JP3696738B2 - ポリブチレンナフタレ一ト - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規なポリエステル、特にポリブチレンナフタレート(以下、PBNと称することもある)及びそのPBNを用いて固相重合により高品位PBNを製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
PBNは、結晶化速度が高く、機械物性、電気特性、成形性に優れたバランスのとれた樹脂であり、エンジニアリングプラスチックとして有用で、その成形品は、コネクター、コイルボビン等の電気・電子部品及びディストリビュータ一キヤップ等の自動車部品として大きな市場を形成している。また、フィルム用途にも使用されている。
【0003】
しかしながら、PBNはその分子構造上、熱安定性が十分ではなく、特にチタン化合物が存在すると、分解反応が促進し、末端COOH基の濃度が増大し、そのため耐加水分解性が悪化すると共に、着色等の色調も低下し、末端ビニル基も増大し、そのため固相重合性が低いという問題もあった。
また、熱安定性に劣るため、成形時の熱に基因して成形後の製品の末端COOH基の増加が大きく、そのため、製品の耐加水分解性が更に劣るという問題があった。加えて成形後の分子量の低下も激しく、そのため力学特性が更に悪化するという問題もあった。
【0004】
耐加水分解性や熱安定性、更には色調を改良するため、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)の場合、特公昭57−85818号公報、特開平5−23020l号公報には、次亜燐酸塩等を用いる方法が提案されている。これらの方法によると、耐加水分解性、熱安定性、色調をある程度改良できるものの、溶融重合速度の低下を生じると共に、固相重合性に対しても触媒活性を低下させるために固相重合速度が低下し、生産性をダウンさせるという問題があった。しかも末端COOH基も増大するので、固相重合性の低下に一層拍車をかける結果となっていた。
また、溶融重合性を高めるために、重合温度を高めると、末端ビニル基が増大し、固相重合性を更に低下させてしまうという問題があった。
【0005】
一般に、1,4−ブタンジオールを主とするグリコール成分と2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルを主とする二官能性カルボン酸の低級アルキルエステル成分、及び/又は2,6−ナフタレンジカルボン酸を主とする二官能性カルボン酸とを反応せしめてポリエステルを製造するに際し、重合触媒としてチタン化合物を用いることは知られている。例えば、特公昭56−39340号公報にはチタン化合物に0.1〜5倍のマグネシウムの弱酸塩化合物を用いて重合する方法が記載されているが、重合温度は260℃であり、そのため副反応としての末端COOH基の増大、末端ビニル基の増大が起こるために、固相重合速度は低下し、高分子量化の点だけでなく、低ガス化や低オリゴマー化の点でも、必らずしも十分満足できる方法ではなかった。
PBTに関し、本発明者等は、先にXAFSを用いて良好なPBTを提案した(特開平8−41182号)が、本発明はこれとは対象とするポリエステルが相違し、且つXAFSに係わる規定要素を異にする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、熱安定性や耐加水分解性、特に成形時に末端COOH基の増大を生ずることなく成形後の製品の熱安定性、耐加水分解性に優れ、色調も良好で、かつ固相重合速度が高いPBNを提供すること並ぴに該PBNを用いて固相重合を行なうことよりなる低ガス化や低オリゴマー化に優れ、更に耐加水分解性の向上した高品位PBNの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、その第1の要旨は、
下記(A),(B)及び(C)で表される特性を有することを特徴とするTi含有ポリブチレンナフタレートに存する。
