvent (c) of 50 liters or less, wherein reaction products obtained in the following Step 1 and Step 2 are used. And a polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 2,500 to 20,000 is isolated.
Step 1: heating the reaction mixture having an arylene unit of 0.80 mol or more and less than 1.05 mol per 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture, so that the sulfiding agent (a) in the reaction mixture is heated. The process of making it react until 50% or more is consumed.
Step 2: After the step 1, after adding the dihalogenated aromatic compound (b) so that the arylene unit per mole of sulfur component in the reaction mixture is 1.05 mol or more and 1.50 mol or less A step of further heating to react to obtain a reaction product containing polyarylene sulfide.
(2) The method for producing polyarylene sulfide according to (1), wherein the following step 3 is performed after the step 2 to isolate the polyarylene sulfide from the solid content separated by solid-liquid separation.
Step 3: A step of subjecting the reaction product obtained in Step 2 to solid-liquid separation in a temperature range below the boiling point of the organic polar solvent (c) at normal pressure.
(3) Production of polyarylene sulfide according to (1) or (2), wherein the number of arylene units per mole of sulfur component in the reaction mixture in step 1 is 0.80 mol or more and less than 1.00 mol. Method.
(4) In the step 1, the reaction is performed until 70% or more of the sulfidizing agent (a) in the reaction mixture is reacted and consumed, and then the step 2 is performed. (1) to (3) A process for producing the polyarylene sulfide as described.
(5) A polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 2,500 to 20,000 and having a weight loss of 1.0% or less when heated at 320 ° C. for 2 hours under reduced pressure.
(6) The polyarylene sulfide according to (5), wherein the chlorine content is 5,000 ppm or less.
(7) The polyarylene sulfide according to (5) or (6), wherein the oligomer component content is 0.01% or more and 1.0% or less.
(8) The polyarylene sulfide according to any one of (5) to (7), which has a melt viscosity of 0.01 to 10 Pa · s.

本発明によれば、高品質で、且つ溶融加工時の流動性の極めて高いポリアリーレンスルフィドおよびこれを効率よく製造する方法が提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a polyarylene sulfide having high quality and extremely high fluidity during melt processing and a method for efficiently producing the same.

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 sulfiding agent used in the present invention may be any sulfidizing agent as long as it can introduce a sulfide bond into a dihalogenated aromatic compound. Examples thereof include alkali metal sulfides, alkali metal hydrosulfides, and hydrogen sulfide. It is done.

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 the remaining amount obtained by subtracting the amount of loss from the actual charge amount when a partial loss of the sulfidizing agent occurs before the reaction with the dihalogenated aromatic compound due to dehydration operation or the like. It shall mean quantity.

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、より好ましくは1.005から1.200モル、更に好ましくは1.005から1.100モル、また更に好ましくは1.005から1.05モル、最も好ましくは1.005から1.05モル未満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、より好ましくは2.04〜2.40モル、更に好ましくは2.01から1.200モル、また更に好ましくは2.01から2.10モル、最も好ましくは2.01から2.10モル未満の範囲が例示できる。アルカリ金属水酸化物の使用量をこのような範囲とすることにより、得られるPASに含まれる窒素含有量がより低減する傾向、すなわちPASに含まれる窒素原子を含有する不純物構造の量が低減でき、より高品質なPASが得られる傾向にある。この理由は明らかではないが、PASを製造する反応においてアルカリ金属水酸化物に起因する副反応が抑制されるため、窒素含有の副生成物が低減することや、窒素を含む不純物がPASに導入される反応が抑制されるため、より純度の高いPASを得やすくなると推測している。   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. 50 moles, preferably 1.00 to 1.25 moles, more preferably 1.005 to 1.200 moles, more preferably 1.005 to 1.100 moles, and even more preferably 1.005 to 1.05 moles The most preferable range is 1.005 to less than 1.05 mol. 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. Mol, preferably 2.01 to 2.50 mol, more preferably 2.04 to 2.40 mol, still more preferably 2.01 to 1.200 mol, and even more preferably 2.01 to 2.10 mol, Most preferably, the range is from 2.01 to less than 2.10 mol. By setting the amount of alkali metal hydroxide used in such a range, the nitrogen content contained in the obtained PAS tends to be further reduced, that is, the amount of impurity structures containing nitrogen atoms contained in the PAS can be reduced. There is a tendency to obtain a higher quality PAS. The reason for this is not clear, but side reactions caused by alkali metal hydroxides in the reaction for producing PAS are suppressed, so that nitrogen-containing byproducts are reduced and impurities containing nitrogen are introduced into PAS. It is speculated that it is easier to obtain PAS with higher purity because the reaction to be carried out is suppressed.

(2)ジハロゲン化芳香族化合物
本発明の実施形態で使用されるジハロゲン化芳香族化合物とは、芳香環の二価基であるアリーレン基と、2つのハロゲノ基とを有する芳香族化合物である。ジハロゲン化芳香族化合物1モルは、アリーレン単位1モルとハロゲノ基2モルを有している。たとえば、アリーレン基としてベンゼン環の二価基であるフェニレン基を有すると共に2つのハロゲノ基を有する化合物として、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、および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を挙げることができる。さらに、ジハロゲン化芳香族化合物としては、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、および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化合物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共重合体を得るために異なる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 The dihalogenated aromatic compound used in the embodiment of the present invention is an aromatic compound having an arylene group which is a divalent group of an aromatic ring and two halogeno groups. One mole of the dihalogenated aromatic compound has 1 mole of an arylene unit and 2 moles of a halogeno group. For example, compounds having a phenylene group that is a divalent group of a benzene ring as an arylene group and two halogeno groups include p-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, o-dibromo. Mention may be made of dihalogenated benzenes such as benzene, m-dibromobenzene, 1-bromo-4-chlorobenzene, and 1-bromo-3-chlorobenzene. Further, examples of the dihalogenated aromatic compound include 1-methoxy-2,5-dichlorobenzene, 1-methyl-2,5-dichlorobenzene, 1,4-dimethyl-2,5-dichlorobenzene, and 1,3-dimethyl. Mention may also be made of compounds containing substituents other than halogen, such as -2,5-dichlorobenzene and 3,5-dichlorobenzoic acid. 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 a combination of two or more different dihalogenated aromatic compounds in order to obtain a cyclic PAS copolymer.

(3)有機極性溶媒
本発明の実施形態ではスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物との反応を行う際や、反応で得られた反応生成物の固液分離を行う際に有機極性溶媒を用いるが、この有機極性溶媒としては有機アミド溶媒が好ましい。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、および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や、N−メチル−ε−カプロラクタムおよびε−カプロラクタムなどのカプロラクタム類や、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、および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。
(3) Organic polar solvent In the embodiment of the present invention, an organic polar solvent is used when a reaction between a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound is performed or when a solid-liquid separation of a reaction product obtained by the reaction is performed. However, the organic polar solvent is preferably an organic amide solvent. Specific examples include N-alkylpyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, and N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N-methyl-ε-caprolactam, and ε-caprolactam. Caprolactams, aprotic organic solvents represented by 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, and hexamethylphosphoric triamide, and mixtures thereof Are preferably used because of high stability of the reaction. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone are preferably used.

本発明の実施形態において、少なくともスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物および有機極性溶媒からなる反応混合物を反応させる際の有機極性溶媒の使用量は、反応混合物中のイオウ成分1モルに対し1.25リットル以上50リットル以下である。有機極性溶媒の使用量の好ましい下限としては1.5リットル以上であり、さらに好ましくは2リットル以上である。一方、好ましい上限としては20リットル以下であり、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。   In the embodiment of the present invention, the amount of the organic polar solvent used in the reaction of at least the sulfidizing agent, the dihalogenated aromatic compound and the organic polar solvent is 1 with respect to 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture. It is 25 liters or more and 50 liters or less. The preferable lower limit of the amount of the organic polar solvent used is 1.5 liters or more, more preferably 2 liters or more. On the other hand, the upper limit is preferably 20 liters or less, and 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.

イオウ成分1モル当たりの有機極性溶媒の使用量が1.25リットルより少ない場合、分子量の高いポリアリーレンスルフィドが生成し易くなる傾向にあり、最終的に単離されるPASの溶融加工における流動性が低下する傾向にある。また、不純物オリゴマーの生成や、副反応に起因する不純物型末端の生成確率が高まると推測され、最終的に得られるPASの溶融加工時のガス成分発生量が増大する傾向にある。ここでPASの分子量は、使用する有機極性溶媒の量が多いほど低下する傾向にあるため、より流動性の高いPASを得るとの観点でより多くの吸気極性溶媒を使用する事はこの観点で好ましい。ただし、PASの単離操作において効率よくPASを回収するとの観点では、PASの重量平均分子量は2,500以上である必要があり、この分子量下限を達成するために有機極性溶媒の使用量上限以下とすることが必要となる。また、使用する有機極性溶媒の使用量を極端に多くすると、反応容器の単位体積当たりのPASの生成量が低下する傾向に有り、また、反応に要する時間が長時間化する傾向がある。従い、ポリアリーレンスルフィドの品質や回収効率、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。   When the amount of the organic polar solvent used per mole of sulfur component is less than 1.25 liters, polyarylene sulfide having a high molecular weight tends to be generated, and the fluidity in the melt processing of the finally isolated PAS is low. It tends to decrease. Further, it is presumed that the generation probability of impurity oligomers and the generation probability of impurity-type ends due to side reactions is increased, and the amount of gas components generated during the melt processing of the finally obtained PAS tends to increase. Here, since the molecular weight of PAS tends to decrease as the amount of the organic polar solvent used increases, it is necessary to use a larger amount of inspiratory polar solvent from the viewpoint of obtaining a more fluid PAS. preferable. However, from the viewpoint of efficiently recovering PAS in the PAS isolation operation, the weight average molecular weight of PAS needs to be 2,500 or more, and in order to achieve this molecular weight lower limit, it is less than the upper limit of the amount of organic polar solvent used. It is necessary to If the amount of the organic polar solvent used is extremely increased, the amount of PAS produced per unit volume of the reaction vessel tends to decrease, and the time required for the reaction tends to increase. Therefore, it is preferable to set the amount of the organic polar solvent used in the above range from the viewpoint of achieving both the quality, recovery efficiency, and productivity of polyarylene sulfide.

なお、一般的なPASの製造では、重合反応の進行を目的とするので溶媒の使用量は極めて少ない場合が多く、本発明の実施形態の好ましい使用量範囲では重合反応が進行しにくく極めて分子量の低いPAS成分しか得られないと考えられていた。本発明の実施形態では一般的なPAS製造の場合と比べて、溶媒使用量が多い条件下でも、効率よくPASが得られる。この理由は現時点定かではないが、本発明の溶媒使用量範囲は特異的に反応効率が高く原料の消費速度が高いことが、PASの生成に好適に作用しているものと推測している。   In general PAS production, the amount of the solvent used is often very small because the purpose is to proceed with the polymerization reaction, and the polymerization reaction is difficult to proceed within the preferred amount range of the embodiment of the present invention. It was thought that only a low PAS component could be obtained. In the embodiment of the present invention, PAS can be obtained efficiently even under conditions where the amount of solvent used is large compared to the case of general PAS production. The reason for this is not clear at this time, but it is presumed that the solvent use amount range of the present invention has a high reaction efficiency and a high consumption rate of the raw material, which preferably acts on the production of PAS.

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。   Here, the usage amount of the organic polar solvent 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.

(4)ポリアリーレンスルフィド
本発明における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って、その構造は線状であることが好ましい。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。
(4) Polyarylene sulfide The polyarylene sulfide in the present invention is a homopolymer or copolymer having a repeating unit of formula, — (Ar—S) —, as the main constituent unit, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. Thus, the structure is preferably linear. Ar includes units represented by the following formulas (A) to (L), among which the formula (A) is particularly preferable.

Figure 2015127398
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(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 2015127398
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また、本発明における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   The PAS in 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 PASs include p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.

Figure 2015127398
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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PASの溶融粘度に特に制限は無いが、本発明の方法によれば、溶融粘度が低く流動性に優れるPASが得られる傾向にある。具体的には、300℃における溶融粘度が0.01〜10Pa・sの範囲が例示でき、0.05〜7Pa・s、特に好ましくは0.1〜5Pa・sの極めて流動性の高いPASが得られる傾向にある。ここでPASの溶融粘度は動的粘弾性測定法によって測定することができ、例えば平行円板型(直径25mm)あって下部プレートにカップ(内径約28mm)を具備したジオメトリーを具備する回転型動的粘弾性測定装置(レオメーター)にて、窒素気流下、角周波数3.1/秒で100℃から320℃まで5℃/分で昇温した際の、300℃における粘度である。なお、従来製法で得られる一般的なPASの溶融粘度は数百Pa・sであり、本発明のPASは従来製法のPASよりも大幅に低粘度であり流動性に優れる。また、従来製法で特殊な製造条件を設定することで数十Pa・sのPASが得られることも知られているが、この場合は後述する溶融時の発生ガスが著しく増大するといった課題が有り、工業的に活用可能なPASでは無かった。一方で従来のPAS製法において、溶融時の発生ガス量を低減する手法として、酸化性雰囲気下で加熱処理する手法(キュアリング)が知られているが、この手法ではガスの低減と同時にPASの溶融粘度の著しい増大が進行するため、本発明のPASよりも溶融粘度の高いPASしか得られないという課題があった。   The melt viscosity of PAS in the present invention is not particularly limited, but according to the method of the present invention, a PAS having a low melt viscosity and excellent fluidity tends to be obtained. Specifically, the melt viscosity at 300 ° C. can be exemplified as a range of 0.01 to 10 Pa · s, and a highly fluid PAS of 0.05 to 7 Pa · s, particularly preferably 0.1 to 5 Pa · s is preferable. It tends to be obtained. Here, the melt viscosity of PAS can be measured by a dynamic viscoelasticity measuring method, for example, a rotary type motion having a parallel disk type (diameter 25 mm) and a geometry having a cup (inner diameter about 28 mm) on a lower plate. This is the viscosity at 300 ° C. when the temperature is increased from 100 ° C. to 320 ° C. at 5 ° C./min under a nitrogen stream with an angular frequency of 3.1 / second using a mechanical viscoelasticity measuring device (rheometer). In addition, the melt viscosity of a general PAS obtained by the conventional production method is several hundred Pa · s, and the PAS of the present invention has a significantly lower viscosity and excellent fluidity than the PAS of the conventional production method. It is also known that PAS of several tens of Pa · s can be obtained by setting special manufacturing conditions in the conventional manufacturing method. In this case, however, there is a problem that the gas generated at the time of melting described later increases remarkably. It was not an industrially applicable PAS. On the other hand, in the conventional PAS manufacturing method, as a method for reducing the amount of gas generated at the time of melting, a method (curing) for heat treatment in an oxidizing atmosphere is known. Since a marked increase in melt viscosity proceeds, there is a problem that only a PAS having a melt viscosity higher than that of the PAS of the present invention can be obtained.

また、本発明では分子量の低いPASを得やすい傾向に有り、その分子量は重量平均分子量で2,500〜20,000であり、5,000〜18,000が好ましく、5,000〜16,000がより好ましい。一般に重量平均分子量が前記範囲のPASは、極めて高い流動性の発現と、機械強度や耐薬品などの特性の発現を両立するものとなる。また、後述するPASとオリゴアリーレンスルフィドの分離操作を行う条件下において、この様なPASは有機極性溶媒中で固形分として存在しやすくなるため、オリゴアリーレンスルフィドとの分離性が著しく向上する傾向にあるため、本発明においては特に好適であるといえる。   In the present invention, a PAS having a low molecular weight tends to be easily obtained. The molecular weight is 2,500 to 20,000 in terms of weight average molecular weight, preferably 5,000 to 18,000, and preferably 5,000 to 16,000. Is more preferable. In general, a PAS having a weight average molecular weight in the above range can achieve both the expression of extremely high fluidity and the expression of properties such as mechanical strength and chemical resistance. Also, under the conditions for performing the separation operation of PAS and oligoarylene sulfide, which will be described later, such a PAS tends to exist as a solid in an organic polar solvent, so that the separation property from oligoarylene sulfide tends to be remarkably improved. Therefore, it can be said to be particularly suitable in the present invention.

本発明のPASは、従来のPASと比べて品質面で優れており、特にPASの特性として重視される、溶融時の発生ガスが少ない、含有塩素量が少ないという特徴を有する。   The PAS of the present invention is superior in quality as compared with the conventional PAS, and has the characteristics that the gas generated at the time of melting is small and the amount of chlorine contained is particularly important as the characteristics of the PAS.

ここで溶融時の発生ガスが少ないという特徴は、加熱前後の重量減少率△W(%)を比較することで評価が可能である。ここで△Wは減圧条件にて320℃で2時間加熱した際の重量減少率で表すことができる。   Here, the feature that the gas generated at the time of melting is small can be evaluated by comparing the weight reduction rate ΔW (%) before and after heating. Here, ΔW can be expressed as a weight reduction rate when heated at 320 ° C. for 2 hours under reduced pressure conditions.

具体的な△Wの測定方法としては、腹部が100mm×25mmφ、首部が255mm×12mmφ、肉厚が1mmのガラスアンプルにポリマー3gを計り入れてから真空封入し、このガラスアンプルの胴部のみを、電気管状炉に挿入して320℃で2時間加熱後にアンプルを取り出し、管状炉によって加熱されておらず揮発ガスの付着したアンプル首部をヤスリで切り出して秤量し、次いで付着ガスを5gのクロロホルムで溶解して除去した後、60℃のガラス乾燥機で1時間乾燥してから再度秤量し、ガス分を除去した前後のアンプル首部の重量差を揮発性成分量(ポリマーに対する重量%)として測定できる。
ここで本発明のPASは△Wが1.0%以下であり、0.8%以下であることが好ましく、0.6%以下であることが更に好ましく、0.5%以下であることがよりいっそう好ましい。△Wが前記範囲を超える場合は、たとえばPASを成形加工する際に発生ガス量が多いといった問題や発生しやすくなる傾向があり好ましくなく、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多くなり生産性が悪化する傾向もあるため好ましくない。
As a specific method for measuring ΔW, 3 g of a polymer is measured in a glass ampoule having an abdomen of 100 mm × 25 mmφ, a neck of 255 mm × 12 mmφ, and a wall thickness of 1 mm, and vacuum sealed. The ampule is taken out after being inserted into an electric tubular furnace and heated at 320 ° C. for 2 hours, and the ampule neck which has not been heated by the tubular furnace and is attached with volatile gas is cut out with a file and weighed. After dissolution and removal, the sample is dried for 1 hour in a glass dryer at 60 ° C. and then weighed again, and the weight difference between the neck of the ampoule before and after removing the gas component can be measured as the amount of volatile components (% by weight relative to the polymer). .
Here, in the PAS of the present invention, ΔW is 1.0% or less, preferably 0.8% or less, more preferably 0.6% or less, and 0.5% or less. Even more preferable. When ΔW exceeds the above range, for example, there is a tendency that the amount of generated gas is large when PAS is molded, and it tends to occur, which is not preferable. Also, a die or die at the time of extrusion molding, or at the time of injection molding The amount of deposits on the mold increases and the productivity tends to deteriorate.

なおここで一般に、本発明の対象であるポリアリーレンスルフィドも含め高分子材料の加熱時の重量減少は、分子量が低いほど増大する傾向にある。この要因は種々挙げられるが、ポリマーが低分子量なほどポリマーの末端量が多くなる関係にあり、一般に末端は通常の主鎖構造と比べて熱安定性に劣るため、分子量が低いほど溶融時の発生ガスが多くなると考えられる。例えばポリアリーレンスルフィドの場合、通常の主鎖構造はアリーレンスルフィド単位である。これに対して、ポリアリーレンスルフィドの一般的末端構造であるハロゲノ基末端やチオール基末端は、主鎖構造とは電子的状態が異なるため、主鎖構造と比べて不安定である。したがって、加熱した際には不安定な末端構造が、熱分解開始の基点となると推測され、末端量が多いほど、即ち低分子量ポリマーであるほど、加熱時の重量減少量は増大すると考えられる。   In general, the weight loss during heating of the polymer material including the polyarylene sulfide which is the subject of the present invention tends to increase as the molecular weight decreases. There are various reasons for this, but the lower the molecular weight of the polymer, the higher the terminal amount of the polymer. Generally, the terminal is inferior in thermal stability compared to the normal main chain structure. The amount of generated gas is thought to increase. For example, in the case of polyarylene sulfide, the usual main chain structure is an arylene sulfide unit. On the other hand, a halogeno group end or a thiol group end, which is a general terminal structure of polyarylene sulfide, is unstable compared to the main chain structure because its electronic state is different from the main chain structure. Therefore, it is presumed that an unstable terminal structure becomes a starting point for initiation of thermal decomposition when heated, and it is considered that the weight loss amount upon heating increases as the terminal amount increases, that is, as the molecular weight is low.

