JP3438284B2 - アルカリ金属塩化物の分離方法及びポリアリーレンスルフィドの製造方法 - Google Patents
アルカリ金属塩化物の分離方法及びポリアリーレンスルフィドの製造方法Info
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Description
状物の分離方法及びポリアリーレンスルフィド(PA
S)の製造方法に関する。さらに詳しくは電気、電子分
野、高剛性材料分野で特に有用なポリアリーレンスルフ
ィドを高品質で安価に製造する方法に関する。
リチウムおよび非水酸化リチウムの固体状物、たとえば
アルカリ金属塩化物、が含有された混合物から、非水酸
化リチウムの固体状物、たとえばアルカリ金属塩化物、
を分離する場合、水を系内に投入し、水への水酸化リチ
ウムおよびアルカリ金属塩化物の溶解度の差を利用し
て、水酸化リチウムとアルカリ金属塩化物とを分離する
方法が一般に用いられてきた。しかし、この場合、水へ
の水酸化リチウム又はアルカリ金属塩化物の溶解度の差
が小さいため、分離効率が極めて悪く効率的ではなかっ
た。また、系内に水を加え加熱することにより、存在す
る水酸化リチウムをN−メチルピロリドンに可溶なN−
メチルアミノ酪酸リチウム(LAMB)に変え、しかる
のちに固体状で存在するアルカリ金属塩化物を分離する
方法も用いられてきた。しかし、この場合、操作が煩雑
になり、さらに多量の水が系内に残ってしまうという問
題があった。また、アルカリ金属塩化物に限らず、ポリ
アリーレンスルフィドオリゴマー等が存在する場合にお
いても水酸化リチウムと効率良く分離することができな
かった。
鑑みなされたもので、N−メチルピロリドン中に水酸化
リチウムおよび非水酸化リチウムの固体状物、たとえば
アルカリ金属塩化物、が含有された混合物から、効率良
く非水酸化リチウム固体状物、たとえばアルカリ金属塩
化物、を分離する方法を提供することを目的とする。ま
た、不純物、たとえばアルカリ金属塩、の濃度が極めて
低いポリアリーレンスルフィド(以下PASという)樹
脂を安価に得ることができるPASの製造方法を提供す
ることを目的とする。
め、本発明によれば、ポリアリーレンスルフィドの製造
過程において、N−メチルピロリドン中に水酸化リチウ
ムおよびアルカリ金属塩化物が含有された混合物からア
ルカリ金属塩化物を分離する方法において、混合物中に
液状又は気体状イオウ化合物を投入することにより、混
合物中の水酸化リチウムを可溶化し、固体状アルカリ金
属塩化物を混合物から除去することを特徴とするアルカ
リ金属塩化物の分離方法が提供される。
化水素である非水酸化リチウム固体状物の分離方法が提
供される。
チウムおよびアルカリ金属塩化物が含有された混合物中
に、イオウ化合物およびジハロゲン化芳香族化合物を投
入するポリアリーレンスルフィドの製造方法において、
前記混合物中に液状又は気体状のイオウ化合物を投入す
ることにより、混合物中の水酸化リチウムを可溶化し、
固体状アルカリ金属塩化物を混合物から分離した後、ジ
クロロ芳香族化合物を投入して反応させることを特徴と
するポリアリーレンスルフィドの製造方法が提供され
る。
が、硫化水素であ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提供される。
おける第一の発明は、N−メチルピロリドン中に水酸化
リチウムおよび非水酸化リチウムの固体状物、たとえば
アルカリ金属塩化物、が含有された混合物から非水酸化
リチウム固体状物、たとえばアルカリ金属塩化物、を分
離するにあたり、この混合物中(系内)に液状又は気体
状イオウ化合物、たとえば硫化水素を吹き込むことを特
徴とする。
状物とは、水酸化リチウム以外の固体状物、たとえばア
ルカリ金属塩化物等をいい、分離された非水酸化リチウ
