JP5423038B2 - Process for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide - Google Patents
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Description
本発明はポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造方法に関する。より詳しくは、ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを分離する方法であって、不純物成分の低減されたポリアリーレンスルフィドを製造、および環式オリゴアリーレンスルフィドを主成分とするオリゴアリーレンスルフィドを製造する方法に関する。 The present invention relates to a process for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide. More specifically, the present invention relates to a method for separating polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide, which produces a polyarylene sulfide with reduced impurity components, and a method for producing an oligoarylene sulfide mainly composed of cyclic oligoarylene sulfide. .
ポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略する場合もある)に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下、PASと略す場合もある)は優れた耐熱性、バリア性、耐薬品性、電気絶縁性、耐湿熱性、難燃性などエンジニアリングプラスチックとして好適な性質を有する樹脂である。また、射出成形、押出成形により各種成形部品、フィルム、シート、繊維等に成形可能であり、各種電気・電子部品、機械部品および自動車部品など耐熱性、耐薬品性の要求される分野に幅広く用いられている。 Polyarylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PAS) represented by polyphenylene sulfide (hereinafter also abbreviated as PPS) has excellent heat resistance, barrier properties, chemical resistance, electrical insulation properties, heat and humidity resistance, It is a resin having properties suitable as an engineering plastic such as flame retardancy. Also, it can be molded into various molded parts, films, sheets, fibers, etc. by injection molding and extrusion molding, and widely used in fields requiring heat resistance and chemical resistance such as various electric / electronic parts, mechanical parts, and automotive parts. It has been.
このPASの具体的な製造方法として、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機アミド溶媒中で硫化ナトリウムなどのアルカリ金属硫化物とp−ジクロロベンゼンなどのポリハロ芳香族化合物とを反応させる方法が提案されており(例えば特許文献1参照。)、この方法はPASの工業的製造方法として幅広く利用されている。この製造方法における重合反応は脱塩重縮合機構であるため、塩化ナトリウム等の副生塩が多量に生成する。従って重合反応後には副生塩の除去工程が必要であるが通常の処理では副生塩の完全な除去が難しく、市販の汎用的なPPS品中にはアルカリ金属含有量で数千ppm程度が含有されている。このように生成ポリマー中にアルカリ金属塩が残存していると、電気特性等の物性低下を招くといった問題が生ずる。従って、このようなポリアリーレンスルフィドを原料として用いた成形品を電気・電子部品の分野に適用しようとすると、ポリアリーレンスルフィド中のアルカリ金属による電気特性の低下が大きな障害となる。さらに、この製造方法においては、PASの重合反応段階において分子量の低いPAS成分であるオリゴアリーレンスルフィドが少なからず生成するが、通常のPAS回収方法ではこのオリゴアリーレンスルフィドはPASと共に回収され、PASの物性に悪影響を及ぼすという課題も包含していた。 As a specific method for producing this PAS, a method of reacting an alkali metal sulfide such as sodium sulfide with a polyhaloaromatic compound such as p-dichlorobenzene in an organic amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone is proposed. This method is widely used as an industrial production method for PAS. Since the polymerization reaction in this production method is a desalting polycondensation mechanism, a large amount of by-product salt such as sodium chloride is generated. Therefore, a by-product salt removal step is required after the polymerization reaction, but it is difficult to completely remove the by-product salt by ordinary treatment, and in general commercial PPS products, the alkali metal content is about several thousand ppm. Contained. Thus, when the alkali metal salt remains in the produced polymer, there arises a problem that physical properties such as electrical characteristics are lowered. Therefore, when an attempt is made to apply a molded article using such polyarylene sulfide as a raw material to the field of electric / electronic parts, the deterioration of the electric characteristics due to the alkali metal in the polyarylene sulfide becomes a major obstacle. Furthermore, in this production method, not a little oligoarylene sulfide, which is a PAS component having a low molecular weight, is produced in the polymerization reaction stage of PAS, but in the usual PAS recovery method, this oligoarylene sulfide is recovered together with PAS, and the physical properties of PAS It also included the problem of adversely affecting the environment.
PASにおける上記課題、すなわちPASの含有金属量を低減する代表的な方法として、例えば上記方法で得られたアルカリ金属を1000ppm以上含むPPSを120℃以下で長時間の熱水洗浄を繰り返し実施する方法(例えば特許文献2参照。)、水硫化ナトリウム、水酸化ナトリウムおよびp−ジクロロベンゼンをN−メチル−ピロリドン中で反応させて得られたPPSを含む反応物を水および温水で繰り返し洗浄した後、更に酸性水溶液で洗浄後にイオン交換水での洗浄を繰り返す方法(例えば特許文献3参照。)、PPSを界面活性剤の存在下で繰り返し水洗する方法(例えば特許文献4参照。)等が開示されている。PASの反応生成段階で生じた金属化合物(副生塩)の除去に関して、これら方法では固形状のPASおよび金属化合物を含有する混合物を水と接触させ、金属化合物を水に溶かし出すことでPASから除去する方法を採っているため、金属不純物を除去するために多量の水を用いた数段階の長時間の水洗が必要であり、従って極めて大がかりで煩雑なプロセスが必要な方法であった。さらにこの水洗過程で発生する大量の水性廃液の処理も必要であり、極めてプロセスコストや環境負荷が大きい方法であった。またPASの重合反応段階に生成するオリゴアリーレンスルフィドは疎水性化合物であるため、上記のごとき水による洗浄で金属化合物を除去して金属含量を低減する方法では、オリゴアリーレンスルフィドをポリアリーレンスルフィドから分離することは困難であり、これら方法で得られるポリアリーレンスルフィドは、重合反応段階で生成した大部分のオリゴアリーレンスルフィドを含むという根本的な課題を有していた。 As a typical method for reducing the above-mentioned problem in PAS, that is, the amount of metal contained in PAS, for example, a method of repeatedly performing hot water washing for a long time at 120 ° C. or lower with PPS containing 1000 ppm or more of alkali metal obtained by the above method (For example, refer to Patent Document 2), a reaction product containing PPS obtained by reacting sodium hydrosulfide, sodium hydroxide and p-dichlorobenzene in N-methyl-pyrrolidone was repeatedly washed with water and warm water, Further, a method of repeatedly washing with ion-exchanged water after washing with an acidic aqueous solution (see, for example, Patent Document 3), a method of repeatedly washing PPS in the presence of a surfactant (see, for example, Patent Document 4), and the like are disclosed. Yes. Regarding the removal of the metal compound (by-product salt) generated in the reaction generation stage of PAS, in these methods, a mixture containing solid PAS and the metal compound is brought into contact with water, and the metal compound is dissolved in water to dissolve it from the PAS. Since the removal method is adopted, several steps of long-time water washing using a large amount of water are necessary to remove the metal impurities, and thus a very large and complicated process is necessary. Furthermore, it is necessary to treat a large amount of aqueous waste liquid generated in this washing process, which is a process with extremely high process cost and environmental load. In addition, since oligoarylene sulfides generated in the polymerization reaction stage of PAS are hydrophobic compounds, oligoarylene sulfides are separated from polyarylene sulfides by the method of removing metal compounds by washing with water as described above to reduce the metal content. However, the polyarylene sulfide obtained by these methods has a fundamental problem that it contains most of the oligoarylene sulfide produced in the polymerization reaction stage.
また、ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを分離して、オリゴアリーレンスルフィドを低減したポリアリーレンスルフィドを得る方法としては、PASを有機溶媒で洗浄する方法(例えば特許文献5参照。)や、減圧下で重合溶媒や低分子量物を除去する方法(例えば、特許文献6,7参照)が提案されている。これら方法では低分子量物の除去を促進する方法を採用しているため、前述の方法よりも低分子量化合物の低減されたPASが得られると期待される。しかしながら、近年渇望されているより高品質なPASを製造するとの観点でこれら方法ではいまだ十分なレベルにあるとは言いがたく、また、これら方法では、多量に金属成分を含有する固形状のPASから金属成分の分離を行っているため、もう一つの課題であるPAS中の金属不純物量低減についても不十分な方法であった。 In addition, as a method for separating polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide to obtain polyarylene sulfide having reduced oligoarylene sulfide, a method of washing PAS with an organic solvent (see, for example, Patent Document 5) or under reduced pressure. A method for removing a polymerization solvent or a low molecular weight substance (for example, see Patent Documents 6 and 7) has been proposed. Since these methods employ a method of promoting the removal of low molecular weight substances, it is expected that a PAS having a reduced low molecular weight compound can be obtained compared to the above-described method. However, it is difficult to say that these methods are still at a sufficient level in view of producing a higher quality PAS which has been craved in recent years, and in these methods, solid PAS containing a large amount of metal components Since the metal component is separated from the metal, it is an insufficient method for reducing the amount of metal impurities in PAS, which is another problem.
以上の方法では、金属含有量およびオリゴマー成分の低減を両立するのは難しく、また、本発明の特徴であるポリアリーレンスルフィドを原料に用いることについてはなにも言及されていない。 In the above method, it is difficult to achieve both reduction of metal content and oligomer component, and nothing is mentioned about using polyarylene sulfide, which is a feature of the present invention, as a raw material.
ポリアリーレンスルフィドを原料に用いてアリーレンスルフィド系ポリマーを得る方法としては、ポリアリーレンスルフィドにアルカリ金属硫化物を作用させて解重合することにより得られる少なくとも一方の末端にアルカリチオラート基を有するプレポリマーとジハロゲン化芳香族化合物を重合反応させる方法が開示されている(例えば特許文献8参照。)。この方法では、まずポリアリーレンスルフィドとアルカリ金属硫化物を作用させることで少なくとも一方の末端にアルカリチオラート基を有するプレポリマーを得た後に、次いでこのプレポリマーとジハロゲン化芳香族化合物を重合させる2段階の反応を経ることを必須としており、本発明の様にポリアリーレンスルフィドとスルフィド化剤及びジハロゲン化芳香族化合物を一度に反応させる方法と比べて、反応の厳密な制御が必要であり、また操作も煩雑であるなど解決すべき課題が多かった。さらに、本発明の特徴であるポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの分離を行っていないため、得られるポリアリーレンスルフィドはオリゴマー成分を不純物として含むものであった。 As a method for obtaining an arylene sulfide-based polymer using polyarylene sulfide as a raw material, a prepolymer having an alkali thiolate group at at least one terminal obtained by depolymerization by causing an alkali metal sulfide to act on the polyarylene sulfide A method for polymerizing a dihalogenated aromatic compound is disclosed (for example, see Patent Document 8). In this method, first, a polyarylene sulfide and an alkali metal sulfide are allowed to act to obtain a prepolymer having an alkali thiolate group at at least one terminal, and then the prepolymer and a dihalogenated aromatic compound are polymerized. It is essential that the reaction of the polyarylene sulfide, the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound are reacted at the same time as in the present invention. There were many problems to be solved such as being complicated. Furthermore, since polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide, which are the characteristics of the present invention, were not separated, the resulting polyarylene sulfide contained an oligomer component as an impurity.
一方、環状構造を持つアリーレンスルフィド(環式オリゴアリーレンスルフィド)は、その環状であることから生じる特性に基づく高機能材料や機能材料への応用展開可能性、たとえば包接能を有する化合物としての特性や、開環重合による高分子量直鎖状高分子の合成のための有効なモノマーとしての活用など、その構造に由来する特異性で近年注目を集めている。 On the other hand, arylene sulfides having a cyclic structure (cyclic oligoarylene sulfides) can be applied to highly functional materials and functional materials based on the properties resulting from their cyclic properties, for example, properties as compounds with inclusion ability In recent years, it has attracted attention for its specificity derived from its structure, such as its use as an effective monomer for the synthesis of high molecular weight linear polymers by ring-opening polymerization.
上記のような、有機アミド溶媒中でアルカリ金属硫化物とポリハロ芳香族化合物とを反応させる方法や、ポリアリーレンスルフィドにアルカリ金属硫化物を作用させて解重合することにより得られるプレポリマーとジハロゲン化芳香族化合物を重合反応させる方法に代表されるポリアリーレンスルフィドの製造において、不純物として生成するオリゴアリーレンスルフィドの中には、少なからずこの環式オリゴアリーレンスルフィドが含まれている。 A method of reacting an alkali metal sulfide with a polyhaloaromatic compound in an organic amide solvent as described above, or a prepolymer and dihalogenation obtained by depolymerizing an alkali metal sulfide with polyarylene sulfide. In the production of polyarylene sulfide represented by a method of polymerizing aromatic compounds, the oligoarylene sulfide produced as an impurity contains at least this cyclic oligoarylene sulfide.
このような環式オリゴアリーレンスルフィドを回収する方法として、ジハロゲン化芳香族化合物としてp−ジクロロベンゼンと、アルカリ金属硫化物として硫化ナトリウムを有機極性溶媒であるN−メチルピロリドン中で反応させ、ついで加熱減圧下で溶媒を除去後、水で洗浄する事で得られたポリフェニレンスルフィドとオリゴフェニレンスルフィドの混合物を、塩化メチレンで抽出して得られた抽出液の飽和溶液部分から回収する方法が開示されている(たとえば特許文献9参照。)。この方法では、ポリフェニレンスルフィドとオリゴフェニレンスルフィドの混合物を得た後に、ポリフェニレンスルフィドとオリゴマー成分の分離を行っているため操作が煩雑であり、さらに多量のハロゲン溶媒を必要とするため、工業的な実現性に乏しい方法であり改善が望まれていた。 As a method for recovering such cyclic oligoarylene sulfide, p-dichlorobenzene as a dihalogenated aromatic compound and sodium sulfide as an alkali metal sulfide are reacted in N-methylpyrrolidone which is an organic polar solvent, and then heated. A method is disclosed in which a mixture of polyphenylene sulfide and oligophenylene sulfide obtained by removing water under reduced pressure and then washing with water is recovered from the saturated solution portion of the extract obtained by extraction with methylene chloride. (For example, see Patent Document 9). In this method, after the mixture of polyphenylene sulfide and oligophenylene sulfide is obtained, the separation of polyphenylene sulfide and oligomer components is complicated, and the operation is complicated, and a large amount of halogen solvent is required. It was a poor method and improvement was desired.
本発明は、上記従来技術を解決し、不純物成分の低減されたポリアリーレンスルフィドを製造、および環式オリゴアリーレンスルフィドを主成分とするオリゴアリーレンスルフィドを製造する方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional techniques, to produce a polyarylene sulfide having a reduced impurity component, and to provide a method for producing an oligoarylene sulfide mainly composed of a cyclic oligoarylene sulfide.
上記課題に対し本発明は、
1.少なくとも
(a)ポリアリーレンスルフィド、
(b)スルフィド化剤および
(c)ジハロゲン化芳香族化合物
を有機極性溶媒中で反応させて得られる、少なくともポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物を、重量平均分子量が5,000〜100,000のポリアリーレンスルフィドが溶解せずかつ重量平均分子量が200〜2,500のオリゴアリーレンスルフィドが可溶な温度領域で固液分離(B)に処することを特徴とするポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
2.少なくとも
(a)ポリアリーレンスルフィド、
(b)スルフィド化剤および
(c)ジハロゲン化芳香族化合物
を有機極性溶媒中で反応させて得られる、少なくともポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物を、重量平均分子量が5,000〜100,000のポリアリーレンスルフィドが溶解するに足る温度で固液分離(A)に処することでポリアリーレンスルフィド、重量平均分子量が200〜2,500のオリゴアリーレンスルフィド及び有機極性溶媒を含む濾液成分を得て、次いで、前記濾液成分を重量平均分子量が5,000〜100,000のポリアリーレンスルフィドが溶解しない温度とした後に固液分離(B)に処することを特徴とするポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
3.固液分離(A)を行う温度が200℃を越える温度であることを特徴とする第2項に記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
4.固液分離(B)で得られたオリゴアリーレンスルフィドを含む濾液成分から、オリゴアリーレンスルフィドを固形分として得ることを特徴とする第1項から第3項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
5.少なくとも(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤および(c)ジハロゲン化芳香族化合物を有機極性溶媒中で反応させる際の有機極性溶媒を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して50リットル以下として行うことを特徴とする第1項から第4項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
6.少なくとも(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤および(c)ジハロゲン化芳香族化合物を有機極性溶媒中で反応させる際の有機極性溶媒を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上50リットル以下用いることを特徴とする第1項から第5項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
7.固形分として得たオリゴアリーレンスルフィドが、下記式(1)で表される繰り返し単位数mが4〜50の環式オリゴアリーレンスルフィドを50%以上含むことを特徴とする第4項から第6項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法
In response to the above problems, the present invention
1. At least (a) polyarylene sulfide,
A reaction mixture containing at least polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide, alkali metal halide and organic polar solvent, obtained by reacting (b) a sulfidizing agent and (c) a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent, The solid-liquid separation (B) is performed in a temperature range in which the polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 does not dissolve and the oligoarylene sulfide having a weight average molecular weight of 200 to 2,500 is soluble. A method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide, which is characterized.
2. At least (a) polyarylene sulfide,
A reaction mixture containing at least polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide, alkali metal halide and organic polar solvent, obtained by reacting (b) a sulfidizing agent and (c) a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent, The polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 is subjected to solid-liquid separation (A) at a temperature sufficient to dissolve the polyarylene sulfide, the oligoarylene sulfide having a weight average molecular weight of 200 to 2,500, and A filtrate component containing an organic polar solvent is obtained, and then the filtrate component is subjected to solid-liquid separation (B) after the temperature of the polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 is not dissolved. Polyarylene sulfide and oligoarylene luffy The method of production.
3. 3. The method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide according to item 2, wherein the temperature at which the solid-liquid separation (A) is performed is a temperature exceeding 200 ° C.
4). The polyarylene sulfide and the oligo according to any one of items 1 to 3, wherein the oligoarylene sulfide is obtained as a solid content from the filtrate component containing the oligoarylene sulfide obtained by the solid-liquid separation (B). A process for producing arylene sulfide.
5. At least (a) polyarylene sulfide, (b) a sulfidizing agent, and (c) an organic polar solvent used in the reaction in an organic polar solvent are used in an amount of 50 with respect to 1 mole of a sulfur component in the reaction mixture. The method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide according to any one of Items 1 to 4, wherein the method is carried out as a liter or less.
6). At least (a) the polyarylene sulfide, (b) the sulfidizing agent, and (c) the organic polar solvent when the dihalogenated aromatic compound is reacted in the organic polar solvent, 1 is used per 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture. The method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide according to any one of items 1 to 5, wherein 25 to 50 liters is used.
7). Item 4 to Item 6, wherein the oligoarylene sulfide obtained as a solid content contains 50% or more of cyclic oligoarylene sulfide having 4 to 50 repeating units represented by the following formula (1): A process for producing a polyarylene sulfide and an oligoarylene sulfide according to any one of
(ここで、Arはアリーレン基を表す)
8.スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させることで得られたポリアリーレンスルフィドを、ポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする第1項から第7項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
9.スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上50リットル以下の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られたポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを含む混合物から、オリゴアリーレンスルフィドを分離することによって得られたポリアリーレンスルフィドをポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする第1項から第7項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
10.少なくとも、ポリアリーレンスルフィド、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒からなる反応混合物を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して有機極性溶媒を1.25リットル以上50リットル以下用いて加熱して反応させて得られたポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを含む混合物から、オリゴアリーレンスルフィドを分離することによって得られたポリアリーレンスルフィドをポリアリーレンスルフィド(a)として用いることを特徴とする第1項から第7項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
11.有機極性溶媒が有機アミド溶媒であることを特徴とする第1項から第10項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
12.ジハロゲン化芳香族化合物(c)がジクロロベンゼンであることを特徴とする第1項から第11項のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。
(Where Ar represents an arylene group)
8). Any one of Items 1 to 7, wherein a polyarylene sulfide obtained by contacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent is used as the polyarylene sulfide (a). A process for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide according to claim 1.
9. Polyarylene sulfide obtained by heating and reacting a sulfiding agent and a dihalogenated aromatic compound with an organic polar solvent of 1.25 to 50 liters per mole of sulfur component of the sulfiding agent The polyarylene sulfide obtained by separating the oligoarylene sulfide from the mixture containing the oligoarylene sulfide and the oligoarylene sulfide is used as the polyarylene sulfide (a). A method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide.
10. At least a reaction mixture composed of polyarylene sulfide, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent is used by using 1.25 to 50 liters of an organic polar solvent with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. A polyarylene sulfide obtained by separating oligoarylene sulfide from a mixture containing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide obtained by heating and reacting is used as polyarylene sulfide (a). 8. A process for producing a polyarylene sulfide and an oligoarylene sulfide according to any one of items 1 to 7.
11. Item 11. The method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide according to any one of Items 1 to 10, wherein the organic polar solvent is an organic amide solvent.
12 Item 12. The method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide according to any one of Items 1 to 11, wherein the dihalogenated aromatic compound (c) is dichlorobenzene.
