JP3760845B2 - スルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホン及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は新規なポリアリーレンエーテルスルホン及びその製造方法に関する。本発明のポリアリーレンエーテルスルホンは、耐熱性と電気特性を併せ持つ高分子材料として有用なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ポリアリーレンエーテルスルホンは高耐熱かつ高耐薬品性のエンジニアリングプラスチックとして、様々な分野で用いられている。しかし、該ポリアリーレンエーテルスルホンは耐熱性や耐薬品性に優れるが、電気的には絶縁性物質であり、電気を通すことはできない。近年、高耐熱かつ高耐薬品性を持ち、さらに導電性を持つような高機能の高分子材料が求められている。導電性を持たせる方法として、イオン交換が可能な官能基の導入が試みられており、例えばJ.Polymer.Sci.,Polym.Chem.Ed.,Vol.22,721(1984)には、スルホ基が芳香環に直接結合しているスルホ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、該方法はスルホ基が芳香環に直接結合しているため、特定の高温条件下ではスルホ基が脱離する懸念があった。本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は耐熱性と電気特性を併せ持つ高分子材料として有用なスルホアルコキシ基を持つ新規なポリアリーレンエーテルスルホン及びその製造方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、新規なポリアリーレンエーテルスルホンを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0005】
即ち、本発明は、下記一般式(1)
【0006】
【化3】
(式中、R1及びR2はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示し、R3は炭素数1〜10のアルキレン基を示し、炭素数mは0又は1の整数を示し、nは0又は1の整数を示し、a、b、c、dは各々0〜4の整数であり、かつa+b+c+d>0である。)で表される構造単位を有するスルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホン及びその製造方法に関するものである。
【0007】
本発明のポリアリーレンエーテルスルホンは、その構造単位において、上記一般式(1)で示される構造単位を有することを特徴とする。
【0008】
一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。炭素数1〜6のアルキル基としては特に限定されるものではないが、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。また、R1とR2が連結したテトラメチレン基、ペンタメチレン基も挙げられる。
【0009】
本発明において、R3は炭素数1〜10のアルキレン基を示す。炭素数1〜10のアルキレン基としては特に限定されるものではないが、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、メチルプロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノネン基等が挙げられる。
【0010】
本発明のポリアリーレンエーテルスルホンのうち、下記一般式(3)
【0011】
【化4】
(式中、R4は炭素数1〜10のアルキレン基を示し、o、p、q、rは各々0〜4の整数であり、かつo+p+q+r>0である。)で表される構造単位を有するポリアリーレンエーテルスルホン、また下記一般式(4)
【0012】
【化5】
(式中、R5は炭素数1〜10のアルキレン基を示し、s、t、u、vは各々0〜4の整数であり、かつs+t+u+v>0である。)で表される構造単位を有するポリアリーレンエーテルスルホン、さらに下記一般式(5)
【0013】
【化6】
(式中、R6は炭素数1〜10のアルキレン基を示し、x、y、zは各々0〜4の整数であり、かつx+y+z>0である。)で表される構造単位を有するポリアリーレンエーテルスルホンが取り扱い易く好ましい。これらのうち、一般式(3)で示されるポリアリーレンエーテルスルホンが特に好ましい。
【0014】
本発明のポリアリーレンエーテルスルホンは、耐熱性に優れ、溶媒に対する溶解性が高く取り扱い性に優れることから、プルラン換算の重量平均分子量が1,000〜500,000であることが好ましく、特に5,000〜300,000であることが好ましい。