(A) TiのX線吸収微細構造解析(XAFS)のX線近吸収端構造(XANES)のバックグラウンドを差し引いた後のスペクトルにおいて、TiのK吸収端のジヤンプ高さに対する、該吸収端近傍の4.965〜4.972keV付近のプリエッジピ一クのうちの主ピークの強度の割合をR1とし、且つTiのK吸収端のジヤンプ高さに対する該主ピークの最大傾きと最小傾きの差をr1として表し、Ti含有複合触媒CAで合成したPBNのR1とr1をそれぞれRlAとrlAとし、該複合触媒と同じモル濃度のTi単独触媒CB(CAがTiを含む複数種の添加型触媒の場合、その中のTi単独触媒を指し、また、CAがTiから成る他金属との複合化合物の場合、その複合化合物を合成するために使用したTi単独金属の化合物を指す。)で合成したPBNのR1とr1をそれぞれRlBとrlBとした場合、式(1)及び(2)のいずれかの関係を満たすR1AとrlAを呈する、
【数1】
lA/RlB>1.05 (1)
lA/rlB>1.05 (2)
(B) 末端ビニル基が10eq/トン未満である、
(C) 固有粘度はIV≧0.5である。
に存する。
【0008】
本発明の第2要旨は、下記(a),(b)及び(c)で表される特性を有することを特徴とするTi含有ポリブチレンナフタレートに存する。
(a) TiのX線吸収微細構造解析(XAFS)のX線近吸収端構造(XANES)のスペクトルにおいて、バックグラウンドを差し引き1階微分したとき、チタンのK吸収端に相当する4.98keV付近の分裂ピークの高エネルギー側(4.982keV付近)ピーク強度NHに対する低エネルギー側(4.978keV付近)ピーク強度NLの比をR2(=NL/NH)とし、Ti含有複合触媒CAで合成したポリブチレンナフタレートのR2をR2Aとし、該複合触媒と同じモル濃度のTi単独触媒CBで合成したポリブチレンナフタレートのR2をR2Bとした場合、式(3)及び(4)のいずれかの関係をみたすR2Aを与える、
【数2】
2A>0.85 (3)
2A/R2B>1.05 (4)
(b) 末端ビニル基が10eq/トン未満である、
(c) 固有粘度はIV≧0.5である。
(尚、CA及ぴCBは、前記におけるものと同義である)。
【0009】
本発明の第3の要旨は、前記第1及び第2の要旨のいずれかに記載のPBNを用いて180℃〜230℃で固相重合を行うことを特徴とする高品位PBNの製造方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明につき詳細に説明する。本発明のPBNは、特定の状態の、換言すれば、Tiの近傍に存在する他の原子との配置が特定の状態であるTiを含有し、かつ、末端ビニル基がl0eq/トン未満で、固有粘度がIV≧0.5であることを特徴とする。本発明のこのTi含有PBNは特性として、第一にそのX線吸収端微細構造解析(XAFS:X-ray Absorption fine structure)のX線近吸収端構造(XANES:X-ray Absorption Near-Edge Structure)のバックグラウンドを差し引いたスペクトルにおいて、TiのK吸収端のジヤンプ高さに対する、該吸収端近傍の4.965〜4.972keV付近のプリエツジピークのうちの主ピークの強度の割合をR1とし、TiのK吸収端のジヤンプ高さに対する該主ピークの最大傾きと最小傾きの差をr1とし、Ti含有複合触媒CAで合成したPBNのR1とr1をそれぞれRlAとrlAとし、該複合触媒と同じTiモル濃度のTi単独触媒CBで合成したPBNのR1とrlをそれぞれRlBとrlBとする場合、式(1):RlA/RlB>l.05、及び式(2):rlA/rlB>l.05のいずれかの関係を満たすRlAとrlAを与えるものである。
【0011】
又、本発明のTi含有PBNの第二の特性は、そのX線吸収端微細構造解析(XAFS)のX線近吸収端構造(XANES)のバックグラウンドを差し引いたスペクトルの微分形で、チタンのK吸収端に相当する4.98keV付近の分裂ピークの高エネルギー側(4.982keV付近)ピーク強度NHに対する低エネルギー側(4.978keV付近)ピーク強度NLの比をR2(=NL/NH)とし、Ti含有複合触媒CAで合成したPBNのR2をR2Aとし、該複合触媒と同じモル濃度のTi単独触媒CBで合成したPBNのR2をR2Bとした場合、式(3):R2A>0.85及び式(4):R2A/R2B>1.05のいずれかの関係をみたすR2Aを与えるものである。
そして、本発明のPBNは上記両特性を兼ね備えることも出来る。但し、上記のCBとは、CAがTiを含む複数種の添加型触媒の場合、その中のTi単独触媒を指し、また、CAがTiから成る他金属との複合化合物の場合、その複合化合物を合成するために使用したTi単独金属の化合物を指す。例えば、CAがテトラブチルチタネート/酢酸マグネシウム触媒の場合、CBはテトラブチルチタネートである。
【0012】