本発明によれば、ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの分離方法が提供でき、より詳しくは経済的且つ簡易な方法で不純物成分の低減されたポリアリーレンスルフィドを製造する方法、および環式オリゴアリーレンスルフィドを主成分とするオリゴアリーレンスルフィドを製造する方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for separating polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide can be provided. More specifically, a method for producing polyarylene sulfide with reduced impurity components by an economical and simple method, and cyclic oligoarylene sulfide It is possible to provide a method for producing an oligoarylene sulfide mainly composed of
以下に、本発明実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(1)スルフィド化剤
本発明で用いられるスルフィド化剤とはジハロゲン化芳香族化合物にスルフィド結合を導入できるものであれば良く、例えばアルカリ金属硫化物、アルカリ金属水硫化物、および硫化水素が挙げられる。
(1) Sulfiding agent The sulfiding agent used in the present invention may be any sulfidizing agent as long as it can introduce a sulfide bond into a dihalogenated aromatic compound. Examples thereof include alkali metal sulfides, alkali metal hydrosulfides, and hydrogen sulfide. It is done.
アルカリ金属硫化物の具体例としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも硫化リチウムおよび/または硫化ナトリウムが好ましく、硫化ナトリウムがより好ましく用いられる。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。なお、水性混合物とは水溶液、もしくは水溶液と固体成分の混合物、もしくは水と固体成分の混合物のことをさす。一般的に入手できる安価なアルカリ金属硫化物は水和物または水性混合物であるので、このような形態のアルカリ金属硫化物を用いることが好ましい。 Specific examples of the alkali metal sulfide include lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide and a mixture of two or more thereof, among which lithium sulfide and / or sodium sulfide are preferable. Sodium sulfide is more preferably used. These alkali metal sulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides. The aqueous mixture refers to an aqueous solution, a mixture of an aqueous solution and a solid component, or a mixture of water and a solid component. Since generally available inexpensive alkali metal sulfides are hydrates or aqueous mixtures, it is preferred to use such forms of alkali metal sulfides.
アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば水硫化リチウム、水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも水硫化リチウムおよび/または水硫化ナトリウムが好ましく、水硫化ナトリウムがより好ましく用いられる。 Specific examples of the alkali metal hydrosulfide include, for example, lithium hydrosulfide, sodium hydrosulfide, potassium hydrosulfide, lithium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide, and mixtures of two or more thereof. Lithium hydrosulfide and / or sodium hydrosulfide are preferable, and sodium hydrosulfide is more preferably used.
また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。また、あらかじめアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を接触させて調製したアルカリ金属硫化物を用いることもできる。これらのアルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物は水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができ、水和物または水性混合物が入手のし易さ、コストの観点から好ましい。 In addition, an alkali metal sulfide prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can also be used. Alternatively, an alkali metal sulfide prepared by previously contacting an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can be used. These alkali metal hydrosulfides and alkali metal hydroxides can be used as hydrates or aqueous mixtures, or in the form of anhydrides. From the viewpoint of availability and cost of hydrates or aqueous mixtures. preferable.
さらに、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素から反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。また、あらかじめ水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素を接触させて調製したアルカリ金属硫化物を用いることもできる。硫化水素は気体状、液体状、水溶液状のいずれの形態で用いても差し障り無い。 Furthermore, alkali metal sulfides prepared in situ in the reaction system from alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide and hydrogen sulfide can also be used. Further, alkali metal sulfides prepared by previously contacting alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide with hydrogen sulfide can also be used. Hydrogen sulfide can be used in any form of gas, liquid, and aqueous solution.
本発明においてスルフィド化剤の量は、脱水操作などによりジハロゲン化芳香族化合物との反応開始前にスルフィド化剤の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。 In the present invention, the amount of the sulfidizing agent is the remaining amount obtained by subtracting the amount of loss from the actual charge amount when a partial loss of the sulfidizing agent occurs before the reaction with the dihalogenated aromatic compound due to dehydration operation or the like. It shall mean quantity.
なお、スルフィド化剤と共に、アルカリ金属水酸化物および/またはアルカリ土類金属水酸化物を併用することも可能である。アルカリ金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができ、アルカリ土類金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどが挙げられ、なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。 An alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide can be used in combination with the sulfidizing agent. Specific examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and a mixture of two or more thereof. Specific examples of the metal hydroxide include, for example, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, and sodium hydroxide is preferably used.
スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいが、この使用量はアルカリ金属水硫化物1モルに対し0.95から1.50モル、好ましくは1.00から1.25モル、更に好ましくは1.005から1.200モルの範囲が例示できる。スルフィド化剤として硫化水素を用いる場合にはアルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましく、この場合のアルカリ金属水酸化物の使用量は硫化水素1モルに対し2.0〜3.0モル、好ましくは2.01〜2.50モル、更に好ましくは2.04〜2.40モルの範囲が例示できる。 When an alkali metal hydrosulfide is used as the sulfiding agent, it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time, but the amount used is 0.95 to 1. A range of 50 moles, preferably 1.00 to 1.25 moles, more preferably 1.005 to 1.200 moles can be exemplified. When hydrogen sulfide is used as the sulfiding agent, it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time. The amount of the alkali metal hydroxide used in this case is 2.0 to 3.0 with respect to 1 mole of hydrogen sulfide. The range of mol, Preferably it is 2.01-2.50 mol, More preferably, it is 2.04-2.40 mol.
(2)ジハロゲン化芳香族化合物
本発明で用いるジハロゲン化芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、1−ブロモ−4−クロロベンゼン、1−ブロモ−3−クロロベンゼンなどのジハロゲン化ベンゼン、及び1−メトキシ−2,5−ジクロロベンゼン、1−メチル−2,5−ジクロロベンゼン、1,4−ジメチル−2,5−ジクロロベンゼン、1,3−ジメチル−2,5−ジクロロベンゼン、3,5−ジクロロ安息香酸などのハロゲン以外の置換基をも含むジハロゲン化芳香族化合物などを挙げることができる。なかでも、p−ジクロロベンゼンに代表されるp−ジハロゲン化ベンゼンを主成分にするジハロゲン化芳香族化合物が好ましい。特に好ましくは、p−ジクロロベンゼンを80〜100モル%含むものであり、さらに好ましくは90〜100モル%含むものである。また、共重合体を製造するために異なる2種以上のジハロゲン化芳香族化合物を組み合わせて用いることも可能である。
(2) Dihalogenated aromatic compound Examples of the dihalogenated aromatic compound used in the present invention include p-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, o-dibromobenzene, m-dibromobenzene, Dihalogenated benzene such as 1-bromo-4-chlorobenzene, 1-bromo-3-chlorobenzene, and 1-methoxy-2,5-dichlorobenzene, 1-methyl-2,5-dichlorobenzene, 1,4-dimethyl- Examples thereof include dihalogenated aromatic compounds containing substituents other than halogen such as 2,5-dichlorobenzene, 1,3-dimethyl-2,5-dichlorobenzene, and 3,5-dichlorobenzoic acid. Especially, the dihalogenated aromatic compound which has p-dihalogenated benzene represented by p-dichlorobenzene as a main component is preferable. Particularly preferably, it contains 80 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol% of p-dichlorobenzene. It is also possible to use a combination of two or more different dihalogenated aromatic compounds in order to produce a copolymer.
ジハロゲン化芳香族化合物の使用量は、スルフィド化剤のイオウ成分1モル当たり0.9〜2.0モルの範囲であることが好ましく、0.95〜1.5モルの範囲がより好ましく、0.98〜1.2モルの範囲が更に好ましい。 The amount of the dihalogenated aromatic compound used is preferably in the range of 0.9 to 2.0 mol, more preferably in the range of 0.95 to 1.5 mol, per mol of the sulfur component of the sulfiding agent. The range of .98 to 1.2 mol is more preferable.
(3)有機極性溶媒
本発明のポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造においては有機極性溶媒を反応溶媒として用いるが、なかでも有機アミド溶媒を用いるのが好ましい。具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドンなどのN−アルキルピロリドン類、N−メチル−ε−カプロラクタム、ε−カプロラクタムなどのカプロラクタム類、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミドなどに代表されるアプロチック有機溶媒、及びこれらの混合物などが、反応の安定性が高いために好ましく使用される。これらのなかでもN−メチル−2−ピロリドンおよび1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが好ましく用いられる。
(3) Organic polar solvent In the production of the polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide of the present invention, an organic polar solvent is used as a reaction solvent, and among them, an organic amide solvent is preferably used. Specific examples include N-alkylpyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone and N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, caprolactam such as N-methyl-ε-caprolactam and ε-caprolactam. Aprotic organic solvents such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, and mixtures thereof. Is preferably used because of its high stability. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone are preferably used.
本発明において反応溶媒として用いる有機極性溶媒の使用量に特に制限はなく、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物との反応により生成するPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの特性を所望のものとするためにその使用量を変化させうる。一般に分子量の高いPASを所望する場合には有機極性溶媒の使用量を少なくする事が有利であり、分子量の低いPASを所望する場合や、オリゴアリーレンスルフィドの生成量を多くしたい場合は有機極性溶媒の使用量を多くすることが好適である。なお、有機極性溶媒使用量の上限に特に制限はないが、より効率よくポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドを製造するとの観点から、有機極性溶媒使用量を反応混合物が含むイオウ成分1モルに対し50リットル以下とすることが好ましく、20リットル以下がより好ましく、15リットル以下が更に好ましい。また、有機極性溶媒使用量の下限に特に制限はないが、オリゴアリーレンスルフィドの生成量を多くしたい場合には、有機極性溶媒使用量を反応混合物が含むイオウ成分1モルに対し1.25リットル以上とすることが好ましく、1.5リットル以上がより好ましく、2リットル以上が更に好ましい。有機極性溶媒の使用量を多くするとオリゴアリーレンスルフィドの収率は向上するものの、反応容器の単位体積あたりのポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドの生成量が低下し、更に反応に要する時間が長時間化する傾向にあり、有機極性溶媒の使用量を少なくすると、オリゴアリーレンスルフィドの収率が低下し、ポリアリーレンスルフィドの収率が向上する傾向にあることから、ポリアリーレンスルフィド及びオリゴアリーレンスルフィドそれぞれの生成収率と生産性を両立するとの観点で前記した有機極性溶媒の使用量範囲とすることが好ましい。 In the present invention, the amount of the organic polar solvent used as the reaction solvent is not particularly limited, and the PAS and oligoarylene sulfide produced by the reaction of the sulfidizing agent with the dihalogenated aromatic compound have the desired characteristics. The amount used can be varied. In general, when a high molecular weight PAS is desired, it is advantageous to reduce the amount of organic polar solvent used. When a low molecular weight PAS is desired, or when an increased amount of oligoarylene sulfide is desired, the organic polar solvent is used. It is preferable to increase the amount of use. The upper limit of the amount of organic polar solvent used is not particularly limited, but from the viewpoint of more efficiently producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide, the amount of organic polar solvent used is 50 per mol of sulfur component contained in the reaction mixture. It is preferably less than or equal to liters, more preferably less than or equal to 20 liters and even more preferably less than or equal to 15 liters. The lower limit of the amount of the organic polar solvent used is not particularly limited. However, when it is desired to increase the amount of oligoarylene sulfide produced, the amount of the organic polar solvent used is 1.25 liters or more relative to 1 mol of the sulfur component contained in the reaction mixture. Preferably, it is 1.5 liters or more, more preferably 2 liters or more. Although the yield of oligoarylene sulfide increases when the amount of organic polar solvent used is increased, the production amount of polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide per unit volume of the reaction vessel decreases, and the time required for the reaction increases. Since the yield of oligoarylene sulfide decreases and the yield of polyarylene sulfide tends to improve when the amount of organic polar solvent used is reduced, each of polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide is produced. It is preferable to set it as the usage-amount range of an organic polar solvent mentioned above from a viewpoint of making a yield and productivity compatible.
(4)ポリアリーレンスルフィド
本発明におけるPASとは、式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有する線状のホモポリマーまたは線状のコポリマーである。Arとしては下記の式(ア)〜式(シ)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(ア)が特に好ましい。
(4) Polyarylene sulfide PAS in the present invention is a linear homopolymer or a line containing a repeating unit of the formula:-(Ar-S)-as a main constituent unit, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. Copolymer. Ar includes units represented by the following formula (A) to formula (B), among which the formula (A) is particularly preferable.
(ただし、式中のR1,R2は水素、炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、ハロゲン基から選ばれた置換基であり、R1とR2は同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, R1 and R2 are substituents selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a halogen group, and R1 and R2 are the same or different. May be good.)
この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記の式(ス)〜式(タ)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。 As long as this repeating unit is a main structural unit, it can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the following formulas (s) to (ta). The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units.
また、本発明におけるPASは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。 The PAS in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.
これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいPASとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位 Typical examples of these include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred PASs include p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.
を80モル%以上、特に90モル%以上含有するポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略すこともある)の他、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。 In addition to polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more, polyphenylene sulfide sulfone and polyphenylene sulfide ketone.
本発明における各種PASの溶融粘度に特に制限は無いが、一般的なPASの溶融粘度としては0.1〜1000Pa・s(300℃、剪断速度1000/秒)の範囲が例示でき、0.1〜500Pa・sの範囲が入手の容易性の観点で好ましい範囲といえる。また、PASの分子量にも特に制限は無く、一般的なPASを用いることが可能でありこの様なPASの重量平均分子量としては2,000〜1,000,000が例示でき、2,500〜500,000が好ましく、5,000〜100,000がより好ましい。一般に重量平均分子量が前記範囲のPASは機械強度や耐薬品などの特性が特に優れたものとなる。また、後述するPASとオリゴアリーレンスルフィドの分離操作を行う条件下において、この様なPASは有機極性溶媒中で固形分として存在しやすくなるため、オリゴアリーレンスルフィドとの分離性が著しく向上する傾向にあるため、本発明においては特に好適であるといえる。 Although there is no restriction | limiting in particular in the melt viscosity of various PAS in this invention, As a melt viscosity of general PAS, the range of 0.1-1000 Pa.s (300 degreeC, shear rate 1000 / sec) can be illustrated, 0.1 A range of ˜500 Pa · s is a preferable range from the viewpoint of easy availability. Further, the molecular weight of PAS is not particularly limited, and general PAS can be used. The weight average molecular weight of such PAS can be exemplified as 2,000 to 1,000,000, 500,000 is preferable, and 5,000 to 100,000 is more preferable. In general, a PAS having a weight average molecular weight in the above range is particularly excellent in properties such as mechanical strength and chemical resistance. Also, under the conditions for performing the separation operation of PAS and oligoarylene sulfide, which will be described later, such a PAS tends to exist as a solid in an organic polar solvent, so that the separation property from oligoarylene sulfide tends to be remarkably improved. Therefore, it can be said to be particularly suitable in the present invention.
本発明で用いるポリアリーレンスルフィド(a)の製造方法は特に限定はされず、いかなる製法によるものでも使用することが可能であるが、例えば前述した特許文献1に代表される、アルカリ金属硫化物とポリハロ芳香族化合物を有機アミド溶媒中で反応せしめる方法によって得ることができる。また、製造されたPASを用いた成形品や成形屑、廃プラスチックやオフスペック品なども幅広く使用することが可能である。 The production method of the polyarylene sulfide (a) used in the present invention is not particularly limited, and any production method can be used. For example, an alkali metal sulfide represented by Patent Document 1 described above can be used. It can be obtained by a method of reacting a polyhaloaromatic compound in an organic amide solvent. In addition, it is possible to use a wide range of molded products, molded scraps, waste plastics, off-spec products, etc. using the manufactured PAS.
また、一般的にポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造は、反応系において同時に進行する。本発明ではこのようなPASも問題なく原料に用いることが可能であり、例えばスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られたポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを含む反応混合物から、オリゴアリーレンスルフィドを分離することによって得られたポリアリーレンスルフィドを用いる方法は、特に好ましい方法といえる。さらに、本発明の実施により生成するポリアリーレンスルフィド、すなわち、少なくとも、ポリアリーレンスルフィド、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物を有機極性溶媒中で接触させて反応させて得られた少なくともポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物を含む反応混合物から、オリゴアリーレンスルフィドを分離することによって得られたポリアリーレンスルフィドを用いることは、ことさら好ましい方法である。 In general, the production of polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide proceeds simultaneously in the reaction system. In the present invention, such PAS can also be used as a raw material without any problem. For example, an organic polarity of not less than 1.25 liters of a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound per 1 mol of the sulfur component of the sulfidizing agent. A method using polyarylene sulfide obtained by separating oligoarylene sulfide from a reaction mixture containing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide obtained by heating and reacting with a solvent is a particularly preferable method. I can say that. Furthermore, polyarylene sulfide produced by the practice of the present invention, that is, at least polyarylene sulfide obtained by contacting at least a polyarylene sulfide, a sulfidizing agent, and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent, The use of polyarylene sulfide obtained by separating oligoarylene sulfide from the reaction mixture containing oligoarylene sulfide and alkali metal halide is a particularly preferable method.
PASの使用量は、反応開始時点、すなわち反応系に仕込んだジハロゲン化芳香族化合物の転化率が0の段階での反応混合物にPASが含まれていれば良いが、PASの主要構成単位である式−(Ar−S)−の繰り返し単位を基準として、スルフィド化剤のイオウ成分1モル当たり0.1〜20繰り返し単位モルの範囲であることが好ましく、0.25〜15繰り返し単位モルの範囲がより好ましく、1〜10繰り返し単位モルの範囲が更に好ましい。PASの使用量が好ましい範囲では、短時間で反応を進行させ得る傾向にある。 The amount of PAS used is the main structural unit of PAS as long as PAS is contained in the reaction mixture at the start of the reaction, that is, when the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound charged in the reaction system is 0. Based on the repeating unit of formula-(Ar-S)-, it is preferably in the range of 0.1-20 repeating unit moles per mole of sulfur component of the sulfiding agent, and in the range of 0.25-15 repeating unit moles. Is more preferable, and the range of 1 to 10 repeating unit moles is still more preferable. When the amount of PAS used is in a preferred range, the reaction tends to proceed in a short time.
なお、PASの形態に特に制限はなく、乾燥状態の粉末状、粉粒状、粒状、ペレット状でも良いし、反応溶媒である有機極性溶媒を含む状態で用いることも可能であり、また、本質的に反応を阻害しない第三成分を含む状態で用いることも可能である。この様な第三成分としては例えば無機フィラーなどが例示でき、無機フィラーを含む樹脂組成物の形態のPASを用いることも可能である。 The form of PAS is not particularly limited, and may be a dry powder, powder, granule, or pellet, and may be used in a state containing an organic polar solvent as a reaction solvent. It is also possible to use in a state containing a third component that does not inhibit the reaction. Examples of such a third component include inorganic fillers, and PAS in the form of a resin composition containing inorganic fillers can also be used.
(5)オリゴアリーレンスルフィド
本発明におけるオリゴアリーレンスルフィドとは式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては前記式(ア)〜式(シ)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(ア)が特に好ましい。
(5) Oligoarylene sulfide In the present invention, the oligoarylene sulfide is a homopolymer or copolymer having a repeating unit of the formula:-(Ar-S)-as the main constituent unit, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. . Ar includes units represented by the above formula (A) to formula (B), among which the formula (A) is particularly preferable.
また、本発明におけるオリゴアリーレンスルフィドは前記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。これらの代表的なものとして、オリゴフェニレンスルフィド、オリゴフェニレンスルフィドスルホン、オリゴフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいオリゴアリーレンスルフィドとしては、主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有するオリゴフェニレンスルフィドの他、オリゴポリフェニレンスルフィドスルホン、オリゴフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。 In addition, the oligoarylene sulfide in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the repeating unit. Typical examples of these include oligophenylene sulfide, oligophenylene sulfide sulfone, oligophenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred oligoarylene sulfides include oligopolyphenylene sulfide sulfones and oligophenylene sulfide ketones in addition to oligophenylene sulfides containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as main structural units.
本発明における各種オリゴアリーレンスルフィドの平均分子量は前述のPASよりも低いものと定義でき、一般的なオリゴアリーレンスルフィドの重量平均分子量としては200〜5,000が例示でき、200〜2,500が好ましく、300〜2,000がより好ましい。本発明者らはPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの特性の違いを詳細に検討した結果、重量平均分子量が前記範囲のオリゴアリーレンスルフィドは前述のPASと比べて各種溶剤への溶解性にすぐれる傾向にあることを見出した。特に、オリゴアリーレンスルフィドは有機極性溶媒への溶解性が高く、この点で前述のPASとは特性が大きく異なることを見出した。すなわち、後述するPASとオリゴアリーレンスルフィドの分離操作を行う条件下において、PASは有機極性溶媒中で固形分として存在しやすく、一方でオリゴアリーレンスルフィドは有機極性溶媒に溶解しやすいため、簡易な固液分離操作により分離性よくPASとオリゴアリーレンスルフィドを分離できることを見出し本発明の完成に至った。この観点から、本発明においてオリゴアリーレンスルフィドの重量分子量は前述の範囲が特に好適であるといえる。 The average molecular weight of various oligoarylene sulfides in the present invention can be defined as lower than the above-mentioned PAS, and the weight average molecular weight of a general oligoarylene sulfide can be exemplified by 200 to 5,000, preferably 200 to 2,500. 300 to 2,000 is more preferable. As a result of detailed examination of the difference in properties between PAS and oligoarylene sulfide, the inventors of the present invention have a tendency for oligoarylene sulfide having a weight average molecular weight in the above-mentioned range to be more soluble in various solvents than the aforementioned PAS. I found out. In particular, it has been found that oligoarylene sulfide has high solubility in an organic polar solvent, and in this respect, the characteristics are greatly different from those of the aforementioned PAS. That is, PAS is likely to be present as a solid in an organic polar solvent under the conditions for separating PAS and oligoarylene sulfide, which will be described later. On the other hand, oligoarylene sulfide is easily dissolved in an organic polar solvent. The present inventors have found that PAS and oligoarylene sulfide can be separated with good separability by liquid separation operation, and the present invention has been completed. From this viewpoint, in the present invention, it can be said that the above range is particularly suitable for the weight molecular weight of the oligoarylene sulfide.