前述したように、本発明のPASの分子量は重量平均分子量で2,500〜20,000であり、市販されている一般的なPAS製品の分子量、即ち概ね20,000〜100,000程度のものよりも低分子量である。従来技術でも本発明のPASと同等程度、即ち分子量10,000程度の低分子量PASを製造可能なことは知られている。しかしながらが、従来技術の低分子量PASは本発明者らの知る限りでは加熱した際の重量減少△Wは1.0%を大幅にこえるため、低分子量と加熱時の発生ガスの低減は困難であった。本発明の好ましい製造法によって得られるPASはこれら従来技術とは異なり、きわめて高純度であるがために△Wの値の低下と低分子量の両立が可能となったと推測している。   As described above, the molecular weight of the PAS of the present invention is 2,500 to 20,000 in terms of weight average molecular weight, and the molecular weight of general PAS products on the market, that is, about 20,000 to 100,000. Lower molecular weight. It is known that a low molecular weight PAS having the same level as that of the PAS of the present invention, that is, a molecular weight of about 10,000 can be produced even in the prior art. However, the low molecular weight PAS of the prior art is, as far as the present inventors know, the weight loss ΔW when heated greatly exceeds 1.0%, so it is difficult to reduce the low molecular weight and the generated gas during heating. there were. Unlike these conventional techniques, PAS obtained by the preferred production method of the present invention is extremely high in purity, and therefore it is presumed that both a reduction in ΔW value and a low molecular weight can be achieved.

本発明のPASは実質的に塩素以外のハロゲン、即ちフッ素、臭素、ヨウ素、アスタチンを含まないことが好ましい。本発明のPASがハロゲンとして塩素を含有する場合、PASが通常使用される温度領域においては安定であるために塩素を少量含有してもPASの機械特性に対する影響が少ないが、塩素以外のハロゲンを含有する場合、それらの特異な性質がPASの特性、例えば電気特性や滞留安定性を悪化させる傾向にある。   The PAS of the present invention preferably contains substantially no halogen other than chlorine, that is, fluorine, bromine, iodine, or astatine. When the PAS of the present invention contains chlorine as a halogen, it is stable in the temperature range where PAS is usually used. Therefore, even if a small amount of chlorine is contained, there is little influence on the mechanical properties of the PAS. When contained, these unique properties tend to deteriorate the properties of PAS, such as electrical properties and residence stability.

本発明のPASがハロゲンとして塩素を含有する場合、その好ましい上限量は5,000ppm以下であり、より好ましくは3,500ppm以下、更に好ましくは2,500ppm以下、より一層好ましくは2,000ppm以下であり、一方、好ましい下限量は100ppm以上、より好ましくは300ppm以上、更に好ましくは500ppm以上であり、この範囲ではPASの電気特性や滞留安定性がより良好となる傾向にある。   When the PAS of the present invention contains chlorine as a halogen, the preferred upper limit is 5,000 ppm or less, more preferably 3,500 ppm or less, still more preferably 2,500 ppm or less, and even more preferably 2,000 ppm or less. On the other hand, the preferred lower limit is 100 ppm or more, more preferably 300 ppm or more, and even more preferably 500 ppm or more. Within this range, the electrical properties and residence stability of PAS tend to be better.

PASに含有されるハロゲン、具体的には塩素などは、前述したとおりPASの末端構造として存在していると推測される。ここで従来技術によるPASであって本発明のPASと同等の分子量を有する従来PASの塩素量は、先に示した本発明のPASの塩素量よりも大幅に多い。本発明の好ましい製造法によって得られるPASはこれら従来技術とは異なり、きわめて高純度であるがために低い塩素含有量と低分子量の両立が可能となったと推測している。   As described above, it is presumed that halogens contained in PAS, specifically chlorine, etc. exist as terminal structures of PAS. Here, the amount of chlorine in the conventional PAS, which is a PAS according to the prior art and has the same molecular weight as that of the PAS of the present invention, is significantly larger than the amount of chlorine of the PAS of the present invention described above. Unlike these conventional techniques, PAS obtained by the preferred production method of the present invention is extremely high in purity, and therefore, it is assumed that a low chlorine content and a low molecular weight are compatible.

上述のように、本発明のPASは従来のPASと比べて溶融時の発生ガスが、含有塩素量が少ないという特徴を有するが、それと同時に窒素含有量も少ない特徴も具備する。ここで従来市販されているPASは一般に、数百から数千ppmの窒素含有量を示し、特に分子量が2万以下の低分子量品では1000ppm以上の窒素含有量を示すのが一般的であり、従来の高純度且つ高分子量のPASでも800ppmを超えるのが一般的である。これに対し、本発明のPASは、分子量が2万以下にもかかわらず窒素含有量が1000ppm未満、好ましくは800ppm以下、本発明の好ましい条件を採用することで500ppm以下や、より好ましい条件を採用することで400ppm以下を実現することも可能となる。ここで、窒素含有量の下限はなく、少ないことが好ましいが、具体的な数値を例示するならば、この窒素含有量の下限値は、通常1ppm程度である。PASにおいて窒素含有構造はポリマー構成単位とは異なる欠陥構造であるため、窒素含有量が少ないほど、例えば滞留安定性が良く加工性に優れる傾向にあり、また溶融加工後の機械的特性の変化は極めて小さく、高品質を維持しやすくなる。この理由は現時点定かではないが、窒素含有化合物は酸化的架橋形成を促進するが、窒素含有化合物量が少なくなることで酸化的架橋形成が抑制されるためであると推測している。   As described above, the PAS of the present invention has a feature that the generated gas at the time of melting is less than that of the conventional PAS, but at the same time, it has a feature that the nitrogen content is also low. Here, the commercially available PAS generally shows a nitrogen content of several hundred to several thousand ppm, and in particular, a low molecular weight product having a molecular weight of 20,000 or less generally shows a nitrogen content of 1000 ppm or more. Conventional high purity and high molecular weight PAS generally exceeds 800 ppm. On the other hand, the PAS of the present invention adopts a nitrogen content of less than 1000 ppm, preferably 800 ppm or less, even though the molecular weight is 20,000 or less, preferably 500 ppm or less by adopting the preferred conditions of the present invention. By doing so, it becomes possible to realize 400 ppm or less. Here, there is no lower limit of the nitrogen content, and it is preferable that the nitrogen content is low. However, if specific numerical values are exemplified, the lower limit value of the nitrogen content is usually about 1 ppm. In PAS, since the nitrogen-containing structure is a defect structure different from the polymer structural unit, the smaller the nitrogen content, for example, the better the retention stability and the better the workability, and the change in mechanical properties after melt processing is Extremely small and easy to maintain high quality. Although the reason for this is not clear at present, it is presumed that the nitrogen-containing compound promotes oxidative crosslinking, but the oxidative crosslinking is suppressed by reducing the amount of the nitrogen-containing compound.

なお、ここで本発明における窒素含有量とは、試料中に含まれる全窒素量を指す。窒素含有量は、窒素元素分析により評価することができ、例えば、横型反応炉を用いて最終温度900℃でサンプルを熱分解・酸化させ、生成した一酸化窒素を窒素検出器に供し求めることができる。   Here, the nitrogen content in the present invention refers to the total nitrogen content contained in the sample. The nitrogen content can be evaluated by elemental nitrogen analysis. For example, the sample is pyrolyzed and oxidized at a final temperature of 900 ° C. using a horizontal reactor, and the generated nitrogen monoxide is supplied to a nitrogen detector and obtained. it can.

(5)オリゴアリーレンスルフィド
本発明におけるオリゴ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があるが、なかでも式(A)が特に好ましい。
(5) Oligoarylene sulfide The oligoarylene sulfide in the present invention is a homopolymer or copolymer having a repeating unit of the formula:-(Ar-S)-as the main constituent unit, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. . Ar includes units represented by the above formulas (A) to (L), among which the formula (A) is particularly preferable.

また、本発明におけるオリゴアリーレンスルフィドは前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、オリゴフェニレンスルフィド、オリゴフェニレンスルフィドスルホン、オリゴ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。特に好ましいオリゴ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を80モル%以上、特に90モル%以上含有するオリゴフェニレンスルフィドの他、オリゴポリフェニレンスルフィドスルホン、オリゴフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。   In addition, the oligoarylene sulfide in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the repeating unit. Typical examples of these include oligophenylene sulfide, oligophenylene sulfide sulfone, oligophenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred oligoarylene sulfides include oligopolyphenylene sulfide sulfones and oligophenylene sulfide ketones in addition to oligophenylene sulfides containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as main structural units.

本発明における各種オリゴアリーレンスルフィドの平均分子量は前述のPASよりも低いものと定義でき、一般的なオリゴアリーレンスルフィドの重量平均分子量としては200〜5,000が例示でき、200〜2,500が好ましく、300〜2,000がより好ましい。本発明者らはPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの特性の違いを詳細に検討した結果、重量平均分子量が前記範囲のオリゴアリーレンスルフィドは前述のPASと比べて各種溶剤への溶解性にすぐれる傾向にあることを見出した。特に、オリゴアリーレンスルフィドは有機極性溶媒への溶解性が高く、この点で前述のPASとは特性が大きく異なることを見出した。すなわち、後述するPASとオリゴアリーレンスルフィドの分離操作を行う条件下において、PASは有機極性溶媒中で固形分として存在しやすく、一方でオリゴアリーレンスルフィドは有機極性溶媒に溶解しやすいため、簡易な固液分離操作により分離性よくPASとオリゴアリーレンスルフィドを分離できることを見出し本発明の完成に至った。この観点から、本発明においてオリゴアリーレンスルフィドの重量分子量は前述の範囲が特に好適であるといえる。   The average molecular weight of various oligoarylene sulfides in the present invention can be defined as lower than the above-mentioned PAS, and the weight average molecular weight of a general oligoarylene sulfide can be exemplified by 200 to 5,000, preferably 200 to 2,500. 300 to 2,000 is more preferable. As a result of detailed examination of the difference in properties between PAS and oligoarylene sulfide, the inventors of the present invention have a tendency for oligoarylene sulfide having a weight average molecular weight in the above-mentioned range to be more soluble in various solvents than the aforementioned PAS. I found out. In particular, it has been found that oligoarylene sulfide has high solubility in an organic polar solvent, and in this respect, the characteristics are greatly different from those of the aforementioned PAS. That is, PAS is likely to be present as a solid in an organic polar solvent under the conditions for separating PAS and oligoarylene sulfide, which will be described later. On the other hand, oligoarylene sulfide is easily dissolved in an organic polar solvent. The present inventors have found that PAS and oligoarylene sulfide can be separated with good separability by liquid separation operation, and the present invention has been completed. From this viewpoint, in the present invention, it can be said that the above range is particularly suitable for the weight molecular weight of the oligoarylene sulfide.

また、本発明のオリゴアリーレンスルフィドの構造に特に制限はなく、線状構造、分岐構造、グラフト構造、環状構造など各種構造、およびこれらの混合物が許容できる。この中でも線状および/または環状のオリゴアリーレンスルフィドが好ましく、これら構造体を得るためには厳密な反応制御や分岐構造を導入するための第三成分を必要としないという利点がある。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the structure of the oligoarylene sulfide of this invention, Various structures, such as a linear structure, a branched structure, a graft structure, and a cyclic structure, and mixtures thereof are accept | permitted. Among these, linear and / or cyclic oligoarylene sulfides are preferable, and there is an advantage that a strict reaction control and a third component for introducing a branched structure are not required to obtain these structures.

ここで本発明におけるオリゴアリーレンスルフィドの環状体(以下、環式オリゴアリーレンスルフィドと称する場合もある)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。   Herein, the oligoarylene sulfide cyclic body in the present invention (hereinafter sometimes referred to as a cyclic oligoarylene sulfide) is a cyclic compound having a repeating unit of formula, — (Ar—S) — as a main structural unit. Preferably, it is a compound such as the following general formula (Q) containing 80 mol% or more of the repeating unit.

Figure 2015127398
Figure 2015127398

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、環式オリゴ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、環式オリゴフェニレンスルフィド、環式オリゴフェニレンスルフィドスルホン、環式オリゴ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。特に好ましい環式オリゴ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を80モル%以上、特に90モル%以上含有する環式オリゴ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。   In addition, in cyclic oligoarylene 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 oligophenylene sulfide, cyclic oligophenylene sulfide sulfone, cyclic oligophenylene sulfide ketone, cyclic random copolymers containing these, cyclic block copolymers, and mixtures thereof. Is mentioned. Particularly preferred cyclic oligoarylene sulfides include cyclic oligophenylene sulfides (hereinafter sometimes abbreviated as cyclic PPS) containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as main structural units. Can be mentioned.

環式オリゴ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。環式オリゴアリーレンスルフィドの用途として、環式オリゴアリーレンスルフィドを含有する混合物を加熱することで高重合度体への転化させる用途が例示でき、この様な用途に用いる場合には、環式オリゴ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オリゴ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。従ってこの様な用途に環式オリゴアリーレンスルフィドを用いる際には、環式オリゴアリーレンスルフィドの溶融解がより低い温度で可能となる観点で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 oligoarylene sulfide, 2-50 are preferable, 2-25 are more preferable, and 3-20 can be illustrated as a still more preferable range. The use of cyclic oligoarylene sulfide can be exemplified by the use of a mixture containing cyclic oligoarylene sulfide that is converted to a high degree of polymerization by heating, and when used in such applications, cyclic oligoarylene sulfide is used. It is preferable to carry out the heating at a temperature higher than the temperature at which the sulfide melts, but when m increases, the melting temperature of the cyclic oligoarylene sulfide tends to increase. Therefore, when cyclic oligoarylene sulfide is used for such applications, it is advantageous to set m in the above range from the viewpoint that the melt solution of cyclic oligoarylene sulfide is possible at a lower temperature.

また、環式オリゴ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オリゴ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オリゴ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オリゴ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。   The cyclic oligoarylene sulfide may be either a single compound having a single repeating number or a mixture of cyclic oligoarylene sulfides having different repeating numbers, but it may be a mixture of cyclic oligoarylene 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 oligoarylene 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)ポリアリーレンスルフィドの製造方法
本発明の実施の形態では、少なくともスルフィド化剤(a)、ジハロゲン化芳香族化合物(b)および有機極性溶媒(c)を含む反応混合物であって、該反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上50リットル以下の前記有機極性溶媒(c)を含む前記反応混合物を加熱して反応させて、ポリアリーレンスルフィドを製造する方法であって、以下の工程1と工程2を含むことで得られた反応生成物から、ポリアリーレンスルフィドを単離することが特徴であり、これにより、前記(4)項で示したような優れた特性を有するポリアリーレンスルフィドを製造することが可能である。
工程1;前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が0.80モル以上1.05モル未満である前記反応混合物を加熱して、前記反応混合物中の前記スルフィド化剤(a)の50%以上が消費されるまで反応させる工程。
工程2;前記工程1に次いで、前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が1.05モル以上1.50モル以下となるように前記ジハロゲン化芳香族化合物(b)を追加した後にさらに加熱して反応を行い、ポリアリーレンスルフィドを含む反応生成物を得る工程。
(6) Method for Producing Polyarylene Sulfide In an embodiment of the present invention, a reaction mixture containing at least a sulfidizing agent (a), a dihalogenated aromatic compound (b) and an organic polar solvent (c), wherein the reaction A method for producing polyarylene sulfide by heating and reacting the reaction mixture containing 1.25 liters to 50 liters of the organic polar solvent (c) with respect to 1 mol of a sulfur component in the mixture, It is characterized by isolating polyarylene sulfide from the reaction product obtained by including the following Step 1 and Step 2, thereby having excellent characteristics as shown in the above section (4). It is possible to produce polyarylene sulfides.
Step 1: heating the reaction mixture having an arylene unit of 0.80 mol or more and less than 1.05 mol per 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture, so that the sulfiding agent (a) in the reaction mixture is heated. The process of making it react until 50% or more is consumed.
Step 2: After the step 1, after adding the dihalogenated aromatic compound (b) so that the arylene unit per mole of sulfur component in the reaction mixture is 1.05 mol or more and 1.50 mol or less A step of further heating to react to obtain a reaction product containing polyarylene sulfide.

以下、工程1及び工程2について詳述する。   Hereinafter, step 1 and step 2 will be described in detail.

(7)ポリアリーレンスルフィドの製造;工程1
本発明の実施形態では、上記原料成分を含む反応混合物を工程1で用いる。工程1では、反応混合物に含まれる少なくともスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とが反応することで目的物であるポリアリーレンスルフィドの生成が進行する。
(7) Production of polyarylene sulfide; Step 1
In the embodiment of the present invention, the reaction mixture containing the raw material components is used in Step 1. In step 1, at least the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound contained in the reaction mixture react with each other, so that the production of polyarylene sulfide as the target product proceeds.

ここで、工程1で用いる反応混合物では、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位は0.80モル以上1.05モル未満である。アリーレン単位の下限値は、0.82モルが好ましく、0.87モルがより好ましく、0.90モルが更に好ましく、0.92モルがよりいっそう好ましく、0.94モルが殊更好ましい。また、上記アリーレン単位の上限値は、1.02モルが好ましく、1.005モルがより好ましく、1.00モル未満がさらに好ましく、0.995モルがよりいっそう好ましく、0.990モルが殊更好ましい。   Here, in the reaction mixture used in Step 1, the number of arylene units per mol of sulfur component in the reaction mixture is 0.80 mol or more and less than 1.05 mol. The lower limit of the arylene unit is preferably 0.82 mol, more preferably 0.87 mol, still more preferably 0.90 mol, even more preferably 0.92 mol, and even more preferably 0.94 mol. The upper limit of the arylene unit is preferably 1.02 mol, more preferably 1.005 mol, further preferably less than 1.00 mol, even more preferably 0.995 mol, and even more preferably 0.990 mol. .

上記の反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位の下限値として、より低い下限値を選択するほど、塩素含有量が低いポリアリーレンスルフィドが得やすくなる傾向にある。また、より高い下限値を選択するほど、ポリアリーレンスルフィドの製造における不純物の生成量を低減できる傾向にある。特に0.94モル未満の下限値を選択した場合にはポリアリーレンスルフィドの塩素含有量が殊更に低減できる傾向が強く、一方で0.94モル以上の下限値を選択した場合には不純物の生成を顕著に抑制できる傾向が強い。   As the lower limit value of the arylene unit per mole of the sulfur component in the reaction mixture is selected, the lower the lower limit value, the easier it is to obtain polyarylene sulfide having a lower chlorine content. Moreover, it exists in the tendency which can reduce the production amount of the impurity in manufacture of a polyarylene sulfide, so that a higher lower limit is selected. In particular, when the lower limit value of less than 0.94 mol is selected, the chlorine content of polyarylene sulfide is particularly likely to be reduced, while when the lower limit value of 0.94 mol or more is selected, the formation of impurities There is a strong tendency to significantly suppress.

ここで工程1では反応混合物中のスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物が反応することでアリーレンスルフィドユニットが逐次的に形成してポリアリーレンスルフィドが生成する。ここでスルフィド化剤に対してジハロゲン化芳香族化合物が過剰の場合、即ち反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位の比が高いほどハロゲノ基を末端に有するポリアリーレンスルフィドが生成し易くなる。逆にスルフィド化剤に対してジハロゲン化芳香族化合物が不足する場合、即ち反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位の比が低い場合には、スルフィドを末端に有するポリアリーレンスルフィドが生成する傾向となる。   Here, in step 1, an arylene sulfide unit is sequentially formed by reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in the reaction mixture to produce polyarylene sulfide. Here, when the dihalogenated aromatic compound is excessive with respect to the sulfidizing agent, that is, the higher the ratio of the arylene units per mole of the sulfur component in the reaction mixture, the easier the polyarylene sulfide having a halogeno group at the terminal is formed. . Conversely, when the dihalogenated aromatic compound is insufficient with respect to the sulfidizing agent, that is, when the ratio of arylene units per mole of sulfur component in the reaction mixture is low, a polyarylene sulfide having a sulfide at its end is formed. It becomes a trend.

ここで後者、即ちスルフィド化剤に対してジハロゲン化芳香族化合物が不足する方が、生成するポリアリーレンスルフィドは末端ハロゲノ基が少なくなる傾向となるが、ジハロゲン化芳香族化合物が不足しすぎる場合には、生成するPASの分子量が極端に低下し、またPASの溶融加工時の安定性も低下する傾向にある。この様なスルフィド化剤に対するジハロゲン化芳香族化合物のモル比の関係から、前述した下限値を採用することでポリアリーレンスルフィドの塩素含有量の低減とオリゴマー量の低減を両立することができる。   Here, the latter, that is, when the dihalogenated aromatic compound is insufficient relative to the sulfidizing agent, the polyarylene sulfide to be produced tends to have fewer terminal halogeno groups, but when the dihalogenated aromatic compound is insufficient. , The molecular weight of the produced PAS is extremely lowered, and the stability of the PAS during melt processing tends to be lowered. From the relationship of the molar ratio of the dihalogenated aromatic compound to the sulfidizing agent, it is possible to achieve both the reduction of the chlorine content of the polyarylene sulfide and the reduction of the oligomer amount by adopting the lower limit value described above.

