JP2017114921A - ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
工程(2):反応容器内に、少なくとも、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とを供給する工程であって、
ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つと、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)とを含む混合物を貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給する工程(2a)、または、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つを貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給した後に、工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を、該配管を通じて反応容器内に供給する工程(2b)、
工程(3):前記工程(2)を経て得られた反応容器内で、少なくとも、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物とを、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物とを原料として、カルボキシアルキルアミノ基含有化合物を含む有機極性溶媒中で重合反応させる工程、を有するポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法に関する。
工程(2):反応容器内に、少なくとも、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とを供給する工程であって、
ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つと、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)とを含む混合物を貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給する工程(2a)、または、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つを貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給した後に、工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を、該配管を通じて反応容器内に供給する工程(2b)、
工程(3):前記工程(2)を経て得られた反応容器内で、少なくとも、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物とを、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物とを原料として、カルボキシアルキルアミノ基含有化合物を含む有機極性溶媒中で重合反応させる工程、を有する。
1)アルカリ金属カルボン酸塩またはハロゲン化リチウム等の重合助剤を使用する方法、
2)芳香族ポリハロゲン化合物等の架橋剤を使用する方法、
3)少量の水の存在下に重合反応を行い次いで水を追加してさらに重合する方法、
4)アルカリ金属硫化物と芳香族ジハロゲン化合物との反応中に、反応釜の気相部分を冷却して反応釜内の気相の一部を凝縮させ液相に還流させる方法、などが挙げられる。
5)ポリハロ芳香族化合物の存在下、アルカリ金属硫化物、又は、含水アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、脂肪族環状構造を有するアミド、尿素またはラクタムとを、脱水させながら反応させて固形のアルカリ金属硫化物を含むスラリーを製造する工程、該スラリーを製造した後、更にNMPなどの極性有機溶媒を加え、水を留去して脱水を行う工程、次いで、脱水工程を経て得られたスラリー中で、ポリハロ芳香族化合物と、アルカリ金属水硫化物と、前記脂肪族環状構造を有するアミド、尿素またはラクタムの加水分解物のアルカリ金属塩とを、NMPなどの極性有機溶媒1モルに対して反応系内に現存する水分量が0.02モル以下で反応させて重合を行う工程を必須の製造工程として有するポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法が挙げられる。
ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つと、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)とを含む混合物を貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給する工程(2a)、または、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つを貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給した後に、工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を、該配管を通じて反応容器内に供給する工程(2b)、を有する工程である。
重合反応の原料や反応溶媒は、それぞれ独立して貯留漕(タンク)に貯留され、配管を通じて適宜、反応容器に供給される。その際、貯留漕(タンク)の少なくとも一つ、好ましくはポリハロ芳香族化合物の貯留漕(タンク)に、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を供給し、得られた混合物を反応容器に供給する。