また、本発明のオリゴアリーレンスルフィドの構造に特に制限はなく、線状構造、分岐構造、グラフト構造、環状構造など各種構造、およびこれらの混合物が許容できる。この中でも線状および/または環状のオリゴアリーレンスルフィドが好ましく、これら構造体を得るためには厳密な反応制御や分岐構造を導入するための第三成分を必要としないという利点がある。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the structure of the oligoarylene sulfide of this invention, Various structures, such as a linear structure, a branched structure, a graft structure, and a cyclic structure, and mixtures thereof are accept | permitted. Among these, linear and / or cyclic oligoarylene sulfides are preferable, and there is an advantage that a strict reaction control and a third component for introducing a branched structure are not required to obtain these structures.
ここで本発明におけるオリゴアリーレンスルフィドの環状体(以下、環式オリゴアリーレンスルフィドと称する場合もある)とは式、−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする環式化合物であり、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有する下記一般式(チ)のごとき化合物である。 Herein, the oligoarylene sulfide cyclic body in the present invention (hereinafter sometimes referred to as a cyclic oligoarylene sulfide) is a cyclic compound having a repeating unit of formula, — (Ar—S) — as a main structural unit. Preferably, it is a compound such as the following general formula (h) containing 80 mol% or more of the repeating unit.
ここでArとしては前記式(ア)〜式(シ)などであらわされる単位を例示できるが、なかでも式(ア)〜式(ウ)が好ましく、式(ア)及び式(イ)がより好ましく、式(ア)が特に好ましい。 Here, examples of Ar can include units represented by the formulas (a) to (b). Among them, the formulas (a) to (c) are preferable, and the formulas (a) and (b) are more preferable. Of these, formula (a) is particularly preferred.
なお、環式オリゴアリーレンスルフィドにおいては前記式(ア)〜式(シ)などの繰り返し単位をランダムに含んでも良いし、ブロックで含んでも良く、それらの混合物のいずれかであってもよい。これらの代表的なものとして、環式オリゴフェニレンスルフィド、環式オリゴフェニレンスルフィドスルホン、環式オリゴフェニレンスルフィドケトン、これらが含まれる環式ランダム共重合体、環式ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい環式オリゴアリーレンスルフィドとしては、主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有する環式オリゴフェニレンスルフィド(以下、環式PPSと略すこともある)が挙げられる。 In the cyclic oligoarylene sulfide, the repeating units such as the above formulas (a) to (si) may be included randomly, in blocks, or any mixture thereof. Typical examples of these include cyclic oligophenylene sulfide, cyclic oligophenylene sulfide sulfone, cyclic oligophenylene sulfide ketone, cyclic random copolymers containing these, cyclic block copolymers, and mixtures thereof. Is mentioned. Particularly preferred cyclic oligoarylene sulfides include cyclic oligophenylene sulfides (hereinafter sometimes abbreviated as cyclic PPS) containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as main structural units. Can be mentioned.
環式オリゴアリーレンスルフィドの前記(チ)式中の繰り返し数mに特に制限は無いが、2〜50が好ましく、2〜25がより好ましく、3〜20が更に好ましい範囲として例示できる。環式オリゴアリーレンスルフィドの用途として、環式オリゴアリーレンスルフィドを含有する混合物を加熱することで高重合度体への転化させる用途が例示でき、この様な用途に用いる場合には、環式オリゴアリーレンスルフィドが溶融解する温度以上に加熱して行うことが好ましいが、mが大きくなると環式オリゴアリーレンスルフィドの溶融解温度が高くなる傾向にある。従ってこの様な用途に環式オリゴアリーレンスルフィドを用いる際には、環式オリゴアリーレンスルフィドの溶融解がより低い温度で可能となる観点でmを前記範囲にすることは有利となる。 Although there is no restriction | limiting in particular in the repeating number m in the said (h) formula of cyclic oligoarylene sulfide, 2-50 are preferable, 2-25 are more preferable, and 3-20 can be illustrated as a still more preferable range. The use of cyclic oligoarylene sulfide can be exemplified by the use of a mixture containing cyclic oligoarylene sulfide that is converted to a high degree of polymerization by heating, and when used in such applications, cyclic oligoarylene sulfide is used. It is preferable to carry out the heating at a temperature higher than the temperature at which the sulfide melts, but when m increases, the melting temperature of the cyclic oligoarylene sulfide tends to increase. Therefore, when cyclic oligoarylene sulfide is used for such applications, it is advantageous to set m in the above range from the viewpoint that the melt solution of cyclic oligoarylene sulfide is possible at a lower temperature.
また、環式オリゴアリーレンスルフィドは、単一の繰り返し数を有する単独化合物、異なる繰り返し数を有する環式オリゴアリーレンスルフィドの混合物のいずれでも良いが、異なる繰り返し数を有する環式オリゴアリーレンスルフィドの混合物の方が単一の繰り返し数を有する単独化合物よりも溶融解温度が低い傾向があり、異なる繰り返し数を有する環式オリゴアリーレンスルフィドの混合物の使用は前記した高重合度体への転化を行う際の温度をより低くできるため好ましい。 The cyclic oligoarylene sulfide may be either a single compound having a single repeating number or a mixture of cyclic oligoarylene sulfides having different repeating numbers, but it may be a mixture of cyclic oligoarylene sulfides having different repeating numbers. The melt solution temperature tends to be lower than that of a single compound having a single number of repetitions, and the use of a mixture of cyclic oligoarylene sulfides having different numbers of repetitions is used in the conversion to the above-mentioned high degree of polymerization. This is preferable because the temperature can be lowered.
(6)アルカリ金属ハロゲン化物
本発明におけるアルカリ金属ハロゲン化物とは、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物が反応することによって生成するもの、反応系内のその他諸成分の反応によって生成するもの、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物の反応開始前、反応中、反応後など随意の段階で反応系に導入されたアルカリ金属ハロゲン化物など、反応混合物中に存在するすべてのアルカリ金属ハロゲン化物を含む。アルカリ金属ハロゲン化物としては、アルカリ金属、すなわちリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムとハロゲン、すなわちフッ素、塩素、臭素、ヨウ素およびアスタチンから構成されるいかなる組み合わせのものをも含み、具体例としては塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、フッ化セシウムなどが例示できる。前記したスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物の反応により生成するアルカリ金属ハロゲン化物は、スルフィド化剤の含むアルカリ金属とジハロゲン化物の含むハロゲンから構成されるため、一般的に入手が容易なスルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族化合物の組み合わせから生じるアルカリ金属ハロゲン化物としては塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウムおよびヨウ化ナトリウムが例示でき、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウムが好ましいものとして例示でき、塩化ナトリウムがより好ましいものである。本発明者らは、これら好ましいアルカリ金属ハロゲン化物の特性を詳細に検討した結果、前述の有機極性溶媒に対する溶解性が低く、また溶解性の温度依存性が小さいことを見出した。従って、後述する第一の固液分離により容易に反応混合物から分離できる傾向が強く、この観点からも特に好ましいといえる。
(6) Alkali metal halides The alkali metal halides in the present invention are those produced by the reaction of a sulfiding agent and a dihalogenated aromatic compound, those produced by the reaction of other components in the reaction system, sulfides It includes all alkali metal halides present in the reaction mixture, such as alkali metal halides introduced into the reaction system at an optional stage such as before the start of the reaction between the agent and the dihalogenated aromatic compound, during the reaction, and after the reaction. Alkali metal halides include any combination of alkali metals, i.e. lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium, and halogens, i.e. fluorine, chlorine, bromine, iodine and astatine. Examples include lithium, sodium chloride, potassium chloride, lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide, lithium iodide, sodium iodide, potassium iodide, cesium fluoride, and the like. The alkali metal halide produced by the reaction of the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound is composed of the alkali metal contained in the sulfidizing agent and the halogen contained in the dihalide. Examples of alkali metal halides resulting from a combination of an agent and a dihalogenated aromatic compound include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide and sodium iodide. Sodium chloride, potassium chloride Sodium bromide and potassium bromide can be exemplified as preferable examples, and sodium chloride is more preferable. As a result of detailed examination of the characteristics of these preferred alkali metal halides, the present inventors have found that the solubility in the aforementioned organic polar solvent is low and the temperature dependence of the solubility is small. Therefore, it tends to be easily separated from the reaction mixture by the first solid-liquid separation described later, and it can be said that it is particularly preferable from this viewpoint.
(7)ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法
本発明では、少なくとも(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤、(c)ジハロゲン化芳香族化合物を有機極性溶媒中で接触させることで反応させてポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドを含む反応混合物を製造する。
(7) Production method of polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide In the present invention, at least (a) polyarylene sulfide, (b) sulfidizing agent, and (c) dihalogenated aromatic compound are contacted in an organic polar solvent. Reaction is performed to produce a reaction mixture comprising polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide.
本発明のPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造に際しては、上記諸成分からなる反応混合物を、反応混合物の常圧下における還流温度を越えて加熱することが好ましい。ここで常圧とは大気の標準状態近傍における圧力のことであり、約25℃近傍の温度、絶対圧で101kPa近傍の大気圧条件のことである。なお、還流温度とは反応混合物の液体成分が沸騰と凝縮を繰り返している状態の温度である。反応混合物を常圧下の還流温度を超える加熱状態にする方法としては、例えば反応混合物を常圧を越える圧力下で反応させる方法や、反応混合物を密閉容器内で加熱する方法が例示できる。 In the production of the PAS and oligoarylene sulfide of the present invention, it is preferable to heat the reaction mixture composed of the above components beyond the reflux temperature under normal pressure of the reaction mixture. Here, the normal pressure is a pressure in the vicinity of the standard state of the atmosphere, and is an atmospheric pressure condition in which the temperature is approximately 25 ° C. and the absolute pressure is approximately 101 kPa. The reflux temperature is a temperature at which the liquid component of the reaction mixture repeats boiling and condensation. Examples of the method for bringing the reaction mixture into a heated state exceeding the reflux temperature under normal pressure include a method of reacting the reaction mixture under a pressure exceeding normal pressure and a method of heating the reaction mixture in a sealed container.
本発明のPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造におけるより好ましい反応温度は、原料として用いるポリアリーレンスルフィド(a)が反応混合物中で溶融解する温度である。原料のポリアリーレンスルフィド(a)は、室温近傍では固体状態であることが一般的であり、PASが溶解する温度で反応を行うことで反応系が均一化し飛躍的に反応速度が向上し、反応に要する時間を短縮できる傾向にある。この温度は反応混合物中の成分の種類、量、原料に用いるポリアリーレンスルフィド(a)の構造、分子量などによって多様に変化するため一意的に決めることはできないが、通常120〜350℃、好ましくは200〜320℃、より好ましくは230〜300℃、さらに好ましくは240〜280℃の範囲を例示できる。この好ましい温度範囲ではより高い反応速度が得られ、反応が均一で進行しやすい傾向にあるのみならず、生成したPAS成分の分解なども起こりにくい傾向にあるため、効率よくPAS成分が得られる傾向にある。また、反応は一定温度で行う1段反応、段階的に温度を上げていく多段階反応、あるいは連続的に温度を変化させていく形式の反応のいずれでもかまわない。 A more preferable reaction temperature in the production of the PAS and oligoarylene sulfide of the present invention is a temperature at which the polyarylene sulfide (a) used as a raw material melts in the reaction mixture. The polyarylene sulfide (a) as a raw material is generally in a solid state near room temperature, and the reaction system is homogenized by performing the reaction at a temperature at which PAS dissolves. Tend to reduce the time required for This temperature cannot be uniquely determined because it varies depending on the type and amount of components in the reaction mixture, the structure of the polyarylene sulfide (a) used as a raw material, the molecular weight, etc., but usually 120 to 350 ° C., preferably The range of 200-320 degreeC, More preferably, 230-300 degreeC, More preferably, 240-280 degreeC can be illustrated. In this preferred temperature range, a higher reaction rate can be obtained, and the reaction tends to be uniform and easy to proceed, and the generated PAS component tends not to be decomposed, so that the PAS component can be efficiently obtained. It is in. The reaction may be a one-step reaction performed at a constant temperature, a multi-step reaction in which the temperature is raised stepwise, or a reaction in which the temperature is continuously changed.
また、反応時間は使用する原料のポリアリーレンスルフィド(a)の構造、分子量などや、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、有機極性溶媒の種類、およびこれら原料の量あるいは反応温度に依存するので一概に規定できないが、本発明の方法は極めて高い反応速度が得られやすい特徴を有するため、10時間以内でも十分に反応が進行し、好ましくは6時間以内、より好ましくは3時間以内も採用できる。反応時間の下限に特に制限はないが、0.1時間以上が好ましく、0.5時間以上がより好ましく、この好ましい時間以上とすることで、未反応の原料成分を十分に減少できる傾向にある。 The reaction time depends on the structure and molecular weight of the polyarylene sulfide (a) used as a raw material, the sulfidizing agent, the dihalogenated aromatic compound, the organic polar solvent, the amount of these raw materials, and the reaction temperature. Although it cannot be generally defined, since the method of the present invention has a characteristic that an extremely high reaction rate is easily obtained, the reaction proceeds sufficiently even within 10 hours, preferably within 6 hours, more preferably within 3 hours. . The lower limit of the reaction time is not particularly limited, but is preferably 0.1 hour or longer, more preferably 0.5 hour or longer, and by setting this preferred time or longer, unreacted raw material components tend to be sufficiently reduced. .
本発明のPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造において、反応混合物を加熱する際の圧力に特に制限はないが、反応混合物の常圧下における還流温度を越えることが可能となる圧力が好ましい。反応混合物を加熱する際の圧力は反応混合物を構成する原料およびその組成、反応温度等により変化するため一意的に規定することはできないが、好ましい圧力の上限としては10MPa以下、より好ましくは5MPa以下が例示できる。また好ましい圧力の下限としてゲージ圧で0.05MPa以上、より好ましくは0.3MPa以上、さらに好ましくは0.4MPa以上が例示できる。この様な好ましい圧力範囲では、PASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造に要する時間を短くできる傾向にある。また、PASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造における有機極性溶媒の使用量を多くする場合、すなわち反応混合物における原料であるポリアリーレンスルフィド(a)、スルフィド化剤(b)およびジハロゲン化芳香族化合物(c)の濃度が低い条件において、前記好ましい圧力範囲で反応を行うことの効果が特に大きい傾向にあり、原料消費率をより向上できる傾向がある。この理由については現時点定かでないが、PASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造に際し、反応における加熱条件下で揮発性を有するジハロゲン化芳香族化合物など原料はその一部が反応系内で気相に存在し、液相部の反応基質との反応が進行しにくくなる可能性があり、前記好ましい圧力範囲とすることでこのような原料の反応系内での揮発を抑制できるため、より効率よく反応が進行するようになると推測している。また、反応混合物を加熱する際の圧力を前記好ましい圧力範囲とするために、反応を開始する前や反応中など随意の段階で、好ましくは反応を開始する前に、後述する不活性ガスにより反応系内を加圧することも好ましい方法である。なおここでゲージ圧とは大気圧を基準とした相対圧力のことであり、絶対圧から大気圧を差し引いた圧力値と同意である。 In the production of the PAS and oligoarylene sulfide of the present invention, the pressure at which the reaction mixture is heated is not particularly limited, but is preferably a pressure that can exceed the reflux temperature of the reaction mixture under normal pressure. Although the pressure when heating the reaction mixture varies depending on the raw materials constituting the reaction mixture and its composition, reaction temperature, etc., it cannot be uniquely defined, but the upper limit of the preferred pressure is 10 MPa or less, more preferably 5 MPa or less Can be illustrated. Moreover, as a minimum of a preferable pressure, 0.05 MPa or more, More preferably, 0.3 MPa or more, More preferably, 0.4 MPa or more can be illustrated by a gauge pressure. In such a preferable pressure range, the time required for producing PAS and oligoarylene sulfide tends to be shortened. When the amount of the organic polar solvent used in the production of PAS and oligoarylene sulfide is increased, that is, the polyarylene sulfide (a), the sulfidizing agent (b) and the dihalogenated aromatic compound (c) which are raw materials in the reaction mixture The effect of carrying out the reaction in the preferred pressure range tends to be particularly large under the condition where the concentration of is low, and the raw material consumption rate tends to be further improved. Although the reason for this is not clear at present, in the production of PAS and oligoarylene sulfide, raw materials such as dihalogenated aromatic compounds that are volatile under the heating conditions in the reaction are partly present in the gas phase in the reaction system, The reaction with the reaction substrate in the liquid phase portion may not easily proceed, and volatilization in the reaction system of such raw materials can be suppressed by setting the above-mentioned preferable pressure range, so the reaction proceeds more efficiently. I guess it will be. Further, in order to set the pressure at the time of heating the reaction mixture to the above preferable pressure range, the reaction mixture is reacted with an inert gas described later at an optional stage such as before starting the reaction or during the reaction, preferably before starting the reaction. It is also a preferable method to pressurize the system. Here, the gauge pressure is a relative pressure based on the atmospheric pressure, and is equivalent to a pressure value obtained by subtracting the atmospheric pressure from the absolute pressure.
本発明のPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造方法においては、反応器に(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤、(c)ジハロゲン化芳香族化合物、および有機極性溶媒を仕込み、これらを必須成分として反応を行う。これら必須成分を反応器に仕込む順序に特に制限は無いが、まず使用する有機極性溶媒の全量もしくは一部を仕込み、次いでその他の成分を仕込む方法が反応混合物の均一化のために好ましい。反応混合物には前記必須成分以外に反応を著しく阻害しない第三成分や、反応を加速する効果を有する第三成分を加えることも可能である。反応を行う方法に特に制限は無いが、攪拌条件下で行うことが反応系の均一化のために好ましい。なお、ここで前記原料を仕込む際の温度に特に制限は無く、例えば室温近傍で原料を仕込んだ後に反応を行っても良いし、あらかじめ前述した反応に好ましい温度に温調した反応器に原料を仕込んで反応を行なうことも可能である。また反応を行っている反応系内に逐次的に原料を仕込んで連続的に反応を行うことも可能である。 In the method for producing PAS and oligoarylene sulfide of the present invention, (a) polyarylene sulfide, (b) a sulfidizing agent, (c) a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent are charged in a reactor, and these are essential. Reaction is performed as a component. The order in which these essential components are charged into the reactor is not particularly limited, but a method of first charging all or a part of the organic polar solvent to be used and then charging the other components is preferable for homogenizing the reaction mixture. In addition to the essential components, a third component that does not significantly inhibit the reaction and a third component that has an effect of accelerating the reaction can be added to the reaction mixture. Although there is no restriction | limiting in particular in the method of performing reaction, Performing on stirring conditions is preferable for homogenization of a reaction system. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of charging the said raw material here, For example, you may react after charging a raw material near room temperature, or you may supply a raw material to the reactor temperature-controlled beforehand to the temperature preferable for reaction mentioned above. It is also possible to carry out the reaction by charging. It is also possible to continuously carry out the reaction by sequentially charging the raw materials into the reaction system in which the reaction is performed.
また、PASおよびオリゴアリーレンスルフィドを製造する際に、有機極性溶媒として水を含むものを用いることも可能である。一般にスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物を用いる反応は反応混合物中の水分量が増大すると、反応速度が低下する傾向にあるため厳密な水分量の低減が必要であるが、本発明の方法では極めて早く反応が進行するため、反応混合物中の水分量を厳密に制御することなく十分な反応を行うことが可能である。よって本発明の反応混合物中の水分量に特に制限は無いが、反応開始時点、すなわち反応系に仕込んだジハロゲン化芳香族化合物(以下DHAと略することもある)の転化率が0の段階における水分量は、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり0.2モル以上20モル以下が好ましい範囲として例示でき、0.5モル以上10モル以下であることが好ましく、0.6モル以上8モル以下がより好ましい。反応混合物を形成するスルフィド化剤、有機極性溶媒、ジハロゲン化芳香族化合物、PAS及びその他成分が水を含む場合で、反応混合物中の水分量が前記範囲を超える場合には、反応を開始する前や反応の途中において、反応系内の水分量を減じる操作を行い、水分量を前記範囲内にする事も可能であり、これにより短時間に効率よくPASおよびオリゴアリーレンスルフィドを得られる傾向にある。また、反応混合物の水分量が前記好ましい範囲未満の場合は、上記水分量になるように水を添加することも好ましい方法である。なお、DHAの転化率は、以下の式で算出した値である。DHA残存量は、通常、ガスクロマトグラフ法によって求めることができる。
(a)ジハロゲン化芳香族化合物をスルフィド化剤に対しモル比で過剰に添加した場合
転化率(%)=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)−DHA過剰量(モル)〕]×100%
(b)上記(a)以外の場合
転化率(%)=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)〕]×100%
Further, when PAS and oligoarylene sulfide are produced, it is possible to use one containing water as an organic polar solvent. In general, in the reaction using a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound, the reaction rate tends to decrease as the amount of water in the reaction mixture increases. Since the reaction proceeds very quickly, it is possible to perform a sufficient reaction without strictly controlling the amount of water in the reaction mixture. Therefore, the amount of water in the reaction mixture of the present invention is not particularly limited, but at the time when the reaction starts, that is, when the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound (hereinafter sometimes abbreviated as DHA) charged to the reaction system is zero. The water content can be exemplified as a preferable range of 0.2 mol or more and 20 mol or less per mol of sulfur component in the reaction mixture, preferably 0.5 mol or more and 10 mol or less, 0.6 mol or more and 8 mol or less. Is more preferable. If the sulfidizing agent, organic polar solvent, dihalogenated aromatic compound, PAS and other components that form the reaction mixture contain water and the amount of water in the reaction mixture exceeds the above range, before starting the reaction In the middle of the reaction, it is possible to reduce the amount of water in the reaction system so that the amount of water is within the above range, and this tends to yield PAS and oligoarylene sulfide efficiently in a short time. . In addition, when the water content of the reaction mixture is less than the above preferable range, it is also a preferable method to add water so that the above water content is obtained. The DHA conversion rate is a value calculated by the following equation. The remaining amount of DHA can be usually determined by gas chromatography.