XAFSのXANESスペクトルに見られる本プリエッジピークは、Tiの1sから3d軌道への遷移過程に帰属され、Ti元素近傍に配位・結合する原子の点対称なオクタヘドラル構造が歪み、異なる配位構造に変化する時、その強度が強くなる(Journal of Non-Crysta11ine Solids,81(l986)201、その他)。すなわち、このプリエッジピークの強度はその変化の程度を表す。本発明のPBN製造用のTi触媒は、Ti触媒のオクタヘドラルの完全対称な配位・結合構造を崩し、反応中、反応原料の分子がTi原子と相互作用できるような主反応の特定活性サイトを生じやすくする特定の構造を実現したものである。Ti単独金属の化合物のみを触媒としたTiの配位・結合構造に対し、それよりもさらに点対称なオクタヘドラル性から逸脱した構造、すなわち、本プリエッジピーク(4.965〜4.972keV付近の主ピーク)の強度がTi単独触媒のものより大きい触媒構造をもつ状態が、重合活性が高く、固有粘度や固相重合性が改善された高分子を実現するのである。該主ピークは、強度が大きくなるとき、その最大傾きと最小傾きの差が大きくなる傾向を持ち、この差で強度を比較すると分かりやすいことがある。
【0013】
更に又、本発明においては、Tiの不均一な特定の強い酸性サイトを抑制し、不要な副生物の生成を抑えることができる。不要な副生物としては、末端ヒドロキシブチル基の種々の分解反応によるテトラヒドロフランの発生や末端ビニル基の生成、およびエステル基の分解反応によるカルボキシル基の生成等がある。このTiの特定な酸塩基性に関わるTiの電子状態がXAFSのXANES領域に表されている。
Tiの4.98keV付近のK吸収端ジャンプは主に2種類のものを含み、高エネルギー側(4.982keV付近)のジャンプと低エネルギー側(4.978keV付近)のジャンプとが存在するが、両者の傾きの違いから、低エネルギー側と高エネルギー側の2つの遷移の強さの違いがわかる。
高エネルギー側ジャンプの傾きに対する低エネルギー側ジャンプの傾きの割合(最大の傾きの割合R2でみると比較しやすい。)は、低エネルギー側の遷移が高エネルギー側の遷移に対してどの程度強くなっているかの尺度となる。一般に、測定元素の電子密度が増大するとき、吸収端ジャンプの位置が低エネルギー側にシフトするので、このR2は、チタンの特定の電子密度の大きさ、チタンの特定サイトの酸性質の抑制度を示す。
【0014】
本発明は、チタンの特定サイトの酸性質の抑制度を表すこのXANESのR2が0.85を超えるPBNが、不要な副生物が抑制された良好な重合活性を有し、その結果として固相重合性、耐加水分解性、熱安定性、色調等が良好であるとの知見に基づいているものである。
【0015】
本発明のPBNは、前記定義におけるそのRlAとrlAが前記式(1)及び/又は(2)を充たすが、好ましいPBNは、そのRlAについては、Ti単独触媒の時のR1、即ちR1Bに対する比が1.05を越えるもの、より好ましくはl.2を越えるもの、さらに好ましくは1.3を越えるものであり、rlAについては、Ti単独触媒の時のr1、即ちrlBに対する比がl.05を越えるもの、より好ましくはl.2を越えるもの、さらに好ましくは1.3を越えるものである。
2Aについては、0.85を越えるもの、より好ましくは0.9を越えるもの、さらに好ましくは0.95を越えるものである。
【0016】
上述した特定の状態のチタンは重合時に用いられた特定の触媒系から生じるものであり、こうした状態のチタンを有する本発明PBNは、特定のTi系触媒がTi単独系触媒に比較して重合工程での重合活性を向上させると共に、分解反応を抑制し末端COOH基の副生を防ぐので、Ti単独系触媒からのPBNに比べ熱安定性が向上し、耐加水分解性及び固相重合性に優れている。
更に、本発明PBNは熱安定性に優れているために、成形時にも熱による分子量の低下や末端COOH基の増大度合いが低く、その結果、製品の力学特性や耐加水分解性の低下を招く度合が少ない。
例えば、本発明PBNを270℃で1時間溶融処理した場合、溶融処理後のIVを処理前のIVに対する割合で表すIV保持率は70%以上である。また、処理後の末端COOH基の増大は70eq/トン以下であり、好ましくは60eq/トン以下、更に好ましくは50eq/トン以下である。IV保持率が70%未満であれば、製品の力学特性が低下し、末端COOH基の増加が70eq/トンを超えると耐加水分解性が低下していずれも好ましくない。
【0017】