【0015】
ここでいう重量平均分子量とは、例えば本発明のポリアリーレンエーテルスルホンをジメチルスルホキシドに溶解し、ポリマー溶液の濃度を1g/lに調製後、この溶液を室温下でゲル・パーミエーション・クロマトグラフィに注入して測定することができる。また、本発明のポリアリーレンエーテルスルホンは、上記一般式(1)で示される構造単位を有していれば、単独重合体又は共重合体であってもよい。
【0016】
本発明のポリアリーレンエーテルスルホンは、いかなる方法により製造されても差し支えないが、例えば、
下記一般式(2)
【0017】
【化7】
(式中、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示し、iは0又は1の整数を示し、jは0又は1の整数を示し、e、f、g、hは各々0〜4の整数であり、かつe+f+g+h>0である。)で表される構造単位を有するヒドロキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンをアルカリ金属化合物及び/又は有機塩基化合物と反応させてアルカリ金属塩及び/又はアミン塩を生成した後、スルホン化剤と反応し、さらに酸と反応することにより、効率的に製造することができる。
【0018】
上記一般式(2)において、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。炭素数1〜6のアルキル基としては特に限定されるものではないが、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。また、R4とR5が連結したテトラメチレン基、ペンタメチレン基も挙げられる。
【0019】
該一般式(2)で表されるヒドロキシル基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの製造方法としては、特に制限されるものはなく、例えば市販されているポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のポリアリーレンエーテルスルホンをJournal of Polymer Science:Part A;Polymer Chemistry,2001,Vol.39,675〜682で報告されている方法等によりホルミル基を持つポリアリーレンエーテルスルホンを調製した後、該ホルミル基を持つポリアリーレンエーテルスルホンを酸化剤と反応し酸化させることによりホルミルオキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンを調製し、その後該ホルミルオキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンを金属水素錯化合物と反応させることによりヒドロキシル基を持つポリアリーレンエーテルスルホンを調製することが可能である。
【0020】
本発明の方法で使用されるアルカリ金属化合物としては、ヒドロキシ基をアルカリ金属塩に転換することが可能であれば特に限定されるものではないが、例えばナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、リチウム−t−ブトキシド、ナトリウム−t−ブトキシド、カリウム−t−ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシド類;水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等のアルカリ金属水素化物類;ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属類;メチルリチウム、ブチルリチウム等の有機アルカリ金属類;リチウムアミド、ナトリウムアミド等のアルカリ金属アミド類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩類等が挙げられ、有機塩基化合物としては、ヒドロキシ基をアミン塩に転換することが可能であれば特に限定されるものではないが、例えばピリジン、ルチジン、トルイジン等の有機塩基類等が挙げられる。これらのアルカリ金属化合物、有機塩基化合物は単独で使用し得るのみならず、二種以上を混合して用いることも可能である。
【0021】
これらのうち、アルカリ金属塩への転換が効率よく行なえ、しかも取り扱い性に優れることから、アルカリ金属アルコキシド類が好ましく用いられ、さらに好ましくはナトリウムメトキシドが用いられる。
【0022】