なお先に触れたように本発明の実施形態においてアリーレンスルフィド化合物は、スルフィド化剤(a)と、ジハロゲン化芳香族化合物(b)とが反応することにより生成する。したがって、反応の進行に伴い、消費したジハロゲン化芳香族化合物の量に相当するアリーレンスルフィド単位が新たに生成することとなる。すなわち、反応中に反応混合物に対してアリーレン含有成分が除去されたり追加されたりしない場合、反応が進行した段階であっても反応混合物中のアリーレン単位の量は仕込み段階と変わらないといえる。   As mentioned above, in the embodiment of the present invention, the arylene sulfide compound is produced by reacting the sulfidizing agent (a) with the dihalogenated aromatic compound (b). Therefore, as the reaction proceeds, an arylene sulfide unit corresponding to the amount of the dihalogenated aromatic compound consumed is newly generated. That is, when the arylene-containing component is not removed or added to the reaction mixture during the reaction, it can be said that the amount of arylene units in the reaction mixture is the same as that in the preparation stage even at the stage where the reaction has progressed.

反応混合物に含まれるアリーレン単位とは、原料として仕込んだスルフィド化剤(a)とジハロゲン化芳香族化合物(b)との反応が全く進行していない段階においては、アリーレン単位を含む原料がジハロゲン化芳香族化合物(b)のみの場合は、反応混合物に含まれるジハロゲン化芳香族化合物(b)に由来するアリーレン単位をさす。   The arylene unit contained in the reaction mixture means that the raw material containing the arylene unit is dihalogenated at the stage where the reaction between the sulfidizing agent (a) charged as a raw material and the dihalogenated aromatic compound (b) has not progressed at all. In the case of only the aromatic compound (b), it means an arylene unit derived from the dihalogenated aromatic compound (b) contained in the reaction mixture.

また、反応混合物中のアリーレン単位の量は、ジハロゲン化芳香族に由来するアリーレン単位および反応系内に存在するアリーレンスルフィド化合物の量をそれぞれ定量して求めることも可能である。ここで反応混合物中のジハロゲン化芳香族化合物量は後述するガスクロマトグラフ法を用いる方法で求めることができる。また、反応混合物中のアリーレンスルフィド化合物の量は、反応混合物の一部を大過剰の水に分散させて水に不溶な成分を回収し、回収した成分を乾燥して得られる固形分の量を測定することにより求めることが可能である。   The amount of the arylene unit in the reaction mixture can also be determined by quantifying the amount of the arylene unit derived from the dihalogenated aromatic and the amount of the arylene sulfide compound present in the reaction system. Here, the amount of the dihalogenated aromatic compound in the reaction mixture can be determined by a method using a gas chromatographic method described later. In addition, the amount of the arylene sulfide compound in the reaction mixture is determined by determining the amount of solid content obtained by dispersing a part of the reaction mixture in a large excess of water, recovering insoluble components in water, and drying the recovered components. It can be obtained by measuring.

また、反応混合物に含まれるイオウ成分のモル量とは、反応混合物中に存在するイオウ原子のモル量と同義である。例えば反応混合物中にアルカリ金属硫化物が1モル存在し、イオウを含む他の成分が存在しない場合、反応混合物に含まれるイオウ成分は1モルに相当する。また、反応混合物中にアルカリ金属水硫化物が0.5モルとアリーレンスルフィド単位が0.5モル存在する場合、反応混合物に含まれるイオウ成分は1モルに相当する。   Moreover, the molar amount of the sulfur component contained in the reaction mixture is synonymous with the molar amount of sulfur atoms present in the reaction mixture. For example, when 1 mole of alkali metal sulfide is present in the reaction mixture and no other component containing sulfur is present, the sulfur component contained in the reaction mixture corresponds to 1 mole. Further, when 0.5 mole of alkali metal hydrosulfide and 0.5 mole of arylene sulfide unit are present in the reaction mixture, the sulfur component contained in the reaction mixture corresponds to 1 mole.

したがって、原料として仕込んだスルフィド化剤(a)およびジハロゲン化芳香族化合物(b)の反応が全く進行していない段階においては、イオウ原子を有する原料がスルフィド化剤(a)のみの場合は、反応混合物に含まれるイオウ成分のモル量とは、スルフィド化剤(a)に由来するイオウ成分のモル量をさす。また、反応が進行した段階、もしくは原料すなわち反応開始段階にポリアリーレンスルフィドを含む場合においては、反応混合物に含まれるイオウ成分のモル量とは、反応混合物中に含まれるスルフィド化剤に由来するイオウ成分と、反応系内に存在するアリーレンスルフィド化合物に由来するイオウ成分の合計のモル量をさす。   Therefore, when the reaction of the sulfidizing agent (a) and the dihalogenated aromatic compound (b) charged as raw materials is not progressing at all, when the raw material having sulfur atoms is only the sulfidizing agent (a), The molar amount of the sulfur component contained in the reaction mixture refers to the molar amount of the sulfur component derived from the sulfidizing agent (a). In the case where polyarylene sulfide is contained in the stage where the reaction has progressed or in the raw material, that is, the reaction initiation stage, the molar amount of the sulfur component contained in the reaction mixture is the sulfur derived from the sulfidizing agent contained in the reaction mixture. The total molar amount of the component and the sulfur component derived from the arylene sulfide compound present in the reaction system.

ここで、前記の通り本発明の実施形態においてアリーレンスルフィド化合物は、スルフィド化剤(a)と、ジハロゲン化芳香族化合物(b)とが反応することにより生成するため、反応の進行においては、消費したスルフィド化剤の量に相当するアリーレンスルフィド単位が新たに生成することとなる。すなわち、反応中に反応混合物においてスルフィド化剤の除去や欠損や追加などがない場合、反応が進行した段階であっても反応混合物に含まれるイオウ成分の量は仕込み段階と変わらないといえる。   Here, as described above, in the embodiment of the present invention, the arylene sulfide compound is produced by the reaction between the sulfidizing agent (a) and the dihalogenated aromatic compound (b). Arylene sulfide units corresponding to the amount of the sulfidizing agent thus formed are newly generated. That is, if there is no removal, loss or addition of the sulfidizing agent in the reaction mixture during the reaction, it can be said that the amount of sulfur component contained in the reaction mixture is the same as in the preparation stage even at the stage where the reaction has progressed.

また、反応混合物中のイオウ成分の量は、スルフィド化剤に由来するイオウ成分量および反応系内に存在するアリーレンスルフィド化合物の量をそれぞれ定量して求めることも可能である。ここで反応混合物中のスルフィド化剤の量は後述するイオンクロマトグラフィー手法で求めることができる。また、反応混合物中のアリーレンスルフィド化合物の定量方法は前述の通りである。   Further, the amount of the sulfur component in the reaction mixture can be determined by quantifying the amount of the sulfur component derived from the sulfidizing agent and the amount of the arylene sulfide compound present in the reaction system. Here, the amount of the sulfidizing agent in the reaction mixture can be determined by an ion chromatography method described later. The method for quantifying the arylene sulfide compound in the reaction mixture is as described above.

ここで本発明の実施形態では、工程1における反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が0.80モル以上1.00モル未満といった、イオウ成分に対するアリーレン単位が不足する条件を好ましく設定することが可能である。従来、このような範囲では目的物が得られにくく、また後で詳述するようにポリアリーレンスルフィドの回収を行う際の固液分離を行う際の分離性が低下するといった課題があった。しかしながら本発明の実施形態では、工程1に引き続き工程2を行うことを特徴とするため、このような範囲で反応を行っても問題なく目的物が得られ、さらにポリアリーレンスルフィドの品質も向上するといった効果があることを見出し、本発明の実施形態を完成させるに至った。   Here, in the embodiment of the present invention, the condition that the arylene unit relative to the sulfur component is preferably set such that the number of arylene units per mol of the sulfur component in the reaction mixture in Step 1 is 0.80 mol or more and less than 1.00 mol is preferably set. It is possible. Conventionally, in such a range, there has been a problem that it is difficult to obtain the target product, and as described later in detail, the separability when performing solid-liquid separation when recovering polyarylene sulfide is reduced. However, the embodiment of the present invention is characterized in that the step 2 is performed subsequent to the step 1, so that the target product can be obtained without any problem even if the reaction is performed in such a range, and the quality of the polyarylene sulfide is also improved. As a result, the present invention has been completed.

工程1では上記組成の反応混合物を加熱して反応を行う。この反応における温度は、常圧下における反応混合物の還流温度を越える温度が望ましい。この望ましい温度は反応に用いるスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物及び有機極性溶媒の種類、量によって多様化するため一意的に決めることはできないが、通常120℃以上、好ましくは180℃以上、より好ましくは220℃以上、さらに好ましくは225℃以上とすることができる。また、350℃以下、好ましくは320℃以下、より好ましくは310℃以下、さらに好ましくは300℃以下とすることができる。   In step 1, the reaction mixture having the above composition is heated to perform the reaction. The temperature in this reaction is preferably a temperature exceeding the reflux temperature of the reaction mixture under normal pressure. This desirable temperature cannot be uniquely determined because it varies depending on the kind and amount of the sulfidizing agent, dihalogenated aromatic compound and organic polar solvent used in the reaction, but is usually 120 ° C or higher, preferably 180 ° C or higher. Preferably it is 220 degreeC or more, More preferably, it can be 225 degreeC or more. Moreover, it can be 350 degrees C or less, Preferably it is 320 degrees C or less, More preferably, it is 310 degrees C or less, More preferably, it can be 300 degrees C or less.

この好ましい温度範囲ではスルフィド化剤(a)とジハロゲン化芳香族化合物(b)の実質の反応消費が速やかに進行してポリアリーレンスルフィドが生成し、短時間で反応が進行する傾向にある。なおここで常圧とは、大気の標準状態近傍における圧力のことであり、大気の標準状態とは、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。また、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。本発明の実施形態では反応混合物を常圧下の還流温度を超えて加熱することが望ましいことを前述したが、反応混合物をこのような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。また、反応は一定温度で行なう1段階反応、段階的に温度を上げていく多段反応、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。   Within this preferred temperature range, the substantial reaction consumption of the sulfidizing agent (a) and the dihalogenated aromatic compound (b) proceeds rapidly to produce polyarylene sulfide, and the reaction tends to proceed in a short time. Here, the normal pressure is a pressure in the vicinity of the standard state of the atmosphere, and the standard state of the atmosphere is an atmospheric pressure condition in which the temperature is about 25 ° C. and the absolute pressure is about 101 kPa. The reflux temperature is the temperature at which the liquid component of the reaction mixture repeats boiling and condensation. In the embodiments of the present invention, it has been described above that it is desirable to heat the reaction mixture beyond the reflux temperature under normal pressure. However, as a method for bringing the reaction mixture into such a heated state, for example, the reaction mixture is heated to normal pressure. Examples thereof include a method of reacting under a pressure exceeding the pressure and a method of heating the reaction mixture in a closed container. The reaction may be either a one-step reaction performed at a constant temperature, a multi-stage reaction in which the temperature is raised stepwise, or a reaction in which the temperature is continuously changed.

工程1における反応時間は使用する原料の種類や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。ここで、後述するように工程1に次いで工程2を行うにあたっては、工程1において反応混合物中のスルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族化合物を十分に反応消費してから工程2を行うことが好ましいが、前述の好ましい反応時間とすることで、これら原料成分を十分に反応消費できる傾向にある。一方、反応時間に特に上限は無いが、40時間以内でも十分に反応が進行し、好ましくは10時間以内、より好ましくは6時間以内も採用できる。   The reaction time in Step 1 depends on the type and amount of the raw material used or the reaction temperature, and thus cannot be defined unconditionally, but is preferably 0.1 hours or longer, more preferably 0.5 hours or longer. Here, as described later, when performing step 2 after step 1, it is preferable to perform step 2 after sufficiently consuming the sulfidizing agent and dihalogenated aromatic compound in the reaction mixture in step 1. By setting the above-mentioned preferable reaction time, these raw material components tend to be sufficiently consumed by reaction. On the other hand, the reaction time is not particularly limited, but the reaction proceeds sufficiently even within 40 hours, preferably within 10 hours, more preferably within 6 hours.

工程1における圧力に特に制限はなく、また圧力は、反応混合物を構成する原料、その組成、および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以上が例示できる。なお、本発明の実施形態の好ましい反応温度においては反応物の自圧による圧力上昇が発生するため、この様な反応温度における好ましい圧力の下限としてゲージ圧で0.25MPa以上、より好ましくは0.3MPa以上を例示できる。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。   The pressure in step 1 is not particularly limited, and the pressure varies depending on the raw materials constituting the reaction mixture, the composition thereof, the reaction temperature, etc., and thus cannot be uniquely defined. An example is 0.05 MPa or more, more preferably 0.3 MPa or more. In addition, since the pressure rise by the self-pressure of the reactant occurs at the preferable reaction temperature of the embodiment of the present invention, the lower limit of the preferable pressure at such a reaction temperature is 0.25 MPa or more, more preferably 0. 3 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.

この様な好ましい圧力範囲では、スルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族化合物を接触させて反応させるのに要する時間が短くできる傾向にある。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差と同意である。   In such a preferable pressure range, the time required for bringing the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound into contact with each other tends to be shortened. 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 difference obtained by subtracting the atmospheric pressure from the absolute pressure.

また反応混合物には、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、撹拌条件下で行なうことが好ましい。なお、ここで原料を仕込む際の温度に特に制限はなく、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容器に原料を仕込んで反応を行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 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, It is preferable to carry out on stirring conditions. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of charging a raw material here, For example, you may react after charging a raw material near room temperature, or charge a raw material to the reaction container temperature-controlled beforehand to the temperature preferable for reaction mentioned above. It is also possible to carry out the reaction. 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(a)、ジハロゲン化芳香族化合物(b)、及び有機極性溶媒(c)としては、水を含むものを用いることも可能である。ただし、反応開始時点、すなわち反応混合物として仕込んだスルフィド化剤(a)およびジハロゲン化芳香族化合物(b)の実質的な反応消費が進行していない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モル以上とすることが好ましく、0.5モル以上とすることがより好ましく、0.6モル以上とすることがさらに好ましい。また、上記水分量は、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり、20.0モル以下とすることが好ましく、10.0モル以下とすることがより好ましく、8.0モル以下とすることがさらに好ましい。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、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ことも可能であり、これにより短時間に効率よく反応が進行する傾向にある。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、前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。   Further, as the sulfidizing agent (a), the dihalogenated aromatic compound (b), and the organic polar solvent (c), those containing water can be used. However, the amount of water at the start of the reaction, that is, at the stage where the substantial reaction consumption of the sulfidizing agent (a) and the dihalogenated aromatic compound (b) charged as a reaction mixture has not progressed is the sulfur component in the reaction mixture. The amount is preferably 0.2 mol or more, more preferably 0.5 mol or more, and further preferably 0.6 mol or more per mol. The water content is preferably 20.0 mol or less, more preferably 10.0 mol or less, and more preferably 8.0 mol or less per mol of sulfur component in the reaction mixture. preferable. When the sulfidizing agent, organic polar solvent, dihalogenated aromatic compound, and other components that form the reaction mixture contain water, and the amount of water in the reaction mixture exceeds the above range, In the middle of the reaction, an operation of reducing the amount of water in the reaction system can be performed to make the amount of water within the above range, whereby the reaction tends to proceed 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 water content becomes the above water content.

反応系内の水分量が前記好ましい範囲内(反応混合物中のイオウ成分1モル当たり0.2〜20.0モル)の場合、原料であるスルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族化合物の反応効率が高くなる傾向があり、短時間に効率よくポリアリーレンスルフィドが得られる傾向にある。また、原料の反応効率が高いことは、本発明の実施形態の目的であるポリアリーレンスルフィドの生成反応と競争的に進行する副反応、すなわち不純物の生成反応を相対的に抑制する効果をもたらすと推測でき、好ましい水分量で反応を行なうことで不純物率が低く品質に優れるポリアリーレンスルフィドが得られる傾向となる。   When the amount of water in the reaction system is within the above preferred range (0.2 to 20.0 moles per mole of sulfur component in the reaction mixture), the reaction efficiency of the sulfiding agent and dihalogenated aromatic compound as raw materials is high. The polyarylene sulfide tends to be obtained efficiently in a short time. Further, the high reaction efficiency of the raw material brings about the effect of relatively suppressing the side reaction that progresses competitively with the polyarylene sulfide formation reaction, that is, the object of the embodiment of the present invention, that is, the impurity formation reaction. It can be estimated that the polyarylene sulfide having a low impurity ratio and excellent quality is obtained by carrying out the reaction with a preferable water content.

なおここで、ジハロゲン化芳香族化合物の反応消費率は、以下の式で算出した値である。ジハロゲン化芳香族化合物の残存量は、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。
・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
反応消費率(%)=[〔ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)−ジハロゲン化芳香族化合物の残存量(モル))/〔ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)−ジハロゲン化芳香族化合物の過剰量(モル)〕〕×100
・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不足に添加した場合
反応消費率(%)=[〔ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)−ジハロゲン化芳香族化合物の残存量(モル)〕/〔ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)〕]×100
(8)ポリアリーレンスルフィドの製造;工程2
工程2では工程1に次いで、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が1.05モル以上1.50モル以下となるようにジハロゲン化芳香族化合物(b)を追加した後にさらに加熱して反応を行い、ポリアリーレンスルフィドを含む反応生成物を得る。
Here, the reaction consumption rate of the dihalogenated aromatic compound is a value calculated by the following equation. The residual amount of the dihalogenated aromatic compound can be usually determined by gas chromatography.
When the dihalogenated aromatic compound is added excessively in a molar ratio with respect to the sulfidizing agent, the reaction consumption rate (%) = [[the charged amount of dihalogenated aromatic compound (mol) −the remaining amount of dihalogenated aromatic compound ( Mol)) / [charge amount of dihalogenated aromatic compound (mol) -excess amount of dihalogenated aromatic compound (mol)]] × 100
When the dihalogenated aromatic compound is added in a molar ratio relative to the sulfidizing agent, the reaction consumption rate (%) = [[the charged amount of dihalogenated aromatic compound (mol) −the remaining amount of dihalogenated aromatic compound ( Mol)] / [amount of dihalogenated aromatic compound (mol)]] × 100
(8) Production of polyarylene sulfide; Step 2
In Step 2, after Step 1, the dihalogenated aromatic compound (b) is added and heated further so that the number of arylene units per mole of sulfur component in the reaction mixture is 1.05 mol or more and 1.50 mol or less. To obtain a reaction product containing polyarylene sulfide.

工程2におけるジハロゲン化芳香族化合物の追加量は、工程1における反応混合物中のアリーレン単位と、新たに追加するジハロゲン化芳香族化合物に由来するアリーレン単位の総量が、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が1.05モル以上1.50モル以下の範囲となる量である。ここで、ジハロゲン化芳香族化合物の追加後の上記アリーレン単位の総量の下限は、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり1.05モルであり、1.06モルが好ましい。また、上限は1.50モルであり、1.30モルが好ましく、より好ましくは1.20モル、よりいっそう好ましくは1.15モル、更に好ましくは1.12モルである。上記アリーレン単位の総量をこのような範囲として工程2の反応を行うことで、後述するポリアリーレンスルフィドの単離回収を行う際の、固液分離操作における分離性が著しく向上するのみならず、回収されるポリアリーレンスルフィドの品質が極めて高いといった優れた効果が得られる。これに対して、ジハロゲン化芳香族化合物の追加量が前記範囲を下回る場合には、ポリアリーレンスルフィドを回収するために固液分離を行う際の分離性が低下する。一方で前記範囲を超える場合には、固液分離の際には高い分離性が得られる傾向にあるが、未反応のジハロゲン化芳香族化合物の残留量が増えることになり、このような残留物を回収するための設備が別途必要になり、操作が煩雑になる。また、回収に要するコストが増大するといったデメリットを生じることとなる。   The additional amount of the dihalogenated aromatic compound in the step 2 is such that the total amount of the arylene units in the reaction mixture in the step 1 and the arylene units derived from the newly added dihalogenated aromatic compound is 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture. The amount of the arylene unit per unit is in the range of 1.05 mol or more and 1.50 mol or less. Here, the lower limit of the total amount of the arylene units after addition of the dihalogenated aromatic compound is 1.05 mol per mol of the sulfur component in the reaction mixture, and preferably 1.06 mol. The upper limit is 1.50 mol, preferably 1.30 mol, more preferably 1.20 mol, even more preferably 1.15 mol, and still more preferably 1.12 mol. By performing the reaction in step 2 with the total amount of the arylene units in such a range, not only the separation property in the solid-liquid separation operation is significantly improved, but also the recovery is performed when the polyarylene sulfide is isolated and recovered as described later. The resulting polyarylene sulfide has an extremely high quality. On the other hand, when the additional amount of the dihalogenated aromatic compound is less than the above range, the separability when performing solid-liquid separation to recover the polyarylene sulfide is lowered. On the other hand, when the above range is exceeded, high separability tends to be obtained at the time of solid-liquid separation, but the residual amount of unreacted dihalogenated aromatic compound increases, and such a residue A separate facility is required to recover the wastewater, and the operation becomes complicated. In addition, there is a disadvantage that the cost required for collection increases.