(A) When the dihalogenated aromatic compound is added in excess in a molar ratio with respect to the sulfidizing agent Conversion (%) = [[DHA charge (mol) −DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge ( Mol) -DHA excess (mole)]] × 100%
(B) In cases other than the above (a) Conversion (%) = [[DHA charge (mol) -DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge (mol)]] × 100%
さらに、PASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造において、所望の時間反応を継続し仕込んだ原料が減少した随意の段階で、PAS、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物及び有機極性溶媒のいずれか、もしくは複数を追加して更に反応を継続することも可能である。 Furthermore, in the production of PAS and oligoarylene sulfide, at any stage where the raw materials charged by continuing the reaction for a desired time are reduced, one or more of PAS, sulfidizing agent, dihalogenated aromatic compound and organic polar solvent are used. It is also possible to continue the reaction by adding.
PAS、スルフィド化剤及びジハロゲン化芳香族化合物を追加添加するのは、仕込んだ原料が減少した随意の段階が許容されることは前記した通りであるが、DHAの転化率が50%以上の段階が好ましく、70%以上の段階がより好ましく、このような段階で追加する事でより効率よくPAS成分を得ることが可能となる。 As described above, the additional addition of PAS, sulfidizing agent and dihalogenated aromatic compound allows an optional stage in which the charged raw materials are reduced, but the DHA conversion rate is 50% or more. 70% or more is more preferable, and the PAS component can be obtained more efficiently by adding at such a stage.
なお、原料の追加により、反応混合物中の水分量が変化する場合、前記した好ましい水分量となるように付加的な操作を行うことも可能であり、追加する前、追加している途中、追加後に反応混合物から水を随意量除去する事も望ましい方法である。なお、この水の除去に際し、水以外の成分が反応混合物から除去される場合、必要に応じてスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物及び有機極性溶媒を更に追加する事も可能であり、除去された成分を再度反応混合物に戻す操作を行ってもかまわない。 In addition, when the amount of water in the reaction mixture changes due to the addition of the raw material, it is also possible to perform an additional operation so as to achieve the above-described preferable amount of water. It is also desirable to later remove any amount of water from the reaction mixture. In the removal of water, when components other than water are removed from the reaction mixture, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent can be further added as necessary. The operation of returning the components to the reaction mixture may be performed again.
なお、本発明のPASおよびオリゴアリーレンスルフィドの製造には、バッチ方式、及び連続方式など公知の各種重合方式、反応方式を採用することができる。また、製造における雰囲気は非酸化性雰囲気下が望ましく、窒素、ヘリウム、及びアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、特に、経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気下が好ましい。反応圧力については、使用した原料及び溶媒の種類や量、あるいは反応温度等に依存し一概に規定できないので、特に制限はない。 In the production of the PAS and oligoarylene sulfide of the present invention, various known polymerization methods and reaction methods such as a batch method and a continuous method can be employed. Further, the atmosphere in the production is preferably a non-oxidizing atmosphere, and it is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon. In particular, from the viewpoint of economy and ease of handling, the nitrogen atmosphere is preferable. preferable. The reaction pressure is not particularly limited because it cannot be defined unconditionally depending on the type and amount of the raw material and solvent used, or the reaction temperature.
(8)ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの分離方法
本発明では少なくともポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物から、ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを分離する事を特徴とし、ポリアリーレンスルフィドが溶解せず、かつオリゴアリーレンスルフィドが可溶な温度領域で固液分離(B)する、もしくは、ポリアリーレンスルフィドが溶解するに足る温度で固液分離(A)に処することでポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド及び有機極性溶媒を含む濾液成分を得て、次いで、前記濾液成分をポリアリーレンスルフィドが溶解しない温度とした後に濾液成分をさらに固液分離(B)に処することを特徴とする。以下に固液分離(A)、固液分離(B)について詳述する。
(8) Method for separating polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide In the present invention, polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide are separated from a reaction mixture containing at least polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide, alkali metal halide and organic polar solvent. Solid-liquid separation (B) in a temperature range where polyarylene sulfide is not dissolved and oligoarylene sulfide is soluble, or solid-liquid separation (A) at a temperature sufficient to dissolve polyarylene sulfide. To obtain a filtrate component containing polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide and an organic polar solvent, and then subjecting the filtrate component to a temperature at which polyarylene sulfide does not dissolve, and further subjecting the filtrate component to solid-liquid separation (B) It is characterized by that. Hereinafter, solid-liquid separation (A) and solid-liquid separation (B) will be described in detail.
<固液分離(A)>
固液分離(A)では、少なくとも(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤、(c)ジハロゲン化芳香族化合物を有機極性溶媒中で反応させて得られる反応混合物において、PASが溶解するに足る温度で固液分離して、可溶成分すなわちポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド及び有機極性溶媒を含む溶液成分を濾液として回収する。
<Solid-liquid separation (A)>
In solid-liquid separation (A), PAS dissolves in a reaction mixture obtained by reacting at least (a) polyarylene sulfide, (b) sulfidizing agent, and (c) dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent. The solid component is separated at a temperature sufficient to recover a soluble component, that is, a solution component containing polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide and an organic polar solvent, as a filtrate.
ここで固液分離を行う温度はポリアリーレンスルフィドが溶解する温度であれば特に制限は無いが、上限としては350℃以下が好ましく、300℃以下がより好ましく、280℃以下が更に好ましい。このような上限温度以下では、目的成分であるポリアリーレンスルフィドやオリゴアリーレンスルフィドの分解や変質などが起こりにくく、また有機極性溶媒の分解や変質なども起こりにくい傾向にある。また、前述した好ましい重量平均分子量を有するポリアリーレンスルフィドの場合、200℃を越える温度であることが好ましく、220℃以上がより好ましく、230℃以上がさらに好ましい温度として例示できる。またポリアリーレンスルフィドとして特に高い重量平均分子量を有するものや、結晶性の高いものや結晶化度の高いものを用いる場合は、250℃以上の温度を採用することも可能である。この様な好ましい温度範囲においてはポリアリーレンスルフィドの有機極性溶媒に対する溶解性が向上するため、均一な溶液成分となりやすく、また、溶液成分の粘度は温度が上昇するに伴って低下する傾向にあるため、固液分離操作における分離性が向上する傾向にある。 Here, the temperature at which the solid-liquid separation is performed is not particularly limited as long as the polyarylene sulfide is dissolved, but the upper limit is preferably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower, and further preferably 280 ° C. or lower. Below such upper limit temperature, the polyarylene sulfide or oligoarylene sulfide, which is the target component, does not easily decompose or change, and the organic polar solvent does not easily decompose or change. Further, in the case of the polyarylene sulfide having the above preferred weight average molecular weight, the temperature is preferably higher than 200 ° C., more preferably 220 ° C. or higher, and further preferably 230 ° C. or higher. Further, when polyarylene sulfide having a particularly high weight average molecular weight, high crystallinity, or high crystallinity is used, a temperature of 250 ° C. or higher can be employed. In such a preferable temperature range, the solubility of polyarylene sulfide in an organic polar solvent is improved, so that it becomes easy to form a uniform solution component, and the viscosity of the solution component tends to decrease as the temperature increases. The separability in the solid-liquid separation operation tends to be improved.
固液分離(A)を行う際の圧力に制限は無いが、ゲージ圧で2.0MPa以下が好ましく、1.0MPa以下がより好ましく、0.8MPa以下が更に好ましい範囲として例示できる。一般に圧力が増大するに伴い、固液分離を行う機器の耐圧性を高くする必要が生じ、そのような機器はそれを構成する各部位に高度なシール性を有するものが必要となり必然的に機器費が増大することになる。上記好ましい圧力範囲では一般に入手可能な固液分離機器を使用できる。 Although there is no restriction | limiting in the pressure at the time of performing solid-liquid separation (A), 2.0 MPa or less is preferable at a gauge pressure, 1.0 MPa or less is more preferable, and 0.8 MPa or less can be illustrated as a still more preferable range. In general, as the pressure increases, it is necessary to increase the pressure resistance of the device that performs solid-liquid separation, and such a device is required to have a high degree of sealing performance at each part constituting it. Expenses will increase. In the preferred pressure range, generally available solid-liquid separation equipment can be used.
また固液分離を行う方法は特に限定されず、公知の手法を採用可能であり、フィルターを用いる濾過である加圧濾過や減圧濾過、固形分と溶液の比重差による分離である遠心分離や沈降分離、さらにこれらを組み合わせた方法などを採用可能である。濾過操作の前に沈降分離を行うデカンタ分離方式も好ましい方法である。濾過操作に用いるフィルターは、固液分離を行う条件において安定であるものであれば良く、例えばワイヤーふるいや焼結板を好適に用いることができる。また、このフィルターのメッシュ径または細孔径は濾過操作に供するスラリーの粘度や圧力、温度、スラリー中の固形成分の粒径や得られる濾液の純度(固形分の含有量)等に依存して広範囲に調整しうる。特に本濾過操作により固形分として回収されるアルカリ金属ハロゲン化物の反応混合物中での粒径に応じてメッシュ径または細孔径を選定することは有効である。なお、反応混合物中のアルカリ金属ハロゲン化物の平均粒径(メジアン径)は反応混合物の組成や温度、濃度等により広範囲に変化しうるが、本発明者らの知りうる限り、平均粒径は1〜100μmである傾向がある。従って、この様なアルカリ金属ハロゲン化物を濾過分離するための、フィルターの孔径の好ましい平均孔径としては0.1〜80μmが例示でき、0.1〜50μmが好ましく、0.25〜20μmがより好ましく、0.5〜15μmがさらに好ましい範囲として例示できる。またより効率よく固液分離を行うために、有機極性溶媒に不溶な各種成分、例えばセラミック粉末やアルカリ金属ハロゲン化物の粉末をあらかじめ積層したフィルターを用いて固液分離を行うことも好適な方法として例示できる。 The method for performing solid-liquid separation is not particularly limited, and a known method can be employed. Pressure filtration or vacuum filtration that is filtration using a filter, centrifugation or sedimentation that is separation due to a difference in specific gravity between a solid content and a solution. Separation and a combination of these methods can be employed. A decanter separation method in which sedimentation separation is performed before the filtration operation is also a preferable method. The filter used for filtration operation should just be stable on the conditions which perform solid-liquid separation, for example, a wire sieve and a sintered board can be used conveniently. Moreover, the mesh diameter or pore diameter of this filter varies widely depending on the viscosity, pressure, temperature, particle size of the solid component in the slurry, purity of the resulting filtrate (solid content), etc. Can be adjusted. In particular, it is effective to select the mesh diameter or the pore diameter according to the particle diameter in the reaction mixture of the alkali metal halide recovered as a solid content by this filtration operation. The average particle diameter (median diameter) of the alkali metal halide in the reaction mixture can vary widely depending on the composition, temperature, concentration, etc. of the reaction mixture, but as far as the present inventors know, the average particle diameter is 1 There is a tendency to be 100 μm. Accordingly, the preferable average pore diameter of the filter for separating such alkali metal halides by filtration can be exemplified by 0.1 to 80 μm, preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 0.25 to 20 μm. 0.5 to 15 μm can be exemplified as a more preferable range. In order to perform solid-liquid separation more efficiently, it is also preferable to perform solid-liquid separation using a filter in which various components insoluble in organic polar solvents, for example, ceramic powder and alkali metal halide powder are previously laminated. It can be illustrated.
ここでの固液分離操作によれば、反応混合物中のアルカリ金属ハロゲン化物の大部分を固形分としてポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドを含む有機極性溶媒溶液から分離可能であり、好ましくは反応混合物中のアルカリ金属ハロゲン化物の90%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは98%以上を固形分として回収しうる。また固液分離により分離した固形分がポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドを含む有機極性溶媒溶液を含む場合には、このような固形分をフレッシュな有機極性溶媒を用いて洗浄することで、ポリアリーレンスルフィドおよびオリゴアリーレンスルフィドの固形分への残留量を低減することも可能である。この方法としては固形分ケークが積層したフィルター上にフレッシュな有機極性溶媒を加えて固液分離する方法や固形分ケークにフレッシュな有機極性溶媒を加えて攪拌することでスラリー化した後に固液分離する方法などが例示できるが、これら操作を行う条件は前記した固液分離(A)に採用する好ましい条件に準じて行うことが好ましい。 According to the solid-liquid separation operation here, most of the alkali metal halide in the reaction mixture can be separated from the organic polar solvent solution containing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide as a solid content, preferably in the reaction mixture. 90% or more, more preferably 95% or more, and still more preferably 98% or more of the alkali metal halide can be recovered as a solid content. When the solid content separated by solid-liquid separation contains an organic polar solvent solution containing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide, the solid content is washed with a fresh organic polar solvent to obtain polyarylene. It is also possible to reduce the residual amount of sulfide and oligoarylene sulfide in the solid content. This method includes adding a fresh organic polar solvent to the filter on which the solid cake is laminated to separate the solid and liquid, and adding the fresh organic polar solvent to the solid cake and stirring to form a slurry, followed by solid-liquid separation. The conditions for performing these operations are preferably performed according to the preferred conditions employed for the solid-liquid separation (A) described above.
<固液分離(B)>
本発明では固液分離(A)で得られた濾液成分、もしくは少なくとも(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤、(c)ジハロゲン化芳香族化合物を有機極性溶媒中で反応させて得られる反応混合物を下記固液分離(B)に処する。
<Solid-liquid separation (B)>
In the present invention, the filtrate component obtained by solid-liquid separation (A) or at least (a) polyarylene sulfide, (b) sulfidizing agent, and (c) dihalogenated aromatic compound are reacted in an organic polar solvent. The resulting reaction mixture is subjected to the following solid-liquid separation (B).
固液分離(B)ではポリアリーレンスルフィドが溶解せず、かつオリゴアリーレンスルフィドが可溶な温度領域で固液分離に処することが特徴であり、好ましい上限温度として200℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは120℃以下が例示できる。この好ましい温度領域において濾液中に含まれるPASは固形分として存在する傾向が強く、特に前述した好ましい重量平均分子量のPASはこの条件下で固形分となりやすい傾向がある。一方でこの好ましい温度領域において反応混合物もしくは固液分離(A)で得られた濾液中に含まれるオリゴアリーレンスルフィド成分は有機極性溶媒に可溶である傾向が強く、特に前述した好ましい重量平均分子量のオリゴアリーレンスルフィドはこの条件下で有機極性溶媒に溶解する傾向が強い。従って、固液分離(B)を行う条件下においては、反応混合物もしくは固液分離(A)で得られた濾液は固形状のPASを含むスラリー状となり、後述する固液分離操作によって、PASは固形分として、一方、オリゴアリーレンスルフィドは溶液状の濾液として分離される。なお、固液分離(B)の際の下限温度としては10℃以上が例示でき、20℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましく、80℃以上が更に好ましい。この下限温度以上では濾液の粘度が低くなる傾向になり固液分離操作がし易く、また固形成分と溶液成分の分離性にすぐれる傾向にある。 In the solid-liquid separation (B), the polyarylene sulfide is not dissolved and the solid-liquid separation is performed in a temperature range in which the oligoarylene sulfide is soluble. The preferable upper limit temperature is 200 ° C. or less, more preferably 150 ° C. Hereinafter, more preferably, 120 degrees C or less can be illustrated. In this preferred temperature range, the PAS contained in the filtrate has a strong tendency to exist as a solid content, and in particular, the above-mentioned preferred weight average molecular weight PAS tends to be a solid content. On the other hand, the oligoarylene sulfide component contained in the reaction mixture or the filtrate obtained by solid-liquid separation (A) in this preferred temperature range has a strong tendency to be soluble in an organic polar solvent. Oligoarylene sulfide has a strong tendency to dissolve in organic polar solvents under these conditions. Therefore, under the conditions for performing solid-liquid separation (B), the filtrate obtained by the reaction mixture or solid-liquid separation (A) becomes a slurry containing solid PAS. As solids, on the other hand, the oligoarylene sulfide is separated as a solution-like filtrate. In addition, as a minimum temperature in the case of solid-liquid separation (B), 10 degreeC or more can be illustrated, 20 degreeC or more is preferable, 50 degreeC or more is more preferable, and 80 degreeC or more is still more preferable. Above this minimum temperature, the viscosity of the filtrate tends to be low, the solid-liquid separation operation is easy, and the separability between the solid component and the solution component tends to be excellent.
固液分離(B)を行う際の圧力に制限は無く、例えば固液分離(A)における圧力範囲を例示できるが、固液分離(B)は固液分離(A)と比較してより低い温度で固液分離操作を行うため、固液分離(A)よりも低い圧力下で操作を行うことが可能である。具体的にはゲージ圧で2.0MPa以下を好まし圧力範囲として例示でき、1.0MPa以下がより好ましく、0.8MPa以下が更に好ましく、0.5MPa以下がよりいっそう好ましい範囲として例示できる。一般に圧力が増大するに伴い、固液分離を行う機器の耐圧性を高くする必要が生じ、そのような機器はそれを構成する各部位に高度なシール性を有するものが必要となり必然的に機器費が増大することになる。上記好ましい圧力範囲では一般に入手可能な固液分離機器を使用できる。 There is no limitation on the pressure when performing solid-liquid separation (B), and for example, the pressure range in solid-liquid separation (A) can be exemplified, but solid-liquid separation (B) is lower than solid-liquid separation (A). Since the solid-liquid separation operation is performed at the temperature, the operation can be performed under a pressure lower than that of the solid-liquid separation (A). Specifically, the pressure range is preferably 2.0 MPa or less as a gauge pressure, more preferably 1.0 MPa or less, still more preferably 0.8 MPa or less, and even more preferably 0.5 MPa or less. In general, as the pressure increases, it is necessary to increase the pressure resistance of the device that performs solid-liquid separation, and such a device is required to have a high degree of sealing performance at each part constituting it. Expenses will increase. In the preferred pressure range, generally available solid-liquid separation equipment can be used.
また固液分離を行う方法は特に限定されず、前記固液分離(A)で例示した方法を採用可能であり、フィルターを用いる濾過である加圧濾過や減圧濾過、固形分と溶液の比重差による分離である遠心分離や沈降分離、さらにこれらを組み合わせた方法などを採用可能である。濾過操作の前に沈降分離を行うデカンタ分離方式も好ましい方法である。濾過操作に用いるフィルターは、固液分離を行う条件において安定であるものであれば良く、例えばワイヤーメッシュフィルター、焼結板、濾布、濾紙など一般に用いられる濾材を好適に用いることができる。また、このフィルターの孔径は固液分離操作に供するスラリーの粘度や圧力、温度、スラリー中の固形成分の粒径や得られる濾液の純度(固形分の含有量)等に依存して広範囲に調整しうる。特にこの固液分離(B)操作においてスラリーから固形分として回収されるPASの粒径、すなわち固液分離(B)に処するスラリー中に存在する固形分の粒径に応じてメッシュ径または細孔径などフィルターの孔径を選定することは有効である。なお、固液分離(B)に処するスラリー中のPASの平均粒径(メジアン径)はスラリーの組成や温度、濃度等により広範囲に変化しうるが、本発明者らの知りうる限り、その平均粒径は1〜200μmである傾向がある。従って、フィルターの孔径の好ましい平均孔径としては0.1〜100μmが例示でき、0.25〜20μmが好ましく、0.5〜15μmがより好ましい範囲として例示できる。 The method for performing solid-liquid separation is not particularly limited, and the method exemplified in the solid-liquid separation (A) can be employed. Pressure filtration or vacuum filtration, which is filtration using a filter, difference in specific gravity between solid content and solution Centrifugation, sedimentation separation, and a combination of these methods can be employed. A decanter separation method in which sedimentation separation is performed before the filtration operation is also a preferable method. The filter used for the filtration operation is not particularly limited as long as it is stable under the conditions for solid-liquid separation. For example, commonly used filter media such as a wire mesh filter, a sintered plate, a filter cloth, and filter paper can be suitably used. In addition, the pore size of this filter can be adjusted over a wide range depending on the viscosity, pressure, temperature of the slurry used for the solid-liquid separation operation, the particle size of the solid component in the slurry, and the purity of the resulting filtrate (solid content). Yes. In particular, the particle diameter of PAS recovered as a solid content from the slurry in this solid-liquid separation (B) operation, that is, the mesh diameter or the pore diameter depending on the solid content present in the slurry subjected to the solid-liquid separation (B) It is effective to select the filter pore size. The average particle diameter (median diameter) of PAS in the slurry subjected to solid-liquid separation (B) can vary widely depending on the composition, temperature, concentration, etc. of the slurry, but as long as the present inventors know, the average The particle size tends to be 1 to 200 μm. Therefore, 0.1-100 micrometers can be illustrated as a preferable average hole diameter of the hole diameter of a filter, 0.25-20 micrometers is preferable, and 0.5-15 micrometers can be illustrated as a more preferable range.