アルカリ金属化合物、有機塩基化合物の使用量は特に制限はなく、アルカリ金属塩、アミン塩への転化が効率的に行なえることから、原料のポリアリーレンエーテルスルホンに含まれるヒドロキシ基1モルに対して0.1〜100当量であり、好ましくは0.5〜20当量、より好ましくは1〜10当量である。
【0023】
また、スルホン化剤としては、スルホン化を効率的に行なうことが可能であれば特に限定されるものではなく、例えば1,3−プロパンサルトン、1,4−ブタンサルトン、1,5−ペンタンサルトン、1−メチル−1,3−プロパンサルトン、1−エチル−1,3−プロパンサルトン、1−プロピル−1,3−プロパンサルトン、1−ブチル−1,3−プロパンサルトン、1−メチル−1,4−ブタンサルトン、1−エチル−1,4−ブタンサルトン、1−オクチル−1,4−ブタンサルトン等のスルホン酸の環状エステル構造を持つアルキルサルトン類;クロロメタンスルホン酸ナトリウム、ブロモメタンスルホン酸ナトリウム、クロロエタンスルホン酸ナトリウム、ブロモエタンスルホン酸ナトリウム、クロロプロパンスルホン酸ナトリウム、ブロモプロパンスルホン酸ナトリウム、クロロメタンスルホン酸メチル、ブロモメタンスルホン酸メチル、クロロエタンスルホン酸メチル、ブロモエタンスルホン酸メチル、クロロメタンスルホン酸エチル、ブロモメタンスルホン酸エチル、クロロエタンスルホン酸エチル、ブロモエタンスルホン酸エチル、ブロモメタンスルホン酸トリメチルアミン、クロロエタンスルホン酸トリメチルアミン、ブロモエタンスルホン酸トリメチルアミン等のスルホアルキルハライド類等が挙げられる。これらのスルホン化剤は単独で使用し得るのみならず、二種以上を混合して用いることも可能である。
【0024】
これらのうち、工業的に生産され入手し易く且つ取り扱いの安全性に優れることから、アルキルサルトンが好ましく用いられ、さらに好ましくは1,3−プロパンサルトンもしくは1,4−ブタンサルトンが用いられる。
【0025】
スルホン化剤の使用量は特に制限はなく、スルホン化が効率的に行なえることから、原料であるヒドロキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンに含まれるヒドロキシ基1モルに対して0.1〜1,000当量であり、好ましくは0.5〜100当量、より好ましくは1〜50当量である。
【0026】
そして、酸としては、スルホ基が効率的に生成することが可能であれば特に限定されるものではく、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の鉱酸類;トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の酢酸類;トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸等のメタンスルホン酸類;ゼオライト、シリカアルミナ、アルミナ、ヘテロポリ酸等の固体酸類;強酸性のイオン交換樹脂等が挙げられる。これらの酸は単独で使用し得るのみならず、二種以上を混合して用いることも可能である。これらのうち、取り扱い性に優れることから、鉱酸類が好ましく用いられ、さらに好ましくは塩酸が用いられる。
【0027】
酸の使用量は特に制限はなく、スルホ基が効率的に生成することから、スルホン化剤1モルに対して0.1〜1,000当量であり、好ましくは0.5〜100当量、より好ましくは1〜20当量である。
【0028】
ここで、上記一般式(2)で示されるヒドロキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンとアルカリ金属化合物及び/又は有機塩基化合物との反応、その後のスルホン化剤との反応、次いで酸との反応の各反応においては、通常、溶媒下で行なうことが好ましい。そのような溶媒としては、それぞれの反応を著しく阻害しない溶媒であればよく、特に限定するものではないが、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、オクタノール等のアルコール類;エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム、トリグライム等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリルトリアミド等の含窒素炭化水素類;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含イオウ炭化水素類;水等が挙げられる。これらの溶媒は単独で使用し得るのみならず、二種以上を混合して用いることも可能である。
【0029】