上記のジハロゲン化芳香族化合物を追加する方法に特に制限はないが、例えば複数回にわたって断続的に行う方法、一定速度で連続的に行う方法など例示できる。なおここで、工程1の説明において詳述した様に、工程1で用いる反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位量を、イオウ成分に対してアリーレン単位が不足する条件に設定することは、ポリアリーレンスルフィドの塩素含有量を低減するなど、品質を高めるとの観点で有効である。このような条件を採用した場合には、工程2でジハロゲン化芳香族化合物を追加する際に、追加を複数回にわたって断続的に行う方法、及び/または、一定速度で連続的に行う方法で行なうことが望ましい。特に、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が前記の好ましい範囲内で下限に近い場合ほど、工程2におけるジハロゲン化芳香族化合物の追加を複数回にわたって断続的に行う方法、及び/または、一定速度で連続的に行う方法で行なうことは、得られるポリアリーレンスルフィドに含まれる不純物成分を低減し、より高品質なポリアリーレンスルフィドを得るために有効である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the method of adding said dihalogenated aromatic compound, For example, the method of performing intermittently several times, the method of performing continuously at a fixed speed etc. can be illustrated. Here, as described in detail in the description of Step 1, the amount of arylene units per mole of sulfur component in the reaction mixture used in Step 1 is set to a condition where the number of arylene units is insufficient with respect to the sulfur component. It is effective from the viewpoint of improving quality, such as reducing the chlorine content of polyarylene sulfide. When such a condition is adopted, when adding the dihalogenated aromatic compound in step 2, the addition is performed intermittently over a plurality of times and / or continuously at a constant rate. It is desirable. In particular, when the arylene unit per mole of sulfur component in the reaction mixture is closer to the lower limit within the above-mentioned preferred range, the method of intermittently adding the dihalogenated aromatic compound in step 2 and / or The method of continuously performing at a constant rate is effective for reducing the impurity component contained in the obtained polyarylene sulfide and obtaining a higher-quality polyarylene sulfide.

なおここで、工程1をイオウ成分に対するアリーレン単位の量が不足する条件で行なった後に、ジハロゲン化芳香族化合物の追加を複数回にわたって断続的に行う場合には、まず一旦、反応混合物中のイオウ成分1モルに対するアリーレン単位の量が、1.00モル近傍になるようにジハロゲン化芳香族化合物を追加した後に、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位の量が工程2の所定の値になるようにさらに追加を行う方法が好ましい。このような方法で断続的な追加を行う場合には、特に不純物生成量を少なくすることが可能になる。   Here, in the case where the dihalogenated aromatic compound is intermittently added several times after the step 1 is performed under the condition that the amount of the arylene unit relative to the sulfur component is insufficient, first, the sulfur in the reaction mixture is first temporarily removed. After adding the dihalogenated aromatic compound so that the amount of the arylene unit per 1 mol of the component is about 1.00 mol, the amount of the arylene unit per mol of the sulfur component in the reaction mixture is the predetermined value of step 2. A method of further adding is preferable. When intermittent addition is performed by such a method, it is possible to reduce the amount of impurities generated.

反応系内にジハロゲン化芳香族化合物を添加する具体的な手法としては、所定量のジハロゲン化芳香族化合物を、耐圧添加ポットを介して反応系に導入する方法、あるいは、溶融状態のジハロゲン化芳香族化合物または有機極性溶媒を用いて溶液としたジハロゲン化芳香族化合物を、圧力ポンプにより反応系内に圧入する方法などが例示できる。   As a specific method for adding the dihalogenated aromatic compound into the reaction system, a predetermined amount of the dihalogenated aromatic compound is introduced into the reaction system through a pressure-resistant addition pot, or a molten dihalogenated aromatic compound is used. Examples thereof include a method in which a dihalogenated aromatic compound in solution using an aromatic compound or an organic polar solvent is pressed into the reaction system by a pressure pump.

ここでジハロゲン化芳香族化合物の追加は、反応混合物中のスルフィド化剤(a)が十分に反応消費した後に実施することが望ましい。具体的には、ジハロゲン化芳香族化合物の追加は、下限としてスルフィド化剤の50%以上が反応消費するまで反応させた後に行っており、60%以上が反応消費するまで反応させた後に行うことが好ましく、70%以上が反応消費するまで反応させた後に行うことがより好ましく、80%以上が反応消費するまで反応させた後に行うことがさらに好ましく、90%以上が反応消費するまで反応させた後に行うことが殊更好ましい。このようにスルフィド化剤の反応消費を上記範囲まで進めた後にジハロゲン化芳香族化合物の添加を行うことは、不純物成分の生成を抑制し、得られるポリアリーレンスルフィドの品質を向上させるために極めて重要である。スルフィド化剤の反応消費の程度が50%未満であると、反応後に得られる反応生成物における不純物成分量が増大する。このような不純物成分量の増大は、ポリアリーレンスルフィドを回収単離する場合においても、単離後のポリアリーレンスルフィドに含まれる不純物含有量の増大に直結するため、避ける必要がある。   Here, it is desirable to add the dihalogenated aromatic compound after the sulfidizing agent (a) in the reaction mixture has been sufficiently consumed. Specifically, the addition of the dihalogenated aromatic compound is performed after the reaction until 50% or more of the sulfidizing agent is consumed as a lower limit, and after the reaction until 60% or more is consumed. More preferably, it is carried out after reacting until 70% or more of the reaction is consumed, more preferably after reacting until 80% or more of the reaction is consumed, and reaction is carried out until 90% or more of the reaction is consumed. It is particularly preferred to do this later. It is extremely important to add the dihalogenated aromatic compound after the reaction consumption of the sulfidizing agent is advanced to the above range in order to suppress the formation of impurity components and improve the quality of the resulting polyarylene sulfide. It is. When the degree of reaction consumption of the sulfiding agent is less than 50%, the amount of impurity components in the reaction product obtained after the reaction increases. Such an increase in the amount of impurity components must be avoided even in the case where polyarylene sulfide is recovered and isolated because it directly leads to an increase in the content of impurities contained in the isolated polyarylene sulfide.

ここで本発明の実施形態の方法において、スルフィド化剤の反応消費率は、例えば、電気伝導度検出器や電気化学検出器を具備したイオンクロマトグラフィー手法を用いて、反応混合物中に残存するスルフィド化剤の量を定量することにより算出可能である。この場合は、スルフィド化剤の反応消費量(仕込んだスルフィド化剤の量から反応混合物中のスルフィド化剤の残存量を減じた値)の、仕込んだスルフィド化剤の量に対する比として、スルフィド化剤の反応消費率を算出することができる。イオンクロマトグラフィー手法を用いた具体的評価方法としては、試料中に過酸化水素水を添加して、試料中に含まれる硫化物イオンの酸化を行った後に、電気伝導度検出器を用いた分析により、硫化物イオンの酸化によって生成する硫酸イオン量を算出する方法が例示できる。その硫酸イオン量からスルフィド化剤の残存量を定量し、上記スルフィド化剤の反応消費率を算出することが可能である。   Here, in the method according to the embodiment of the present invention, the reaction consumption rate of the sulfidizing agent is, for example, the sulfide remaining in the reaction mixture using an ion chromatography technique equipped with an electrical conductivity detector or an electrochemical detector. It can be calculated by quantifying the amount of the agent. In this case, as a ratio of the reaction consumption of the sulfidizing agent (a value obtained by subtracting the residual amount of the sulfidizing agent in the reaction mixture from the amount of the sulfidizing agent charged) to the amount of the sulfidizing agent charged, sulfidation The reaction consumption rate of the agent can be calculated. As a specific evaluation method using ion chromatography, hydrogen peroxide solution is added to the sample to oxidize sulfide ions contained in the sample, and then analysis using an electrical conductivity detector Thus, a method of calculating the amount of sulfate ions generated by oxidation of sulfide ions can be exemplified. It is possible to quantify the remaining amount of the sulfidizing agent from the amount of sulfate ions and calculate the reaction consumption rate of the sulfidizing agent.

工程2においてはジハロゲン化芳香族化合物を追加した後にさらに反応を行うが、この反応における温度や圧力や水分量など諸条件は前項(7)に記載した工程1における好ましい条件を採用することが可能である。   In Step 2, the reaction is further carried out after adding the dihalogenated aromatic compound, and it is possible to adopt the preferable conditions in Step 1 described in the preceding paragraph (7) for various conditions such as temperature, pressure and water content in this reaction. It is.

工程2における反応温度は、具体的には常圧下における反応混合物の還流温度を越える温度が望ましい。また、工程2では工程1で採用した温度よりも高い温度を採用することも可能であり、具体的には180℃以上とすることができ、より好ましくは220℃以上であり、さらに好ましくは225℃以上であり、よりいっそう好ましくは250℃以上であり、殊更好ましくは260℃以上とすることができる。また、工程2の温度は、320℃以下とすることができ、より好ましくは310℃以下であり、さらに好ましくは300℃以下とすることができる。この好ましい温度範囲では短時間で反応が進行する傾向にあるのみならず、工程1よりも高い温度を採用した場合には、不純物成分量も低減される傾向にある。   Specifically, the reaction temperature in step 2 is preferably a temperature exceeding the reflux temperature of the reaction mixture under normal pressure. In Step 2, a temperature higher than the temperature used in Step 1 can also be adopted, specifically 180 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, and further preferably 225. It can be set to 260 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher. Moreover, the temperature of the process 2 can be 320 degrees C or less, More preferably, it is 310 degrees C or less, More preferably, it can be 300 degrees C or less. In this preferable temperature range, not only the reaction tends to proceed in a short time, but also when the temperature higher than that in Step 1 is adopted, the amount of impurity components also tends to be reduced.

工程2における反応時間は使用する原料の種類や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、すでに工程1において仕込んだスルフィド化剤の大部分が消費されているため、工程1における反応時間よりも短い時間でも十分な反応を進行させることが可能である。好ましい反応時間の下限としては0.1時間以上が例示でき、0.25時間以上がより好ましい。一方好ましい反応時間の上限としては、20時間以内でも十分に反応が進行し、好ましくは5時間以内、より好ましくは3時間以内も採用できる。   Since the reaction time in Step 2 depends on the type and amount of raw materials used or the reaction temperature, it cannot be specified unconditionally. However, since most of the sulfidizing agent charged in Step 1 has already been consumed, the reaction time in Step 1 It is possible to allow a sufficient reaction to proceed even in a shorter time. A preferable lower limit of the reaction time is 0.1 hour or longer, and more preferably 0.25 hour or longer. On the other hand, as a preferable upper limit of the reaction time, the reaction proceeds sufficiently even within 20 hours, preferably within 5 hours, more preferably within 3 hours.

ここで、工程2の反応時間を上述の条件とすることで、反応原料であるスルフィド化剤の消費を十分に進めることができ、言い換えると反応を完結させることが可能となる。ここで反応の完結とは、反応原料として仕込んだスルフィド化剤の大部分、すなわち、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上が消費された後、さらに反応を行って99%以上のスルフィド化剤を消費することを指す。反応を完結に近づけることによって、得られるPASの窒素含有量が低減する傾向があり、この理由は定かでないが、反応が完結に近づくことにより、窒素を含む不純物成分が生成物であるPASに取り込まれにくくなるためと推測している。   Here, by setting the reaction time in step 2 to the above-described conditions, it is possible to sufficiently consume the sulfidizing agent as a reaction raw material, in other words, to complete the reaction. Here, the completion of the reaction means that most of the sulfidizing agent charged as a reaction raw material, that is, preferably 90% or more, more preferably 95% or more is consumed, and the reaction is further performed to 99% or more sulfide. It means to consume the agent. By bringing the reaction closer to completion, the nitrogen content of the resulting PAS tends to be reduced. The reason for this is not clear, but when the reaction is closer to completion, impurity components containing nitrogen are incorporated into the product PAS. I guess it will be difficult.

なお、工程1および工程2の反応においては、バッチ式および連続方法などの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、およびアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行なうことが好ましく、経済性および取り扱いの容易さの面からは窒素雰囲気下が好ましい。   In the reaction of step 1 and step 2, 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, preferably in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon. From the viewpoint of economy and ease of handling, a nitrogen atmosphere is preferable.

(9)反応生成物の固液分離;工程3
本発明の実施形態においては、前記した工程1と工程2を行うことで、目的物であるポリアリーレンスルフィドを含む反応生成物を得る。ここで通常は、工程1及び工程2で用いた有機極性溶媒やオリゴポリアリーレンスルフィドも反応生成物に含まれる。
(9) Solid-liquid separation of reaction product; Step 3
In the embodiment of the present invention, a reaction product containing the target polyarylene sulfide is obtained by performing the above-described Step 1 and Step 2. Here, usually, the organic polar solvent and oligopolyarylene sulfide used in Step 1 and Step 2 are also included in the reaction product.

本発明の実施形態では、前記工程1および工程2に次いで工程3として、工程1および工程2によって得られた反応生成物を、有機極性溶媒の常圧における沸点以下の温度領域で固液分離することで、主としてポリアリーレンスルフィドを含む固形分と、主としてオリゴアリーレンスルフィドと有機極性溶媒を含む濾液を得る工程を実施することが好ましい。反応生成物を用いてこの工程3を行なうことで、反応生成物におけるポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを簡便に分離することが可能である。   In the embodiment of the present invention, as the step 3 subsequent to the steps 1 and 2, the reaction product obtained in the steps 1 and 2 is subjected to solid-liquid separation in a temperature range below the boiling point of the organic polar solvent at normal pressure. Thus, it is preferable to carry out a step of obtaining a solid mainly containing polyarylene sulfide and a filtrate mainly containing oligoarylene sulfide and an organic polar solvent. By performing Step 3 using the reaction product, it is possible to easily separate the polyarylene sulfide and the oligoarylene sulfide in the reaction product.

ここで反応生成物の固液分離を行う温度は、有機極性溶媒の常圧における沸点以下が望ましい。具体的な温度については有機溶極性媒の種類にもよるが、200℃以下とすることができ、150℃以下がより好ましく、120℃以下が更に好ましい。また、分離温度の下限としては10℃以上が例示でき、15℃以上がより好ましく、20℃以上が更に好ましくいが、より高品質なポリアリーレンスルフィドを製造するためには、50℃以上も採用でき、80℃以上とすることで特段高品質なポリアリーレンスルフィドを得ることが可能となる。上記範囲では、オリゴアリーレンスルフィドは有機極性溶媒に対する溶解性が高く、一方で反応生成物中に含まれるポリアリーレンスルフィドは有機極性溶媒に溶けにくくなる傾向にあるため、このような温度領域で固液分離を行うことは、精度良く品質の高いポリアリーレンスルフィドを固形成分として得るために有効である。   The temperature at which the reaction product is subjected to solid-liquid separation is preferably below the boiling point of the organic polar solvent at normal pressure. Although it depends on the type of the organic soluble polar medium, the specific temperature may be 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, and still more preferably 120 ° C. or lower. In addition, the lower limit of the separation temperature can be exemplified by 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, and further preferably 20 ° C. or higher, but 50 ° C. or higher is also used for producing higher quality polyarylene sulfide. It is possible to obtain a polyarylene sulfide having a particularly high quality by setting the temperature to 80 ° C. or higher. In the above range, oligoarylene sulfide is highly soluble in organic polar solvents, while polyarylene sulfide contained in the reaction product tends to be difficult to dissolve in organic polar solvents. Separation is effective for obtaining high-quality polyarylene sulfide as a solid component with high accuracy.

また、固液分離を行なう方法は特に限定されず、フィルターを用いる濾過である加圧濾過や減圧濾過、固形分と溶液の比重差による分離である遠心分離や沈降分離、さらにこれらを組み合わせた方法などを採用可能である。より簡易な方法としては、フィルターを用いる加圧濾過や減圧濾過方式が好ましく採用可能である。濾過操作に用いるフィルターは、固液分離を行なう条件において安定であるものであれば良く、例えばワイヤーメッシュフィルター、焼結板、濾布、濾紙など一般に用いられる濾材を好適に用いることができる。   In addition, the method for performing solid-liquid separation is not particularly limited, and pressure filtration or vacuum filtration that is filtration using a filter, centrifugation or sedimentation separation that is separation based on a specific gravity difference between a solid content and a solution, and a combination of these methods Etc. can be adopted. As a simpler method, pressure filtration using a filter or vacuum filtration can be preferably employed. The filter used for the filtration operation is not particularly limited as long as it is stable under the conditions for solid-liquid separation. For example, commonly used filter media such as a wire mesh filter, a sintered plate, a filter cloth, and filter paper can be suitably used.

また、このフィルターの孔径は、固液分離操作に供するスラリーの粘度、圧力、温度、および反応生成物中の固形成分の粒子径などに依存して広範囲に調整しうる。特に、この固液分離操作において反応生成物から固形分として回収されるポリアリーレンスルフィドの粒子径、すなわち固液分離の対象となる反応生成物中に存在する固形分の粒子径に応じてメッシュ径または細孔径などのフィルター孔径を選定することは有効である。なお、固液分離の対象となる反応生成物中の固形分の平均粒子径(メディアン径)は、反応生成物の組成、温度、および濃度などにより広範囲に変化しうるが、本発明者らの知りうる限り、その平均粒子径は1〜200μmである傾向がある。従って、フィルターの好ましい平均孔径としては、0.1μm以上が例示でき、0.25μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましい。また、100μm以下が例示でき、20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましい。上記範囲の平均孔径を有する濾材を用いることで、濾材を透過するポリアリーレンスルフィドが減少する傾向にあり、効率よくポリアリーレンスルフィドを分離・回収しやすくなる傾向にある。   In addition, the pore size of the filter can be adjusted over a wide range depending on the viscosity, pressure, temperature, particle size of the solid component in the reaction product, and the like of the slurry subjected to the solid-liquid separation operation. In particular, the particle diameter of the polyarylene sulfide recovered as a solid content from the reaction product in this solid-liquid separation operation, that is, the mesh diameter according to the particle diameter of the solid content present in the reaction product subject to solid-liquid separation. Alternatively, it is effective to select a filter pore size such as a pore size. The average particle size (median diameter) of the solid content in the reaction product to be subjected to solid-liquid separation can vary widely depending on the composition, temperature, concentration, etc. of the reaction product. As far as is known, the average particle size tends to be 1 to 200 μm. Therefore, a preferable average pore diameter of the filter can be exemplified by 0.1 μm or more, preferably 0.25 μm or more, and more preferably 0.5 μm or more. Moreover, 100 micrometers or less can be illustrated, 20 micrometers or less are preferable and 15 micrometers or less are more preferable. By using a filter medium having an average pore diameter in the above range, the polyarylene sulfide that permeates the filter medium tends to decrease, and the polyarylene sulfide tends to be easily separated and recovered.

また、固液分離を行う際の雰囲気に特に制限はないが、接触させる際の時間や温度などの条件によってポリアリーレンスルフィドや有機極性溶剤、オリゴPASが酸化劣化するような場合は、非酸化性雰囲気下で行なうことが好ましい。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、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気であることを指す。この中でも特に、経済性及び取り扱いの容易さの面からは、窒素雰囲気下で行なうことが好ましい。   In addition, there is no particular limitation on the atmosphere when performing the solid-liquid separation, but if the polyarylene sulfide, the organic polar solvent, and the oligo PAS are oxidatively deteriorated depending on conditions such as the time and temperature at the time of contact, they are non-oxidative. It is preferable to carry out in an atmosphere. 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, and more preferably substantially free of oxygen, that is, an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. Refers to the atmosphere. Among these, it is particularly preferable to carry out in a nitrogen atmosphere from the viewpoint of economy and ease of handling.