ここでの固液分離操作によれば、反応混合物もしくは固液分離(A)で得られた濾液に含まれるPASの大部分を固形分として分離可能であり、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上を固形分として回収しうる。また固液分離により分離した固形状のPASがオリゴアリーレンスルフィドを含む有機極性溶媒溶液(母液)を含む場合には、このような固形分をフレッシュな溶媒を用いて洗浄することで、オリゴアリーレンスルフィドの固形分への残留量を低減することも可能である。この方法としては固形分ケークが積層したフィルター上にフレッシュな溶媒を加えて固液分離する方法や固形分ケークにフレッシュな溶媒を加えて攪拌することでスラリー化した後に固液分離する方法などが例示できるが、これら操作を行う条件は前記した固液分離(B)に採用する好ましい条件に準じて行うことが好ましい。なお、ここで用いる溶剤はオリゴアリーレンスルフィドが溶解しうるものであれば良く、好ましくは有機極性溶媒が例示できる。 According to the solid-liquid separation operation here, most of the PAS contained in the reaction mixture or the filtrate obtained by solid-liquid separation (A) can be separated as a solid content, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, more preferably 95% or more can be recovered as a solid content. In addition, when the solid PAS separated by solid-liquid separation contains an organic polar solvent solution (mother liquor) containing oligoarylene sulfide, the solid content is washed with a fresh solvent to obtain oligoarylene sulfide. It is also possible to reduce the residual amount in the solid content. As this method, there are a method of adding a fresh solvent on a filter in which a solid cake is laminated and solid-liquid separation, a method of adding a fresh solvent to a solid cake and stirring to make a slurry, and then a solid-liquid separation. Although it can illustrate, it is preferable to perform the conditions which perform these operation according to the preferable conditions employ | adopted for above-mentioned solid-liquid separation (B). In addition, the solvent used here should just be what can melt | dissolve an oligoarylene sulfide, Preferably an organic polar solvent can be illustrated.
(9)その他後処理1
本発明では、少なくとも(a)ポリアリーレンスルフィド、(b)スルフィド化剤、(c)ジハロゲン化芳香族化合物を有機極性溶媒中で反応させて得られる反応混合物を固液分離(B)に処することにより、固形成分としてPASを得ることができる。かくして得られた固形成分は、オリゴマー含有量が著しく低減されたものである。この場合、固形成分にはハロゲン化アルカリ金属が含まれているため、公知の方法でハロゲン化アルカリ金属を除去する事も可能である。除去方法としては例えば、ハロゲン化アルカリ金属が可溶な第二の溶剤と接触させる方法が挙げられる。
(9) Other post-processing 1
In the present invention, at least (a) polyarylene sulfide, (b) a sulfidizing agent, and (c) a reaction mixture obtained by reacting a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent is subjected to solid-liquid separation (B). Thus, PAS can be obtained as a solid component. The solid component thus obtained has a significantly reduced oligomer content. In this case, since the solid component contains an alkali metal halide, the alkali metal halide can be removed by a known method. Examples of the removal method include a method of contacting with a second solvent in which the alkali metal halide is soluble.
固形成分からハロゲン化アルカリ金属を除去する際に用いる第二の溶剤としては、ハロゲン化アルカリ金属が可溶な溶剤が好ましく、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール系溶媒および水が例示出来、水が特に好ましい。 As the second solvent used when removing the alkali metal halide from the solid component, a solvent in which the alkali metal halide is soluble is preferable. For example, alcohol solvents such as methanol and ethanol, and water can be exemplified. Particularly preferred.
温度に特に制限はないが、上限は用いる第二の溶剤の常圧下での還流条件温度以下にすることが好ましく、前述した溶剤を用いる場合はたとえば20〜100℃が好ましい温度範囲として例示でき、より好ましくは25〜80℃が例示できる。 The temperature is not particularly limited, but the upper limit is preferably set to the reflux condition temperature or lower under normal pressure of the second solvent to be used. When using the above-described solvent, for example, 20 to 100 ° C. can be exemplified as a preferable temperature range, More preferably, 25-80 degreeC can be illustrated.
固形成分を第二の溶剤と接触させる方法としては、固形成分にが積層したフィルター上に第二の溶剤を加えて固液分離する方法や、固形成分に第二の溶剤を加えて撹拌することでスラリー化した後に固液分離する方法などが例示できる。固液分離方法としては、例えば濾過による分離、遠心分離、デカンテーション等を例示できる。また、このようにして得られたポリアリーレンスルフィドを再度第二の溶剤と接触させて、さらにハロゲン化アルカリ金属含有量を低減させることも可能である。 As a method of bringing the solid component into contact with the second solvent, a method in which the second solvent is added to the solid component-laminated filter and solid-liquid separation is performed, or the second solvent is added to the solid component and stirred. For example, a method of solid-liquid separation after slurrying with a slurry can be exemplified. Examples of the solid-liquid separation method include separation by filtration, centrifugation, and decantation. It is also possible to reduce the alkali metal halide content by bringing the polyarylene sulfide thus obtained into contact with the second solvent again.
かくして得られたポリアリーレンスルフィドは第二の溶剤を含むので、所望に応じて常圧化および/または減圧下で乾燥することも可能である。かかる乾燥温度としては、50〜200℃の範囲が好ましく、70〜150℃の範囲がより好ましい。乾燥雰囲気は、窒素、ヘリウム、減圧下などの不活性雰囲気でも、酸素、空気などの酸化性雰囲気、空気と窒素の混合雰囲気の何れでも良いが、減圧下で行うことが好ましく、常圧下で乾燥を行って大部分の溶剤を除去した後、減圧下で再度乾燥することも好ましい方法である。乾燥時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜30時間が好ましく、1〜20時間がさらに好ましい。 Since the polyarylene sulfide thus obtained contains the second solvent, it can be dried at normal pressure and / or under reduced pressure as desired. The drying temperature is preferably in the range of 50 to 200 ° C, more preferably in the range of 70 to 150 ° C. The drying atmosphere may be an inert atmosphere such as nitrogen, helium or reduced pressure, an oxidizing atmosphere such as oxygen or air, or a mixed atmosphere of air and nitrogen, but it is preferably performed under reduced pressure, and is dried under normal pressure. It is also a preferable method to remove most of the solvent and then dry again under reduced pressure. The drying time is preferably 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 30 hours, and more preferably 1 to 20 hours.
(10)その他の後処理2
本発明においては固液分離(A)で得られた濾液成分を、次いで固液分離(B)に処すことにより、固形成分としてPASを得ることができる。
(10) Other post-processing 2
In the present invention, the filtrate component obtained by solid-liquid separation (A) is then subjected to solid-liquid separation (B), whereby PAS can be obtained as a solid component.
かくして得られた固形成分は極めて純度の高いPASであり、公知の方法で得られるPASと比べてアルカリ金属およびオリゴアリーレンスルフィド含有量が著しく低減されたすぐれたものである。ここで固形成分が有機極性溶媒を含む場合は、所望に応じて公知の方法を採用することで有機極性溶媒を除去することも可能である。この有機極性溶媒の除去方法としては例えば蒸留により除去する方法や有機極性溶媒と混和する各種溶剤で溶剤置換する方法などが例示できる。 The solid component thus obtained is a highly pure PAS, which is excellent in that the contents of alkali metal and oligoarylene sulfide are significantly reduced as compared with PAS obtained by a known method. Here, when the solid component contains an organic polar solvent, it is possible to remove the organic polar solvent by adopting a known method as desired. Examples of the method for removing the organic polar solvent include a method of removing by distillation and a method of solvent substitution with various solvents miscible with the organic polar solvent.
蒸留により除去する具体的な方法としては、固形成分を好ましくは100〜250℃、より好ましくは120〜200℃にで加加熱濾過する方法が例示できる。この加熱を減圧条件下や気流下で行うことで効率よく有機極性溶媒の除去を行うことが可能である。なお、加熱する際の雰囲気は非酸化性雰囲気で行うことも可能でありこれによりPASの分解、着色、架橋などを抑制できる傾向にある。一方でPASへの架橋構造の導入や、溶融粘度の上昇、さらには揮発性成分の低減を所望する場合は酸化性雰囲気下を選択することも可能である。なおここで、非酸化性雰囲気とは気相の酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。一方で酸化性雰囲気とは気相の酸素濃度が5体積%以上、好ましくは10体積%以上の雰囲気を指し、空気を用いることも可能である。 As a specific method of removing by distillation, a method in which the solid component is heated and filtered preferably at 100 to 250 ° C., more preferably 120 to 200 ° C. can be exemplified. The organic polar solvent can be efficiently removed by performing this heating under reduced pressure or under an air stream. In addition, the atmosphere at the time of heating can also be performed in a non-oxidizing atmosphere, and this tends to suppress the decomposition, coloring, crosslinking, etc. of PAS. On the other hand, if it is desired to introduce a crosslinked structure into PAS, increase the melt viscosity, and further reduce volatile components, it is possible to select an oxidizing atmosphere. Here, the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere having a gas phase oxygen concentration of 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, that is, an inert gas such as nitrogen, helium or argon. It indicates a gas atmosphere, and among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferred from the viewpoint of economy and ease of handling. On the other hand, the oxidizing atmosphere refers to an atmosphere having a gas phase oxygen concentration of 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, and air can also be used.
また、このようにして有機極性溶媒を除去したPASを後述する各種溶剤を用いて更に洗浄することも可能であり、これによりPASに残留したイオン性化合物、オリゴアリーレンスルフィド、有機極性溶媒を更に低減できる傾向にある。 It is also possible to further wash the PAS from which the organic polar solvent has been removed in this manner using various solvents described later, thereby further reducing the ionic compound, oligoarylene sulfide, and organic polar solvent remaining in the PAS. It tends to be possible.
各種溶剤で溶剤置換する具体的な方法としては、固形成分を有機極性溶媒と混和する各種溶媒と混合した後に固液分離する方法を例示できる。また所望に応じてこの操作を繰り返すことも可能である。ここで用いる各種溶媒は有機極性溶媒と混和することが重要であり、有機極性溶媒の特性に応じて選択されるが、PASの分解や架橋など好ましくない副反応を実質的に引き起こさないものが好ましく、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒、クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、クロロベンゼン、2,6−ジクロロトルエン等のハロゲン系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ペンチル、酢酸オクチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ペンチル、サリチル酸メチル、蟻酸エチル、等のカルボン酸エステル系溶媒および水が例示でき、なかでもメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、水が好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、アセトン、酢酸エチル、水が特に好ましく、メタノール、アセトン、水がよりいっそう好ましい。これらの溶媒は1種類または2種類以上の混合物として使用することができる。 Specific examples of the solvent replacement with various solvents include a method of solid-liquid separation after mixing the solid component with various solvents miscible with the organic polar solvent. It is also possible to repeat this operation as desired. It is important that the various solvents used here are miscible with the organic polar solvent, and are selected according to the characteristics of the organic polar solvent, but those that do not substantially cause undesirable side reactions such as decomposition and crosslinking of PAS are preferable. Alcohol, phenol solvents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, phenol, cresol, polyethylene glycol, chloroform, bromoform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1, Halogen solvents such as 1-trichloroethane, chlorobenzene, 2,6-dichlorotoluene, hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cyclopentane, benzene, toluene, xylene, acetone, methyl Ketone solvents such as ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl butyl ketone, acetophenone, etc., carboxyl such as methyl acetate, ethyl acetate, pentyl acetate, octyl acetate, methyl butyrate, ethyl butyrate, pentyl butyrate, methyl salicylate, ethyl formate Examples of the acid ester solvent and water include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, Cyclopentane, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, water are preferred, methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroether. Emissions, acetone, ethyl acetate, particularly preferably water, methanol, acetone, water is more preferable. These solvents can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
固形成分と各種溶剤を接触させる際の雰囲気に特に制限はないが、接触させる際の温度や時間などの条件によってPAS成分や溶剤が酸化劣化するような場合には、非酸化性雰囲気下で行うことが望ましい。固形成分を溶剤と接触させる温度に特に制限はないが、大気圧下でおこなうことが好適であるので、上限温度は使用する溶剤の大気圧下での環流温度以下にすることが望ましく、前述した好ましい溶剤を用いる場合はたとえば20〜150℃、好ましくは30〜100℃を具体的な温度範囲として例示できる。固形成分を溶剤と接触させる時間は、用いる溶剤種や温度等によって異なるため一意的には限定できないが、たとえば1分〜50時間が例示できる。 There are no particular restrictions on the atmosphere in which the solid component and various solvents are brought into contact, but if the PAS component or solvent is subject to oxidative degradation due to conditions such as temperature or time in contact, it is performed in a non-oxidizing atmosphere. It is desirable. There is no particular limitation on the temperature at which the solid component is brought into contact with the solvent, but since it is preferable to carry out under atmospheric pressure, it is desirable that the upper limit temperature be lower than the reflux temperature under atmospheric pressure of the solvent used. In the case of using a preferred solvent, for example, 20 to 150 ° C., preferably 30 to 100 ° C. can be exemplified as a specific temperature range. The time for which the solid component is brought into contact with the solvent varies depending on the type of solvent used, the temperature, and the like, and thus cannot be uniquely limited, but examples include 1 minute to 50 hours.
固形成分を溶剤と接触させる方法は、公知の一般的な手法を用いれば良く特に限定はないが、たとえば固形成分と溶剤を混合し、必要に応じて攪拌した後に前述した固液分離操作を行うことで固形成分を回収する方法、各種フィルター上の固形成分に溶剤をシャワーする方法、ソックスレー抽出法原理による方法などいかなる方法も用いることができる。固形成分と溶剤を接触させる際の溶剤の使用量に特に制限はないが、たとえば固形成分重量に対する浴比で0.5〜100の範囲が例示できる。浴比がこの様な範囲の場合、固形成分と溶剤を均一に混合し易く効率よく有機極性溶媒を固形成分から分離することが可能となる。なお、固形成分と溶剤の接触を繰り返し行う場合は、小さい浴比でも十分な効果を得られる場合が多い。 The method of bringing the solid component into contact with the solvent is not particularly limited as long as a known general method may be used. For example, the solid component and the solvent are mixed and stirred as necessary, and then the above-described solid-liquid separation operation is performed. Thus, any method such as a method for recovering the solid component, a method for showering the solvent on the solid component on various filters, or a method based on the principle of the Soxhlet extraction method can be used. Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of the solvent at the time of making a solid component and a solvent contact, For example, the range of 0.5-100 can be illustrated by the bath ratio with respect to a solid component weight. When the bath ratio is within such a range, it is easy to uniformly mix the solid component and the solvent, and the organic polar solvent can be efficiently separated from the solid component. When the contact between the solid component and the solvent is repeated, a sufficient effect can often be obtained even with a small bath ratio.
かくして得られた有機極性溶媒を除去した固形成分は溶剤置換に用いた溶剤を含むので、所望に応じて常圧下および/または減圧下に乾燥することも可能である。かかる乾燥温度としては、50〜280℃の範囲が好ましく、70〜250℃の範囲がより好ましい。乾燥雰囲気は、窒素、ヘリウム、減圧下などの不活性雰囲気でも、酸素、空気などの酸化性雰囲気、空気と窒素の混合雰囲気の何れでも良いが、減圧下で行うことが好ましく、特に常圧下で乾燥を行って大部分の溶剤を除去した後、減圧下で再度乾燥することが好ましい。乾燥時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜30時間が好ましく、1〜20時間がさらに好ましい。 The solid component from which the organic polar solvent thus obtained has been removed contains the solvent used for solvent substitution, and can be dried under normal pressure and / or reduced pressure as desired. The drying temperature is preferably in the range of 50 to 280 ° C, and more preferably in the range of 70 to 250 ° C. The drying atmosphere may be any of an inert atmosphere such as nitrogen, helium and reduced pressure, an oxidizing atmosphere such as oxygen and air, and a mixed atmosphere of air and nitrogen, preferably under reduced pressure, particularly under normal pressure. It is preferable to dry again under reduced pressure after drying to remove most of the solvent. The drying time is preferably 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 30 hours, and more preferably 1 to 20 hours.
本発明において得られたPASは十分に高品質なものであるが、さらに揮発性成分を除去するために、或いは架橋高分子量化するために、130〜260℃の温度で処理することも可能である。架橋高分子量化は抑制し、揮発分除去を目的として乾式熱処理を行う場合、その温度は130〜250℃が好ましく、160〜250℃の範囲がより好ましい。また酸素濃度2体積%未満、更には1体積%未満とすることが望ましい。減圧乾燥することも好ましい方法の一つである。処理時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜20時間がより好ましく、1〜10時間が更に好ましい。架橋高分子量化を目的として乾式熱処理する場合、その温度は160〜260℃が好ましく、170〜250℃の範囲がより好ましい。また酸素濃度2体積%以上、更には8体積%以上とすることが望ましい。処理時間は、1〜100時間が好ましく、2〜50時間がより好ましく、3〜25時間が更に好ましい。加熱処理の装置は通常の熱風乾燥機でもまた回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置であってもよいが、効率よくしかもより均一に処理する場合は、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置を用いるのがより好ましい。 The PAS obtained in the present invention is of a sufficiently high quality, but it can also be treated at a temperature of 130 to 260 ° C. in order to remove volatile components or to increase the cross-linking molecular weight. is there. When carrying out dry heat treatment for the purpose of suppressing cross-linking high molecular weight and removing volatile matter, the temperature is preferably from 130 to 250 ° C, more preferably from 160 to 250 ° C. Further, it is desirable that the oxygen concentration is less than 2% by volume, more preferably less than 1% by volume. Drying under reduced pressure is also a preferred method. The treatment time is preferably 0.5 to 50 hours, more preferably 1 to 20 hours, and still more preferably 1 to 10 hours. When the dry heat treatment is performed for the purpose of increasing the cross-linking molecular weight, the temperature is preferably 160 to 260 ° C, more preferably 170 to 250 ° C. Further, it is desirable that the oxygen concentration is 2% by volume or more, more preferably 8% by volume or more. The treatment time is preferably 1 to 100 hours, more preferably 2 to 50 hours, and even more preferably 3 to 25 hours. The heat treatment apparatus may be a normal hot air dryer or a heating apparatus with a rotary blade or a stirring blade. However, for efficient and more uniform treatment, a heating device with a rotary blade or a stirring blade is used. Is more preferable.
(11)その他後処理3
前記固液分離(B)により濾液成分(温度によっては固形成分を含む場合もある)としてオリゴアリーレンスルフィドを得ることができる。
(11) Other post-processing 3
By the solid-liquid separation (B), an oligoarylene sulfide can be obtained as a filtrate component (which may contain a solid component depending on the temperature).
所望に応じて濾液成分から有機極性溶媒を除去することでオリゴアリーレンスルフィドを固形分として回収することも可能である。この有機極性溶媒の除去方法としては例えば蒸留により除去する方法や、有機極性溶媒と混和する第三の溶剤と接触させる方法などが例示できる。 It is also possible to recover the oligoarylene sulfide as a solid content by removing the organic polar solvent from the filtrate component as desired. Examples of the method for removing the organic polar solvent include a method of removing by distillation, a method of contacting with a third solvent miscible with the organic polar solvent, and the like.
蒸留により除去する具体的な方法としては、濾液成分を好ましくは20〜250℃、より好ましくは40〜200℃、さらに好ましくは100〜200℃、よりいっそう好ましくは120〜200℃に加熱する方法が例示できる。この加熱を減圧条件下や気流下で行うこと、さらには攪拌条件下で行うことで効率よく有機極性溶媒の除去を行うことが可能である。なお、加熱する際の雰囲気は非酸化性雰囲気で行うことが好ましく、これによりオリゴアリーレンスルフィドの分解、着色、架橋などを抑制できる傾向にある。なおここで、非酸化性雰囲気とは気相の酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。 As a specific method of removing by distillation, a method of heating the filtrate component to preferably 20 to 250 ° C, more preferably 40 to 200 ° C, still more preferably 100 to 200 ° C, and still more preferably 120 to 200 ° C. It can be illustrated. It is possible to efficiently remove the organic polar solvent by performing this heating under reduced pressure or under an air stream, and further under stirring. In addition, it is preferable to perform the atmosphere at the time of heating in non-oxidizing atmosphere, and it exists in the tendency which can suppress decomposition | disassembly, coloring, bridge | crosslinking, etc. of oligoarylene sulfide by this. Here, the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere having a gas phase oxygen concentration of 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, that is, an inert gas such as nitrogen, helium or argon. It indicates a gas atmosphere, and among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferred from the viewpoint of economy and ease of handling.
また、このようにして有機極性溶媒を除去したオリゴアリーレンスルフィドを後述する第三の溶剤を用いて更に洗浄することも可能であり、これによりオリゴアリーレンスルフィドに残留したイオン性化合物や有機極性溶媒を更に低減できる傾向にある。 It is also possible to further wash the oligoarylene sulfide from which the organic polar solvent has been removed in this manner, using a third solvent described later, whereby the ionic compound or organic polar solvent remaining in the oligoarylene sulfide is removed. It tends to be further reduced.