すなわち、ポリハロ芳香族化合物を貯留する貯留漕(タンク)と、(i)アルカリ金属硫化物を貯留する貯留漕(タンク)、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物を貯留する貯留漕(タンク)と、有機極性溶媒を貯留する貯留漕(タンク)とからなる群から選ばれる少なくとも一つに、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を供給し、貯蔵漕中の混合物を、配管を通じて反応容器内に供給する。
上記の通り、重合反応の原料や反応溶媒は、それぞれ独立して貯留漕(タンク)に貯留され、配管を通じて適宜、反応容器に供給される。その際、貯留漕(タンク)の少なくとも一つ、好ましくはポリハロ芳香族化合物の貯留漕(タンク)から配管を通じて反応容器内に供給した後に、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を、該配管を通じて反応容器に供給する。
前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)は、一旦、貯留漕(タンク)に供給して、貯留漕(タンク)から配管を通じて反応容器へ供給してもよいし、貯留漕(タンク)から反応容器へ連通する配管の途中にジョイントを設けて分岐配管とし、別途、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を貯留した貯留漕(タンク)から当該ジョイントを経て、貯留漕(タンク)から反応容器へ連通する配管を通じ、反応容器へ前記有機極性溶媒(a)を供給することもできる。後者の場合、ジョイント部は、なるべく貯留漕(タンク)に近い部分に配置することが、配管に付着した原料を洗う効果をより発揮できるため好ましい。
得られたポリマーの溶融粘度(η)は、高化式フローテスター(島津製作所製「CFT−500D型」フローテスター)を用い、300℃、20kgf/cm2、L/D=10mm/1mmで6分間保持した後に測定した値である。
よく攪拌したろ液から、1mlをサンプリングし、そこにHPLCの移動相を9ml加え、ろ液を測定サンプルとした。測定サンプルのHPLC測定を行い、下記の方法で作成した標準サンプルと同じ保持時間のピーク面積と検量線とから液中の濃度を求めた。HPLC測定条件は以下の通り。
装置名:株式会社 島津製作所製「高速液体クロマトグラム Prominence」
カラム:株式会社 島津ジーエルシー製
「Phenomenex Luna 5u C18(2) 100A」
検出器:DAD (Diode Array Detector)
データ処理:株式会社 島津製作所製「LCsolution」
測定条件:カラム温度40℃
移動相:水
流速 1.0ml/分
48%NaOH水溶液83.40g(1.000モル)とN−メチル−2−ピロリドン297.4g(3.000モル)を、撹拌機付き耐圧容器に仕込み、230℃で3時間撹拌した。この撹拌が終了した後、温度230℃のままバルブを開き、放圧し、N−メチル−2−ピロリドンの蒸気圧程度である230℃において0.1MPaまで圧力を低下させ、水を留去した。その後、再び密閉し200℃程度まで温度を低下させた。
水分量の測定は、カールフィッシャー水分測定機(平沼産業株式会社製カールフィッシャー水分計AQV−300)を用いて行った。
NMPは、アセトンで10倍希釈してGCで定量した。GC測定条件は以下の通り。
装置名:株式会社島津製作所社製「ガスクロマトグラフ GC‐2014」
カラム:財団法人化学物質評価研究機構製「Gカラム G−300」
キャリアガス:He(76kPa)
分析温度:140℃(5分)→3℃/分昇温→200℃(20分) 計45分
注入口温度:250℃
検出器:FID(250℃)
よく攪拌したろ液を200℃で120分間加熱した後、不揮発分量を測定し、ろ液中に含まれる不揮発分濃度を算出した。次に、前記CP−MABA濃度を差し引き、オリゴマー濃度とした。
1リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(60.75wt%Na2S)205.5質量部と、NMP358.7質量部を仕込んだ。窒素気流下攪拌しながら212℃まで昇温して、水49.10質量部を留出させた。その後、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、パラジクロロベンゼン(以下、p−DCBと略すことがある)230.2質量部とNMP228.0質量部を仕込んだ。液温165℃で窒素ガスを用いて108,000Paに加圧して昇温を開始した。液温240℃まで135分かけて昇温し30分保持した。その後40分かけて液温250℃まで昇温し73分保持して反応を完結させ、その後、冷却してスラリー(1)を得た。
参考例1と同様にしてスラリー(1)を得た。得られたスラリー(1)100.0質量部をろ過して溶媒を含むろ液(1)を得た。このろ液(1)の主な組成は、オリゴマー1.440wt%、CP−MABA(Na塩型)0.510wt%、水3.050wt%、NMP94.71wt%であった。ろ液(1)は、テンション締付け型ロック機構付き容器に収容して、30分間放置し、室温まで冷却し、保管した。
参考例1と同様にしてスラリー(1)を得た。得られたスラリー(1)100.0質量部をろ過して溶媒を含むろ液(1)を得た。このろ液(1)の主な組成は、オリゴマー1.440wt%、CP−MABA(Na塩型)0.510wt%、水3.050wt%、NMP94.71wt%であった。ろ液(1)は、テンション締付け型ロック機構付き容器に収容して、30分間放置し、室温まで冷却し、保管した。
参考例1と同様にしてスラリー(1)を得た。得られたスラリー(1)100.0質量部をろ過して溶媒を含むろ液(1)を得た。このろ液(1)の主な組成は、オリゴマー1.440wt%、CP−MABA(Na塩型)0.510wt%、水3.050wt%、NMP94.71wt%であった。ろ液(1)は、テンション締付け型ロック機構付き容器に収容して、30分間放置し、室温まで冷却し、保管した。