固液分離に用いる濾過器の種別としては、ふるいや振動スクリーン、遠心分離機や沈降分離器、加圧濾過機や吸引濾過器などを例示できるが、これらに限定されるものではない。なお、前記の様に固液分離の好ましい雰囲気である非酸化性雰囲気下で実施するとの観点においては、固液分離操作時に非酸化性雰囲気を維持しやすい機構を有する濾過器を選択することが好ましい。たとえば、濾過器内を不活性ガスにより置換後に密閉した後に濾過操作を行うことが可能な濾過器や、不活性ガスを流しながら濾過操作を実施できる機構を具備する濾過器を用いることが例示できる。前記で例示した濾過器の中でも、遠心分離器、沈降分離器、および加圧濾過器は、このような機能を容易に付加可能であることから好ましい濾過器であるといえ、中でも機構が簡易であり経済性に優れるとの観点から加圧濾過器がより好ましい。   Examples of the filter used for solid-liquid separation include, but are not limited to, a sieve, a vibrating screen, a centrifuge, a sedimentation separator, a pressure filter, a suction filter, and the like. In addition, from the viewpoint of performing in a non-oxidizing atmosphere which is a preferable atmosphere for solid-liquid separation as described above, it is possible to select a filter having a mechanism that can easily maintain a non-oxidizing atmosphere during solid-liquid separation operation. preferable. For example, a filter capable of performing a filtration operation after sealing the inside of the filter after being replaced with an inert gas, or a filter having a mechanism capable of performing a filtration operation while flowing an inert gas can be used. . Among the filters exemplified above, the centrifugal separator, the sedimentation separator, and the pressure filter can be said to be preferable because such functions can be easily added, and the mechanism is particularly simple. A pressure filter is more preferable from the viewpoint of excellent economic efficiency.

固液分離を行なう際の圧力に制限はないが、より短時間で固液分離を行うために、先に例示した加圧濾過器を用いて加圧条件下で固液分離を行うことも可能であり、具体的にはゲージ圧で2.0MPa以下を好ましい圧力範囲として例示でき、1.0MPa以下がより好ましく、0.8MPa以下が更に好ましく、0.5MPa以下がよりいっそう好ましい範囲として例示できる。一般に圧力が増大するに伴い、固液分離を行なう機器の耐圧性を高くする必要が生じ、そのような機器はそれを構成する各部位に高度なシール性を有するものが必要となり必然的に機器費が増大することになる。上記好ましい圧力範囲では一般に入手可能な固液分離器を使用できる。   There is no restriction on the pressure when performing solid-liquid separation, but in order to perform solid-liquid separation in a shorter time, it is also possible to perform solid-liquid separation under pressure using the pressure filter exemplified above Specifically, it can be exemplified as a preferable pressure range of 2.0 MPa or less in gauge pressure, more preferably 1.0 MPa or less, still more preferably 0.8 MPa or less, and even more preferably 0.5 MPa or less. . In general, as the pressure increases, it is necessary to increase the pressure resistance of the equipment that performs solid-liquid separation, and such equipment must have a high degree of sealing performance at each part constituting it, and inevitably equipment. Expenses will increase. Generally available solid-liquid separators can be used in the above preferred pressure range.

なお本発明の実施形態のポリアリーレンスルフィドの製造方法における特徴である工程1及び工程2を行うことで、得られる反応生成物を固液分離した際に極めて効率の良い固液分離が可能であり、固液分離性に優れた効果が得られることも、本発明の実施形態の大きな特長である。ここで固液分離性とは、一定量の反応生成物を固液分離した際に固液分離に要する時間で評価することが可能である。その具体的評価方法としては、たとえば密閉可能な加圧濾過装置に、所定の規格(孔径、材質)であって一定面積の濾材(フィルター)を設置し、ここに所定量の反応生成物を仕込み、一定条件(温度、圧力など)において、所定量の濾液を得るために要した時間を測定することで、重量/(面積・時間)を単位とする濾過速度で比較評価することが可能である。より具体的には、平均孔径10μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて、100℃、0.1MPaの条件下で反応生成物を濾過した際に、所定量の濾液を得るために要する時間を測定することで評価が可能である。一方で本法の特徴である工程1及び工程2を行わない、従来のポリアリーレンスルフィドの製造方法で得られる反応生成物は、このような固液分離性評価において、極めて濾過性・濾過速度面で劣るという課題がある。ここで本発明の実施形態では濾過速度として、50kg/(m2・hr)以上といった極めて高い値が得られる傾向にあり、環式ポリアリーレンスルフィド製造の工程1及び2において前述してきた各種条件において好ましい数値範囲を選択することで、100kg/(m2・hr)以上の極めて高い値や、150kg/(m2・hr)に到達する著しく高い濾過速度を達成することも可能である。   By performing Step 1 and Step 2 which are features in the method for producing polyarylene sulfide of the embodiment of the present invention, extremely efficient solid-liquid separation is possible when the obtained reaction product is subjected to solid-liquid separation. It is also a great feature of the embodiment of the present invention that an effect excellent in solid-liquid separation is obtained. Here, the solid-liquid separation property can be evaluated by the time required for solid-liquid separation when a certain amount of reaction product is solid-liquid separated. As a specific evaluation method, for example, a filter medium (filter) having a predetermined standard (pore diameter, material) and a predetermined area is installed in a pressure filtration device that can be sealed, and a predetermined amount of reaction product is charged therein. By measuring the time required to obtain a predetermined amount of filtrate under certain conditions (temperature, pressure, etc.), it is possible to make a comparative evaluation at a filtration rate in units of weight / (area / time). . More specifically, when a reaction product is filtered under conditions of 100 ° C. and 0.1 MPa using a PTFE membrane filter having an average pore diameter of 10 μm, the time required to obtain a predetermined amount of filtrate is measured. Evaluation is possible. On the other hand, the reaction product obtained by the conventional method for producing polyarylene sulfide, which does not perform Step 1 and Step 2, which is a feature of this method, is extremely filterable and filtration speed in such solid-liquid separation evaluation. There is a problem of being inferior. Here, in the embodiment of the present invention, an extremely high value of 50 kg / (m 2 · hr) or more tends to be obtained as the filtration rate, which is preferable in the various conditions described above in the steps 1 and 2 of the production of the cyclic polyarylene sulfide. By selecting a numerical range, it is possible to achieve extremely high values of 100 kg / (m 2 · hr) or higher and very high filtration rates reaching 150 kg / (m 2 · hr).

また、反応生成物を固液分離するのに先立って、反応生成物に含まれる有機極性溶媒の一部を留去して反応生成物中の有機極性溶媒量を減じる操作を付加的に行うことも可能である。これにより固液分離操作の対象となる反応生成物量が減少するため、固液分離操作に要する時間が短縮できる傾向にある。   In addition, prior to solid-liquid separation of the reaction product, an additional operation of distilling off part of the organic polar solvent contained in the reaction product to reduce the amount of the organic polar solvent in the reaction product is performed. Is also possible. As a result, the amount of the reaction product to be subjected to the solid-liquid separation operation is reduced, so that the time required for the solid-liquid separation operation tends to be shortened.

有機極性溶媒を留去する方法としては、反応生成物から有機極性溶媒を分離し反応生成物に含有される有機極性溶媒量を低減できれば、いずれの方法でも特に問題はない。好ましい方法としては、減圧下あるいは加圧下に有機極性溶媒を蒸留する方法、フラッシュ移送により溶媒を除去する方法などが例示でき、なかでも減圧下あるいは加圧下に有機極性溶媒を蒸留する方法が好ましい。また減圧下あるいは加圧下に有機極性溶媒を蒸留する際、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスをキャリアーガスとして用いても良い。   As a method for distilling off the organic polar solvent, any method is not particularly limited as long as the organic polar solvent is separated from the reaction product and the amount of the organic polar solvent contained in the reaction product can be reduced. Preferable methods include a method of distilling the organic polar solvent under reduced pressure or increased pressure, a method of removing the solvent by flash transfer, etc., and a method of distilling the organic polar solvent under reduced pressure or increased pressure is particularly preferable. Further, when distilling the organic polar solvent under reduced pressure or under pressure, an inert gas such as nitrogen, helium, or argon may be used as a carrier gas.

有機極性溶媒の留去を行う温度については、有機極性溶媒の種類や、反応生成物の組成によって多様化するため、一意的には決めることはできないが、180℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましい。また、300℃以下が好ましく、280℃以下がより好ましく、250℃以下がさらに好ましい。   The temperature at which the organic polar solvent is distilled off varies depending on the type of the organic polar solvent and the composition of the reaction product, and cannot be uniquely determined, but is preferably 180 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher. More preferred. Moreover, 300 degrees C or less is preferable, 280 degrees C or less is more preferable, and 250 degrees C or less is further more preferable.

ここでの固液分離によれば、反応生成物に含まれるオリゴアリーレンスルフィドの大部分を濾液成分として分離可能であり、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上を濾液成分として分離できる。その為、固形分として回収されるポリアリーレンスルフィドへのオリゴアリーレンスルフィドの残留が低減でき、これによって品質の高いポリアリーレンスルフィドを回収しうる。また、固液分離によって固形分として分離されるポリアリーレンスルフィドに、オリゴポリアリーレンスルフィドの一部が残留する場合には、固形分に対してフレッシュな有機極性溶媒を用いて洗浄することで、オリゴアリーレンスルフィドの固形分への残留量を低減することも可能である。ここで用いる溶剤はオリゴアリーレンスルフィドが溶解しうるものであれば良く、前述した工程1や工程2で用いた有機極性溶媒と同じ溶媒を用いることが好ましい。   According to the solid-liquid separation here, most of the oligoarylene sulfide contained in the reaction product can be separated as a filtrate component, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95% or more. Can be separated as a filtrate component. Therefore, the residual oligoarylene sulfide in the polyarylene sulfide recovered as a solid content can be reduced, whereby high-quality polyarylene sulfide can be recovered. In addition, when a part of the oligopolyarylene sulfide remains in the polyarylene sulfide separated as a solid content by solid-liquid separation, the oligoarylene sulfide can be washed by using a fresh organic polar solvent for the solid content. It is also possible to reduce the amount of arylene sulfide remaining in the solid content. The solvent used here may be any solvent that can dissolve the oligoarylene sulfide, and it is preferable to use the same solvent as the organic polar solvent used in Step 1 and Step 2 described above.

(10)その他の後処理
本発明においては前記工程3の固液分離を実施の形態の具体例として、固形分としてPASを得ることができ、かくして得られた固形成分は極めて品質が高いPASであり、公知の方法で得られるPASと比べて溶融時の加熱減量(△W)や塩素含有量が著しく低減され、且つ重量分子量が2,500〜20,000であって溶融加工時の高い流動性の発現も達成したすぐれたものである。
(10) Other post-treatment In the present invention, as a specific example of the solid-liquid separation in the above step 3, PAS can be obtained as a solid content, and the solid component thus obtained is an extremely high quality PAS. Yes, compared with PAS obtained by a known method, the heat loss (ΔW) and the chlorine content during melting are significantly reduced, and the weight molecular weight is 2,500 to 20,000, and the flow is high during melt processing. It has also achieved sexual expression.

ここで固形成分が有機極性溶媒を含む場合は、所望に応じて公知の方法を採用することで有機極性溶媒を除去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各種溶剤で溶剤置換する方法などが例示できる。   Here, when the solid component contains an organic polar solvent, it is possible to remove the organic polar solvent by adopting a known method as desired. Examples of the method for removing the organic polar solvent include a method of removing by distillation and a method of solvent substitution with various solvents miscible with the organic polar solvent.

蒸留により除去する具体的な方法としては、固形成分を好ましくは100〜300℃、より好ましくは120〜250℃、よりいっそう好ましくは150〜200℃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も可能でありこれによりPASの分解、着色、架橋などを抑制できる傾向にある。一方でPASへの架橋構造の導入や、溶融粘度の上昇、さらには揮発性成分の低減を所望する場合は酸化性雰囲気下を選択することも可能である。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。一方で酸化性雰囲気とは気相の酸素濃度が5体積%以上、好ましくは10体積%以上の雰囲気を指し、空気を用いることも可能である。   As a specific method of removing by distillation, a method of heating the solid component to preferably 100 to 300 ° C, more preferably 120 to 250 ° C, and still more preferably 150 to 200 ° C can be exemplified. The organic polar solvent can be efficiently removed by performing this heating under reduced pressure or under an air stream. In addition, the atmosphere at the time of heating can also be performed in a non-oxidizing atmosphere, and this tends to suppress the decomposition, coloring, crosslinking, etc. of PAS. On the other hand, if it is desired to introduce a crosslinked structure into PAS, increase the melt viscosity, and further reduce volatile components, it is possible to select an oxidizing atmosphere. 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. On the other hand, the oxidizing atmosphere refers to an atmosphere having a gas phase oxygen concentration of 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, and air can also be used.

また、このようにして有機極性溶媒を除去したPASを後述する各種溶剤を用いて更に洗浄することも可能であり、これによりPASに残留したイオン性化合物、オリゴアリーレンスルフィド、有機極性溶媒を更に低減できる傾向にある。   It is also possible to further wash the PAS from which the organic polar solvent has been removed in this manner using various solvents described later, thereby further reducing the ionic compound, oligoarylene sulfide, and organic polar solvent remaining in the PAS. It tends to be possible.

各種溶剤で溶剤置換する具体的な方法としては、固形成分を有機極性溶媒と混和する各種溶媒と混合した後に固液分離する方法を例示できる。また所望に応じてこの操作を繰り返すことも可能である。ここで用いる各種溶媒は有機極性溶媒と混和することが重要であり、有機極性溶媒の特性に応じて選択されるが、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、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、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、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および水が例示でき、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、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、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、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、アセトン、酢酸エチル、水が特に好ましく、メタノール、アセトン、水がよりいっそう好ましい。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。   Specific examples of the solvent replacement with various solvents include a method of solid-liquid separation after mixing the solid component with various solvents miscible with the organic polar solvent. It is also possible to repeat this operation as desired. It is important that the various solvents used here are miscible with the organic polar solvent, and are selected according to the characteristics of the organic polar solvent, but those that do not substantially cause undesirable side reactions such as decomposition and crosslinking of PAS are preferable. Alcohol, phenol solvents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, phenol, cresol, polyethylene glycol, chloroform, bromoform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1, Halogen solvents such as 1-trichloroethane, chlorobenzene, 2,6-dichlorotoluene, hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cyclopentane, benzene, toluene, xylene, acetone, methyl Ketone solvents such as ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl butyl ketone, acetophenone, etc., carboxyl such as methyl acetate, ethyl acetate, pentyl acetate, octyl acetate, methyl butyrate, ethyl butyrate, pentyl butyrate, methyl salicylate, ethyl formate Examples of the acid ester solvent and water include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, Cyclopentane, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, water are preferred, methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroether. Emissions, acetone, ethyl acetate, particularly preferably water, methanol, acetone, water is more preferable. These solvents can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.

固形成分と各種溶剤を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。固形成分を溶剤と接触させる温度に特に制限はないが、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温度以下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。固形成分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時間が例示できる。   There are no particular restrictions on the atmosphere in which the solid component and various solvents are brought into contact, but if the PAS component or solvent is subject to oxidative degradation due to conditions such as temperature or time in contact, it is performed in a non-oxidizing atmosphere. It is desirable. There is no particular limitation on the temperature at which the solid component is brought into contact with the solvent, but since it is preferable to carry out under atmospheric pressure, it is desirable that the upper limit temperature be lower than the reflux temperature under atmospheric pressure of the solvent used. In the case of using a preferred solvent, for example, 20 to 150 ° C., preferably 30 to 100 ° C. can be exemplified as a specific temperature range. The time for which the solid component is brought into contact with the solvent varies depending on the type of solvent used, the temperature, and the like, and thus cannot be uniquely limited, but examples include 1 minute to 50 hours.

固形成分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、たとえば固形成分と溶剤を混合し、必要に応じて攪拌した後に前述した固液分離操作を行うことで固形成分を回収する方法、各種フィルター上の固形成分に溶剤をシャワーする方法、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。固形成分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、たとえば固形成分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、固形成分と溶剤を均一に混合し易く効率よく有機極性溶媒を固形成分から分離することが可能となる。なお、固形成分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。   The method of bringing the solid component into contact with the solvent is not particularly limited as long as a known general method may be used. For example, the solid component and the solvent are mixed and stirred as necessary, and then the above-described solid-liquid separation operation is performed. Thus, any method such as a method for recovering the solid component, a method for showering the solvent on the solid component on various filters, or a method based on the principle of the Soxhlet extraction method can be used. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of the solvent at the time of making a solid component and a solvent contact, For example, the range of 0.5-100 can be illustrated by the bath ratio with respect to a solid component weight. When the bath ratio is within such a range, it is easy to uniformly mix the solid component and the solvent, and the organic polar solvent can be efficiently separated from the solid component. When the contact between the solid component and the solvent is repeated, a sufficient effect can often be obtained even with a small bath ratio.

かくして得られた有機極性溶媒を除去した固形成分は溶剤置換に用いた溶剤を含むので、所望に応じて常圧下および/または減圧下に乾燥することも可能である。かかる乾燥温度としては、50〜280℃の範囲が好ましく、70〜250℃の範囲がより好ましい。乾燥雰囲気は、窒素、ヘリウム、減圧下などの不活性雰囲気でも、酸素、空気などの酸化性雰囲気、空気と窒素の混合雰囲気の何れでも良いが、減圧下で行うことが好ましく、特に常圧下で乾燥を行って大部分の溶剤を除去した後、減圧下で再度乾燥することが好ましい。乾燥時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜30時間が好ましく、1〜20時間がさらに好ましい。   The solid component from which the organic polar solvent thus obtained has been removed contains the solvent used for solvent substitution, and can be dried under normal pressure and / or reduced pressure as desired. The drying temperature is preferably in the range of 50 to 280 ° C, and more preferably in the range of 70 to 250 ° C. The drying atmosphere may be any of an inert atmosphere such as nitrogen, helium and reduced pressure, an oxidizing atmosphere such as oxygen and air, and a mixed atmosphere of air and nitrogen, preferably under reduced pressure, particularly under normal pressure. It is preferable to dry again under reduced pressure after drying to remove most of the solvent. The drying time is preferably 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 30 hours, and more preferably 1 to 20 hours.

本発明において得られたPASは十分に高品質なものであるが、さらに揮発性成分を除去するために、或いは架橋高分子量化するために、130〜260℃の温度で処理することも可能である。架橋高分子量化は抑制し、揮発分除去を目的として乾式熱処理を行う場合、その温度は130〜250℃が好ましく、160〜250℃の範囲がより好ましい。また酸素濃度2体積%未満、更には1体積%未満とすることが望ましい。減圧乾燥することも好ましい方法の一つである。処理時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜20時間がより好ましく、1〜10時間が更に好ましい。架橋高分子量化を目的として乾式熱処理する場合、その温度は160〜260℃が好ましく、170〜250℃の範囲がより好ましい。また酸素濃度2体積%以上、更には8体積%以上とすることが望ましい。処理時間は、1〜100時間が好ましく、2〜50時間がより好ましく、3〜25時間が更に好ましい。加熱処理の装置は通常の熱風乾燥機でもまた回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置であってもよいが、効率よく、しかもより均一に処理する場合は、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置を用いるのがより好ましい。   The PAS obtained in the present invention is of a sufficiently high quality, but it can also be treated at a temperature of 130 to 260 ° C. in order to remove volatile components or to increase the cross-linking molecular weight. is there. When carrying out dry heat treatment for the purpose of suppressing cross-linking high molecular weight and removing volatile matter, the temperature is preferably from 130 to 250 ° C, more preferably from 160 to 250 ° C. Further, it is desirable that the oxygen concentration is less than 2% by volume, more preferably less than 1% by volume. Drying under reduced pressure is also a preferred method. The treatment time is preferably 0.5 to 50 hours, more preferably 1 to 20 hours, and still more preferably 1 to 10 hours. When the dry heat treatment is performed for the purpose of increasing the cross-linking molecular weight, the temperature is preferably 160 to 260 ° C, more preferably 170 to 250 ° C. Further, it is desirable that the oxygen concentration is 2% by volume or more, more preferably 8% by volume or more. The treatment time is preferably 1 to 100 hours, more preferably 2 to 50 hours, and even more preferably 3 to 25 hours. The heat treatment apparatus may be a normal hot air dryer or a heating apparatus with a rotary type or a stirring blade. However, for efficient and more uniform processing, a heating apparatus with a rotary type or a stirring blade is used. More preferably it is used.

(11)生成PAS
本発明により得られる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、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することができる。また、本発明により発現する顕著な効果として、溶融加熱時の重量減少量が公知の方法により得られるPASと比べて著しく少なく、また、オリゴマー成分含有量も公知の方法により得られるPASと比べて著しく少ないため、耐薬品性やオリゴマー溶出量およびガス発生量が重要視される用途に好ましく用いることが可能である。さらにPASの含む塩素量が公知の方法により得られるPASと比べて著しく低減されるため、電気的特性、特に絶縁特性が重視される用途には特に好ましく用いることが可能である。
(11) Generated PAS
The PAS obtained by the present invention is excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, electrical properties and mechanical properties, and is used not only for injection molding, injection compression molding and blow molding, but also by extrusion molding to form sheets and films. , And can be formed into extruded products such as fibers and pipes. Further, as a remarkable effect manifested by the present invention, the amount of weight loss at the time of melting and heating is remarkably small as compared with PAS obtained by a known method, and the oligomer component content is also compared with PAS obtained by a known method. Since it is remarkably small, it can be preferably used for applications in which chemical resistance, oligomer elution amount and gas generation amount are regarded as important. Furthermore, since the chlorine content contained in PAS is remarkably reduced as compared with PAS obtained by a known method, it can be particularly preferably used for applications in which electrical characteristics, particularly insulation characteristics, are important.