そして、アルカリ金属化合物及び/又は有機塩基化合物との反応、その後のスルホン化剤との反応、次いで酸との反応における溶媒は、必ずしも同一である必要はない。アルカリ金属化合物及び/又は有機塩基化合物との反応並びにその後のスルホン化剤との反応においては、高い反応効率が得られることから、エーテル類とアルコール類の混合物が好ましく用いられ、さらに好ましくはテトラヒドロフランとメタノールの混合物が用いられる。また、酸との反応においては、高い反応効率が得られることから、エーテル類又は水が好ましく用いられ、さらに好ましくはエーテル又は水が用いられる。
【0030】
上記一般式(2)のヒドロキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの基質濃度は、それぞれの反応を効率的に行なうことが可能となることから、好ましくは0.1〜1,000mmol/lであり、さらに好ましくは1〜100mmol/lである。
【0031】
ヒドロキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンとアルカリ金属化合物及び/又は有機塩基化合物との反応における温度は特に制限はなく、例えば−100〜150℃、好ましくは−20〜80℃である。反応圧力は特に制限されないが、通常、絶対圧で0.01〜30kg/cm2であり、好ましくは0.1〜3kg/cm2である。また、反応時間は温度やポリマー濃度に左右され、一概に決めることはできないが、通常、5分〜500時間である。反応中の雰囲気は、特に限定されないが、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等が好ましく用いられる。本反応は、回分式、半回分式、連続式のいずれでも実施できる。
【0032】
その後のスルホン化剤との反応における温度は特に制限はなく、例えば−20〜100℃、好ましくは0〜80℃である。反応圧力は特に制限されないが、通常、絶対圧で0.01〜30kg/cm2であり、好ましくは0.1〜3kg/cm2である。また、反応時間は温度やポリマー濃度に左右され、一概に決めることはできないが、通常、5分〜500時間である。反応中の雰囲気は特に限定はなく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等が好ましく用いられる。本反応は、回分式、半回分式、連続式のいずれでも実施できる。
【0033】
次いで行われる酸との反応おける温度は特に制限はなく、例えば−80〜150℃、好ましくは−20〜80℃である。反応圧力は特に制限はなく、通常、絶対圧で0.01〜30kg/cm2であり、好ましくは0.1〜3kg/cm2である。また、反応時間は温度やポリマー濃度に左右され、一概に決めることはできないが、通常、1分〜500時間である。反応中の雰囲気は特に限定はなく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等が好ましく用いられる。本反応は、回分式、半回分式、連続式のいずれでも実施できる。
【0034】
本発明のスルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンは、公知の再沈法により反応液より分離することができる。
【0035】
本発明のスルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンは、単独でも高分子材料として使用できるが、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、炭酸カルシウム、マイカ等の充填剤;各種顔料;酸化防止剤、光安定剤等の各種安定剤と混合して使用することができる。また、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の汎用樹脂;ポリプロピレン、変性ポリフェニレンエーテル等のエンジニアリングプラスチック;ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー等のスーパーエンジニアリングプラスチック等とアロイブレンドして使用することもできる。
【0036】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0037】
以下に実施例に用いた測定方法を示す。
【0038】
(1H−核磁気共鳴吸収(以下、NMRと記す)および13C−NMR測定)
核磁気共鳴装置(日本電子製、商品名JNMGX400)を用い測定を行った。
【0039】
(分子量測定)
GPC測定として高速GPC装置(東ソー(株)製、商品名HLC8220GPC)を用い、下記条件で測定した。即ち、ポリマーを塩化リチウムのジメチルスルホキシド溶液(10mmol/l)に溶解し、ポリマー溶液の濃度を1g/lに調製後、TSKgel Super−AWMHカラム(商品名)が備わった上記GPC装置にポリマー溶液を20μl注入し、標準試料としてプルランを用いプルラン換算値として重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定した。
