JP3035707B2 - 新規ポリアリレンエーテル - Google Patents
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Description
方法及び工業材料としてのその使用に関する。
テルケトン及びポリエーテルスルホンは特開昭62−253,
618号公報、特開昭62−253,619号公報及び特開昭62−25
3,627号公報により公知である。これらは、通常の溶媒
に、不溶であると記載されている。しかしながら、多く
の用途に於ては、このタイプの重合体にとっては、溶液
から加工すること、例えばフイルムに加工することまた
は、マトリックス樹脂のような他の系に導入することが
必要である。米国特許第3,875,103号明細書には、ポリ
エーテルスルホンは塩素化炭化水素中で不安定な溶液を
形成することが記載されている。この欠点をさけるため
に、特定の溶剤混合物(シクロヘキサノン/ジメチルス
ルホキサイド)が使用される。
工業材料として適当な、そして、公知のポリアリレンエ
ーテルケトン及びスルホンと比較して、改善された溶解
性を有する、ポリアリーレンエーテルを提供することに
ある。
ハイドロキノンから誘導される構造単位を、ポリエーテ
ルケトンまたはスルホンに導入することにより達成する
ことができる。
樹脂中に存在する構造単位の全量にもとづいて、次式
I、 で表わされる繰返し構造単位を5〜100モル%及び次式I
I、 で表わされる繰返し構造単位を0〜95モル%からなるポ
リアリーレンエーテルである。
−CO−を表わし、 基R1,R2,R3およびR4の1つはフェニル基または1乃至
3個の炭素原子数1乃至4のアルキル基により直換され
たフェニル基を表わし、 残りの基R1,R2,R3およびR4は互に独立して、水素原
子、炭素原子数1乃至4のアルキル基、フェニル基また
は1乃至3個の炭素原子数1乃至4のアルキル基により
置換されたフェニル基を表わし、そして、 Aは次式III a乃至III g 又は (式中、Yは−CH2−,−C(CH3)2−,−C(CH3)
(C6H5)−,−C(CF3)2−,−S−,−SO−,−SO2
−,−O−または−CO−を表わす。)で表わされる基の
1つを表わす。但し、結合基X及び/又はX′及び/又
はYの少くとも25%は−SO2−である。〕 芳香族基は、非置換でるかまたは1個または4個の炭
素原子数が1乃至4のアルキル基、好ましくは、1個ま
たは2個の炭素原子数が1乃至4のアルキル基、例えば
メチル基により置換されていて良い。
それらは、同じ意味を持つ必要はない。
ェニル基であることが本発明に於ては必要である。
が、それは、また、1,2または3個のアルキル基、例え
ばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル
基、n−ブチル基、第2ブチル基または第3ブチル基、
好ましくはメチル基、によって置換されていても良い。
るならば上記したものと同じ意味を有することができ、
また水素原子またはメチル基、エチル基、n−プロピル
基またはn−ブチル基のような炭素原子数1乃至4のア
ルキル基であっても良い。メチル基、特に水素原子が好
ましい。
は2個がフェニル基またはトリル基、特にフェニル基で
あり、他が特に水素原子である式Iの構造単位を含有す
る。
は−SO2−または−CO−、特に−SO2−である。
意味は、−C(CF3)2−,−S−,−SO2−,−O−ま
たは−CO−であり、−SO2−が特に好ましい。
O2−,−O−または−CO−である式III a,III b,III c
またはIII dで表わされる基に相当する。
繰返し構造単位を10〜100モル%及び式IIの繰返し構造
単位75〜0モル%からなるものである。
構造単位25〜100モル%及び式IIの繰返し構造単位75〜
0モル%からなる。
−SO2−基(X及び/またはX′及び/又はY)の含量
が少なくとも25%、好ましくは50%以上そして特に好ま
しくは75%以上である。
好ましくは5000〜100,000の重量平均分子量を有し、該
重量平均分子量は光散乱によって決定することができ
る。
原子を表わしそしてXは前記定義と同じ意味を表わ
す。)で表わされる、化合物を、 次式V (式中、R1,R2,R3及びR4は前記定義と同じ意味を表わ
す。)で表わされるハイドロキノンだけと、または式V
で表わされる化合物及びその中に95モル%まで次式VI HO−A−OH (VI) (式中、Aは前記定義と同じ意味を表わす。)で表わさ