本発明の特定Ti触媒系から得られたPBNは、その特定のチタンの分解反応の抑制によって、末端ビニル基、末端COOH基が少なく、色調が良好である。しかも、その特定のチタンは重合工程での重合活性を向上し優れた溶融重合性を呈すると共に、生成したPBNの末端ビニル基、更には末端COOH基が少ないために、固相重合性も優れているのである。本発明PBNの末端ビニル基は、通常10eq/トン未満である。
【0018】
未端ビニル基が10eq/トン未満であれば、熱安定性にすぐれ、耐加水分解性、及び固相重合性に優れる。好ましくは、末端ビニル基は8eq/トン以下、さらに好ましくは、末端ビニル基は6eq/トン以下、最も好ましくは4eq/トン以下である。末端ビニル基が10eq/トン以上であれば、熱安定性及び耐加水分解性のいずれも劣り、固相重合性が低い。
【0019】
本発明PBNの固有粘度IVは機械的強度の点から通常IV≧0.5であり、成形性も考慮すると0.6≦IV≦2.0が好ましく、より好ましくは0.7≦IV≦l.6であり、0.8≦IV≦1.4が最も好ましい。本発明のPBNにおいては、末端COOH基数は平均して45eq/トン以下、好ましくは、40eq/トン以下、更に好ましくは、35eq/トン以下、最も好ましくは、30eq/トン以下である。末端COOH基数が少なくなると共に、耐加水分解性、熱安定性が向上するし、また固相重合性も向上する。
【0020】
色調については、L値は85以上が好ましい。85未満であれば、色調が暗く好ましくない。b≦1.0が好ましく、更に好ましくはb≦0.0である。
【0021】
本発明のPBNは、例えば、次の方法により製造することができる。すなわち、1,4−ブタンジオールを主とするグリコール成分と2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを主とする二官能性カルボン酸の低級アルキルエステル成分とを反応せしめ、または、1,4−ブタンジオールを主とするグリコール成分と2,6−ナフタレンジカルボン酸を主とする二官能性カルボン酸成分とを反応せしめてポリエステルを製造するに際し、重合触媒としてチタン化合物及びチタンに対するマグネシウムが0.5〜3モル倍であるマグネシウム化合物の存在下、かつ溶融重合温度を260℃未満で重合することにより製造できる。
【0022】
本発明において用いられるグリコール成分としては、1,4−ブタンジオールを主たる対象とするが、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−へキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリ(オキシ)エチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリメチレングリコール等のアルキレングリコールの1種、または2種以上を混合してもよく、目的により任意に選ぶことができる。さらに少量のグリセリンのような多価アルコール成分を用いてもよい。また少量のエポキシ化合物を用いてもよい。
【0023】
本発明において用いられる二官能性カルボン酸の低級アルキルエステル成分としては、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを主たる対象とするが、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族のジカルボン酸の低級アルキルエステル、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、シュウ酸等の脂肪族ジカルボン酸の低級アルキルエステル、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸の低級アルキルエステルが挙げられ、これらの1種、または2種以上を混合してもよく、目的により任意に選ぶことができる。
本発明において用いられる二官能性カルボン酸成分としては、2,6−ナフタレンジカルボン酸を主たる対象とするが、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族のジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、シュウ酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸の1種、または2種以上を混合してもよく、目的により任意に選ぶことができる。