濾液成分を第三の溶剤で溶剤置換する方法でオリゴアリーレンスルフィドを得る具体的な方法としては、オリゴアリーレンスルフィドが溶解しない、もしくはオリゴアリーレンスルフィドが溶解しにくい第三の溶剤と接触させることで、オリゴアリーレンスルフィドを固形成分として回収する方法を例示できる。 As a specific method for obtaining oligoarylene sulfide by solvent replacement of the filtrate component with a third solvent, the oligoarylene sulfide is not dissolved, or it is contacted with a third solvent in which oligoarylene sulfide is difficult to dissolve, A method for recovering oligoarylene sulfide as a solid component can be exemplified.
濾液成分を第三の溶剤と接触させる際の反応系圧力は常圧もしくは微加圧が好ましく、特に常圧が好ましい。このような圧力の系はそれを構築する部材が安価であるという利点があり、この観点から濾液成分と第三の溶剤を接触させる系の圧力は、高価な耐圧容器を必要とする加圧条件は避けることが望ましい。第三の溶剤として好ましい溶剤としては、オリゴアリーレンスルフィドの分解や架橋など好ましくない副反応を実質的に引き起こさないものが好ましく、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ペンチル、酢酸オクチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ペンチル、サリチル酸メチル、蟻酸エチル、等のカルボン酸エステル系溶媒および水が例示でき、なかでもメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチルが好ましく、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、アセトン、酢酸エチルおよび水が特に好ましい。これらの溶媒は1種類または2種類以上の混合物として使用することができる。 The reaction system pressure when the filtrate component is brought into contact with the third solvent is preferably normal pressure or slight pressure, and particularly preferably normal pressure. Such a pressure system has the advantage that the members for constructing it are inexpensive, and from this point of view, the pressure of the system for contacting the filtrate component and the third solvent is a pressure condition that requires an expensive pressure vessel. Should be avoided. As the preferred solvent as the third solvent, those which do not substantially cause undesirable side reactions such as decomposition and crosslinking of oligoarylene sulfide are preferable. For example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene Alcohol / phenol solvents such as glycol, phenol, cresol, polyethylene glycol, hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cyclopentane, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl butyl ketone, Ketone solvents such as acetophenone, methyl acetate, ethyl acetate, pentyl acetate, octyl acetate, methyl butyrate, ethyl butyrate, pentyl butyrate, methyl salicylate Carboxylic acid ester solvents such as ethyl formate and water, and methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cyclopentane , Acetone, methyl acetate, and ethyl acetate are preferred, and methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, acetone, ethyl acetate, and water are particularly preferred. These solvents can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
濾液成分を第三の溶剤と接触させる温度に特に制限はないが、上限温度は使用する第三の溶剤の常圧下での環流条件温度以下にすることが望ましく、前述した好ましい第三の溶剤を用いる場合はたとえば20〜100℃が好ましい温度範囲として例示でき、より好ましくは25〜80℃が例示できる。濾液成分を第三の溶剤と接触させる時間は、用いる溶剤種や温度等によって異なるため一意的には限定できないが、たとえば1分〜50時間が例示できる。 There is no particular limitation on the temperature at which the filtrate component is brought into contact with the third solvent, but the upper limit temperature is preferably set to the reflux condition temperature under the normal pressure of the third solvent to be used. When using, 20-100 degreeC can be illustrated as a preferable temperature range, for example, More preferably, 25-80 degreeC can be illustrated. The time during which the filtrate component is brought into contact with the third solvent cannot be uniquely limited because it varies depending on the type of solvent used, the temperature, and the like, but can be exemplified by, for example, 1 minute to 50 hours.
濾液成分を第三の溶剤と接触させる方法としては、濾液成分に第三の溶剤を加えて必要に応じて攪拌して混合する方法、濾液成分を第三の溶剤に必要に応じて攪拌しながら加えて混合する方法を例示できる。この方法によれば、濾液成分と第三の溶剤の接触に伴ってオリゴアリーレンスルフィドが固形分として析出するため、公知の固液分離法を用いて固体状のオリゴアリーレンスルフィドを回収することが可能である。固液分離方法としては、たとえば濾過による分離、遠心分離、デカンテーション等を例示できる。固液分離後に得られたオリゴアリーレンスルフィドに有機極性溶媒、アルカリ金属ハロゲン化物、スルフィド化剤、ジハロ芳香族化合物が残存している場合は、再度えられたオリゴアリーレンスルフィドと第三の溶剤とを接触させて、さらにこれらを低減することも可能である。 As a method of bringing the filtrate component into contact with the third solvent, a method of adding the third solvent to the filtrate component and stirring and mixing as necessary, while stirring the filtrate component in the third solvent as necessary In addition, the method of mixing can be illustrated. According to this method, since the oligoarylene sulfide is precipitated as a solid content with the contact between the filtrate component and the third solvent, it is possible to recover the solid oligoarylene sulfide using a known solid-liquid separation method. It is. Examples of the solid-liquid separation method include separation by filtration, centrifugation, and decantation. When the organic polar solvent, alkali metal halide, sulfiding agent, dihaloaromatic compound remains in the oligoarylene sulfide obtained after the solid-liquid separation, the obtained oligoarylene sulfide and the third solvent are added again. These can be further reduced by contact.
かくして得られたオリゴアリーレンスルフィドは濾液成分との接触に用いた第三の溶剤を含むので、所望に応じて常圧下および/または減圧下に乾燥することも可能である。かかる乾燥温度としては、50〜200℃の範囲が好ましく、70〜150℃の範囲がより好ましい。乾燥雰囲気は、窒素、ヘリウム、減圧下などの不活性雰囲気でも、酸素、空気などの酸化性雰囲気、空気と窒素の混合雰囲気の何れでも良いが、減圧下で行うことが好ましく、常圧下で乾燥を行って大部分の溶剤を除去した後、減圧下で再度乾燥することも好ましい方法である。乾燥時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜30時間が好ましく、1〜20時間がさらに好ましい。 Since the oligoarylene sulfide thus obtained contains the third solvent used for contact with the filtrate components, it can be dried under normal pressure and / or reduced pressure as desired. The drying temperature is preferably in the range of 50 to 200 ° C, more preferably in the range of 70 to 150 ° C. The drying atmosphere may be an inert atmosphere such as nitrogen, helium or reduced pressure, an oxidizing atmosphere such as oxygen or air, or a mixed atmosphere of air and nitrogen, but it is preferably performed under reduced pressure, and is dried under normal pressure. It is also a preferable method to remove most of the solvent and then dry again under reduced pressure. The drying time is preferably 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 30 hours, and more preferably 1 to 20 hours.
(12)生成ポリアリーレンスルフィド
本発明により得られるPASは、耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気的性質並びに機械的性質に優れ、射出成形、射出圧縮成形、ブロー成形用途のみならず、押出成形により、シート、フィルム、繊維及びパイプなどの押出成形品に成形することができる。また、本発明により発現する顕著な効果として、PASの含む金属含量が公知の方法により得られるPASと比べて著しく低減されるため、電気的特性、特に絶縁特性が重視される用途には特に好ましく用いることが可能である。同時に、オリゴマー成分含有量も公知の方法により得られるPASと比べて著しく少ないため、耐薬品性やオリゴマー溶出量およびガス発生量が重要視される用途に好ましく用いることが可能である。
(12) Produced polyarylene sulfide PAS obtained by the present invention is excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, electrical properties and mechanical properties, and not only for injection molding, injection compression molding and blow molding, By extrusion molding, it can be formed into extruded products such as sheets, films, fibers and pipes. Further, as a remarkable effect manifested by the present invention, the metal content contained in PAS is remarkably reduced as compared with PAS obtained by a known method. Therefore, it is particularly preferable for applications in which electrical characteristics, particularly insulation characteristics, are important. It is possible to use. At the same time, the oligomer component content is remarkably small as compared with PAS obtained by a known method, so that it can be preferably used for applications in which chemical resistance, oligomer elution amount and gas generation amount are regarded as important.
また、本発明で得られるPASは、単独で用いてもよいし、所望に応じて、ガラス繊維、炭素繊維、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの無機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、着色剤などを添加することもでき、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、酸無水物基などの官能基を有するオレフィン系コポリマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエーテルエステルエラストマー、ポリエーテルアミドエラストマー、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリイミドなどの樹脂を配合することもできる。 In addition, the PAS obtained in the present invention may be used alone, or, as desired, inorganic fillers such as glass fiber, carbon fiber, titanium oxide, calcium carbonate, antioxidant, heat stabilizer, ultraviolet absorption. Agents, coloring agents, etc. can also be added. Polyamide, polysulfone, polyphenylene ether, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, epoxy group, carboxyl group, carboxylic acid ester Contains resins such as olefin copolymers, polyolefin elastomers, polyether ester elastomers, polyether amide elastomers, polyamide imides, polyacetals, and polyimides having functional groups such as groups and acid anhydride groups. Rukoto can also.
またその用途としては、例えばセンサー、LEDランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品等に代表される電気・電子部品;VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・レーザーディスク(登録商標)・コンパクトディスク等の音声機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品等に代表される家庭、事務電気製品部品;オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品:顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計等に代表される光学機器、精密機械関連部品;水道蛇口コマ、混合水栓、ポンプ部品、パイプジョイント、水量調節弁、逃がし弁、湯温センサー、水量センサー、水道メーターハウジングなどの水廻り部品;バルブオルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター,ICレギュレーター、排気ガスバルブ等の各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、燃料タンク、点火装置ケース、車速センサー、ケーブルライナー等の自動車・車両関連部品、その他各種用途が例示できる。 Applications include sensors, LED lamps, connectors, sockets, resistors, relay cases, switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, optical pickups, oscillators, various terminal boards, transformers, plugs, printed circuit boards, tuners. , Speakers, microphones, headphones, small motors, magnetic head bases, power modules, semiconductors, liquid crystals, FDD carriages, FDD chassis, motor brush holders, parabolic antennas, computer-related parts, etc .; VTR parts, TV parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts, acoustic parts, audio equipment parts such as audio / laser discs (registered trademark) / compact discs, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts , Homes such as typewriter parts, word processor parts, office electrical product parts; office computer-related parts, telephone-related parts, facsimile-related parts, copier-related parts, cleaning jigs, motor parts, lighters, typewriters Machine-related parts such as: Optical instruments such as microscopes, binoculars, cameras, watches, etc., precision machine-related parts; water faucet tops, mixing faucets, pump parts, pipe joints, water volume control valves, relief valves, Water temperature sensor, water volume sensor, water meter housing and other water-related parts; valve alternator terminal, alternator connector, IC regulator, various valves such as exhaust gas valve, fuel-related / exhaust / intake system pipes, air intake nozzle snorkel, intake Manifold, Pump, engine coolant joint, carburetor main body, carburetor spacer, exhaust gas sensor, coolant sensor, oil temperature sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, thermostat base for air conditioner, Heating hot air flow control valve, brush holder for radiator motor, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, transmission wire harness, window washer nozzle, air conditioner panel switch board, fuel Related coils for electromagnetic valves, connectors for fuses, horn terminals, electrical component insulation plates, Examples include step motor rotors, lamp sockets, lamp reflectors, lamp housings, brake pistons, solenoid bobbins, engine oil filters, fuel tanks, ignition device cases, vehicle speed sensors, cable liners, and other automobile / vehicle related parts.
本発明により得られたPASを用いたPASフィルムの製造方法としては、公知の溶融製膜方法を採用することができ、例えば、単軸または2軸の押出機中でPASを溶融後、フィルムダイより押出し冷却ドラム上で冷却してフィルムを作成する方法、あるいは、このようにして作成したフィルムをローラー式の縦延伸装置とテンターと呼ばれる横延伸装置にて縦横に延伸する二軸延伸法などにより製造することができるが、特にこれに限定されるものではない。 As a method for producing a PAS film using the PAS obtained according to the present invention, a known melt film-forming method can be employed. For example, after melting PAS in a single or twin screw extruder, More by a method of making a film by cooling on an extrusion cooling drum, or by a biaxial stretching method in which the film thus produced is stretched longitudinally and laterally by a roller-type longitudinal stretching apparatus and a transverse stretching apparatus called a tenter. Although it can manufacture, it is not specifically limited to this.
このようにして得られたPASフィルムは、優れた機械特性、電気特性、耐熱性を有しており、フィルムコンデンサーやチップコンデンサーの誘電体フィルム用途、回路基板、絶縁基板用途、モーター絶縁フィルム用途、トランス絶縁フィルム用途、離型用フィルム用途など各種用途に好適に使用することができる。 The PAS film thus obtained has excellent mechanical properties, electrical properties, heat resistance, dielectric film applications for film capacitors and chip capacitors, circuit boards, insulation substrate applications, motor insulation film applications, It can be suitably used for various applications such as transformer insulating film applications and release film applications.
本発明により得られるPASを用いたPAS繊維の製造方法としては、公知の溶融紡糸方法を適用することができ、例えば、原料であるPASチップを単軸または2軸の押出機に供給しながら混練し、ついで押出機の先端部に設置したポリマー流線入替器、濾過層などを経て紡糸口金より押出し、冷却、延伸、熱セットを行う方法などを採用することができるが、特にこれに限定されるものではない。 As a method for producing a PAS fiber using the PAS obtained by the present invention, a known melt spinning method can be applied. For example, kneading while supplying a raw material PAS chip to a single-screw or twin-screw extruder Then, a method of extruding from a spinneret through a polymer stream line changer installed at the tip of the extruder, a filtration layer, etc., cooling, stretching, heat setting, etc. can be adopted, but it is particularly limited to this. It is not something.
このようにして得られたPASのモノフィランメントあるいは短繊維は、抄紙ドライヤーキャンバス、ネットコンベヤー、バグフィルター、絶縁ペーパーなどの各種用途に好適に使用することができる。 The monofilaments or short fibers of PAS thus obtained can be suitably used for various applications such as paper-making dryer canvas, net conveyors, bag filters, and insulating paper.
(13)生成オリゴアリーレンスルフィド
本発明の方法で得られたオリゴアリーレンスルフィドは、通常、環式オリゴアリーレンスルフィドを50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上含む純度の高いものであり、一般的に得られる線状のPASとは異なる特性を有する工業的にも利用価値の高いものである。また、本発明の製造方法により得られる環式オリゴアリーレンスルフィドは前記式(チ)におけるmが単一ではなく、m=4〜50の異なるmを有する前記式(チ)が得られやすいという特徴を有する。ここで好ましいmの範囲は4〜25,より好ましくは4〜20である。mがこの範囲の場合、後述するように環式PASを開環重合に用いる場合に重合反応が進行しやすく、高分子量体が得られやすくなる傾向にある。この理由は現時点判然とはしないが、この範囲の環式PASは分子が環式であるがために生じる結合のゆがみが大きく、重合時に開環反応が起こりやすいためと推測している。
(13) Generated oligoarylene sulfide The oligoarylene sulfide obtained by the method of the present invention usually has a purity containing 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more of cyclic oligoarylene sulfide. It is expensive and has high utility value even industrially having characteristics different from the generally obtained linear PAS. In addition, the cyclic oligoarylene sulfide obtained by the production method of the present invention is characterized in that m in the formula (h) is not single and the formula (h) having m of 4 to 50 is easily obtained. Have Here, a preferable range of m is 4 to 25, and more preferably 4 to 20. When m is within this range, as will be described later, when cyclic PAS is used for ring-opening polymerization, the polymerization reaction tends to proceed, and a high molecular weight product tends to be easily obtained. The reason for this is not clear at this time, but it is assumed that cyclic PAS in this range has a large bond distortion due to the fact that the molecule is cyclic, and that a ring-opening reaction easily occurs during polymerization.
なお、mが単一の環式PASは単結晶として得られるため、極めて高い融解温度を有するが、本発明では環式PASは異なるmを有する混合物が得られやすく、これにより環式PASの融解温度が低いという特徴があり、このことはたとえば環式PASを溶融して用いる際の加熱温度を低くできるという優れた特徴を発現することになる。 In addition, since cyclic PAS having a single m is obtained as a single crystal, it has a very high melting temperature. However, in the present invention, cyclic PAS is easy to obtain a mixture having different m, and thus melting of cyclic PAS There is a feature that the temperature is low, and this expresses an excellent feature that, for example, the heating temperature when the cyclic PAS is melted and used can be lowered.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。これら例は例示的なものであって限定的なものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. These examples are illustrative and not limiting.
<分子量測定>
ポリアリーレンスルフィドの分子量はサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)の一種であるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算で算出した。GPCの測定条件を以下に示す。
装置:センシュー科学 SSC−7100
カラム名:センシュー科学 GPC3506
溶離液:1−クロロナフタレン
検出器:示差屈折率検出器
カラム温度:210℃
プレ恒温槽温度:250℃
ポンプ恒温槽温度:50℃
検出器温度:210℃
流量:1.0mL/min
試料注入量:300μL (スラリー状:約0.2重量%)。
<Molecular weight measurement>
The molecular weight of polyarylene sulfide was calculated in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC), which is a type of size exclusion chromatography (SEC). The measurement conditions for GPC are shown below.
Equipment: Senshu Science SSC-7100
Column name: Senshu Science GPC3506
Eluent: 1-chloronaphthalene detector: differential refractive index detector Column temperature: 210 ° C
Pre-constant temperature: 250 ° C
Pump bath temperature: 50 ° C
Detector temperature: 210 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min
Sample injection amount: 300 μL (slurry: about 0.2% by weight).
<アルカリ金属含有量の定量>
PAS及びオリゴアリーレンスルフィドスルフィドの含有するアルカリ金属含有量の定量は下記により行った。
(a) 試料を石英るつぼに秤とり、電気炉を用いて灰化した。
(b) 灰化物を濃硝酸で溶解した後、希硝酸で定容とした。
(c) 得られた定容液をICP重量分析法(装置;Agilent製4500)及びICP発光分光分析法(装置;PerkinElmer製Optima4300DV)に処した。
<Quantification of alkali metal content>
The alkali metal content contained in PAS and oligoarylene sulfide sulfide was determined as follows.
(A) The sample was weighed in a quartz crucible and incinerated using an electric furnace.
(B) After the ashed product was dissolved with concentrated nitric acid, the volume was made constant with diluted nitric acid.
(C) The obtained constant volume solution was subjected to ICP gravimetric analysis (apparatus; 4500 manufactured by Agilent) and ICP emission spectroscopic analysis (apparatus; Optima 4300DV manufactured by PerkinElmer).
<ポリアリーレンスルフィドの低分子化合物含有率>
ポリアリーレンスルフィドの低分子化合物の含有量は、PASを熱クロロホルムで抽出することで、熱クロロホルム可溶分の重量分率として見積もった。抽出操作は下記方法により行った。
(a)PAS5gをクロロホルム100gを用いて、バス温度85℃で5時間ソックスレー抽出した。
(b)ロータリーエバポレーターを用いて得られた抽出液からクロロホルムを留去した。
(c)ついで70℃にて真空乾燥を3時間行い、得られた固形分の重量を求め、PAS重量に対する重量分率を算出した。
<Low molecular compound content of polyarylene sulfide>
The content of the low molecular weight compound of polyarylene sulfide was estimated as the weight fraction of the soluble portion of hot chloroform by extracting PAS with hot chloroform. Extraction operation was performed by the following method.
(A) Soxhlet extraction was performed on 5 g of PAS using 100 g of chloroform at a bath temperature of 85 ° C. for 5 hours.
(B) Chloroform was distilled off from the extract obtained using a rotary evaporator.
(C) Next, vacuum drying was performed at 70 ° C. for 3 hours, the weight of the obtained solid content was determined, and the weight fraction with respect to the weight of PAS was calculated.
[参考例1]
ここでは従来技術によるPASの製造、すなわちスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させてPASの製造を行った例を示す。
[Reference Example 1]
Here, an example is shown in which PAS is produced according to the prior art, that is, PAS is produced by bringing a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound into contact with each other in an organic polar solvent.
攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブに、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を116.9g(1.00モル)、96%水酸化ナトリウム43.8g(1.05モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)198.3g(2.00モル)、酢酸ナトリウム8.2g(0.10モル)、及びイオン交換水150gを仕込んだ。オートクレーブに精留塔を取り付けた後、240rpmで攪拌を開始し、常圧で窒素を通じながら内温235℃まで約3時間かけて徐々に加熱した。この間に精留塔から212gが系外に留出した。また、硫化水素の飛散量は0.012モルであった。なお、留出液をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、水209gおよびNMP3.5gの混合液であり、反応系内の水及びNMPの量はそれぞれ2.3g、194.8gであることがわかった。 In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 116.9 g (1.00 mol) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide, 43.8 g (1.05 mol) of 96% sodium hydroxide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 198.3 g (2.00 mol), 8.2 g (0.10 mol) of sodium acetate, and 150 g of ion-exchanged water were charged. After attaching the rectifying column to the autoclave, stirring was started at 240 rpm, and the mixture was gradually heated to an internal temperature of 235 ° C. over about 3 hours while passing nitrogen at normal pressure. During this time, 212 g was distilled out of the rectification column. The amount of hydrogen sulfide scattered was 0.012 mol. In addition, as a result of analyzing the distillate by gas chromatography, it was found to be a mixed solution of 209 g of water and 3.5 g of NMP, and the amounts of water and NMP in the reaction system were 2.3 g and 194.8 g, respectively. .