れる化合物を含むフェノールとの混合物と共に、極性中
性溶媒中でアルカリ触媒の存在下、それ自体公知の方法
で縮合反応を受けさせることにより製造することができ
る。
リ金属フェノレートまたはアルカリ土類金属フェノレー
ト、例えばカリウムまたはカルシウムフェノレートにと
って、それ自体公知の方法に於て、使用されることが同
様に可能である。縮合反応は、通常化合物IV:VまたはI
V:(V+VI)のほぼ等モル比で実施される。この点に関
して、ほぼ等モル量とは、0.8:1.2〜1.2:0.8、好ましく
は0.8:1.0〜1.0:0.8のモル比であると理解されるべきで
ある。
カリ金属及びアルカリ土類金属、例えば炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸カルシウムである。しかしなが
ら、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、または水酸化
カルシウムのような他のアルカリ試薬もまた使用するこ
とができる。
できる極性中性溶媒は、例えば、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルアセタミド、ジエチルアセタミド、テトラ
メチル尿素、N−メチルカプロラクタム、N−メチルピ
ロリドン及び、好ましくはジフェニルスルホンである。
反応は優利には、上昇した温度、好ましくは溶媒の還流
温度まで、即ち約350℃までの温度で実施される。ま
た、反応中形成される水を反応混合物から共沸的に除く
ことができるように、例えばクロロベンゼン、キシレン
またはトルエンのような共留剤を使用することが、推奨
される。
商業的に入手可能である。
オロベンゾフェノン;1,3−ビス−(4−フルオロベンゾ
イル)−ベンゼン、4,4′−ジクロロベンゾフェノン及
び好ましくは4,4′−ジフルオロジフェニルスルホン及
び4,4′−ジクロロジフェニル−スルホンである。
ニルハイドロキノンは商業的に入手可能である。式Vで
表わされる他の化合物は、例えば、対応するベンゾキノ
ン類を還元することにより得ることができる。
hem.SOC.56,2478(1934)に従ってベンゾキノンと芳香
族ジアゾニウム化合物との反応、により製造することが
できる。
る。フェニルハイドロキノン及び2,5−ジフェニルハイ
ドロキノン;2,6−ジフェニルハイドロキノン;トリルハ
イドロキノン;及び2−メチル−5−フェニルハイドロ
キノン、2−エチル−5−フェニルハイドロキノン又は
2−メチル−5−(2,4,6−トリメチルフェニル)−ハ
イドロキノン。
ある。適当な化合物の例は、ハイドロキノン及びビスフ
ェノールA;1,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒド
ロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン4,4′
−ジヒドロキシベンゾフェノン及び4,4′−ジヒドロキ
シジフェニルエーテル;4,4′−ジヒドロキシジフェニル
サルファィド及び好ましくは、4,4′−ジヒドロキシビ
フェニル及び4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン
である。
−ジヒドロキシ−3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニ
ル及び4,4′−ジヒドロキシ−3,3′,5,5′−テトラメチ
ルジフェニルスルホンである。
ラスチックスに対する慣用方法により、成形品またはフ
イルムを形成するために、またはマトリックス樹脂、接
着剤または被覆剤として使用するために、使用および加
工することができる。
末、溶融物または溶液の形態に於て、慣用の添加剤例え
ば、充填剤、顔料、安定剤または強化剤、例えば炭素繊
維、硼素繊維、またはガラス繊維を添加することができ
る。
熱可塑性プラスチックスと共に加工することができる。
繊維として、強化工業材料に通常使用される繊維を用い
る繊維質複合構造体の製造のための母材樹脂として使用
される。これら繊維は有機繊維でもまたは無機繊維で
も、天然繊維でもまたは例えばアラミド繊維のような合
成繊維でもよく、そして繊維束配向または非配向繊維ま
たは連続繊維の形態にあってよい。用いられる強化繊維
の例はガラス繊維、アスベスト繊維、ボロン繊維、炭素
繊維及び金属繊維である。
ンエーテルスルホンの他の好ましい可能な用途は、他の