ここで前記(5)項に記したオリゴアリーレンスルフィドもオリゴマー成分であるが、本発明のPASはこのオリゴアリーレンスルフィド含有量が少ない特徴が有り、好ましいオリゴアリーレンスルフィド含有量の上限としては1%以下、より好ましくは0.5%以下、更に好ましくは0.4%以下であり、一方で好ましい下限としては、0.01%以上、より好ましくは0.05%以上である。従来のPASの製法において、オリゴアリーレンスルフィドのごときオリゴマー成分を除去する方法としては、従来技術で特許文献2や5として例示したとおりクエンチ法による手法が知られている。この方法でも確かにオリゴマー成分の低減は可能である反面、本発明の特徴である低分子量PASを得ることは困難であり、低分子量PASであって且つオリゴマー成分含有量が少ないPASが得られるとの点が本発明の優れる特徴である。   Here, although the oligoarylene sulfide described in the above item (5) is also an oligomer component, the PAS of the present invention has a feature that the oligoarylene sulfide content is low, and the preferable upper limit of the oligoarylene sulfide content is 1% or less. More preferably, it is 0.5% or less, still more preferably 0.4% or less, while a preferable lower limit is 0.01% or more, more preferably 0.05% or more. As a method for removing an oligomer component such as oligoarylene sulfide in a conventional PAS production method, a method by a quench method is known as exemplified in Patent Documents 2 and 5 in the prior art. Although this method can certainly reduce the oligomer component, it is difficult to obtain a low molecular weight PAS that is a feature of the present invention, and a PAS having a low molecular weight PAS and a low oligomer component content can be obtained. This is an excellent feature of the present invention.

なおここでPASのオリゴマー成分含有量は、PASを熱クロロホルムで抽出することで、熱クロロホルム可溶分の重量分率として見積もることが可能である。   Here, the oligomer component content of PAS can be estimated as the weight fraction of the soluble portion of hot chloroform by extracting PAS with hot chloroform.

また、本発明で得られる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、ポリブチレンテレフタレート、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 in the present invention may be used alone, or, as desired, inorganic fillers such as glass fiber, carbon fiber, titanium oxide, calcium carbonate, antioxidant, heat stabilizer, ultraviolet absorption. Agents, coloring agents, etc. can also be added. Polyamide, polysulfone, polyphenylene ether, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, epoxy group, carboxyl group, carboxylic acid ester Contains resins such as olefin copolymers, polyolefin elastomers, polyether ester elastomers, polyether amide elastomers, polyamide imides, polyacetals, and polyimides having functional groups such as groups and acid anhydride groups. Rukoto can also.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。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。最初に、実施例および比較例のポリアリーレンスルフィドの製造方法で得られる試料の評価方法について説明する。   The present invention will be specifically described below with reference to examples. These examples are illustrative and not limiting. First, a method for evaluating samples obtained by the methods for producing polyarylene sulfides of Examples and Comparative Examples will be described.

<ジハロゲン化芳香族化合物の分析>
反応混合物や反応生成物及び反応途中の中間生成物中のジハロゲン化芳香族化合物の定量(p−ジクロロベンゼンの定量)は、ガスクロマトグラフィーを用いて以下の条件にて実施した。
装置:島津製作所製 GC−2010
カラム:J&W社製 DB−5 0.32mm×30m(0.25μm)
キャリアーガス:ヘリウム
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
<Analysis of dihalogenated aromatic compounds>
Quantification of the dihalogenated aromatic compound in the reaction mixture, reaction product and intermediate product during the reaction (quantification of p-dichlorobenzene) was carried out using gas chromatography under the following conditions.
Device: GC-2010 manufactured by Shimadzu Corporation
Column: DB-5 manufactured by J & W, Inc. 0.32 mm × 30 m (0.25 μm)
Carrier gas: Helium detector: Flame ionization detector (FID)

<スルフィド化剤の分析>
反応混合物や反応生成物及び反応途中の中間生成物中のスルフィド化剤の定量(水硫化ナトリウムの定量)は、イオンクロマトグラフィーを用いて以下の条件にて実施した。
装置:島津製作所製 HIC−20Asuper
カラム:島津製作所製 Shim−packIC−SA2(250mm×4.6mmID)
検出器:電気伝導度検出器(サプレッサ)
溶離液:4.0mM炭酸水素ナトリウム/1.0mM炭酸ナトリウム水溶液
流速:1.0mL/分
注入量:50マイクロリットル
カラム温度:30℃
<Analysis of sulfiding agent>
Quantification of the sulfidizing agent in the reaction mixture, reaction product, and intermediate product during the reaction (quantification of sodium hydrosulfide) was carried out using ion chromatography under the following conditions.
Apparatus: HIC-20 Asper made by Shimadzu Corporation
Column: Shimadzu Shim-pack IC-SA2 (250 mm × 4.6 mm ID)
Detector: Electrical conductivity detector (suppressor)
Eluent: 4.0 mM sodium bicarbonate / 1.0 mM aqueous sodium carbonate flow rate: 1.0 mL / min Injection volume: 50 microliters Column temperature: 30 ° C.

試料中に過酸化水素水を添加して、試料中に含まれる硫化物イオンを硫酸イオンへと酸化させ、その後に上記分析により硫酸イオンを定量した。得られた硫酸イオンの定量値から、過酸化水素水を添加しない無処理の試料を分析した際の硫酸イオン定量値を差し引く方法により、試料中の硫化物イオン量を算出した。ここで算出した硫化物イオン量は、資料中に含まれる未反応のスルフィド化剤量に対応すると考えられる。そのため、上記算出した硫化物イオン量から未反応のスルフィド化剤量を算出し、得られた未反応のスルフィド化剤量と、仕込んだスルフィド化剤量との割合から、試料におけるスルフィド化剤の反応消費率を算出した。   Hydrogen peroxide water was added to the sample to oxidize sulfide ions contained in the sample to sulfate ions, and then sulfate ions were quantified by the above analysis. The amount of sulfide ions in the sample was calculated by the method of subtracting the sulfate ion quantitative value when analyzing the untreated sample to which no hydrogen peroxide solution was added from the obtained sulfate ion quantitative value. The amount of sulfide ions calculated here is considered to correspond to the amount of unreacted sulfidizing agent contained in the data. Therefore, the amount of unreacted sulfidizing agent is calculated from the amount of sulfide ions calculated above, and the ratio of the amount of unreacted sulfidizing agent obtained and the amount of charged sulfidizing agent is used to determine the amount of sulfidizing agent in the sample. The reaction consumption rate was calculated.

<反応生成物の固液分離性評価>
反応生成物の固液分離性の評価は以下の条件で実施した。
<Evaluation of solid-liquid separation of reaction product>
Evaluation of the solid-liquid separability of the reaction product was performed under the following conditions.

得られた反応生成物200gを分取し、300mL容のフラスコに仕込んだ。反応生成物をマグネチックスターラーを用いて撹拌すると共に、反応生成物のスラリーに窒素バブリングを行いながら、オイルバスにて100℃に加熱した。   200 g of the obtained reaction product was collected and charged into a 300 mL flask. The reaction product was stirred with a magnetic stirrer and heated to 100 ° C. in an oil bath while nitrogen bubbling was performed on the reaction product slurry.

ADVANTEC社製の万能型タンク付フィルターホルダーKST−90−UH(有効濾過面積約45平行センチメートル)に、直径90mm,平均細孔直径10μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製メンブレンフィルターをセットし、タンク部分をバンドヒーターにて100℃に調温した。   A polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter having a diameter of 90 mm and an average pore diameter of 10 μm is set on a filter holder KST-90-UH (effective filtration area of about 45 parallel centimeters) manufactured by ADVANTEC, The tank part was adjusted to 100 ° C. with a band heater.

100℃に加熱した反応生成物をタンクに仕込み、タンクを密閉後、タンク内を窒素にて0.1MPaに加圧した。加圧後にフィルターホルダーの下部から濾過液が排出され始めた時点を起点として、50gの濾液が排出される間での時間を計測し、単位濾過面積基準の濾過速度(kg/(m2・hr))を算出した。   The reaction product heated to 100 ° C. was charged into the tank, and after sealing the tank, the inside of the tank was pressurized to 0.1 MPa with nitrogen. Starting from the time when the filtrate begins to be discharged from the lower part of the filter holder after pressurization, the time taken to discharge 50 g of the filtrate is measured, and the filtration rate based on the unit filtration area (kg / (m 2 · hr) ) Was calculated.

<ポリフェニレンスルフィドの分子量測定方法>
ポリフェニレンスルフィド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数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)を算出した。GPCの測定条件を以下に示す。
装置:センシュー科学製 SSC−7110
カラム:Shodex UT806M×2
カラム温度:210℃
移動相:1−クロロナフタレン
検出器:示差屈折率検出器
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%)
<Method for measuring molecular weight of polyphenylene sulfide>
As for the molecular weight of polyphenylene sulfide, number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) were 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.
Apparatus: SSC-7110 manufactured by Senshu Scientific
Column: Shodex UT806M × 2
Column temperature: 210 ° C
Mobile phase: 1-chloronaphthalene detector: differential refractive index detector Detector temperature: 210 ° C.
Flow rate: 1.0 mL / min
Sample injection amount: 300 μL (slurry: about 0.2% by weight)

<ポリアリーレンスルフィドの溶融粘度測定方法>
ここでPASの溶融粘度は動的粘弾性測定法によって測定することが可能であり、回転型動的粘度測定装置(レオメーター)を用いて測定できる。測定条件を以下に示す。
装置:ARES−G2(TA Instrument製)
ジオメトリー:平行円板型(直径25mm)、下部プレートにカップ(内径約28mm)を使用
温度条件:100℃から320℃まで5℃/分で昇温。300℃での粘度を測定。
角周波数:3.1/秒
測定雰囲気:窒素気流中
<Measuring method of melt viscosity of polyarylene sulfide>
Here, the melt viscosity of PAS can be measured by a dynamic viscoelasticity measuring method, and can be measured using a rotary dynamic viscosity measuring device (rheometer). The measurement conditions are shown below.
Apparatus: ARES-G2 (manufactured by TA Instrument)
Geometry: Parallel disk type (diameter 25 mm), cup (inner diameter about 28 mm) on the lower plate Operating temperature conditions: Temperature raised from 100 ° C. to 320 ° C. at 5 ° C./min. Measure viscosity at 300 ° C.
Angular frequency: 3.1 / second Measurement atmosphere: In nitrogen stream

<PASの塩素含有量>
ダイアインスツルメンツ社製自動試料燃焼装置AQF−100を用い、ポリマー1〜2mgを最終温度1000℃で燃焼させ、発生したガス成分を希薄な酸化剤を含んだ10mLの水に吸収させ、吸収液を炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム混合水溶液を移動相とするDIONEX社製イオンクロマトグラフィーシステムICS1500に供し、PASー中の全塩素含有量の測定を行った。
<Chlorine content of PAS>
Using an automatic sample combustor AQF-100 manufactured by Dia Instruments, 1 to 2 mg of polymer is burned at a final temperature of 1000 ° C., and the generated gas component is absorbed in 10 mL of water containing a dilute oxidant, and the absorbing solution is carbonated. The total chlorine content in PAS was measured by using an ion chromatography system ICS1500 manufactured by DIONEX with a sodium / sodium bicarbonate mixed aqueous solution as a mobile phase.

<全窒素含有量の測定>
PAS10mgを微量窒素分析装置(三菱化学株式会社製、機種「ND−100型」)を用いて窒素の含有量を測定した(基準物質はピリジン)。
<Measurement of total nitrogen content>
The nitrogen content of PAS 10 mg was measured using a trace nitrogen analyzer (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, model “ND-100 type”) (reference material is pyridine).

<ポリアリーレンスルフィドのオリゴマー成分含有率の測定>
ポリアリーレンスルフィドの低分子化合物の含有量は、PASを熱クロロホルムで抽出することで、熱クロロホルム可溶分の重量分率として見積もった。抽出操作は下記方法により行った。
(a)PAS5gをクロロホルム100gを用いて、バス温度85℃で5時間ソックスレー抽出した。
(b)ロータリーエバポレーターを用いて得られた抽出液からクロロホルムを留去した。
(c)ついで70℃にて真空乾燥を3時間行い、得られた固形分の重量を求め、PAS重量に対する重量分率を算出した。
<Measurement of oligomer content of polyarylene sulfide>
The content of the low molecular weight compound of polyarylene sulfide was estimated as the weight fraction of the soluble portion of hot chloroform by extracting PAS with hot chloroform. Extraction operation was performed by the following method.
(A) Soxhlet extraction was performed on 5 g of PAS using 100 g of chloroform at a bath temperature of 85 ° C. for 5 hours.
(B) Chloroform was distilled off from the extract obtained using a rotary evaporator.
(C) Next, vacuum drying was performed at 70 ° C. for 3 hours, the weight of the obtained solid content was determined, and the weight fraction with respect to the weight of PAS was calculated.

<溶融時の重量減少率(△W)の測定方法>
腹部が100mm×25mmφ、首部が255mm×12mmφ、肉厚が1mmのガラスアンプルにポリマー3gを計り入れてから真空封入した。このガラスアンプルの胴部のみを、電気管状炉で320℃で2時間加熱した。アンプルを取り出した後、管状炉によって加熱されておらず揮発ガスの付着したアンプル首部をヤスリで切り出して秤量した。次いで付着ガスを5gのクロロホルムで溶解して除去した後、60℃のガラス乾燥機で1時間乾燥してから再度秤量した。ガスを除去した前後のアンプル首部の重量差を溶融時の重量減少率△W(%)(ポリマーに対する重量%)とした。
<Measurement method of weight loss rate (ΔW) at melting>
3 g of polymer was weighed into a glass ampoule having an abdomen of 100 mm × 25 mmφ, a neck of 255 mm × 12 mmφ, and a wall thickness of 1 mm, and then vacuum-sealed. Only the barrel of this glass ampoule was heated in an electric tubular furnace at 320 ° C. for 2 hours. After the ampoule was taken out, the ampoule neck which was not heated by the tubular furnace and was attached with volatile gas was cut out with a file and weighed. Next, the adhering gas was dissolved and removed with 5 g of chloroform, dried for 1 hour in a glass dryer at 60 ° C., and then weighed again. The difference in weight of the ampoule neck before and after removing the gas was defined as a weight reduction rate ΔW (%) at melting (% by weight relative to the polymer).

[実施例1]
<反応混合物の調製>
攪拌機付きステンレス製オートクレーブに、スルフィド化剤(a)として48重量%の水硫化ナトリウム水溶液28.1g(水硫化ナトリウムとして0.241モル)、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液21.1g(水酸化ナトリウムとして0.253モル)、ジハロゲン化芳香族化合物(b)としてp−ジクロロベンゼン(p−DCB)35.4g(0.241モル)、及び、有機極性溶媒(c)としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)600g(6.05モル)を仕込むことで反応混合物を調製した。原料に含まれる水分量は25.6g(1.42モル)であり、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり(スルフィド化剤として仕込んだ水硫化ナトリウムに含まれるイオウ原子1モル当たり)の溶媒量は約2.43Lであった。また、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり(スルフィド化剤として仕込んだ水硫化ナトリウムに含まれるイオウ原子1モル当たり)の、アリーレン単位(ジハロゲン化芳香族化合物として仕込んだp−DCBに相当)の量は1.00モルであった。
[Example 1]
<Preparation of reaction mixture>
In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 28.1 g of a 48 wt% aqueous sodium hydrosulfide solution (0.241 mol as sodium hydrosulfide) as a sulfiding agent (a) and 21.1 g of a 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution (hydroxylated) 0.253 mol) as sodium, 35.4 g (0.241 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) as dihalogenated aromatic compound (b), and N-methyl-2 as organic polar solvent (c) -A reaction mixture was prepared by charging 600 g (6.05 mol) of pyrrolidone (NMP). The amount of water contained in the raw material is 25.6 g (1.42 mol), and the amount of solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture (per mole of sulfur atoms contained in sodium hydrosulfide charged as a sulfidizing agent) Was about 2.43 L. In addition, an arylene unit (corresponding to p-DCB charged as a dihalogenated aromatic compound) per mole of sulfur component in the reaction mixture (per mole of sulfur atom contained in sodium hydrosulfide charged as a sulfidizing agent). The amount was 1.00 mol.

<工程1>
オートクレーブ内を窒素ガスで置換後に密封し、400rpmで撹拌しながら約1時間かけて室温から200℃まで昇温した。次いで200℃から250℃まで約0.5時間かけて昇温した。この段階の反応器内の圧力はゲージ圧で1.0MPaであった。その後250℃で2時間保持することで反応混合物を加熱し反応させた。
<Step 1>
The inside of the autoclave was sealed after being replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour while stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 250 ° C. over about 0.5 hour. The pressure in the reactor at this stage was 1.0 MPa as a gauge pressure. Thereafter, the reaction mixture was heated at 250 ° C. for 2 hours to be reacted.

<工程2>
高圧バルブを介してオートクレーブ上部に設置した100mL容の小型タンクにp−DCBのNMP溶液(p−DCB3.54gをNMP10gに溶解)を仕込んだ。小型タンク内を約1.5MPaに加圧後タンク下部のバルブを開き、p−DCBのNMP溶液をオートクレーブ内に仕込んだ。小型タンクの壁面をNMP5gで洗浄後、このNMPもオートクレーブ内に仕込んだ。本操作により、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位(工程1と工程2でジハロゲン化芳香族化合物として仕込んだp−DCBの合計量に相当)は1.10モルとなった。この追加の仕込み終了後、250℃にてさらに1時間加熱を継続して反応を進行させた。その後約15分かけて230℃まで冷却した後、オートクレーブ上部に設置した高圧バルブを徐々に開放することで主としてNMPからなる蒸気を排出し、この蒸気成分を水冷冷却管にて凝集させることで、約394gの液成分を回収した後に高圧バルブを閉じて密閉した。次いで室温近傍まで急冷して、反応生成物を回収した。
<Step 2>
An NMP solution of p-DCB (3.54 g of p-DCB was dissolved in 10 g of NMP) was charged into a 100 mL small tank installed at the top of the autoclave via a high pressure valve. After pressurizing the inside of the small tank to about 1.5 MPa, the valve at the bottom of the tank was opened, and an NMP solution of p-DCB was charged into the autoclave. After washing the wall surface of the small tank with 5 g of NMP, this NMP was also charged into the autoclave. By this operation, the arylene unit per mole of the sulfur component in the reaction mixture (corresponding to the total amount of p-DCB charged as the dihalogenated aromatic compound in Step 1 and Step 2) was 1.10 mole. After the completion of this additional charging, the reaction was continued by continuing heating at 250 ° C. for an additional hour. Then, after cooling to 230 ° C. over about 15 minutes, by gradually opening the high-pressure valve installed at the top of the autoclave, the vapor mainly composed of NMP is discharged, and this vapor component is aggregated in the water-cooled cooling pipe, After recovering about 394 g of liquid components, the high pressure valve was closed and sealed. Next, the reaction product was recovered by quenching to near room temperature.

<反応生成物の分析評価>
得られた反応生成物の一部を大過剰の水に分散させることで水に不溶な成分を回収し、回収した水に不溶な成分を乾燥させることで固形分を得た。赤外分光分析による構造解析の結果、この固形分はフェニレンスルフィド単位からなる化合物であることが確認できた。
<Analysis and evaluation of reaction products>
A part of the obtained reaction product was dispersed in a large excess of water to recover a component insoluble in water, and a component insoluble in the recovered water was dried to obtain a solid content. As a result of structural analysis by infrared spectroscopic analysis, it was confirmed that the solid content was a compound composed of phenylene sulfide units.

得られた反応生成物および反応後の脱液操作で回収した液成分をガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー及びイオンクロマトグラフィーにより分析した結果、スルフィド化剤として用いた水硫化ナトリウムの反応消費率は96%であった。また得られた反応生成物の固液分離性を評価した結果、濾過速度は355kg/(m2・hr)であった。   As a result of analyzing the obtained reaction product and the liquid components recovered by the liquid removal operation after the reaction by gas chromatography, high performance liquid chromatography and ion chromatography, the reaction consumption rate of sodium hydrosulfide used as a sulfidizing agent was It was 96%. Moreover, as a result of evaluating the solid-liquid separability of the obtained reaction product, the filtration rate was 355 kg / (m 2 · hr).