又、少量のトリメリツト酸のような三官能性以上のカルボン酸成分を用いてもよい。無水トリメリツト酸のような酸無水物を少量使用してもよい。
【0024】
低級アルキルエステル成分としては、メチルエステルを主たる対象とするが、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル等の1種、または2種以上を混合してもよく、目的により任意に選ぶことができる。
本発明のPBNは、通常75モル%以上の1,4−ブチレンナフタレート結合を有しているものであり、好ましくは85モル%以上の1,4−ブチレンナフタレ一ト結合を有しているものであり、より好ましくは、90モル%以上の1,4−ブチレンナフタレート結合を有しているものである。
【0025】
本発明において用いられるチタン化合物は、テトラアルキルチタネートが好ましく、具体的には、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラーn−ブチルチタネート、テトラ−t一ブチルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラベンジルチタネート、あるいはこれらの混合チタネートである。これらのうち特にテトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートが好ましく、テトラ−n−ブチルチタネートが最も好ましい。又、これらのチタン化合物の2種以上を併用して用いてもよい。
【0026】
チタン化合物の添加量はチタン量として生成PBNに対して10−200ppm、好ましくは15−150ppm、より好ましくは20〜130ppmである。
本発明においては、特許請求の範囲を満たすPBNを生成し得る限り、チタン化合物と他のどんな化合物を組み合わせて用いても良いが、その一例としてはマグネシウム化合物が挙げられる。そのマグネシウム化合物としては、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキサイド、燐酸水素マグネシウム等が挙げられ、特に重合速度や1,4−ブタンジオールヘの溶解性(異物生成)等の点で酢酸マグネシウムが最も好ましい。
【0027】
マグネシウムの量は金属の原子比、即ち、Mg/Tiの比で表して0.5〜3.0である。Mg/Ti<0.5の場合には、重合速度の向上が十分でなく、生成PBNの末端COOH基の濃度が高く、かつ色調が悪化するので好ましくない。Mg/Ti>3.0の場合には重合速度が同一金属量見合いで低下すると共に、生成PBNの耐加水分解性や色調も悪化するので好ましくない。Mg/Ti比はより好ましくは0.7〜2.5、最も好ましくは0.85〜2.0である。この場合、色調はTiのみの場合よりも向上する。
【0028】
溶融重合温度(内温)は260℃未満、特に溶融重合終了時(末期)の内温を260℃未満で行う。260℃を超える温度以上で行うと末端ビニル基が大幅に上昇し、更に重合度を高めたり、低ガス化や、低オリゴマー化のために固相重合を行なう場合、固相重合速度が低く、生産性が低下してしまう。溶融重合温度は、好ましくは257℃以下、更に好ましくは255℃以下未満である。
【0029】
この場合、溶融重合速度が高いために増し仕込を行うことが可能となり、生産性の向上に寄与することができる。本発明において1,4−ブタンジオール成分を主とするアルキレングリコール(アルカンジオール)成分とジメチルナフタレート成分を主とする二官能性カルボン酸の低級アルキルエステル成分とのエステル交換反応工程、または1,4−ブタンジオール成分を主とするアルキレングリコール成分と2,6−ナフタレンジカルボン酸成分を主とする二官能性カルボン酸とのエステル化反応工程と、それに続く重縮合反応工程とを経由してPBNの製造を行うが、これらの反応条件は重合時の温度を除いて、特に限定されるものでなく、公知の反応条件がそのまま適用される。
【0030】
例えば、エステル交換反応時のアルキレングリコール成分/二官能性カルボン酸の低級アルキルエステル成分のモル比は2.0以下、好ましくはl.0〜1.6とし、エステル交換反応として180℃以上〜260℃未満、好ましくは190〜255℃で、2〜4時間行われ、直接エステル化の場合は、アルキレングリコール成分/二官能性カルボン酸成分のモル比は2.5以下、好ましくは1.6〜2.2とし、エステル化反応として180℃〜260℃、好ましくは190〜255℃で、2〜4時間行われる。