プラスチックの変性を含む。これらのプラスチックは基
本的には熱可塑性または熱硬化性であり得る。
ドの変性は、特に重要である。
は例えばU.S3,530,087に記載されている。
ックス系として特に重要性を有している。ポリアリーレ
ンエーテルの約5〜100、特に10〜80重量部が、変性さ
れるべきプラスチックの100重量部当り、通常使用され
る。
クロライドへの予期し難い高い溶解性及びこれらの溶液
の非常に良好な安定性は、特に強調されるべきである。
ル)、ジフェニル−スルホン66.35g、炭酸カリウム15.4
0g(0.114モル)及びキシレン56gの混合物を攪拌器及び
不活性ガスへの連結を有する丸底フラスコ中で窒素下に
200℃の浴温度で加熱し、そして、キシレン/水の混合
物を留出させる。
適用される。次いで、4,4′−ジフルオロジフェニル−
スルホン25.65g(0.1001モル)を反応混合物に添加し、
そして温度を250℃まで上昇させ、1時間そのまま保
つ。
間保つと、反応混合物は粘稠性を増加する。
し、2Nの塩酸を添加し、そして混合物を最初に水で抽出
し、次いでアセトンで抽出する。
で240℃までの温度で乾燥する。
ケトンは1.12de/gの還元粘度(25℃,N−メチルピロリド
ン(NMP)中重合体1重量%)を有する。
て製造された。一般的な指示からの逸脱は、化合物6〜
20に対しては、希釈酢酸を添加し、塩酸は添加しなかっ
た。化合物6〜19は、水/アセトン抽出の後にメチレン
クロライドに溶解され、少量の不溶性物質を過し、生
成物をイソプロパノール中に注ぎ沈澱させた。
メチレンクロライドに25重量%より多い程度に溶解す
る。この濃度に調製された溶液は室温で数週間安定であ
る。いかなる曇りも、またポリマーの沈殿も観察されな
い。
(2.84モル)、4,4′−ジクロロジフェニルスルホン892
g(3.11モル)、炭酸カリウム462g(3.33モル)及びジ
フェニル−スルホン1660gを10の金属反応器中で窒素
でフラッシングしながら、180℃に加熱する。180℃の内
部温度に到達したら、原料の混合物を2時間攪拌する。
反応中形成される縮合水を下向きの凝縮器を通して、反
応混合物から連続的に留出させる。180℃で2時間後、
反応温度は更に2時間にわたって270℃までの段階に増
加させる。270℃に到達したら、その温度は4時間一定
に保つ。次いで反応混合物は底部のバルブを通して反応
容器から除去し、冷却後、荒く粉砕する。
0;1回水)により仕上げる。OH末端基を遊離させるた
め、濃い酢酸を水抽出の間に添加する。次いでポリエー
テルスルホン共重合体を100℃で真空乾燥するポリマー
は、0.67de/gの還元粘度(25℃,NMP中重合体1%)、22
7℃のガラス転移温度及び55μ当量/gのOH末端基含量を
有する。ポリマーはメチレンクロライドに25%以上溶解
し、透明な溶液を与える。
00l、フェニルハイドロキノン37.25g(0.2000モル)及
び炭酸カリウム69.13g(0.5002モル)を丸底フラスコ中
で2時間窒素下で還流加熱し、そしてキシレン/NHP/水
の混合物(120ml)を水分離器を通して留出させる。
(0.2002モル)を添加する。反応混合物を2時間還元加
熱し、室温で一中夜放置し、次いで更に6時間還流下加
熱する。
ノール中に注ぐことにより重合体を沈殿させる。沈殿物
を過し、希酢酸を加え、混合物を水で最初に抽出し、
次いで水/アセトン混合物(1:4)で抽出する。重合体
を続いてメチレンクロライドに溶解し、少量の不溶性物
質を過し、生成物をイソプロパノール中で沈殿させ
る。
る。
含有するポリエーテルスルンホンは0.44de/gの還元粘度
(25℃,NMP中重合体1%)を有する。重合体はメチレン
クロライドに25%以上溶解する。
記載した合成法により、4,4′−ジヒドロキシジフェニ
ルスルホン670.5g(2.673モル)、フェニルハイドロキ
ノン88.2g(0.4725モル)、4,4′−ジクロロジフェニル
スルホン891g(3.1023モル)及び炭酸カリウム461.5g
(3.335モル)から製造する。
の末端OH基含量及び234℃のガラス転位温度を有する。
ンクロライドの溶液として、テトラグリシジルジアミノ
ジフェニルメタン50部及びトリグリシジル−p−アミノ
フェノール50部の混合物に導入し、そして溶媒を真空に
て除去する。
混合物を160℃で2時間及び210℃で2時間にて硬化させ
る。
性(GIc,ASTME 399に従う曲げノッチの手段による)を
決定する。本発明のポリエーテル−スルホンからは、す