<工程3;反応生成物の固液分離およびPASの単離>
固液分離温度を50℃とした以外は、上記固液分離性評価と同様の手法にて反応生成物を固液分離して固形分を得た。得られた湿潤状態の固形分に対して、約10倍量のイオン交換水を加えて分散させスラリー状とした後、70℃で15分撹拌した後、得られたスラリーを目開き10〜16μmのガラスフィルターで吸引濾過する操作を計4回繰り返した。得られた固形分を真空乾燥機70℃で3時間処理して、ポリアリーレンスルフィドとしての乾燥固体を得た。
<Step 3: Solid-liquid separation of reaction product and isolation of PAS>
Except that the solid-liquid separation temperature was 50 ° C., the reaction product was subjected to solid-liquid separation in the same manner as in the above-described solid-liquid separation evaluation to obtain a solid content. About 10 times the amount of ion-exchanged water was added to the obtained solid content in a wet state to disperse it into a slurry, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 15 minutes. The operation of suction filtration with a glass filter was repeated 4 times in total. The obtained solid was treated at 70 ° C. for 3 hours in a vacuum dryer to obtain a dry solid as polyarylene sulfide.

この単離した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、重量平均分子量はポリスチレン換算で10,300であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は0.52%、塩素含有量は2,900ppm、窒素含有量は800ppm、溶融粘度は0.6Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.30%であった。   As a result of analysis of this isolated dry solid, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis that it was polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 10,300 in terms of polystyrene. Moreover, the weight reduction rate (ΔW) at the time of melting is 0.52%, the chlorine content is 2,900 ppm, the nitrogen content is 800 ppm, the melt viscosity is 0.6 Pa · s, and the oligomer component content is 0.30%. Met.

実施例1の結果から、本発明のポリアリーレンスルフィドの製造方法によれば、不純物含有率の少ない高品質なポリアリーレンスルフィドを高収率で得ることができ、且つ、低分子量のPASとの観点でも両立できることがわかった。   From the results of Example 1, according to the method for producing a polyarylene sulfide of the present invention, a high-quality polyarylene sulfide having a low impurity content can be obtained in a high yield, and a viewpoint with a low molecular weight PAS is obtained. But it turns out that both are compatible.

[実施例2]
工程3における固液分離温度を100℃とした以外は実施例1と同様の単離操作を行いポリアリーレンスルフィドを得た。得られたポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量はポリスチレン換算で13,000であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は0.38%、塩素含有量は2,400ppm、窒素含有量は430ppm、溶融粘度は1.5Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.27%であった。
[Example 2]
A polyarylene sulfide was obtained by performing the same isolation operation as in Example 1 except that the solid-liquid separation temperature in Step 3 was 100 ° C. The resulting polyarylene sulfide was found to have a weight average molecular weight of 13,000 in terms of polystyrene. Moreover, the weight reduction rate (ΔW) upon melting is 0.38%, the chlorine content is 2,400 ppm, the nitrogen content is 430 ppm, the melt viscosity is 1.5 Pa · s, and the oligomer component content is 0.27%. Met.

[実施例3]
反応混合物の調製においてジハロゲン化芳香族化合物(b)として用いるp−DCBの量を)33.7g(0.229モル)に変え、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりの、アリーレン単位の量を0.95モルとした以外は実施例1と同様に工程1まで行った。
[Example 3]
The amount of p-DCB used as the dihalogenated aromatic compound (b) in the preparation of the reaction mixture was changed to 33.7 g (0.229 mol), and the amount of arylene units per mol of sulfur component in the reaction mixture was changed. The process up to Step 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount was 0.95 mol.

次いで工程2で仕込むp−DCBを5.31gに変更した以外は同様として、工程2以降を実施例1と同様にポリアリーレンスルフィドの単離まで行った(工程2における反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位の量は1.10モル)。   Next, except that the p-DCB charged in Step 2 was changed to 5.31 g, Step 2 and the subsequent steps were performed until isolation of polyarylene sulfide in the same manner as in Example 1 (sulfur component 1 in the reaction mixture in Step 2). The amount of arylene units per mole is 1.10 moles).

この単離したPASの重量平均分子量はポリスチレン換算で9,600、溶融時の重量減少率(△W)は0.32%、塩素含有量は1,800ppm、窒素含有量は990ppm、溶融粘度は0.4Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.30%であった。   The isolated PAS has a weight average molecular weight of 9,600 in terms of polystyrene, a weight loss rate (ΔW) of 0.32% upon melting, a chlorine content of 1,800 ppm, a nitrogen content of 990 ppm, and a melt viscosity of 0.4 Pa · s and the oligomer component content were 0.30%.

実施例3の結果から、工程1および工程2におけるイオウ成分に対するアリーレン成分のモル比を本発明のより好ましい条件とすることで、さらに高品質且つ低分子量のPASを得ることができる事がわかった。   From the results of Example 3, it was found that a higher quality and lower molecular weight PAS can be obtained by setting the molar ratio of the arylene component to the sulfur component in step 1 and step 2 to be a more preferable condition of the present invention. .

[実施例4]
次いで工程2で仕込むp−DCBを2.66gに変更した以外は同様とした以外は実施例3と同様にポリアリーレンスルフィドの単離まで行った(工程2における反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位の量は1.08モル)。
[Example 4]
Subsequently, polyarylene sulfide was isolated in the same manner as in Example 3 except that p-DCB charged in Step 2 was changed to 2.66 g (per mole of sulfur component in the reaction mixture in Step 2). The amount of the arylene unit is 1.08 mol).

この単離したPASの重量平均分子量はポリスチレン換算で12,100、溶融時の重量減少率(△W)は0.35%、塩素含有量は1,450ppm、窒素含有量は460ppm、溶融粘度は1.1Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.29%であった。   The isolated PAS has a weight average molecular weight of 12,100 in terms of polystyrene, a weight reduction rate (ΔW) of 0.35% when melted, a chlorine content of 1,450 ppm, a nitrogen content of 460 ppm, and a melt viscosity of The content of the oligomer component was 1.1 Pa · s and 0.29%.

実施例4の結果から、工程1および工程2におけるイオウ成分に対するアリーレン成分のモル比を本発明のより好ましい条件とすることで、さらに高品質且つ低分子量のPASを得ることができる事がわかった。   From the results of Example 4, it was found that a higher quality and lower molecular weight PAS can be obtained by setting the molar ratio of the arylene component to the sulfur component in step 1 and step 2 to be a more preferable condition of the present invention. .

[実施例5]
ここでは、反応混合物の調製において、原料組成をより好ましい比率としてポリアリーレンスルフィドの製造を行った事例を示す。
[Example 5]
Here, an example of producing a polyarylene sulfide with a more preferable ratio of the raw material composition in the preparation of the reaction mixture is shown.

<反応混合物の調製>
攪拌機付きステンレス製オートクレーブに仕込む48重量%の水酸化ナトリウム水溶液を20.4g(水酸化ナトリウムとして0.245モル)に低減した以外は実施例1と同様に反応混合物の調製を実施した。
<Preparation of reaction mixture>
A reaction mixture was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution charged in a stainless steel autoclave equipped with a stirrer was reduced to 20.4 g (0.245 mol as sodium hydroxide).

<工程1〜3>
引き続き、工程1及び2を実施例1と同様に行った後、工程3は実施例2と同様に固液分離温度を100℃として単離操作を行い、ポリアリーレンスルフィドを得た。得られたポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量はポリスチレン換算で12,000、溶融時の重量減少率(△W)は0.30%、塩素含有量は2,300ppm、窒素含有量は280ppm、溶融粘度は1.1Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.28%であった。
<Steps 1-3>
Subsequently, after performing Steps 1 and 2 in the same manner as in Example 1, in Step 3, the solid-liquid separation temperature was set to 100 ° C. in the same manner as in Example 2 to obtain polyarylene sulfide. The resulting polyarylene sulfide had a weight average molecular weight of 12,000 in terms of polystyrene, a weight reduction rate (ΔW) of 0.30% when melted, a chlorine content of 2,300 ppm, a nitrogen content of 280 ppm, and a melt viscosity. Was 1.1 Pa · s, and the oligomer component content was 0.28%.

ポリアリーレンスルフィドの製造に用いる反応混合物の原料組成を本発明の好ましい組成とすることで、より高品質なポリアリーレンスルフィドが得られることがわかった。   It was found that a higher quality polyarylene sulfide can be obtained by setting the raw material composition of the reaction mixture used for the production of the polyarylene sulfide to a preferred composition of the present invention.

[実施例6]
ここでは、反応混合物の調製において、原料組成をより好ましい比率とすると共に、反応時間を適正化してポリアリーレンスルフィドの製造を行った事例を示す。
[Example 6]
Here, in the preparation of the reaction mixture, an example in which the raw material composition is set to a more preferable ratio and the reaction time is optimized to produce polyarylene sulfide.

実施例5と同様に反応混合物の調製および工程1を実施した後、工程2でDCBを追加した後の250℃での加熱保持時間(実施例5では1時間)を2時間に延長して行った以外は、実施例5と同様にしてポリアリーレンスルフィドを得た。得られたポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量はポリスチレン換算で9,400、溶融時の重量減少率(△W)は0.29%、塩素含有量は2,300ppm、窒素含有量は250ppm、溶融粘度は0.38Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.28%であった。   After preparing the reaction mixture and carrying out step 1 in the same manner as in Example 5, the heat holding time at 250 ° C. (1 hour in Example 5) after adding DCB in step 2 was extended to 2 hours. A polyarylene sulfide was obtained in the same manner as in Example 5 except that. The resulting polyarylene sulfide had a weight average molecular weight of 9,400 in terms of polystyrene, a weight reduction rate (ΔW) of 0.29% when melted, a chlorine content of 2,300 ppm, a nitrogen content of 250 ppm, and a melt viscosity. Was 0.38 Pa · s, and the oligomer component content was 0.28%.

ポリアリーレンスルフィドの製造条件を反応混合物の原料組成を本発明の好ましい条件とすることで、さらに不純物量が低減し、高品質なポリアリーレンスルフィドが得られることがわかった。   It has been found that the polyarylene sulfide can be produced in a high quality polyarylene sulfide by further reducing the amount of impurities by setting the raw material composition of the reaction mixture as a preferable condition of the present invention.

[比較例1]
ここでは従来のポリアリーレンスルフィドの製造方法により、分子量の低いポリアリーレンスルフィドを製造する方法の事例を示す。
[Comparative Example 1]
Here, an example of a method for producing a polyarylene sulfide having a low molecular weight by a conventional method for producing a polyarylene sulfide will be described.

撹拌機および底栓弁付きのステンレス製オートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム水溶液8.26kg(70.0モル)、96%水酸化ナトリウム2.94kg(70.6モル)をイオン交換水3kgに溶解した水溶液及びN−メチル−2−ピロリドン(NMP)14.6kg(147モル)を仕込んだ。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer and bottom plug valve, 8.26 kg (70.0 mol) of 47.5% sodium hydrosulfide aqueous solution and 2.94 kg (70.6 mol) of 96% sodium hydroxide were added to 3 kg of ion-exchanged water. And 14.6 kg (147 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were charged.

仕込んだ原料中の水分を除去するため、常圧で窒素を通じながら235℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、留出液約7.8kgを留出した時点で加熱を停止した。留出液をガスクロマトグラフィーにて分析した結果、液中にはNMPが0.3kg含まれていることがわかり、系内のNMPは14.3kgであることがわかった。また、この操作において系外に飛散したガスを水酸化ナトリウム水溶液に通じることで得た水溶液を分析した結果、この操作で硫黄分が1.4モル飛散したことがわかり、本工程後の系内のスルフィド化剤は68.6モルであることがわかった。   In order to remove moisture in the charged raw materials, the mixture was gradually heated to 235 ° C. over about 3 hours while passing nitrogen at normal pressure. When about 7.8 kg of distillate was distilled, heating was stopped. As a result of analyzing the distillate by gas chromatography, it was found that 0.3 kg of NMP was contained in the liquid, and NMP in the system was 14.3 kg. In addition, as a result of analyzing the aqueous solution obtained by passing the gas scattered outside the system in this operation to the aqueous sodium hydroxide solution, it was found that 1.4 mol of sulfur was scattered by this operation. Was found to be 68.6 mol.

その後180℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)10.8kg(73.7モル)、NMP5.6kg(56.0モル)を加えた後に反応容器を窒素ガス下に密封した。この時点で、反応器内の反応混合物に含まれるスルフィド化剤であるイオウ成分68.6モルに対して、有機極性溶媒のNMPは19.9kg(25℃において約20.4Lに相当)であり、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりの有機極性溶媒量は約0.3Lであった。また、イオウ成分1モルに対するアリーレン成分のモル比は1.075であった。   Thereafter, the mixture was cooled to 180 ° C., 10.8 kg (73.7 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 5.6 kg (56.0 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. At this time, the organic polar solvent NMP is 19.9 kg (corresponding to about 20.4 L at 25 ° C.) with respect to 68.6 mol of the sulfur component which is a sulfidizing agent contained in the reaction mixture in the reactor. The amount of organic polar solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture was about 0.3 L. The molar ratio of the arylene component to 1 mol of the sulfur component was 1.075.

次いで240rpmで撹拌しながら内温200℃まで約1時間かけて昇温して、200℃から275℃までを0.6℃/分の速度で昇温し、275℃で1時間保持した。その後、約2時間かけて100℃以下まで冷却して反応生成物を回収した。   Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 275 ° C. at a rate of 0.6 ° C./min and held at 275 ° C. for 1 hour while stirring at 240 rpm and the internal temperature increased to 200 ° C. over about 1 hour. Then, it cooled to 100 degrees C or less over about 2 hours, and collect | recovered the reaction product.

得られた反応生成物約0.5kgをイオン交換水2.5リットルと混合し、75℃で15分撹拌した後、フィルターで濾過し固形分を得た。この固形分を再度イオン交換水2.5リットルに分散し、75℃で15分撹拌した後、フィルターで濾過し固形分を得る操作を2回繰り返した。得られたケークを同じくイオン交換水2.5リットルに分散させた後、攪拌機付きオートクレーブ仕込み、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、195℃まで昇温した。その後、オートクレーブを冷却し、内容物を取り出した。内容物をフィルターで濾過し、ケークを得た。得られたケークを窒素気流下、120℃で乾燥することで、乾燥固体を得た。   About 0.5 kg of the obtained reaction product was mixed with 2.5 liters of ion exchange water, stirred at 75 ° C. for 15 minutes, and then filtered through a filter to obtain a solid content. This solid content was again dispersed in 2.5 liters of ion exchange water, stirred for 15 minutes at 75 ° C., and then filtered through a filter to obtain a solid content twice. The obtained cake was similarly dispersed in 2.5 liters of ion-exchanged water, charged in an autoclave equipped with a stirrer, the inside of the autoclave was replaced with nitrogen, and the temperature was raised to 195 ° C. Thereafter, the autoclave was cooled and the contents were taken out. The contents were filtered through a filter to obtain a cake. The obtained cake was dried at 120 ° C. under a nitrogen stream to obtain a dry solid.

この単離した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、重量平均分子量はポリスチレン換算で14,700であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は1.40%、塩素含有量は9,100ppm、窒素含有量は1200ppm、溶融粘度は6.8Pa・s、オリゴマー成分含有率は5.2%であった。   As a result of analysis of this isolated dry solid, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis that it was polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 14,700 in terms of polystyrene. Further, the weight reduction rate (ΔW) upon melting is 1.40%, the chlorine content is 9,100 ppm, the nitrogen content is 1200 ppm, the melt viscosity is 6.8 Pa · s, and the oligomer component content is 5.2%. Met.

比較例1の結果から、従来のポリアリーレンスルフィドの製造方法によれば、低分子量のポリアリーレンスルフィドを製造することはできるが、溶融時の重量減少率が大きく、また塩素や窒素含有量も多いことがわかり、低分子量と品質の両立は困難なことがわかった。   From the results of Comparative Example 1, according to the conventional method for producing polyarylene sulfide, low molecular weight polyarylene sulfide can be produced, but the weight reduction rate during melting is large, and the chlorine and nitrogen contents are also large. It turned out that it was difficult to achieve both low molecular weight and quality.

[比較例2]
ここでは従来のポリアリーレンスルフィドの製造方法において、塩素含有量を低減する手法として開示されている、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物のモル比の制御について検討した事例を示す。
[Comparative Example 2]
Here, the example which examined the control of the molar ratio of a sulfidation agent and a dihalogenated aromatic compound currently disclosed as a technique of reducing chlorine content in the manufacturing method of a polyarylene sulfide is shown.

p−ジクロロベンゼンの仕込み量を10.4kg(70.6モル)として、イオウ成分1モルに対するアリーレン成分のモル比を1.03まで引き下げたこと以外は、比較例1と同様にポリアリーレンスルフィドの製造を行った。   The amount of polyarylene sulfide was the same as in Comparative Example 1 except that the amount of p-dichlorobenzene charged was 10.4 kg (70.6 mol) and the molar ratio of the arylene component to 1 mol of the sulfur component was reduced to 1.03. Manufactured.

単離したポリフェニレンスルフィドの重量平均分子量はポリスチレン換算で19,500であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は1.20%、塩素含有量は4,000ppm、窒素含有量は1400ppm、溶融粘度は26Pa・s、オリゴマー成分含有率は4.8%であった。   It was found that the weight average molecular weight of the isolated polyphenylene sulfide was 19,500 in terms of polystyrene. Moreover, the weight reduction rate (ΔW) upon melting was 1.20%, the chlorine content was 4,000 ppm, the nitrogen content was 1400 ppm, the melt viscosity was 26 Pa · s, and the oligomer component content was 4.8%. It was.

比較例2の結果から、原料に用いるスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物のモル比を調整することで、一定の低塩素化は可能であるが、その効果は不十分であることがわかった。また、この方法は溶融時の重量減少率の低減や窒素含有量の低減にはほとんど効果が無く、また得られるポリアリーレンスルフィドの分子量も大きくなる傾向にあることがわかり、低分子量と品質の両立は困難なことがわかった。   From the results of Comparative Example 2, it was found that by adjusting the molar ratio of the sulfidizing agent and dihalogenated aromatic compound used as a raw material, a certain low chlorination is possible, but the effect is insufficient. . In addition, this method has almost no effect on reducing the weight loss rate at melting and reducing the nitrogen content, and it has been found that the molecular weight of the resulting polyarylene sulfide tends to be large, and both low molecular weight and quality are compatible. Found it difficult.

[比較例3]
ここでは従来のポリアリーレンスルフィドの製造方法において、低分子量化且つ塩素含有量を低減する別の手法として開示されている、モノハロゲン化芳香族化合物を使用する方法について検討した事例を示す。
[Comparative Example 3]
Here, an example in which a method using a monohalogenated aromatic compound, which is disclosed as another method for reducing the molecular weight and reducing the chlorine content in the conventional method for producing polyarylene sulfide, is shown.

p−ジクロロベンゼンの仕込み量を10.1kg(68.6モル)に変えたこと、p−ジクロロベンゼンを仕込むと同じタイミングでモノクロロベンゼン0.77kg(6.86モル)も加えたこと以外は比較例1と同様にポリアリーレンスルフィドの製造を行った。なお、この変更により、ポリアリーレンスルフィドの製造におけるイオウ成分1モルに対するアリーレン成分のモル比は1.10となった。   Comparison except that the amount of p-dichlorobenzene charged was changed to 10.1 kg (68.6 mol), and 0.77 kg (6.86 mol) of monochlorobenzene was also added at the same time when p-dichlorobenzene was charged. In the same manner as in Example 1, polyarylene sulfide was produced. By this change, the molar ratio of the arylene component to 1 mol of the sulfur component in the production of polyarylene sulfide was 1.10.

単離したポリフェニレンスルフィドの重量平均分子量はポリスチレン換算で10,000であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は1.52%、塩素含有量は6,000ppm、窒素含有量は1500ppm、溶融粘度は0.7Pa・s、オリゴマー成分含有率は5.9%であった。   The isolated polyphenylene sulfide was found to have a weight average molecular weight of 10,000 in terms of polystyrene. Moreover, the weight reduction rate (ΔW) at the time of melting is 1.52%, the chlorine content is 6,000 ppm, the nitrogen content is 1500 ppm, the melt viscosity is 0.7 Pa · s, and the oligomer component content is 5.9%. Met.

比較例3の結果から、モノハロゲン化芳香族化合物を用いることで、ポリアリーレンスルフィドの低分子量化は可能であるが、低塩素化の効果は不十分であり、さらに溶融時の重量減少率の低減や窒素含有量の低減にはほとんど効果が無いことがわかった。   From the result of Comparative Example 3, it is possible to reduce the molecular weight of polyarylene sulfide by using a monohalogenated aromatic compound, but the effect of low chlorination is insufficient, and the weight reduction rate during melting is further reduced. It has been found that there is almost no effect in reducing or reducing the nitrogen content.