次いで重縮合反応を行うが、その条件は通常、3Torr以下の減圧下、220〜260℃未満、好ましくは230〜260℃未満の温度である。また重合時間は、2〜6時間である。
重合度が増大する重合後期においては、攪拌によるシェア発熱が伴うこともあるので設定温度は低めにして内温を260℃未満にすることが重要である。
【0031】
チタン化合物の添加時期はエステル交換(又はエステル化)の開始時、エステル交換中、エステル交換後、重縮合時等ありうるが、エステル交換開始時と重縮合反応前に分割して添加するのが好ましい。
チタン化合物に組み合わせて用いられるマグネシウム化合物等他の添加化合物の添加時期もエステル交換の開始時、エステル交換中、エステル交換後、重縮合時等ありうるが、エステル交換終了時、重合開始前に添加するのが重合活性及ぴ色調等の点で好ましい。
【0032】
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルを主成分とするエステル交換法の場合においては、エステル交換触媒として、チタン化合物を使用することが好ましい。 即ち、エステル交換法の場合は、エステル交換触媒としてチタン化合物を使用し、エステル交換後、重合反応前にマグネシウム化合物添加と更にチタン化合物を追加添加するのが好ましい。
2,6−ナフタレンジカルボン酸を主成分とする二官能性カルボン酸とアルキレングリコールとのエステル化反応の場合には、重縮合反応時にチタン化合物とマグネシウム化合物を添加するのがよい。この場合、エステル化時、又は重合時にスズ化合物や亜鉛化合物等を添加してもよいが、場合により色調を若干悪化させることがある。
本発明における製造方法によると重合速度が従来法に比べて大幅に向上するので、仕込量を増量したりして更に生産性を向上することができる。一方仕込量を下げることも可能となり、その結果、更にPBNの末端COOH基の濃度を下げることも可能になり、色調もより良くなる。
【0033】
その他、PBNの特性が損なわれない範囲において各種の添加剤、例えば熱安定剤、酸化防止剤、結晶核剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。本発明のPBNは、溶融重合後、種々の用途に用いることができるし、また固相重合し、更に高品位となして用いることもできる。
本発明のPBNは、射出成形を通じて成型品にすることも可能であるし、高粘度化してフィルムにすることも可能である。いずれの場合も熱安定性に優れているので、溶融時(成形時)に副反応が起こりにくく、できあがった成型品やフィルムは本発明の条件を満たさないPBNからの製品より性能のよいPBN製品が得られる。
成形時に上に示した各種の添加剤の他に、ガラス繊維、炭素繊維、チタンウィスカー、マイカ、タルク、CaCO3、等の強化剤、増量剤を添加して成形してもよい。
【0034】
本発明の特許請求の範囲の請求項1及び/又は請求項2に記載のPBNは、更に固相重合を行うと、固相重合速度が高いという特徴を有するだけでなく、固相重合したときの、COOH基の低下度合いが大きく、色調の悪化度合いが小さいという特徴を示す。固相重合は180℃〜240℃、好ましくは190℃〜235℃、さらに好ましくは200℃〜230℃で行われる。固相重合速度を△IV/Hrで表すと、230℃で行った場合0.085以上である。固相重合速度がそれ以下では生産性が向上せず好ましくない。末端COOH基や末端ビニル基が多いと固相重合性が低下する。
【0035】
固相重合は不活性気体雰囲気下で行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。副生ガスの除去等を考えると減圧下が好ましい。減圧下で行う場合、圧力は3mmHg以下、好ましくは1mmHg以下である。
本発明のPBNにおけるXAFSの測定、解析方法、末端ビニル基、固有粘度lV、末端カルボキシル基及び色調は以下の方法に基づき実施した。
【0036】
(l)XAFSの測定、解析方法
XAFSのXANESのスペクトルの測定は、高エネルギー加速器研究機構、放射光実験施設ビームライン12C(BL12C)の蛍光XAFS測定装置で実施した。分光結晶は、Si(111)2結晶タイプを用い、入射X線強度I0は、混合ガスHe/N2=70/30を封入したl7cmのイオンチェンバー、蛍光X線強度Ifは、Arガスを使用した蛍光XAFS測定用チェンパ一(通称ライトルデイテクター)を用いて測定した。
【0037】