べての濃度(添加したポリエーテルスルホンの10,20及
び30部)に於て相当高いGIc値が、市販のポリエーテル
スルホン(Victrex 5003P)を使用して同様に製造した
試験片に比較して得られる。
Claims (17)
- 【請求項1】ポリエーテル樹脂中に存在する構造単位の
全量にもとづいて、次式I、 で表わされる繰返し構造単位を5〜100モル%及び次式I
I、 で表わされる繰返し構造単位を0〜95モル%からなるポ
リアリーレンエーテル。 [上記式中、XおよびX′は互に独立して−SO−,−SO
2−または−CO−を表わし、基R1,R2,R3およびR4の1つ
はフェニル基または1乃至3個の炭素原子数1乃至4の
アルキル基により置換されたフェニル基を表わし、残り
の基R1,R2,R3およびR4は、互いに独立して、水素原子、
炭素原子数1乃至4のアルキル基、フェニル基または1
乃至3個の炭素原子数1乃至4のアルキル基により置換
されたフェニル基を表わし、そして、Aは次式III a乃
至III g (式中、Yは−CH2−,−C(CH3)2−,−C(CH3)
(C6H5)−,−C(CF3)2−,−S−,−SO−,−SO2
−,−O−または−CO−を表す。)で表わされる基の1
つを表わす。但し、結合基X及び/又はX′及び/又は
Yの少なくとも25%は−SO2−である。] - 【請求項2】式Iで表わされる繰返し構造単位を10〜10
0モル%及び式IIで表わされる繰返し構造単位を90〜0
モル%からなる請求項1記載のポリアリーレンエーテ
ル。 - 【請求項3】式Iで表わされる繰返し構造単位を25〜10
0モル%及び式IIで表わされる繰返し構造単位を75〜0
モル%からなる請求項1記載のポリアリーレンーテル。 - 【請求項4】結合基X及び/又はX′及び/又はYの少
なくとも50%が−SO2−である請求項1記載のポリアリ
ーレンエーテル。 - 【請求項5】基R1,R2,R3及びR4の1個または2個がフェ
ニル基またはトリル基であり、他が水素原子である請求
項1記載のポリアリーレンエーテル。 - 【請求項6】基R1,R2,R3またはR4の1個が、フェニル基
である請求項4記載のポリアリーレンエーテル。 - 【請求項7】式III d,III e,III f及びIII gに於て、Y
が、−C(CH3)2−,−S−,−SO2−,−O−または
−CO−である請求項1記載のポリアリーレンエーテル。 - 【請求項8】Aが、Yが−C(CH3)2−,−S−,−S
O2−,−O−または−CO−である式III a,III b,III c
またはIII dで表わされる基の1つである請求項1記載
のポリアリーレンエーテル。 - 【請求項9】式I中のX及び式II中のX′が互いに独立
して、−SO2−または−CO−を表わす請求項1記載のポ
リアリーレンエーテル。 - 【請求項10】X及びX′が−SO2−である請求項8記
載のポリアリーレンエーテル。 - 【請求項11】X及びX′が−SO2−でありそしてAが
式III bまたは式III cである請求項1記載のポリアリー
レンエーテル。 - 【請求項12】X及びX′が−SO2−であり、Aが である請求項1記載のポリアリーレンエーテル。
- 【請求項13】少なくとも1種の次式IV (式中、Haはハロゲン原子、特に弗素原子または塩素
原子を表わし、そしてXは請求項1で定義したのと同じ
意味を表わす。)で表わされる化合物を、次式V (式中、R1,R2,R3及びR4は請求項1で定義したのと同じ
意味を表わす。)で表わされるハイドロキノンだけと、
または、式Vで表わされる化合物及びその中に95モル%
まで次式VI HO−A−OH (VI) (式中、Aは請求項1で定義したのと同じ意味を表わ
す。)で表わされる化合物を含むフェノールとの混合物
と共に、極性中性溶媒中でアルカリ触媒の存在下、それ
自体公知の方法で縮合反応を受けさせることを特徴とす
る請求項1記載のポリアリーレンエーテルの製造法。 - 【請求項14】相当するアルカリ金属またはアルカリ土
類金属フェノレートを式V及び式VIのジフェノールの代
りに使用する請求項13記載の方法。 - 【請求項15】工業材料として式Iのポリアリーレンエ
ーテルを使用する方法。 - 【請求項16】他のプラスチックスの変性に使用する請
求項15記載の方法。 - 【請求項17】エポキシ樹脂またはビスマレイミドの変
性に使用する請求項16記載の方法。
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