【0040】
なお、分子量分布(Mw/Mn)は重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値で表した。
【0041】
但し標準試料としてプルランを用いることが適さない場合は、ポリスチレンを標準試料として用い、ポリスチレン換算値として重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定した。
【0042】
合成例1(臭素基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの合成)
ポリスルホン[(−4−O−C6H4−4−C(CH3)2C6H4−4−O−C6H4−4−SO2−C6H4−)n](Mn;ca.26,000、Tg;190℃、Aldrich社製)110gを1000mlのセパラブルフラスコに入れ、これを600mlのクロロホルムに溶解させた。次いで、臭素110gを滴下した後、24時間攪拌させた。この溶液を大量のメタノール中に加えてポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾別し、メタノールで十分に洗浄した後、真空下、40℃で1日かけて乾燥させて、臭素基を持つポリスルホンを137g得た。
【0043】
得られた臭素基を持つポリスルホンの1H−NMR測定(クロロホルム−d溶媒)を行った結果、構成繰返し単位当たり1.9個の臭素基を有するものであった。
【0044】
合成例2(ホルミル基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの合成)
合成例1で得られた臭素基を持つポリスルホン36gを10lのセパラブルフラスコに入れ、これを6lのテトラヒドロフランに溶解させた。−78℃に冷却後、2.66mol/lのn−ブチルリチウムヘキサン溶液50mlをゆっくりと滴下して−78℃で30分攪拌した。この溶液にN,N−ジメチルホルムアミド38mlをゆっくり滴下し、−78℃で1時間、さらに室温で1時間攪拌させた。反応終了後、この反応溶液を大量の塩酸とメタノール混合溶液に注ぎ、ポリマーを析出させた。このポリマーを濾別後、メタノールで十分に洗浄し、次いで、窒素気流下に一晩おき、さらに室温真空下で6時間かけて乾燥させて、ホルミル基を持つポリスルホンを22g得た。
【0045】
1H−NMR(クロロホルム−d溶媒)の測定の結果、δ1.7ppm(s)にイソプロピリデン基に基づくピーク、δ6.9〜8.0ppm(m)に芳香環に基づくピーク、δ10.2〜10.8ppm(m)にホルミル基に基づくピークが見られ、1H−NMR測定結果から求めたホルミル基数は、ポリスルホンの構成繰返し単位当たり1.4個であった。
【0046】
IR(KBr法)の測定結果、1697cm-1にC=Oの伸縮振動に基づく吸収が見られた。
【0047】
合成例3(ホルミルオキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの合成)合成例2により得られたホルミル基を持つポリスルホン22gを2lの三口フラスコに入れ、これを塩化メチレン820mlに溶解させた。この溶液にm−クロロ過安息香酸28gを加え、室温下で一晩攪拌させた。反応終了後、4%の二亜硫酸ナトリウム水溶液1lを加えてよく攪拌させて未反応のm−クロロ過安息香酸を分解させた。塩化メチレン相をn−ヘキサン4l中に注いで沈殿物を生成させた。この沈殿物を濾別し、メタノールで十分に洗浄させた後、90℃で2時間真空乾燥させることによって20gのポリマーを得た(収率90%)。
【0048】
1H−NMR(ジメチルスルホキシド(以下、DMSOと略する)−d6溶媒)測定の結果、δ1.7ppm(s)にイソプロピリデン基に基づくピーク、δ6.8〜8.0ppm(m)に芳香環に基づくピーク、δ8.4ppm(s)にホルミルオキシ基に基づくピークが観測された。
【0049】
なお、1H−NMR測定の結果、構成繰返し単位当たりのホルミルオキシ基数は1.4個であった。また、GPC測定(N,N−ジメチルホルムアミド溶媒)から求めた重量平均分子量は64,000、分子量分布は4.8(ポリスチレン換算)であった。
【0050】
合成例4(ヒドロキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの合成)