[比較例4]
ここでは従来のポリアリーレンスルフィドの製造方法において、高品質化の手法として開示されている、反応生成物をメッシュ金網で濾別してPAS成分を分離する手法およびPAS成分を有機極性溶媒で洗浄精製する手法を組み合わせる方法について検討した事例を示す。
[Comparative Example 4]
Here, in the conventional method for producing polyarylene sulfide, a method for separating the PAS component by filtering the reaction product through a mesh wire mesh and a method for washing and purifying the PAS component with an organic polar solvent, which are disclosed as methods for improving the quality, are disclosed. The example which examined the method of combining is shown.

撹拌機および底栓弁付きのステンレス製オートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム水溶液8.26kg(70.0モル)、96%水酸化ナトリウム2.94kg(70.6モル)をイオン交換水3kgに溶解した水溶液、酢酸ナトリウム1.72kg(21.0モル)及びN−メチル−2−ピロリドン(NMP)14.6kg(147モル)を仕込んだ。   In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer and bottom plug valve, 8.26 kg (70.0 mol) of 47.5% sodium hydrosulfide aqueous solution and 2.94 kg (70.6 mol) of 96% sodium hydroxide were added to 3 kg of ion-exchanged water. Aqueous solution, 1.72 kg (21.0 mol) of sodium acetate and 14.6 kg (147 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were charged.

仕込んだ原料中の水分を除去するため、常圧で窒素を通じながら235℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、留出液約7.8kgを留出した時点で加熱を停止した。留出液をガスクロマトグラフィーにて分析した結果、液中にはNMPが0.3kg含まれていることがわかり、系内のNMPは14.3kgであることがわかった。また、この操作において系外に飛散したガスを水酸化ナトリウム水溶液に通じることで得た水溶液を分析した結果、この操作で硫黄分が1.4モル飛散したことがわかり、本工程後の系内のスルフィド化剤は68.6モルであることがわかった。   In order to remove moisture in the charged raw materials, the mixture was gradually heated to 235 ° C. over about 3 hours while passing nitrogen at normal pressure. When about 7.8 kg of distillate was distilled, heating was stopped. As a result of analyzing the distillate by gas chromatography, it was found that 0.3 kg of NMP was contained in the liquid, and NMP in the system was 14.3 kg. In addition, as a result of analyzing the aqueous solution obtained by passing the gas scattered outside the system in this operation to the aqueous sodium hydroxide solution, it was found that 1.4 mol of sulfur was scattered by this operation. Was found to be 68.6 mol.

その後180℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)10.3kg(70.3モル)、NMP5.6kg(56.0モル)を加えた後に反応容器を窒素ガス下に密封した。この時点で、反応器内の反応混合物に含まれるスルフィド化剤であるイオウ成分68.6モルに対して、有機極性溶媒のNMPは19.9kg(25℃において約20.4Lに相当)であり、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりの有機極性溶媒量は約0.3Lであった。また、イオウ成分1モルに対するアリーレン成分のモル比は1.025であった。   After cooling to 180 ° C., 10.3 kg (70.3 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 5.6 kg (56.0 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. At this time, the organic polar solvent NMP is 19.9 kg (corresponding to about 20.4 L at 25 ° C.) with respect to 68.6 mol of the sulfur component which is a sulfidizing agent contained in the reaction mixture in the reactor. The amount of organic polar solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture was about 0.3 L. The molar ratio of the arylene component to 1 mol of the sulfur component was 1.025.

次いで240rpmで撹拌しながら内温200℃まで約1時間かけて昇温して、200℃から270℃までを0.6℃/分の速度で昇温し、270℃で2時間保持した。その後、270℃から250℃まで15分かけて冷却しながら水2.40kg(133モル)を圧入した。ついで250℃から220℃まで75分かけて徐々に冷却した後、室温近傍まで急冷し内容物を取り出した。約2時間かけて100℃以下まで冷却して反応生成物を回収した。   Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 270 ° C. at a rate of 0.6 ° C./min, and held at 270 ° C. for 2 hours while stirring at 240 rpm to increase the internal temperature to 200 ° C. over about 1 hour. Thereafter, 2.40 kg (133 mol) of water was injected while cooling from 270 ° C. to 250 ° C. over 15 minutes. Next, the mixture was gradually cooled from 250 ° C. to 220 ° C. over 75 minutes, and then rapidly cooled to near room temperature, and the contents were taken out. The reaction product was recovered by cooling to 100 ° C. or lower over about 2 hours.

得られた反応生成物約0.5kgを内容物を約1.5リットルのNMPで希釈しスラリーとして85℃で30分撹拌後、80メッシュ金網(目開き0.175mm)で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にNMP約1.5リットルで撹拌して濾別した。得られた固形物を2.5リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を合計5回繰り返して固形物を回収した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、120℃で乾燥することにより、乾燥固体を得た。   About 0.5 kg of the obtained reaction product was diluted with about 1.5 liters of NMP, stirred as a slurry at 85 ° C. for 30 minutes, and filtered through an 80 mesh wire mesh (aperture 0.175 mm) to obtain a solid. Obtained. The resulting solid was similarly stirred with about 1.5 liters of NMP and filtered off. The obtained solid was diluted with 2.5 liters of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 30 minutes, and then filtered through an 80-mesh wire net to collect the solids a total of 5 times to collect the solids. . The solid thus obtained was dried at 120 ° C. under a nitrogen stream to obtain a dry solid.

この単離した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、重量平均分子量はポリスチレン換算で48,000であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は0.26%、塩素含有量は1,700ppm、窒素含有量は820ppm、溶融粘度は95Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.31%であった。   As a result of analysis of this isolated dry solid, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis that it was polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 48,000 in terms of polystyrene. The weight reduction rate (ΔW) upon melting was 0.26%, the chlorine content was 1,700 ppm, the nitrogen content was 820 ppm, the melt viscosity was 95 Pa · s, and the oligomer component content was 0.31%. It was.

比較例4の結果から、従来のポリアリーレンスルフィドの高品質化手法によれば、低塩素化や溶融時の重量減少率の低減は、さらには窒素含有量についても一定の低減が可能であるが、得られるPASの分子量が非常に大きくなることがわかり、低分子量と品質の両立は困難なことがわかった。   From the result of Comparative Example 4, according to the conventional method for improving the quality of polyarylene sulfide, it is possible to reduce the chlorination and the weight reduction rate at the time of melting, and also to reduce the nitrogen content to a certain extent. It was found that the molecular weight of the resulting PAS was very large, and it was difficult to achieve both low molecular weight and quality.

[比較例5]
ここでは従来技術による極低分子量のポリアリーレンスルフィドの製造例、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、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とを用いる方法であるが、本発明とは異なり工程1と工程2を区画せずポリアリーレンスルフィドを含む反応混合物を得て、得られる反応混合物を固液分離することによりポリアリーレンスルフィドを製造した例を示す。
[Comparative Example 5]
Here, an example of production of an ultra-low molecular weight polyarylene sulfide according to the prior art, that is, an organic polar solvent of 1.25 liters or more with respect to 1 mol of a sulfurizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and a sulfur component of the sulfiding agent. However, unlike the present invention, a polyarylene sulfide was produced by solid-liquid separation of the reaction mixture obtained by obtaining a reaction mixture containing polyarylene sulfide without partitioning step 1 and step 2. An example is shown.

<ポリアリーレンスルフィドを含む反応混合物の調製>
攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブ(反応容器)に、48重量%の水硫化ナトリウム水溶液46.75g(水硫化ナトリウムとして0.40モル)、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液35.00g(0.42モル)、NMP1000g(10.1モル)、およびp−ジクロロベンゼン(p−DCB)61.7g(0.42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に加圧して密封した。
<Preparation of reaction mixture containing polyarylene sulfide>
In a stainless steel autoclave (reaction vessel) equipped with a stirrer, 46.75 g of a 48 wt% sodium hydrosulfide aqueous solution (0.40 mol as sodium hydrosulfide) and 35.00 g of a 48 wt% sodium hydroxide aqueous solution (0.42) Mol), 1000 g (10.1 mol) of NMP, and 61.7 g (0.42 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB). After sufficiently purging the inside of the reaction vessel with nitrogen, it was sealed by pressurizing with pressurized nitrogen to 0.3 MPa with a gauge pressure.

400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約1時間かけて反応容器内を昇温した。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分かけて反応容器内を昇温した。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、室温付近まで急冷して、反応容器から得られた反応生成物を回収した。   While stirring at 400 rpm, the temperature in the reaction vessel was increased 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 in the reaction vessel 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 reaction product obtained from the reaction vessel was recovered by quenching to near room temperature.

得られた反応生成物をガスクロマトグラフィーおよ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%であった。   As a result of analyzing the obtained reaction product by gas chromatography and high performance liquid chromatography, the consumption rate of monomeric p-DCB was 92%.

<反応生成物の固液分離>
上記で得られた内容物、すなわち少なくともポリアリーレンスルフィド、NMPおよび副生塩としてNaClを含む反応生成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、撹拌しながら約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生成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。
<Solid-liquid separation of reaction product>
The contents obtained above, that is, a reaction product containing at least polyarylene sulfide, NMP, and NaCl as a by-product salt, are charged into an eggplant flask, and the inside of the flask is sufficiently purged with nitrogen, and then adjusted to about 100 ° C. with stirring. The reaction product was separated into solid and liquid 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を、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、重量平均分子量はポリスチレン換算で10,000であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は1.60%、塩素含有量は5,400ppm、窒素含有量は1100ppm、溶融粘度は0.6Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.38%であった。   The obtained wet solid was sufficiently washed 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 10,000 in terms of polystyrene. The weight reduction rate (ΔW) upon melting is 1.60%, the chlorine content is 5,400 ppm, the nitrogen content is 1100 ppm, the melt viscosity is 0.6 Pa · s, and the oligomer component content is 0.38%. Met.

[比較例6]
p−ジクロロベンゼンの仕込み量を63.2g(0.43モル)に変えた以外は比較例5と同様にポリアリーレンスルフィドの製造を行った。
[Comparative Example 6]
Polyarylene sulfide was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that the amount of p-dichlorobenzene charged was changed to 63.2 g (0.43 mol).

単離したポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量はポリスチレン換算で9,200であることがわかった。また、溶融時の重量減少率(△W)は1.75%、塩素含有量は6,800ppm、窒素含有量は1000ppm、溶融粘度は0.35Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.38%であった。   The isolated polyarylene sulfide was found to have a weight average molecular weight of 9,200 in terms of polystyrene. The weight reduction rate (ΔW) upon melting is 1.75%, the chlorine content is 6,800 ppm, the nitrogen content is 1000 ppm, the melt viscosity is 0.35 Pa · s, and the oligomer component content is 0.38%. Met.

[比較例7]
ここでは、従来技術による低分子量ポリアリーレンスルフィドの製造例として、比較例5および6よりも少ない溶媒使用量でポリアリーレンスルフィドの製造を行い、且つ高純度化手法として、特開2009−167395に開示されている方法、即ちポリアリーレンスルフィドが溶解するに足る温度で反応混合物を第1の固液分離に処することでポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド及び有機極性溶媒を含む濾液成分を得て、次いで、前記濾液成分をポリアリーレンスルフィドが溶解しない温度とした後に濾液成分を第2の固液分離に処することでポリアリーレンスルフィドを製造した例を示す。
[Comparative Example 7]
Here, as a production example of a low molecular weight polyarylene sulfide according to the prior art, polyarylene sulfide is produced with a smaller amount of solvent used than in Comparative Examples 5 and 6, and as a purification method, disclosed in JP-A-2009-167395. A filtrate component comprising polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide and an organic polar solvent by subjecting the reaction mixture to a first solid-liquid separation at a temperature sufficient to dissolve the polyarylene sulfide, An example is shown in which polyarylene sulfide is produced by subjecting the filtrate component to a second solid-liquid separation after setting the filtrate component to a temperature at which polyarylene sulfide does not dissolve.

<ポリアリーレンスルフィドを含む反応混合物の調製>
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58.4g(0.50モル)、96%水酸化ナトリウム23.0g(0.53モル)をイオン交換水50gに溶解した水溶液、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)198g(2.00モル)を仕込んだ。オートクレーブに精留塔を取り付けた後、常圧で窒素を通じて攪拌しながら内温210℃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80g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76.5g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3.8g、195gであることがわかった。
<Preparation of reaction mixture containing polyarylene sulfide>
In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 58.4 g (0.50 mol) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide and 23.0 g (0.53 mol) of 96% sodium hydroxide were dissolved in 50 g of ion-exchanged water. An aqueous solution, 198 g (2.00 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was charged. After the rectification tower was attached to the autoclave, it was gradually heated to an internal temperature of 210 ° C. over about 3 hours while stirring through nitrogen at normal pressure. During this period, 80 g was distilled out of the system from the rectification column. The amount of hydrogen sulfide scattered was 0.012 mol. As a result of analyzing the distillate by gas chromatography, it was found that the distillate was a mixture of 76.5 g of water and 3.5 g of NMP, and the amounts of water and NMP in the reaction system were 3.8 g and 195 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)73.1g(0.50モル)およびNMP300g(3.0モル)を追添加し、反応容器を窒素ガス下に密封した。撹拌しながら、加熱を行い200℃から250℃まで約50分かけて昇温して、250℃で2時間保持した後室温近傍まで急冷することで、反応生成物を得た。   After completion of the distillation, the reaction vessel was cooled to about 160 ° C., 73.1 g (0.50 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 300 g (3.0 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was charged with nitrogen. Sealed under gas. While stirring, the mixture was heated and heated from 200 ° C. to 250 ° C. over about 50 minutes, held at 250 ° C. for 2 hours, and then rapidly cooled to near room temperature to obtain a reaction product.

<第1の固液分離>
底栓弁および底部にガラス製フィルター(平均目開き10μ)を具備したステンレス製耐圧容器に上記で得られた反応生成物100gを仕込んだ。常圧下で攪拌しながら180℃に加熱した後、容器を窒素下に密閉した。ついで250℃まで加熱し1時間保持した。
<First solid-liquid separation>
100 g of the reaction product obtained above was charged into a stainless steel pressure vessel equipped with a bottom plug valve and a glass filter (average opening 10 μm) at the bottom. After heating to 180 ° C. with stirring under normal pressure, the vessel was sealed under nitrogen. Subsequently, it heated to 250 degreeC and hold | maintained for 1 hour.

容器の底栓弁出口に冷却管を取り付け、底栓弁を開放して濾過を行った。途中濾過速度が低下した段階で容器内に0.3MPaで窒素を導入しながら濾液を回収した。この操作により濾液約84g、固形分14gを回収した。   A cooling pipe was attached to the bottom plug valve outlet of the container, and the bottom plug valve was opened for filtration. The filtrate was collected while introducing nitrogen at 0.3 MPa into the container at the stage when the filtration rate was lowered. By this operation, about 84 g of filtrate and 14 g of solid content were recovered.

<第2の固液分離>
第1の固液分離で得られた濾液を100℃に加熱した。この段階で第1の固液分離で得られた濾液は不溶部を含むスラリー状であった。このスラリーをPTEF製フィルター(平均目開き10μm)で吸引濾過した。この操作により固形分約11g、濾液約71gを回収した。
<Second solid-liquid separation>
The filtrate obtained by the first solid-liquid separation was heated to 100 ° C. At this stage, the filtrate obtained by the first solid-liquid separation was in the form of a slurry containing an insoluble part. The slurry was suction filtered with a PTEF filter (average opening 10 μm). By this operation, about 11 g of solid content and about 71 g of filtrate were recovered.

得られた固形分を1%酢酸水溶液300gに分散させた後、70℃に加熱して30分攪拌を継続した。スラリーをガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)で濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約7.1g(仕込みのスルフィド化剤に対する収率84%)を得た。   The obtained solid content was dispersed in 300 g of a 1% aqueous acetic acid solution, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. The slurry was filtered through a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid content was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight to obtain about 7.1 g of a dry solid (yield 84% based on the charged sulfidizing agent).

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重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量18000のポリマーであることがわかった。アルカリ金属含有量は550ppmであり、金属不純物の低減は確認された。一方で溶融時の重量減少率(△W)は1.1%、塩素含有量は3,600ppm、窒素含有量は1100ppm、溶融粘度は7.8Pa・s、オリゴマー成分含有率は0.32%であり、加熱時のガス量および塩素や窒素含有量の面では本発明の方法に比べて不十分な品質であった。   As a result of analyzing the solid thus obtained, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis that it was a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units, and was a polymer having a weight average molecular weight of 18000 from GPC measurement. . The alkali metal content was 550 ppm, and reduction of metal impurities was confirmed. On the other hand, the weight reduction rate (ΔW) upon melting is 1.1%, the chlorine content is 3,600 ppm, the nitrogen content is 1100 ppm, the melt viscosity is 7.8 Pa · s, and the oligomer component content is 0.32%. In terms of the amount of gas during heating and the content of chlorine and nitrogen, the quality was insufficient compared to the method of the present invention.

Claims (8)

少なくともスルフィド化剤(a)、ジハロゲン化芳香族化合物(b)および有機極性溶媒(c)を含む反応混合物であって、該反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上50リットル以下の前記有機極性溶媒(c)を含む前記反応混合物を加熱して反応させて、ポリアリーレンスルフィドを製造する方法であって、以下の工程1と工程2で得られた反応生成物から、重量平均分子量が2,500以上20,000以下のポリアリーレンスルフィドを単離するポリアリーレンスルフィドの製造方法。
工程1;前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が0.80モル以上1.05モル未満である前記反応混合物を加熱して、前記反応混合物中の前記スルフィド化剤(a)の50%以上が消費されるまで反応させる工程。
工程2;前記工程1に次いで、前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が1.05モル以上1.50モル以下となるように前記ジハロゲン化芳香族化合物(b)を追加した後にさらに加熱して反応を行い、ポリアリーレンスルフィドを含む反応生成物を得る工程。
A reaction mixture comprising at least a sulfidizing agent (a), a dihalogenated aromatic compound (b) and an organic polar solvent (c), wherein 1.25 liters or more and 50 liters per mole of sulfur component in the reaction mixture A method for producing a polyarylene sulfide by heating and reacting the reaction mixture containing the following organic polar solvent (c), wherein the reaction product obtained in the following Step 1 and Step 2 has a weight A method for producing a polyarylene sulfide, wherein a polyarylene sulfide having an average molecular weight of 2,500 to 20,000 is isolated.
Step 1: heating the reaction mixture having an arylene unit of 0.80 mol or more and less than 1.05 mol per 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture, so that the sulfiding agent (a) in the reaction mixture is heated. The process of making it react until 50% or more is consumed.
Step 2: After the step 1, after adding the dihalogenated aromatic compound (b) so that the arylene unit per mole of sulfur component in the reaction mixture is 1.05 mol or more and 1.50 mol or less A step of further heating to react to obtain a reaction product containing polyarylene sulfide.
前記工程2に次いで以下の工程3を行い、固液分離により分離した固形分からポリアリーレンスルフィドを単離する、請求項1に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
工程3;工程2で得られた反応生成物を、有機極性溶媒(c)の常圧における沸点以下の温度領域で固液分離する工程。
2. The method for producing polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the following step 3 is performed after the step 2 to isolate the polyarylene sulfide from the solid content separated by solid-liquid separation.
Step 3: A step of subjecting the reaction product obtained in Step 2 to solid-liquid separation in a temperature range below the boiling point of the organic polar solvent (c) at normal pressure.
前記工程1における、前記反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が0.80モル以上1.00モル未満である、請求項1または2に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing polyarylene sulfide according to claim 1 or 2, wherein the arylene unit per mole of sulfur component in the reaction mixture in Step 1 is 0.80 mole or more and less than 1.00 mole. 前記工程1において、前記反応混合物中の前記スルフィド化剤(a)の70%以上が反応消費されるまで反応させた後に、工程2を行う請求項1から3のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The polyarylene sulfide according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step 1, the reaction is performed until 70% or more of the sulfidizing agent (a) in the reaction mixture is reacted and consumed. Manufacturing method. 重量平均分子量が2,500以上20,000以下のポリアリーレンスルフィドであって、減圧条件下320℃にて2時間加熱した際の重量減少が1.0%以下であるポリアリーレンスルフィド。 A polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 2,500 to 20,000, and having a weight loss of 1.0% or less when heated at 320 ° C. for 2 hours under reduced pressure. 塩素含有量が5,000ppm以下である請求項5に記載のポリアリーレンスルフィド。 The polyarylene sulfide according to claim 5, wherein the chlorine content is 5,000 ppm or less. オリゴマー成分含有量が0.01%以上1.0%以下である請求項5または6に記載のポリアリーレンスルフィド。 The polyarylene sulfide according to claim 5 or 6, wherein the oligomer component content is 0.01% or more and 1.0% or less. 溶融粘度が0.01〜10Pa・sである請求項5から7のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィド。

The polyarylene sulfide according to any one of claims 5 to 7, having a melt viscosity of 0.01 to 10 Pa · s.

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