解析は、得られたスペクトルIf/I0の吸収端前領域(平坦なプリエッジ領域)に対してビクトリーンまたはマツクマスターの計算式を用いて最小2乗フィッティングを行い、それを外挿することによってバックグラウンドを差し引いた後、微分を行う。Ti金属のXANESスペクトルの微分の最大値におけるエネルギー値を4.9645keVと定めて較正した。この較正済みのスペクトルに関し次の解析を施した。
▲1▼ TiのK吸収端ジヤンプ高さが等しくなるように規格化し、プリエッジピーク(4.965〜4.972keV付近)に低エネルギー側で近接した平坦な4.955〜4.965keVのバックグラウンド領域を最小自乗法で直線近似(直線L)し、その主プリエッジピークの最高位置の縦軸成分と、直線Lの同−エネルギーにおける縦軸成分との差を、ジヤンプ高さで割った値をRlとして求めた。
▲2▼ その微分形のTiのK吸収端ジャンプの高エネルギー側(4.982keV付近)と低エネルギー側(4.978keV付近)の最大の傾き(微分形ピークの高さ)を求めた。
【0038】
(2) 末端ビニル基
PBNをへキサフルオロイソプロパノール/重水素化クロロホルム=3/7(vo1比)に溶解し、40OMHz H−NMRで測定した値であり、1×106g(トン)当たりのビニル基当量である。
(3) 固有粘度IV
PBNをフェノール/テトラクロロエタン(1:1重量比)中、30℃で測定した溶液粘度から求めたものである。
【0039】
(4) 末端カルボキシル基[COOH]
PBNをベンジルアルコールに溶解し0.1N NaOHにて滴定した値であり、1×106g当たりのカルボキシル基当量である。
(5)色調
PBNの円柱状チップサンプルを用いて日本電色工業(株)製測色色差計(Z−1001P型)によりL値,a値,b値を測定した。
【0040】
【実施例】
以下本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の「部」とあるものは、「重量部」を表す。溶融重合性は、溶融重合後のIVを溶融重合時間(Hr)で割った値で、溶融重合速度IV/Hrで示した。
【0041】
固相重合性は、230℃、1Torr以下、4時間の固相重合後のIVを測定し、[△IV=(固相重合後のIV)−(溶融重合後のIV)]を固相重合時間(4時間)で割った値として、△IV/Hrで示した。
耐加水分解性の評価は、プレッシヤークッカー装置にPBNを入れ、120℃の加湿下(ゲ−ジ圧:1.l kg/cm2)で96時問処理(PCT処理)を行った後IVを測定し、IVの保持率(96時間後のIVを処理前のIVで割ったもの)で行った。
【0042】
熱安定性の評価は、枝付き試験管にPBNを入れ、N2下270℃で1時間処理(溶融熱安定性試験)後のIV及び末端COOH基を測定し、処理前PBNのIV及び末端COOH基と対比した。即ち、
IVの保持率[(処理後のIV)/(処理前のIV)×100]と末端COOH基数の差ΔCOOH[(処理前の末端COOH基数)−(処理後の末端COOH基)]により評価した。
【0043】
実施例1
2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステルl98.8部、1,4−ブタンジオール88.0部にテトラブチルチタネート0.0156部(10ppmTi/ポリマー)を加え、190℃から255℃まで2時間30分かけて昇温し、エステル交換反応を行った。エステル交換反応終了時に、酢酸マグネシウム・四水塩0.0968部(50ppmMg/ポリマー;モル比(Mg/Ti)=1.0)を1,4−ブタンジオールに溶解して添加し、引き続きテトラブチルチタネート0.1405部(90ppmTi/ポリマー)を添加し、重縮合反応にはいった。
【0044】
重縮合反応は常圧から1Torrまで85分かけて徐々に減圧し、同時に所定の重合温度255℃まで昇温し、以降所定重合温度、1Torrで継続し、所定の撹拌トルクに到達した時点で反応を終了し、PBNを取り出した。その際の重合時間、得られたPBNの固有粘度,色調,溶融重合性、末端基(カルボキシル基、ビニル基)、耐加水分解性及び溶融熱安定性の測定し、その結果を表−1に示した。 また、得られたPBNを230℃、1Torr以下で4時間固相重合を行い、得られたポリマーのIVを測定し、固相重合性の評価を行いその結果を表ー1に示した。
実施例1のPBNのXAFSの測定結果を示すチャートを図−1及び図−2に示す。
【0045】
比較例1