合成例3により得られたホルミルオキシ基を持つポリスルホン16gを6lのセパラブルフラスコに入れ、これをテトラヒドロフラン1.44lに溶解させた。次いで、メタノール144mlを加えた後、氷浴で溶液を0℃に冷却した。この溶液に水素化ホウ素ナトリウム30gを加え、0℃で攪拌させた。15分後、氷浴をはずし、室温で3時間攪拌した。反応終了後、メタノール800mlを加え、次いで0.5mol/lの塩酸2lを加えて沈殿物を生成させた。この沈殿物を濾別し、水、次いでメタノールで十分に洗浄させた後、90℃で2時間真空乾燥させることによって14.8gのポリマーを得た(収率100%)。
【0051】
得られたポリマーの1H−NMRの結果を図1に示す。
【0052】
1H−NMR(DMSO−d6溶媒)測定の結果、δ1.7ppm(s)にイソプロピリデン基に基づくピーク、δ6.8〜8.1ppm(m)に芳香環に基づくピーク、δ9.6〜9.8ppm(s)にヒドロキシ基に基づくピークが観察された。
【0053】
13C−NMR(DMSO−d6溶媒)測定の結果、δ30.4ppmにイソプロピリデン基に基づくピーク、41.9ppにイソプロピリデン基に基づくピーク、芳香環上の炭素に基づくピークが115.9ppm、116.1ppm、117.8ppm、121.8ppm、129.3ppm、134.3ppm、138.7ppm、148.4ppm、148.6ppm、161.8ppmに観察された。
【0054】
なお、1H−NMR測定から求めた、構成繰返し単位当りのヒドロキシ基数は1.4個であった。また、GPC測定から求めた重量平均分子量は55,000、分子量分布は5.3であった。
【0055】
実施例1
合成例4で得られたヒドロキシ基を持つポリスルホン0.10gを50mlの三つ口フラスコに入れ、これをテトラヒドロフラン20mlに溶解させた。次いで、0.22mol/lのナトリウムメトキシドのメタノール溶液2.0mlを加えた後、室温で1時間攪拌した。この懸濁液に1,3−プロパンサルトン0.48mlを加え、室温で12時間攪拌させた。さらにこの懸濁液に0.6mol/lの塩酸水溶液3mlを加えて均一溶液を得た。反応終了後、この均一溶液をヘキサン(50ml)に加え、二相分離させた。このうち、下相をアセトンに加えて沈殿物を生成させた。この沈殿物を濾別後、100℃で3時間真空乾燥させることによって0.033gのポリマーを得た(収率24%)。
【0056】
得られたポリマーの1H−NMRおよび13C−NMR測定を行なった。
【0057】
1H−NMR(DMSO−d6溶媒)測定の結果、δ1.7ppm(s)にイソプロピリデン基に基づくピーク、δ1.8ppm(br)にプロピレン基の中央のメチレン基に基づくピーク、δ2.4ppm(br)にスルホ基の隣のメチレン基に基づくピーク、δ4.0ppm(br)にエーテル基の隣のメチレン基に基づくピーク、δ6.8〜8.1ppm(m)に芳香環に基づくピークが観察された。
【0058】
13C−NMR(DMSO−d6溶媒)測定の結果、δ25.4ppmにプロピレン基の中央のメチレン基に基づくピーク、δ31.0ppmにイソプロピリデン基に基づくピーク、43.1ppmにイソプロピリデン基に基づくピーク、δ48.0ppmにスルホ基の隣のメチレン基に基づくピーク、δ67.9ppmにエーテル基の隣のメチレン基に基づくピーク、芳香環上の炭素に基づくピークが、113.8ppm、116.9ppm、120.1ppm、122.2ppm、130.0ppm、135.0ppm、140.9ppm、149.1ppm、150.3ppm、162.3ppmに観察された。
【0059】
1H−NMRのスペクトルを図2に示す。図2から、原料のヒドロキシ基に由来するδ9.6〜9.8ppmのピークは認められず、δ1.8、2.4および4.0ppmにスルホプロポキシ基に由来する独特のピークが確認された。この結果から、得られたポリマーはスルホプロポキシ基を有するポリスルホンであることが確認された。なお、1H−NMR測定から求めた、構成繰返し単位当りのスルホプロポキシ基数は1.4個であった。また、GPC測定から求めた重量平均分子量は73,000、分子量分布は2.7であった。
【0060】
実施例2
300mlのセパラブルフラスコに合成例4により合成されたヒドロキシ基を持つポリスルホン0.50gを入れ、これをテトラヒドロフラン100mlに溶解させた。次いで、0.22mol/lのナトリウムメトキシドのメタノール溶液10mlを加えた後、室温で1時間攪拌した。この懸濁液に1,3−プロパンサルトン2.4mlを加え、室温で12時間攪拌させた。さらにこの懸濁液に0.6mol/lの塩酸水溶液9mlを加えて均一溶液を得た。反応終了後、エバポレーターを用いて、この溶液中の溶媒を除去し、残った固体をアセトンで十分に洗浄した。この固体を60℃で6時間真空乾燥させることによって0.63gのポリマーを得た(収率100%)。
【0061】