留出終了後、反応容器を約160℃に冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)148.5g(1.01モル)およびNMP99.1g(1.00モル)を追添加し、反応容器を窒素ガス下に密封した。400rpmで撹拌しながら、約30分かけて200℃まで昇温した後、200℃から270℃まで0.6℃/分の速度で昇温して、270℃で反応を140分間継続した。その後、250℃まで15分かけて冷却しながら、水36g(2.00モル)を系内に注入し、次いで250℃から220℃まで 0.4℃/分の速度で冷却した。その後室温近傍まで急冷した。 After completion of the distillation, the reaction vessel was cooled to about 160 ° C., and 148.5 g (1.01 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 99.1 g (1.00 mol) of NMP were further added. Was sealed under nitrogen gas. While stirring at 400 rpm, the temperature was raised to 200 ° C. over about 30 minutes, and then the temperature was raised from 200 ° C. to 270 ° C. at a rate of 0.6 ° C./minute, and the reaction was continued at 270 ° C. for 140 minutes. Thereafter, 36 g (2.00 mol) of water was poured into the system while cooling to 250 ° C. over 15 minutes, and then cooled from 250 ° C. to 220 ° C. at a rate of 0.4 ° C./min. Thereafter, it was rapidly cooled to near room temperature.
内容物を取り出し、500gのNMPで希釈してスラリー状とし、85℃で約30分間攪拌した後、スラリーをステンレス製80meshふるいで濾別して固形分を回収した。得られた固形分にNMP400gを加え85℃で約30分間攪拌したのち同様に濾別し固形分を回収した。その後800gの温水で攪拌、洗浄、濾別する操作を5回繰り返し粒状の固形分を得た。これを60℃で熱風乾燥した後、120℃で減圧乾燥し、乾燥固体約90gを得た。 The contents were taken out, diluted with 500 g of NMP to form a slurry, and stirred at 85 ° C. for about 30 minutes, and then the slurry was filtered through a stainless 80 mesh sieve to recover the solid content. 400 g of NMP was added to the obtained solid content, and the mixture was stirred at 85 ° C. for about 30 minutes, followed by filtration in the same manner to recover the solid content. Thereafter, the operations of stirring, washing and filtering with 800 g of warm water were repeated 5 times to obtain a granular solid. This was dried with hot air at 60 ° C. and then dried under reduced pressure at 120 ° C. to obtain about 90 g of a dry solid.
この様にして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析(装置;島津社製FTIR−8100A)における吸収スペクトルより線状のポリフェニレンスルフィドであることがわかった。また重量平均分子量は38,600であった。ここで得られたポリフェニレンスルフィドを以下、PPS−1と称する。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it was found from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis (apparatus; FTIR-8100A manufactured by Shimadzu Corp.) that it was a linear polyphenylene sulfide. The weight average molecular weight was 38,600. The polyphenylene sulfide obtained here is hereinafter referred to as PPS-1.
[参考例2]
ここではスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをスルフィド化剤のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて、加熱して反応させて得られるPASとオリゴアリーレンスルフィドを含むPAS混合物からオリゴアリーレンスルフィドを分離する方法により、参考例1よりも分子量の低いPASを製造した例を示す。
[Reference Example 2]
Here, PAS and oligoarylene sulfide obtained by heating and reacting a sulfiding agent and a dihalogenated aromatic compound with an organic polar solvent of 1.25 liters or more per mole of the sulfur component of the sulfiding agent. An example in which a PAS having a molecular weight lower than that of Reference Example 1 was produced by a method of separating oligoarylene sulfide from a PAS mixture containing benzene was shown.
攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブに、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を14.03g(0.120モル)、96%水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液12.50g(0.144モル)、NMP615.0g(6.20モル)、及びp−DCB17.99g(0.122モル)を仕込んだ。反応容器内を十分に窒素置換した後、反応系内を窒素にて0.3MPa(ゲージ圧)まで加圧した。 A stainless steel autoclave equipped with a stirrer was charged with 14.03 g (0.120 mol) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide and 12.50 g (0.144 mol) of a 48 wt% aqueous solution prepared using 96% sodium hydroxide. ), 615.0 g (6.20 mol) of NMP, and 17.99 g (0.122 mol) of p-DCB. After sufficiently substituting the inside of the reaction vessel with nitrogen, the inside of the reaction system was pressurized to 0.3 MPa (gauge pressure) with nitrogen.
400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約25分かけて昇温した。次いで200℃から250℃まで約35分かけて昇温した。この段階での反応系内の圧力はゲージ圧で1.3MPaであった。250℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷してから内容物を回収した。 While stirring at 400 rpm, the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over about 25 minutes. Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 250 ° C. over about 35 minutes. The pressure in the reaction system at this stage was 1.3 MPa as a gauge pressure. After maintaining at 250 ° C. for 2 hours, the contents were recovered after quenching to near room temperature.
得られた内容物500gを約1500gのイオン交換水で希釈したのちに平均目開き10〜16マイクロメートルのガラスフィルターで濾過した。フィルターオン成分を約300gのイオン交換水に分散させ、70℃で30分攪拌し、再度前記同様の濾過を行う操作を計3回行い、白色固体を得た。これを80℃で一晩真空乾燥し、乾燥固体を得た。 500 g of the obtained content was diluted with about 1500 g of ion-exchanged water, and then filtered through a glass filter having an average opening of 10 to 16 micrometers. The filter-on component was dispersed in about 300 g of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 30 minutes, and filtered again in the same manner three times to obtain a white solid. This was vacuum dried at 80 ° C. overnight to obtain a dry solid.
得られた固形物を円筒濾紙に仕込み、溶剤としてクロロホルムを用いて約5時間ソックスレー抽出を行うことで固形分に含まれる低分子量成分を除去した。
抽出操作後に円筒濾紙内に残留した固形成分を70℃で一晩減圧乾燥しオフホワイト色の固体を約6.98g得た。分析の結果、赤外分光分析における吸収スペクトルよりこれは線状のポリフェニレンスルフィドであり、また、重量平均分子量は6,300であった。ここで得られたポリフェニレンスルフィドを以下、PPS−2と称する。
The obtained solid matter was charged into a cylindrical filter paper, and Soxhlet extraction was performed for about 5 hours using chloroform as a solvent to remove low molecular weight components contained in the solid content.
The solid component remaining in the cylindrical filter paper after the extraction operation was dried under reduced pressure at 70 ° C. overnight to obtain about 6.98 g of an off-white solid. As a result of the analysis, it was a linear polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 6,300 from the absorption spectrum in the infrared spectroscopic analysis. The polyphenylene sulfide obtained here is hereinafter referred to as PPS-2.
[参考例3]
ここでは、ポリアリーレンスルフィド(PPS−1)とスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で加熱させて得られるポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物の調製について示す。
[Reference Example 3]
Here, polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide, alkali metal halide and organic polar solvent obtained by heating polyarylene sulfide (PPS-1), a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent are used. The preparation of the reaction mixture containing is described.
撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例1で得られたPPS−1を10.37g(イオウ成分量0.0960mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を2.817g(水硫化ナトリウム1.345g(0.0240mol),水1.472g(0.0818mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液2.500g(水酸化ナトリウム1.200g(0.0300mol),水1.300g(0.0722mol))、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)615.0g(6.20mol)、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)3.528g(0.0240mol)を仕込んだ。PPS−1および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.120molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約5.0Lであった。 In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 10.37 g (0.0960 mol of sulfur component amount) of PPS-1 obtained in Reference Example 1 and 2.817 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (1. 345 g (0.0240 mol), 1.472 g (0.0818 mol) of water), 2.500 g of a 48 wt% aqueous solution prepared with sodium hydroxide having a purity of 96% (1.200 g of sodium hydroxide (0.0300 mol)), 1.300 g (0.0722 mol) of water), 615.0 g (6.20 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and 3.528 g (0.0240 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) were charged. . The total amount of sulfur components derived from PPS-1 and sodium hydrosulfide was 0.120 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 5.0 L.
反応容器内を十分に窒素置換した後、反応系内を窒素にて0.3MPa(ゲージ圧)まで加圧した。400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約25分かけて昇温した。次いで200℃から250℃まで約35分かけて昇温した。この段階での反応系内の圧力はゲージ圧で1.0MPaであった。250℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷してから内容物を回収した。 After sufficiently substituting the inside of the reaction vessel with nitrogen, the inside of the reaction system was pressurized to 0.3 MPa (gauge pressure) with nitrogen. While stirring at 400 rpm, the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over about 25 minutes. Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 250 ° C. over about 35 minutes. The pressure in the reaction system at this stage was 1.0 MPa as a gauge pressure. After holding at 250 ° C. for 1 hour, the contents were recovered after quenching to near room temperature.
[参考例4]
ここでは、ポリアリーレンスルフィド(PPS−2)とスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で加熱させて得られるポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物の調製について示す。
[Reference Example 4]
Here, polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide, alkali metal halide and organic polar solvent obtained by heating polyarylene sulfide (PPS-2), a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent are used. The preparation of the reaction mixture containing is described.
撹拌機を具備したステンレス製オートクレーブに参考例2で得られたPPS−2を10.37g(イオウ成分量0.0960mol)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を2.817g(水硫化ナトリウム1.345g(0.0240mol),水1.472g(0.0818mol))、純度96%の水酸化ナトリウムを用いて調製した48重量%水溶液2.500g(水酸化ナトリウム1.200g(0.0300mol),水1.300g(0.0722mol))、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)615.0g(6.20mol)、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)4.410g(0.0300mol)を仕込んだ。PPS−2および水硫化ナトリウムに由来するイオウ成分の合計は0.120molであり、反応混合物中のイオウ成分1モルあたりの溶媒量は約5.0Lであった。 In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 10.37 g (0.0960 mol of sulfur component amount) of PPS-2 obtained in Reference Example 2 and 2.817 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (1. 345 g (0.0240 mol), 1.472 g (0.0818 mol) of water), 2.500 g of a 48 wt% aqueous solution prepared with sodium hydroxide having a purity of 96% (1.200 g of sodium hydroxide (0.0300 mol)), 1.300 g (0.0722 mol) of water, 615.0 g (6.20 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and 4.410 g (0.0300 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) were charged. . The total amount of sulfur components derived from PPS-2 and sodium hydrosulfide was 0.120 mol, and the amount of solvent per mol of sulfur component in the reaction mixture was about 5.0 L.
反応容器内を十分に窒素置換した後、反応系内を窒素にて0.3MPa(ゲージ圧)まで加圧した。400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約25分かけて昇温した。次いで200℃から250℃まで約35分かけて昇温した。この段階での反応系内の圧力はゲージ圧で1.0MPaであった。250℃で1時間保持した後、室温近傍まで急冷してから内容物を回収した。 After sufficiently substituting the inside of the reaction vessel with nitrogen, the inside of the reaction system was pressurized to 0.3 MPa (gauge pressure) with nitrogen. While stirring at 400 rpm, the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over about 25 minutes. Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 250 ° C. over about 35 minutes. The pressure in the reaction system at this stage was 1.0 MPa as a gauge pressure. After holding at 250 ° C. for 1 hour, the contents were recovered after quenching to near room temperature.
[実施例1]
ここでは参考例3で得られた反応混合物を固液分離(A)および固液分離(B)に処してポリフェニレンスルフィドおよびオリゴフェニレンスルフィドを分離する方法について例示する。
[Example 1]
Here, a method for separating polyphenylene sulfide and oligophenylene sulfide by subjecting the reaction mixture obtained in Reference Example 3 to solid-liquid separation (A) and solid-liquid separation (B) will be exemplified.
<固液分離(A)>
底栓弁および底部にガラス製フィルター(平均目開き10μ)を具備したステンレス製耐圧容器に参考例3で得られた反応液100gを仕込んだ。常圧下で攪拌しながら180℃に加熱した後、容器を窒素下に密閉した。ついで235℃まで加熱し1時間保持した。
<Solid-liquid separation (A)>
100 g of the reaction solution obtained in Reference Example 3 was charged in a stainless steel pressure vessel equipped with a bottom plug valve and a glass filter (average opening 10 μm) at the bottom. After heating to 180 ° C. with stirring under normal pressure, the vessel was sealed under nitrogen. Subsequently, it heated to 235 degreeC and hold | maintained for 1 hour.
容器の底栓弁出口に冷却管を取り付け、底栓弁を開放して濾過を行った。途中濾過速度が低下した段階で容器内を窒素で加圧しながら濾液を回収した。この操作により濾液約99g、固形分約0.55gを回収した。 A cooling pipe was attached to the bottom plug valve outlet of the container, and the bottom plug valve was opened for filtration. The filtrate was recovered while pressurizing the inside of the container with nitrogen at the stage when the filtration rate was lowered. By this operation, about 99 g of filtrate and about 0.55 g of solid content were recovered.
<固液分離(B)>
固液分離(A)で得られた濾液を100℃に加熱した。この段階で(A)の固液分離で得られた濾液は不溶部を含むスラリー状であった。このスラリーをPTFE製フィルター(平均目開き10μm)で吸引濾過した。この操作により固形分約2.1g、濾液約97gを回収した。
<Solid-liquid separation (B)>
The filtrate obtained by solid-liquid separation (A) was heated to 100 ° C. At this stage, the filtrate obtained by solid-liquid separation (A) was in the form of a slurry containing an insoluble part. This slurry was subjected to suction filtration with a PTFE filter (average opening 10 μm). By this operation, about 2.1 g of solid content and about 97 g of filtrate were recovered.
得られた固形分を3%酢酸水溶液300gに分散させた後、70℃に加熱して30分攪拌を継続した。スラリーをガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)で濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約1.4g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は68%)を得た。
この様にして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量6,400のポリマーであることがわかった。また、低分子化合物含有率は0.25重量%、アルカリ金属含有量は140ppmであり、極めて純度の高いPPSであることがわかった。
The obtained solid content was dispersed in 300 g of a 3% aqueous acetic acid solution, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. The slurry was filtered through a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid was vacuum dried at 70 ° C. overnight, and about 1.4 g of dry solid (68% yield on the assumption that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) Got.
As a result of analyzing the solid thus obtained, it was determined that the polymer was a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and was a polymer having a weight average molecular weight of 6,400 based on GPC measurement. all right. The low molecular compound content was 0.25% by weight, the alkali metal content was 140 ppm, and it was found that the PPS was extremely high in purity.
<オリゴアリーレンスルフィドの回収>
固液分離(B)で得られた濾液成分を約8倍量の脱イオン水に滴下して析出した脱イオン水不溶成分を、平均孔径1μmの濾紙を用いて濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約0.61g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は30%)を得た。
<Recovery of oligoarylene sulfide>
The filtrate component obtained by solid-liquid separation (B) was dropped into about 8 times the amount of deionized water and the deionized water insoluble component deposited was filtered using a filter paper having an average pore size of 1 μm to obtain a solid content. . The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 0.61 g of dry solid (30% when assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) Got.
このようにして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量1,000のオリゴマーであることが分かった。また、高速液体クロマトグラフィーにより成分分割した成分のマススペクトル分析(装置;日立製M−1200H)、更にMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4〜12の環式オリゴフェニレンスルフィドを主要成分とする混合物であり、環式オリゴフェニレンスルフィドの重量分率は約80%と純度の高い環式オリゴアリーレンスルフィドであることが分かった。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it is a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units based on an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and is an oligomer having a weight average molecular weight of 1,000 based on GPC measurement. I understood. In addition, this white powder is a cyclic oligo having 4 to 12 repeating units based on mass spectral analysis of the components separated by high performance liquid chromatography (apparatus; Hitachi M-1200H) and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture containing phenylene sulfide as a main component, and the weight fraction of cyclic oligophenylene sulfide was found to be about 80% and high purity cyclic oligoarylene sulfide.
[実施例2]
ここでは、分子量6,300と参考例3よりも低分子量のPPSを原料に用いて反応を行った、参考例4で得られた反応混合物を固液分離(A)および固液分離(B)に処してポリフェニレンスルフィドおよびオリゴフェニレンスルフィドを分離する方法について例示する。
[Example 2]
Here, the reaction mixture obtained in Reference Example 4 was reacted using PPS having a molecular weight of 6,300 and a lower molecular weight than that of Reference Example 3 as a raw material. Solid-liquid separation (A) and solid-liquid separation (B) An example of a method for separating polyphenylene sulfide and oligophenylene sulfide by the above method is described.
<固液分離(A)>
底栓弁および底部にガラス製フィルター(平均目開き10μ)を具備したステンレス製耐圧容器に参考例4で得られた反応液100gを仕込んだ。常圧下で攪拌しながら180℃に加熱した後、容器を窒素下に密閉した。ついで235℃まで加熱し1時間保持した。
<Solid-liquid separation (A)>
100 g of the reaction solution obtained in Reference Example 4 was charged into a stainless steel pressure vessel having a bottom plug valve and a glass filter (average opening 10 μm) at the bottom. After heating to 180 ° C. with stirring under normal pressure, the vessel was sealed under nitrogen. Subsequently, it heated to 235 degreeC and hold | maintained for 1 hour.
容器の底栓弁出口に冷却管を取り付け、底栓弁を開放して濾過を行った。途中濾過速度が低下した段階で容器内を窒素で加圧しながら濾液を回収した。この操作により濾液約99g、固形分約0.54gを回収した。 A cooling pipe was attached to the bottom plug valve outlet of the container, and the bottom plug valve was opened for filtration. The filtrate was recovered while pressurizing the inside of the container with nitrogen at the stage when the filtration rate was lowered. By this operation, about 99 g of filtrate and about 0.54 g of solid content were recovered.
<固液分離(B)>
固液分離(A)で得られた濾液を100℃に加熱した。この段階で固液分離(A)で得られた濾液は不溶部を含むスラリー状であった。このスラリーをPTFE製フィルター(平均目開き10μm)で吸引濾過した。この操作により固形分約2.0g、濾液約97gを回収した。
<Solid-liquid separation (B)>
The filtrate obtained by solid-liquid separation (A) was heated to 100 ° C. The filtrate obtained by solid-liquid separation (A) at this stage was a slurry containing an insoluble part. This slurry was subjected to suction filtration with a PTFE filter (average opening 10 μm). By this operation, about 2.0 g of solid content and about 97 g of filtrate were recovered.
得られた固形分を3%酢酸水溶液300gに分散させた後、70℃に加熱して30分攪拌を継続した。スラリーをガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)で濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約1.4g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は67%)を得た。 The obtained solid content was dispersed in 300 g of a 3% aqueous acetic acid solution, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. The slurry was filtered through a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 1.4 g of dry solid (yield on the assumption that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components was 67%) Got.
この様にして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量6,300のポリマーであることがわかった。また、低分子化合物含有率は0.25重量%、アルカリ金属含有量は140ppmであり、極めて純度の高いPPSであることがわかった。 As a result of analyzing the solid obtained in this manner, it is a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units based on an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and a polymer having a weight average molecular weight of 6,300 based on GPC measurement. all right. The low molecular compound content was 0.25% by weight, the alkali metal content was 140 ppm, and it was found that the PPS was extremely high in purity.
<オリゴアリーレンスルフィドの回収>
固液分離(B)で得られた濾液成分を約8倍量の脱イオン水に滴下して析出した脱イオン水不溶成分を、平均孔径1μmの濾紙を用いて濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る作業を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾固固体約0.62g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は30%)を得た。
<Recovery of oligoarylene sulfide>
The filtrate component obtained by solid-liquid separation (B) was dropped into about 8 times the amount of deionized water and the deionized water insoluble component deposited was filtered using a filter paper having an average pore size of 1 μm to obtain a solid content. . The process of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain a solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 0.62 g of dried solid (30% yield assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) )
このようにして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量1,000のオリゴマーであることが分かった。また、高速液体クロマトグラフィーにより成分分割した成分のマススペクトル分析(装置;日立製M−1200H)、更にMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4〜12の環式オリゴフェニレンスルフィドを主要成分とする混合物であり、環式オリゴフェニレンスルフィドの重量分率は約78%と純度の高い環式オリゴアリーレンスルフィドであることが分かった。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it is a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units based on an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and is an oligomer having a weight average molecular weight of 1,000 based on GPC measurement. I understood. In addition, this white powder is a cyclic oligo having 4 to 12 repeating units based on mass spectral analysis of the components separated by high performance liquid chromatography (apparatus; Hitachi M-1200H) and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture containing phenylene sulfide as a main component, and the weight fraction of cyclic oligophenylene sulfide was found to be about 78%, which is a highly pure cyclic oligoarylene sulfide.
[実施例3]
ここでは、参考例4で得られた反応混合物を固液分離(A)および固液分離(B)に処してポリフェニレンスルフィドおよびオリゴフェニレンスルフィドを分離する方法について、固液分離温度(B)の温度を実施例2よりも高温にして行った。
[Example 3]
Here, regarding the method of subjecting the reaction mixture obtained in Reference Example 4 to solid-liquid separation (A) and solid-liquid separation (B) to separate polyphenylene sulfide and oligophenylene sulfide, the temperature of solid-liquid separation temperature (B) Was performed at a higher temperature than in Example 2.
<固液分離(A)>
底栓弁および底部にガラス製フィルター(平均目開き10μ)を具備したステンレス製耐圧容器に参考例4で得られた反応液100gを仕込んだ。常圧下で攪拌しながら180℃に加熱した後、容器を窒素下に密閉した。ついで235℃まで加熱し1時間保持した。
<Solid-liquid separation (A)>
100 g of the reaction solution obtained in Reference Example 4 was charged into a stainless steel pressure vessel having a bottom plug valve and a glass filter (average opening 10 μm) at the bottom. After heating to 180 ° C. with stirring under normal pressure, the vessel was sealed under nitrogen. Subsequently, it heated to 235 degreeC and hold | maintained for 1 hour.