ム固体状物には、水酸化リチウムを全く含有しない固体
状物、および微量の水酸化リチウムを含有するものを含
む。このような非水酸化リチウム固体状物としては、ア
ルカリ金属塩化物のほかPASオリゴマー等を挙げるこ
とができる。このアルカリ金属塩化物としては、特に制
限はないが、たとえば塩化ナトリウム、塩化カリウム等
を挙げることができる。液状又は気体状のイオウ化合物
を投入する際の系の温度は、150℃未満であることが
好ましい。150℃以上の場合、固体状の硫化物が析出
し、非水酸化リチウム固体状物のみを分離することがで
きなくなるおそれがある。液状又は気体状のイオウ化合
物の投入量としては、通常、イオウ原子として、水酸化
リチウムの1/2モル〜2倍モルの範囲から選択するこ
とが好ましい。1/2モル未満の場合、水酸化リチウム
が一部固体状で残ってしまい、非水酸化リチウム固体状
物との完全な分離ができず、また、2倍モルを超える場
合、反応は十分飽和に達し、液状又は気体状のイオウ化
合物が過剰となりロスとなる。さらに、液状又は気体状
のイオウ化合物は、多くの場合有毒であることからも過
剰に投入することは避ける必要がある。
特に制限はないが、硫化水素を好適に用いることができ
る。硫化水素を用いる場合、その吹き込む際の圧力は、
常圧でも加圧してもよい。吹き込み時間としては、特に
制限はなく、通常は10〜180分程度とすることが好
ましい。吹き込み速度も特に制限はなく、通常は10〜
1000cc/分程度とすることが好ましい。また、硫
化水素の吹き込み方法も特に制限はなく、たとえばN−
メチルピロリドン中に水酸化リチウムおよびアルカリ金
属塩化物が含有された混合物を攪拌しながら、その中へ
気体状の硫化水素をバブリングする等の通常用いられる
方法を用いることができる。この場合、水が存在してい
てもよい。このように液状又は気体状のイオウ化合物を
投入することにより、系内に固体状で存在していた水酸
化リチウムは系内の液体部分に溶解し、非水酸化リチウ
ム固体状物のみが系内に固体状で残留する。
ム固体状物、たとえばアルカリ金属塩化物、を分離する
にあたっては、濾過や遠心分離等の公知の方法を用いる
ことができる。濾過等を行うにあたっては、減圧下で行
ってもよい。分離する際の温度としては、特に制限はな
いが、通常は、室温〜130℃の範囲から選択するのが
好ましい。
発明の方法と同様の方法で、非水酸化リチウム固体状
物、たとえばアルカリ金属塩化物、を分離した後、系内
にジクロロ芳香族化合物を投入して、反応させることに
よりPAS樹脂を製造することを特徴とする。
系内に存在する硫黄/リチウム比を1/2(S原子/L
i原子モル比)以下にすることが好ましく、1/2にコ
ントロールすることがさらに好ましい。1/2より大き
い場合、反応が進行しにくいためPAS樹脂の生成が困
難となる。コントロールする方法としては特に制限はな
いが、たとえばアルカリ金属塩化物を分離するために吹
き込んだ硫化水素を、アルカリ金属塩化物の分離後、系
内の液体部分に窒素バブリング等を施し除去することに
より、系内に存在する硫黄の合計量を調節することがで
きる。また、水酸化リチウムやN−メチルアミノ酪酸リ
チウム(LMAB)等のリチウム塩を系内に加えること
によりコントロールしてもよい。
としては、特に制限はないが、たとえばパラジクロロベ
ンゼンを好適に用いることができる。
ましく、重合時間としては1〜6時間が好ましい。ジク
ロロ芳香族化合物の投入量としては、ジクロロ芳香族化
合物/系内に存在する硫黄=0.9〜1.2(モル比)
の範囲から選択することが好ましく、0.95〜1.5
がさらに好ましい。
説明する。 アルカリ金属塩化物の分離 攪拌翼のついた500mlガラス製セパラブルフラスコ
にN−メチルピロリドン415.94g(4.2mo
l)、LiOHとNaCl123.5g(それぞれ1.