得られたポリマーは、実施例1と同様にして1H−NMR測定を行い、スルホプロポキシ基を有するポリスルホンであると同定した。なお、1H−NMRから求めた、構成繰返し単位当りのスルホプロポキシ基数は1.1個であった。
【0062】
実施例3
2000mlのセパラブルフラスコに合成例4により合成されたヒドロキシ基を有するポリスルホン2.0gを入れ、これをテトラヒドロフラン400mlに溶解させた。次いで、0.23mol/lのナトリウムメトキシドのメタノール溶液40mlを加えた後、室温で1時間攪拌した。この懸濁液に1,3−プロパンサルトン14mlを加え、室温で96時間攪拌させた。攪拌後、沈殿物を濾別し、アセトンで十分洗浄した。次いで、70℃で1時間真空乾燥した。この固体を1mol/lの塩酸水溶液100mlに分散させて、室温で1時間攪拌した。この分散物を濾別後、40℃で6時間真空乾燥させることによって2.2gのポリマーを得た(収率81%)。
【0063】
得られたポリマーは、実施例1と同様にして1H−NMR測定を行い、スルホプロポキシ基を有するポリスルホンであると同定した。なお、1H−NMRから求めた、構成繰返し単位当りのスルホプロポキシ基数は1.3個であった。
【0064】
実施例4
合成例4により合成されたヒドロキシ基を持つポリスルホン0.10gを50mlの三つ口フラスコに入れ、これをテトラヒドロフラン20mlに溶解させた。次いで、0.22mol/lのナトリウムメトキシドのメタノール溶液2.0mlを加えた後、室温で1時間攪拌した。この懸濁液に1,4−ブタンサルトン0.15gを加え、室温で12時間攪拌させた。さらにこの懸濁液に0.6mol/lの塩酸水溶液3mlを加えて均一溶液を得た。反応終了後、この均一溶液をヘキサン(50ml)に加え、沈殿物を生成させた。この沈殿物を濾別後、100℃で1時間真空乾燥させることによって0.04gのポリマーを得た(収率29%)。
【0065】
得られたポリマーの1H−NMR測定を行なった。
【0066】
1H−NMR(DMSO−d6溶媒)測定の結果、δ1.5ppm(br)にブチレン基の内側の2個のメチレン基に基づくピーク、δ1.7ppm(s)にイソプロピリデン基に基づくピーク、δ2.4ppm(br)にスルホ基の隣のメチレン基に基づくピーク、δ3.9ppm(br)にエーテル基の隣のメチレン基に基づくピーク、δ6.8−8.1ppm(m)に芳香族環に基づくピーク、δ1.5、2.4、3.9ppmにスルホブトキシ基に由来する独特のピークが確認され、得られたポリマーはスルホブトキシ基を有するポリスルホンであると同定した。なお、1H−NMR測定から求めた、構成繰返し単位当りのスルホブトキシ基数は1.2個であった。なお、GPC測定から求めた重量平均分子量は51,000、分子量分布は2.7であった。
【0067】
【発明の効果】
本発明は、耐熱性と電気特性を併せ持つ高分子材料として有用な新規なポリアリーレンエーテルスルホン及びその効率的な製造方法を提供するものであり、工業的にも非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】:合成例4により得られたヒドロキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの1H−NMRの測定結果である。
【図2】:実施例1により得られたスルホプロポキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの1H−NMRの測定結果である。
Claims (6)
- 一般式(1)において、mが1で、nが1であり、さらにR1及びR2がメチル基であることを特徴とする請求項1に記載のスルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホン。
- 一般式(1)において、R3がプロピレン基又はブチレン基であることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のスルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホン。
- スルホン化剤として、アルキルサルトンを用いることを特徴とする請求項4に記載のスルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの製造方法。
- スルホン化剤が、1,3−プロパンサルトン又は1,4−ブタンサルトンであることを特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載のスルホアルコキシ基を持つポリアリーレンエーテルスルホンの製造方法。
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