容器の底栓弁出口に冷却管を取り付け、底栓弁を開放して濾過を行った。途中濾過速度が低下した段階で容器内を窒素で加圧しながら濾液を回収した。この操作により濾液約99g、固形分約0.55gを回収した。 A cooling pipe was attached to the bottom plug valve outlet of the container, and the bottom plug valve was opened for filtration. The filtrate was recovered while pressurizing the inside of the container with nitrogen at the stage when the filtration rate was lowered. By this operation, about 99 g of filtrate and about 0.55 g of solid content were recovered.
<固液分離(B)>
固液分離(A)で得られた濾液を150℃に加熱した。この段階で固液分離(A)で得られた濾液は不溶部を含むスラリー状であった。このスラリーをPTFE製フィルター(平均目開き10μm)で吸引濾過した。この操作により固形分約1.6g、濾液約98gを回収した。
<Solid-liquid separation (B)>
The filtrate obtained by solid-liquid separation (A) was heated to 150 ° C. The filtrate obtained by solid-liquid separation (A) at this stage was a slurry containing an insoluble part. This slurry was subjected to suction filtration with a PTFE filter (average opening 10 μm). By this operation, about 1.6 g of solid content and about 98 g of filtrate were recovered.
得られた固形分を3%酢酸水溶液300gに分散させた後、70℃に加熱して30分攪拌を継続した。スラリーをガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)で濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約1.2g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は57%)を得た。 The obtained solid content was dispersed in 300 g of a 3% aqueous acetic acid solution, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. The slurry was filtered through a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 1.2 g of dried solid (57% assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) Got.
この様にして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量6,400のポリマーであることがわかった。また、低分子化合物含有率は0.21重量%、アルカリ金属含有量は130ppmであり、極めて純度の高いPPSであることがわかった。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it was determined that the polymer was a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and was a polymer having a weight average molecular weight of 6,400 based on GPC measurement. all right. The low molecular compound content was 0.21% by weight, the alkali metal content was 130 ppm, and it was found that the PPS was extremely high in purity.
固液分離(B)の温度を高温にすることで、収率は低下するものの、より低分子化合物含有率の低減された高純度のPPSが得られることが分かった。 It was found that by increasing the temperature of the solid-liquid separation (B), a high-purity PPS with a lower content of low-molecular compounds was obtained, although the yield decreased.
<オリゴアリーレンスルフィドの回収>
固液分離(B)で得られた濾液成分を約8倍量の脱イオン水に滴下して析出した脱イオン水不溶成分を、平均孔径1μmの濾紙を用いて濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る作業を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾固固体約0.82g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は40%)を得た。
<Recovery of oligoarylene sulfide>
The filtrate component obtained by solid-liquid separation (B) was dropped into about 8 times the amount of deionized water and the deionized water insoluble component deposited was filtered using a filter paper having an average pore size of 1 μm to obtain a solid content. . The process of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain a solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 0.82 g of dry solid (40% yield assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) )
このようにして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量1,000のオリゴマーであることが分かった。また、高速液体クロマトグラフィーにより成分分割した成分のマススペクトル分析(装置;日立製M−1200H)、更にMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4〜12の環式オリゴフェニレンスルフィドを主要成分とする混合物であり、環式オリゴフェニレンスルフィドの重量分率が約64%の環式オリゴアリーレンスルフィドであることが分かった。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it is a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units based on an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and is an oligomer having a weight average molecular weight of 1,000 based on GPC measurement. I understood. In addition, this white powder is a cyclic oligo having 4 to 12 repeating units based on mass spectral analysis of the components separated by high performance liquid chromatography (apparatus; Hitachi M-1200H) and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture containing phenylene sulfide as a main component, and was found to be a cyclic oligoarylene sulfide having a weight fraction of cyclic oligophenylene sulfide of about 64%.
[実施例4]
ここでは、参考例4で得られた反応混合物を固液分離(A)および固液分離(B)に処してポリフェニレンスルフィドおよびオリゴフェニレンスルフィドを分離する方法について、固液分離温度(B)の温度を実施例2よりも低温にして行った。
[Example 4]
Here, regarding the method of subjecting the reaction mixture obtained in Reference Example 4 to solid-liquid separation (A) and solid-liquid separation (B) to separate polyphenylene sulfide and oligophenylene sulfide, the temperature of solid-liquid separation temperature (B) Was carried out at a temperature lower than that in Example 2.
<固液分離(A)>
底栓弁および底部にガラス製フィルター(平均目開き10μ)を具備したステンレス製耐圧容器に参考例4で得られた反応液100gを仕込んだ。常圧下で攪拌しながら180℃に加熱した後、容器を窒素下に密閉した。ついで235℃まで加熱し1時間保持した。
<Solid-liquid separation (A)>
100 g of the reaction solution obtained in Reference Example 4 was charged into a stainless steel pressure vessel having a bottom plug valve and a glass filter (average opening 10 μm) at the bottom. After heating to 180 ° C. with stirring under normal pressure, the vessel was sealed under nitrogen. Subsequently, it heated to 235 degreeC and hold | maintained for 1 hour.
容器の底栓弁出口に冷却管を取り付け、底栓弁を開放して濾過を行った。途中濾過速度が低下した段階で容器内を窒素で加圧しながら濾液を回収した。この操作により濾液約99g、固形分約0.55gを回収した。 A cooling pipe was attached to the bottom plug valve outlet of the container, and the bottom plug valve was opened for filtration. The filtrate was recovered while pressurizing the inside of the container with nitrogen at the stage when the filtration rate was lowered. By this operation, about 99 g of filtrate and about 0.55 g of solid content were recovered.
<固液分離(B)>
固液分離(A)で得られた濾液を50℃に加熱した。この段階で固液分離(A)で得られた濾液は不溶部を含むスラリー状であった。このスラリーをPTFE製フィルター(平均目開き10μm)で吸引濾過した。この操作により固形分約2.2g、濾液約97gを回収した。
<Solid-liquid separation (B)>
The filtrate obtained by solid-liquid separation (A) was heated to 50 ° C. The filtrate obtained by solid-liquid separation (A) at this stage was a slurry containing an insoluble part. This slurry was subjected to suction filtration with a PTFE filter (average opening 10 μm). By this operation, about 2.2 g of solid content and about 97 g of filtrate were recovered.
得られた固形分を3%酢酸水溶液300gに分散させた後、70℃に加熱して30分攪拌を継続した。スラリーをガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)で濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約1.4g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は69%)を得た。 The obtained solid content was dispersed in 300 g of a 3% aqueous acetic acid solution, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. The slurry was filtered through a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 1.4 g of dry solid (69% yield assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) Got.
この様にして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量6,300のポリマーであることがわかった。また、低分子化合物含有率は0.33重量%、アルカリ金属含有量は170ppmであり、極めて純度の高いPPSであることがわかった。 As a result of analyzing the solid obtained in this manner, it is a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units based on an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and a polymer having a weight average molecular weight of 6,300 based on GPC measurement. all right. The low molecular compound content was 0.33% by weight, and the alkali metal content was 170 ppm, indicating that the PPS was extremely high in purity.
<オリゴアリーレンスルフィドの回収>
固液分離(B)で得られた濾液成分を約8倍量の脱イオン水に滴下して析出した脱イオン水不溶成分を、平均孔径1μmの濾紙を用いて濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る作業を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾固固体約0.58g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は29%)を得た。
<Recovery of oligoarylene sulfide>
The filtrate component obtained by solid-liquid separation (B) was dropped into about 8 times the amount of deionized water and the deionized water insoluble component deposited was filtered using a filter paper having an average pore size of 1 μm to obtain a solid content. . The process of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain a solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight and about 0.58 g of dry solid (29% yield assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) )
このようにして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量1,000のオリゴマーであることが分かった。また、高速液体クロマトグラフィーにより成分分割した成分のマススペクトル分析(装置;日立製M−1200H)、更にMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4〜12の環式オリゴフェニレンスルフィドを主要成分とする混合物であり、環式オリゴフェニレンスルフィドの重量分率が約90%の環式オリゴアリーレンスルフィドであることが分かった。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it is a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units based on an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and is an oligomer having a weight average molecular weight of 1,000 based on GPC measurement. I understood. In addition, this white powder is a cyclic oligo having 4 to 12 repeating units based on mass spectral analysis of the components separated by high performance liquid chromatography (apparatus; Hitachi M-1200H) and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture containing phenylene sulfide as a main component, and was found to be a cyclic oligoarylene sulfide having a weight fraction of cyclic oligophenylene sulfide of about 90%.
固液分離(B)の温度を低温にすることで、収率は低下するものの、より純度の高い環状オリゴフェニレンスルフィドが得られることが分かった。 It was found that by reducing the temperature of the solid-liquid separation (B), a cyclic oligophenylene sulfide having a higher purity can be obtained although the yield is lowered.
[実施例5]
ここでは、参考例4で得られた反応混合物の回収において、固液分離(A)を行わなかった場合について例示する。
[Example 5]
Here, the case where solid-liquid separation (A) is not performed in the recovery of the reaction mixture obtained in Reference Example 4 is illustrated.
<固液分離(B)>
参考例4で得られた反応混合物100gを100℃に加熱して撹拌した。この反応混合物をPTFE製フィルター(平均孔径1μm)で熱時吸引濾過した。この操作により固形分約2.6g、濾液約97gを回収した。
<Solid-liquid separation (B)>
100 g of the reaction mixture obtained in Reference Example 4 was heated to 100 ° C. and stirred. The reaction mixture was subjected to suction filtration with heat through a PTFE filter (average pore size 1 μm). By this operation, about 2.6 g of solid content and about 97 g of filtrate were recovered.
得られた固形分を3%酢酸水溶液300gに分散させた後、70℃に加熱して30分攪拌を継続した。スラリーをガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)で濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約1.4g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は67%)を得た。 The obtained solid content was dispersed in 300 g of a 3% aqueous acetic acid solution, then heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes. The slurry was filtered through a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 1.4 g of dry solid (yield on the assumption that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components was 67%) Got.
このようにして得られたPPSを分析した結果、重量平均分子量6,300のポリマーであることが分かった。また、低分子含有率は0.32重量%、アルカリ金属含有量は2,800ppmであり、低分子含有量の低減された純度の高いPPSであることがわかった。アルカリ金属含有量の低減されたより純度の高いPPSを得るためには、(A)の固液分離を行う方がより好ましい容態であることが分かった。 As a result of analyzing the PPS thus obtained, it was found to be a polymer having a weight average molecular weight of 6,300. The low molecular content was 0.32% by weight, the alkali metal content was 2,800 ppm, and it was found that the PPS was a high purity PPS with a reduced low molecular content. In order to obtain a PPS having a higher purity and a reduced alkali metal content, it was found that the solid-liquid separation of (A) is a more preferable condition.
<オリゴアリーレンスルフィドの回収>
固液分離(B)で得られた濾液成分を約8倍量の脱イオン水に滴下して析出した脱イオン水不溶成分を、平均孔径1μmの濾紙を用いて濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約0.62g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は30%)を得た。
<Recovery of oligoarylene sulfide>
The filtrate component obtained by solid-liquid separation (B) was dropped into about 8 times the amount of deionized water and the deionized water insoluble component deposited was filtered using a filter paper having an average pore size of 1 μm to obtain a solid content. . The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 0.62 g of dry solid (30% when assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components) Got.
このようにして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体(PPS)であり、GPC測定より重量平均分子量1,000のオリゴマーであることが分かった。また、高速液体クロマトグラフィーにより成分分割した成分のマススペクトル分析(装置;日立製M−1200H)、更にMALDI−TOF−MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4〜12の環式オリゴフェニレンスルフィドを主要成分とする混合物であり、環式オリゴフェニレンスルフィドの重量分率は約78%と、純度の高い環式オリゴフェニレンスルフィドが得られることが分かった。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it is a polymer (PPS) composed of phenylene sulfide units based on an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and is an oligomer having a weight average molecular weight of 1,000 based on GPC measurement. I understood. In addition, this white powder is a cyclic oligo having 4 to 12 repeating units based on mass spectral analysis of the components separated by high performance liquid chromatography (apparatus; Hitachi M-1200H) and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture containing phenylene sulfide as a main component, and the weight fraction of cyclic oligophenylene sulfide was about 78%, and it was found that highly pure cyclic oligophenylene sulfide was obtained.
[比較例1]
ここでは、参考例4で得られた反応混合物の回収において、固液分離(B)を行わなかった場合について例示する。
[Comparative Example 1]
Here, the case where solid-liquid separation (B) is not performed in the recovery of the reaction mixture obtained in Reference Example 4 is illustrated.
参考例4で得られた反応液100gを用いて固液分離(A)まで実施例2と同様に実施し、固液分離(A)で得られた濾液成分を約3倍量の脱イオン水に滴下して析出した脱イオン水不溶成分を、ガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)を用いて濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水300gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約2.0g(反応時に反応系内に存在するイオウ成分がすべてPPS成分に転化すると仮定した場合の収率は97%)を得た。このようにして得られたPPSを分析した結果、重量平均分子量4,800のポリマーであることが分かった。また、低分子含有率は25重量%、アルカリ金属含有量は190ppmであった。低分子含有量の低減された純度の高いPPSを得るためには固液分離(B)が必須であることがわかった。 Using 100 g of the reaction solution obtained in Reference Example 4, the same procedure as in Example 2 was carried out until solid-liquid separation (A), and the filtrate component obtained in solid-liquid separation (A) was added about 3 times as much deionized water. The deionized water-insoluble component deposited by dripping onto the filter was filtered using a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 300 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain a solid content was repeated three times. The obtained solid was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight, and about 2.0 g of dried solid (yield assuming that all sulfur components present in the reaction system during the reaction were converted to PPS components was 97%) Got. As a result of analyzing the PPS thus obtained, it was found to be a polymer having a weight average molecular weight of 4,800. The low molecular content was 25% by weight and the alkali metal content was 190 ppm. It was found that solid-liquid separation (B) is essential in order to obtain high-purity PPS with a low molecular content.
[比較例2]
ここでは、一般的な手法により、ポリフェニレンスルフィド、オリゴフェニレンスルフィドおよびアルカリ金属ハロゲン化物を含む反応混合物を調製し、この反応混合物からPPS成分(PPSおよびオリゴフェニレンスルフィドの混合物)を回収した例を示す。
[Comparative Example 2]
Here, an example is shown in which a reaction mixture containing polyphenylene sulfide, oligophenylene sulfide, and alkali metal halide is prepared by a general technique, and a PPS component (a mixture of PPS and oligophenylene sulfide) is recovered from this reaction mixture.
攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブに、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を58.4g(0.50モル)、96%水酸化ナトリウム23.0g(0.53モル)をイオン交換水50gに溶解した水溶液、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)198g(2.00モル)を仕込んだ。オートクレーブに精留塔を取り付けた後、常圧で窒素を通じて攪拌しながら内温210℃まで約3時間かけて徐々に加熱した。この間に精留塔から80gが系外に留出した。また、硫化水素の飛散量は0.012モルであった。なお、留出液をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、水76.5gおよびNMP3.5gの混合液であり、反応系内の水及びNMPの量はそれぞれ3.8g、195gであることがわかった。 In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 58.4 g (0.50 mol) of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide and 23.0 g (0.53 mol) of 96% sodium hydroxide were dissolved in 50 g of ion-exchanged water. An aqueous solution, 198 g (2.00 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was charged. After the rectification tower was attached to the autoclave, it was gradually heated to an internal temperature of 210 ° C. over about 3 hours while stirring through nitrogen at normal pressure. During this period, 80 g was distilled out of the system from the rectification column. The amount of hydrogen sulfide scattered was 0.012 mol. As a result of analyzing the distillate by gas chromatography, it was found that the distillate was a mixture of 76.5 g of water and 3.5 g of NMP, and the amounts of water and NMP in the reaction system were 3.8 g and 195 g, respectively. .
留出終了後、反応容器を約160℃に冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)73.1g(0.50モル)およびNMP300g(1.00モル)を追添加し、反応容器を窒素ガス下に密封した。撹拌しながら、加熱を行い200℃から250℃まで約50分かけて昇温して、250℃で2時間保持した後室温近傍まで急冷した。 After completion of the distillation, the reaction vessel was cooled to about 160 ° C., 73.1 g (0.50 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 300 g (1.00 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was charged with nitrogen. Sealed under gas. While stirring, the mixture was heated and heated from 200 ° C. to 250 ° C. over about 50 minutes, held at 250 ° C. for 2 hours, and then rapidly cooled to near room temperature.
このようにして得られた反応物を100g分取し、1%酢酸水溶液300gを加えた。攪拌してスラリー状にした後、70℃に加熱して30分攪拌を継続した。スラリーをガラスフィルター(平均孔径10〜16μm)で濾過して固形分を得た。得られた固形分をイオン交換水100gに分散させ70℃で30分攪拌して濾過して固形分を得る操作を3回繰り返した。得られた固形分を70℃で一晩真空乾燥に処し、乾燥固体約8.2g(仕込のスルフィド化剤に対する収率97%)を得た。 100 g of the reaction product thus obtained was collected, and 300 g of a 1% aqueous acetic acid solution was added. After stirring to form a slurry, the mixture was heated to 70 ° C. and stirring was continued for 30 minutes. The slurry was filtered through a glass filter (average pore diameter of 10 to 16 μm) to obtain a solid content. The operation of dispersing the obtained solid content in 100 g of ion-exchanged water, stirring at 70 ° C. for 30 minutes and filtering to obtain the solid content was repeated three times. The obtained solid content was subjected to vacuum drying at 70 ° C. overnight to obtain about 8.2 g of a dry solid (yield 97% based on the charged sulfidizing agent).
この様にして得られた固体を分析した結果、赤外分光分析(装置;島津社製FTIR−8100A)における吸収スペクトルより、フェニレンスルフィド単位からなる重合体であり、GPC測定より重量平均分子量16,500のポリマーであることがわかった。また、低分子化合物含有率は4.8重量%、アルカリ金属含有量は8,000ppmであった。本発明の特徴である、ポリフェニレンスルフィドを原料に用いた反応、固液分離(A)および固液分離(B)を行わない一般的な合成、回収方法で得られるPPSは極めて多くの低分子化合物および金属成分を含むものであった。 As a result of analyzing the solid thus obtained, it was a polymer composed of phenylene sulfide units from an absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis (apparatus; FTIR-8100A manufactured by Shimadzu Corporation), and a weight average molecular weight of 16, It was found to be 500 polymers. The low molecular compound content was 4.8% by weight, and the alkali metal content was 8,000 ppm. PPS obtained by a general synthesis and recovery method that does not perform the reaction using polyphenylene sulfide as a raw material, solid-liquid separation (A), and solid-liquid separation (B), which is a feature of the present invention, is an extremely large number of low molecular weight compounds. And a metal component.
Claims (12)
(a)ポリアリーレンスルフィド、
(b)スルフィド化剤および
(c)ジハロゲン化芳香族化合物
を有機極性溶媒中で反応させて得られる、少なくともポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物を、重量平均分子量が5,000〜100,000のポリアリーレンスルフィドが溶解せずかつ重量平均分子量が200〜2,500のオリゴアリーレンスルフィドが可溶な温度領域で固液分離(B)に処することを特徴とするポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。 At least (a) polyarylene sulfide,
A reaction mixture containing at least polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide, alkali metal halide and organic polar solvent, obtained by reacting (b) a sulfidizing agent and (c) a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent, The solid-liquid separation (B) is performed in a temperature range in which the polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 does not dissolve and the oligoarylene sulfide having a weight average molecular weight of 200 to 2,500 is soluble. A method for producing polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide, which is characterized.
(a)ポリアリーレンスルフィド、
(b)スルフィド化剤および
(c)ジハロゲン化芳香族化合物
を有機極性溶媒中で反応させて得られる、少なくともポリアリーレンスルフィド、オリゴアリーレンスルフィド、アルカリ金属ハロゲン化物及び有機極性溶媒を含む反応混合物を、重量平均分子量が5,000〜100,000のポリアリーレンスルフィドが溶解するに足る温度で固液分離(A)に処することでポリアリーレンスルフィド、重量平均分子量が200〜2,500のオリゴアリーレンスルフィド及び有機極性溶媒を含む濾液成分を得て、次いで、前記濾液成分を重量平均分子量が5,000〜100,000のポリアリーレンスルフィドが溶解しない温度とした後に固液分離(B)に処することを特徴とするポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの製造方法。 At least (a) polyarylene sulfide,
A reaction mixture containing at least polyarylene sulfide, oligoarylene sulfide, alkali metal halide and organic polar solvent, obtained by reacting (b) a sulfidizing agent and (c) a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent, The polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 is subjected to solid-liquid separation (A) at a temperature sufficient to dissolve the polyarylene sulfide, the oligoarylene sulfide having a weight average molecular weight of 200 to 2,500, and A filtrate component containing an organic polar solvent is obtained, and then the filtrate component is subjected to solid-liquid separation (B) after the temperature of the polyarylene sulfide having a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000 is not dissolved. Polyarylene sulfide and oligoarylene luffy The method of production.
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