実施例1において酢酸マグネシウム・四水塩を添加しない以外は実施例lと同様の反応を行ないPBNポリマーを得、更に固相重合を行った。実施例1と同様にして得られたポリマーの各物性を測定し、その結果を表−1に示し、又比較例1のPBNのXAFSの測定結果を示すチャートを図−1及び図−2に示す。
【0046】
比較例2
実施例1において、重合温度を260℃とした以外はほぼ同様にして反応を行い、PBNポリマーを得、更に固相重合を行った。実施例1と同様にして得られたポリマーの各物性を測定し、その結果を表−1に示した。
【0047】
【表l】
Figure 0003696738
【0048】
【発明の効果】
本発明のPBNは、耐加水分解性や熱安定性に優れるため、それを用いた成形後の製品の耐加水分解性や熱安定性が優れているので、高湿度下や高温度下で使用される電気・電子材料や、自動車部品等に好適である。又、固相重合性に優れ、固相重合後のPBNの色調変化が少ないため、固相重合を長時間行うことにより、低ガス化や低オリゴマー化を図ることも可能であり、固相重合後のポリマーを用いてフィルム用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例l、比較例1のポリブチレンナフタレートについてのX線吸収微細構造のうちのX線近吸収端構造のスペクトルにおいて、バックグラウンドを差し引いた後、TiのK吸収端ジヤンブ高さが等しくなるように規格化したチャート図であり、RlA/RlB=1.44、r1A/r1B=1.50である。図中、実線は実施例1を、点線は比較例lを表す。
【図2】 実施例1、比較例1のポリブチレンナフタレートについてのX線吸収端微細構造のうちのX線近吸収簿構造のスペクトルにおいて、バックグラウンドを差し引いた後、1階微分したときのチャート図でり、図中R2A=0.97、R2A/R2B=1.23である。図中、実線は実施例1を、点線は比較例lを表す。

Claims (3)

  1. 下記(A),(B)及び(C)で表される特性を有することを特徴とするチタン含有ポリブチレンナフタレ一ト。
    (A) TiのX線吸収微細構造解析(XAFS)のX線近吸収端構造(XANES)のバックグラウンドを差し引いた後のスペクトルにおいて、TiのK吸収端のジヤンプ高さに対する、該吸収端近傍の4.965〜4.972keV付近のプリエッジピ一クのうちの主ピークの強度の割合をR1とし、且つTiのK吸収端のジヤンプ高さに対する該主ピークの最大傾きと最小傾きの差をr1として表し、Ti含有複合触媒CAで合成したポリブチレンナフタレートのR1とr1をそれぞれRlAとrlAとし、該複合触媒と同じモル濃度のTi単独触媒CB(CAがTiを含む複数種の添加型触媒の場合、その中のTi単独触媒を指し、また、CAがTiから成る他金属との複合化合物の場合、その複合化合物を合成するために使用したTi単独金属の化合物を指す。)で合成したポリブチレンナフタレートのR1とr1をそれぞれRlBとrlBとした場合、式(1)及び(2)のいずれかの関係を満たすR1AとrlAを呈する、
    Figure 0003696738
    (B) 末端ビニル基が10eq/トン未満である、
    (C) 固有粘度はIV≧0.5である。
  2. 下記(a),(b)及び(c)で表される特性を有することを特徴とするチタン含有ポリブチレンナフタレート。
    (a) TiのX線吸収微細構造解析(XAFS)のX線近吸収端構造(XANES)のスペクトルにおいて、バックグラウンドを差し引き1階微分したとき、チタンのK吸収端に相当する4.98keV付近の分裂ピークの高エネルギー側(4.982keV付近)ピーク強度NHに対する低エネルギー側(4.978keV付近)ピーク強度NLの比をR2(=NL/NH)とし、Ti含有複合触媒CAで合成したポリブチレンナフタレートのR2をR2Aとし、該複合触媒と同じモル濃度のTi単独触媒CBで合成したポリブチレンナフタレートのR2をR2Bとした場合、式(3)及び(4)のいずれかの関係をみたすR2Aを与える、
    Figure 0003696738
    (b) 末端ビニル基が10eq/トン未満である、
    (c) 固有粘度はIV≧0.5である。
    (本請求項中のCA及びCBは、請求項1におけるものと同義である)。
  3. 請求項l及び2のいずれか一項に記載のポリブチレンナフタレートを用いて180℃〜240℃で固相重合を行うことを特徴とする高品位ポリブチレンナフタレ−トの製造方法。
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