5mol)及び脱イオン水27.0g(1.5mol)
を入れ、130℃に昇温した。昇温後硫化水素を700
ml/分の供給速度で35分間液中に吹き込んだ。硫化
水素を吹き込む間の液温は常に130℃を保つように制
御した。硫化水素の供給を停止し、液中のS(硫黄)量
を定量した結果、0.975mol吸収されており、従
ってS/Li比(mol比)=0.65であった。液中
のS(硫黄)量の定量は、沃素とチオ硫酸ナトリウムを
用いた酸化還元滴定により行った。この硫化水素が吸収
された溶液を130℃に保温されたガラス製フィルター
に内容物をあけ減圧濾過した。フィルター上濾過物をさ
らに130℃にて多量のN−メチルピロリドンで洗浄し
た後、150℃にて減圧乾燥を行った。この乾燥固体の
重量は87.4gでありX線回折の結果NaClのスペ
クトルと一致し、LiOHのスペクトルは全く確認され
なかった。以上の結果により、N−メチルピロリドン中
にLiOHおよびNaClが含有された混合物中に硫化
水素を吹き込むことにより、LiOHのみ反応させ、N
−メチルピロリドンに可溶な錯体を合成し、固体のNa
Clを分離することができた。
記したスケールと等しいセパラブルフラスコに移し15
0℃に昇温し、この中へN2 ガスを700ml/分の供
給速度で吹き込みながら、S/Li比(mol比)=
0.50となるまで、過剰に吸収された硫化水素を脱着
させた。本条件で70分間N2 ガスを吹き込むことでS
/Li比=0.50を達成できた。この液を1リットル
のステンレス製オートクレーブに移し、パラジクロロベ
ンゼン(PDCB)をPDCB/S比(mol比)=
1.00となるように173.l0g加え、240℃ま
で昇温し30分間保持しプレ縮合を行った。その後26
0℃に上げ、3時間重合を行った。冷却後、得られた顆
粒状のポリマーを純水にて洗浄しアセトンにて置換後、
真空乾燥器にて乾燥した。重量測定の結果119.5g
であり、分子量の指標である固有粘度はηinh =0.3
4であった。
N−メチルピロリドン中に水酸化リチウムおよび非水酸
化リチウムの固体状物が含有された混合物中に、液状又
は気体状のイオウ化合物を投入することにより、水酸化
リチウムを可溶化し、非水酸化リチウム固体状物を効率
良く分離除去することができる。また、非水酸化リチウ
ム固体状物、たとえばアルカリ金属塩化物、が効率良く
分離されているため、ジクロロ芳香族化合物を重合させ
て得られるPAS樹脂において、不純物、たとえばアル
カリ金属、の残留量を減らすことができ、良好な電気特
性を有するPAS樹脂を得ることができる。また、残留
するアルカリ金属に起因する成形金型の腐食等の問題も
解決することができる。
の製造工程を模式的に示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリアリーレンスルフィドの製造過程に
おいて、N−メチルピロリドン中に水酸化リチウムおよ
びアルカリ金属塩化物が含有された混合物からアルカリ
金属塩化物を分離する方法において、混合物中に液状又
は気体状イオウ化合物を投入することにより、混合物中
の水酸化リチウムを可溶化し、固体状アルカリ金属塩化
物を混合物から除去することを特徴とするアルカリ金属
塩化物の分離方法。 - 【請求項2】 液状又は気体状のイオウ化合物が硫化水
素である請求項1記載のアルカリ金属塩化物の分離方
法。 - 【請求項3】 N−メチルピロリドン中に水酸化リチウ
ムおよびアルカリ金属塩化物が含有された混合物中に、
イオウ化合物およびジハロゲン化芳香族化合物を投入す
るポリアリーレンスルフィドの製造方法において、前記
混合物中に液状又は気体状のイオウ化合物を投入するこ
とにより、混合物中の水酸化リチウムを可溶化し、固体
状アルカリ金属塩化物を混合物から分離した後、ジクロ
ロ芳香族化合物を投入して反応させ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。 - 【請求項4】 前記液状又は気体状のイオウ化合物が、
硫化水素であることを特徴とする請求項3記載のポリア
リーレンスルフィドの製造方法。
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