窒素気流下攪拌しながら220℃まで昇温して、コンデンサ3を連結したバルブ7を開放し、釜内圧力を0.20MPaに調整した。配管26を通じて貯留漕27から47.23質量%NaSH水溶液および49.21質量%NaOH水溶液の合計315.0質量部(NaSH1.576モル部)および配管22を通じて貯留漕24からろ液(1)183質量部を容器15に供給して混合した上で、配管12を通じてオートクレーブ1に4時間かけて供給した。供給中は同時に脱水操作を行い、留出したp−DCBと水の混合蒸気はコンデンサで凝縮し、デカンタで分離して、p−DCBはオートクレーブ1へ戻した。供給終了後、バルブ7を閉止し、オートクレーブ1を密閉し、1時間保持した。1時間保持下の後、再度コンデンサを連結したバルブ7を開放し、残水を除去した。留出水量は54gであった。次いで、内温230℃まで20分掛けて昇温し、230℃で3時間保持した。反応終了後、3時間かけて120℃まで冷却してスラリー(2)を得た。
2 撹拌翼
3 精留塔
4 コンデンサ(凝縮器)
5 凝縮器からの液体成分を静置分離するためのデカンタ
6 デカンタ下層部の液体を精留塔に戻す還流ポンプ
7 バルブ(精留塔及びコンデンサ内部のガス成分の圧力を調製する圧力制御弁)
8 バルブ
9 Na2Sを反応容器へ供給するための配管
10 Na2Sを反応容器へ供給するためのポンプ
11 Na2Sの貯留漕
12 容器内容物を反応容器へ供給するための配管
13 容器内容物を反応容器へ供給するためのポンプ
14 容器
15 撹拌翼
16 NMPを反応容器へ供給するための配管
17 NMPを反応容器へ供給するためのポンプ
18 NMPの貯留漕
19 p−DCBを反応容器へ供給するための配管
20 p−DCBを反応容器へ供給するためのポンプ
21 p−DCBの貯留漕
22 ろ液(1)を反応容器へ供給するための配管
23 ろ液(1)を反応容器へ供給するためのポンプ
24 ろ液(1)の貯留漕
25 NaSHおよびNaOHを反応容器へ供給するための配管
26 NaSHおよびNaOHを反応容器へ供給するためのポンプ
27 NaSHおよびNaOHの貯留漕
Claims (5)
- 工程(1):ポリアリーレンスルフィド樹脂の重合反応後、固液分離により固相成分を除去して、カルボキシアルキルアミノ基含有化合物を含む有機極性溶媒(a)を得る工程、
工程(2):反応容器内に、少なくとも、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とを供給する工程であって、
ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つと、前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)とを含む混合物を貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給する工程(2a)、または、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物と、有機極性溶媒とからなる群から選ばれる少なくとも一つを貯蔵漕から配管を通じて反応容器内に供給した後に、工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を、該配管を通じて反応容器内に供給する工程(2b)、
工程(3):前記工程(2)を経て得られた反応容器内で、少なくとも、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物とを、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物とを原料として、カルボキシアルキルアミノ基含有化合物を含む有機極性溶媒中で重合反応させる工程、を有するポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。 - 前記カルボキシアルキルアミノ基含有化合物が、下記一般式(1)
- 前記カルボキシアルキルアミノ基含有化合物が、アルカリ金属塩である請求項1または2記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。
- 前記工程(1)を経て得られた前記有機極性溶媒(a)が、ポリアリーレンスルフィド樹脂オリゴマーを含むものである請求項1〜3の何れか一項記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。
- 前記工程(1)で得られた前記有機極性溶媒(a)を、密閉機構を備えた容器内で保存する工程を有し、かつ、前記工程(2)において、当該容器から取り出した前記有機極性溶媒(a)を用いる、請求項1〜4の何れか一項記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。
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Title |
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安全データシート, JPN7019002921, 30 November 2015 (2015-11-30), pages 2.危険有害性の要約「保管」の項目参照, ISSN: 0004243672 * |
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CN116041703A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-02 | 四川大学 | 一种高白度低杂质含量的聚芳醚及其制备方法 |
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