JP6120054B2 - ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法 - Google Patents
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Description
ポリアリーレンスルフィド樹脂は重合反応後に粗反応混合物を固液分離して溶媒を留去した後、樹脂中の不純物を除去する各種精製処理が行われているが、単純に水洗、濾過を行っただけではポリアリーレンスルフィド樹脂の分子末端に存在するナトリウムイオンなどの金属イオン含有量が高く、成形加工時に結晶化時間が長くなり生産性が低くなるという問題があった。
本発明は、有機極性溶媒中で、ポリハロ芳香族化合物と(i)アルカリ金属硫化物とを反応させてポリアリーレンスルフィド樹脂とアルカリ金属水硫化物を含む粗反応混合物を得るか、または、ポリハロ芳香族化合物と(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物とを反応させてポリアリーレンスルフィド樹脂と、アルカリ金属水硫化物を含む粗反応混合物を得る。
続いて、本発明は、該粗反応混合物と酸化性ガスとを接触させながら、粗反応混合物から前記溶媒を固液分離させてポリアリーレンスルフィド樹脂とアルカリ金属水硫化物、硫黄原子およびその同素体、チオ硫酸アルカリ金属並びに硫酸アルカリ金属から選ばれる少なくとも一種を含む反応混合物を得る工程(2)、を有する。
次に、酸化性ガスと接触させた粗反応混合物は反応に使用した前記溶媒を固液分離して、ポリアリーレンスルフィド樹脂およびアルカリ金属水硫化物、硫黄原子およびその同素体並びにチオ硫酸アルカリ金属から選ばれる少なくとも一種を含む反応混合物を回収する。
本発明に用いる反応混合物は、前記粗反応混合物を固液分離させた後、さらに水洗処理を行い、ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造することができる。例えば、上記固液分離により回収されたポリアリーレンスルフィド樹脂およびアルカリ金属水硫化物、硫黄原子およびその同素体、チオ硫酸アルカリ金属並びに硫酸アルカリ金属から選ばれる少なくとも一種を含む反応混合物を、水でスラリー化した後、水洗浄を行うことができる。水洗浄は、窒素ないし空気雰囲気下、20〜100℃の範囲の条件下において、一回または複数回繰り返し行うことができる。複数回繰り返し水洗浄する場合、前記雰囲気・温度条件は同一でも異なっていても良い。
上記の固液分離および必要に応じて水洗浄や酸素加圧条件下で水と接触させて得られたポリアリーレンスルフィド樹脂とアルカリ金属水硫化物またはその酸化物を含む反応混合物は、その後、そのまま乾燥してポリアリーレンスルフィド樹脂粉末を得ても良いし、更に洗浄処理した後、固液分離し、乾燥を行ってポリアリーレンスルフィド樹脂粉末を得ても良い。
圧力計、温度計、コンデンサー、デカンター、精留塔を連結した撹拌翼付き150リットルオートクレーブにp−ジクロロベンゼン(以下、p−DCBと略す)33.222kg(226モル)、NMP3.420kg(34.5モル)、47.23質量%NaSH水溶液27.300kg(230モル)、及び49.21質量%NaOH水溶液18.533kg(228モル)を仕込み、撹拌しながら窒素雰囲気下で173℃まで5時間掛けて昇温して、水27.300kgを留出させた後、釜を密閉した。脱水時に共沸により留出したDCBはデカンターで分離して、随時釜内に戻した。脱水終了後の釜内は微粒子状の無水硫化ナトリウム組成物がp−DCB中に分散した状態であった。
実施例1の「空気を29L/分の流量で容器内に導入」したことに替えて、「空気を12L/分の流量で容器内に導入」したこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。スラリー1kgあたりの酸素導入量は10L/分であった。この時の減圧度はゲージ圧表記で−94.6KPaであった。220℃で30分間撹拌を行い、室温まで冷却した後のスラリーはpH8.0で、スラリー中に残留する硫酸イオン量はPPS樹脂1gに対し12μmolであった。得られたPPS樹脂は溶融粘度45Pa・s、Na量340ppm、Tc2210℃であった。
実施例1の「空気を29L/分の流量で容器内に導入」したことに替えて、「空気を容器内に導入しなかった」こと以外は、実施例1と同様の操作を行った。この時の減圧度はゲージ圧表記で−99.0KPaであった。220℃で30分間撹拌を行い、室温まで冷却した後のスラリーはpH10.0で、スラリー中に残留する硫酸イオン量はPPS樹脂1gに対し5μmolであった。得られたPPS樹脂は溶融粘度46Pa・s、Na量520ppm、Tc2199℃であった。
島津製作所製フローテスター CFT−500Cと、孔長10.00mm、孔直径1.00mmのダイスを用い、試験温度300℃、予熱時間6分、試験加重20kgf/cm2で溶融粘度の測定を行った。
得られたポリアリーレンスルフィド樹脂のナトリウム含有量(Na含有量)は、樹脂を焼成した残留物を水溶液とし、原子吸光光度計にて測定した。
パーキンエルマー製DSC装置 Pyris Diamondを用い、350℃で3分間溶融した後、20℃/minで降温した時に現れる発熱ピークのピーク温度(Tc2)を測定した。
Claims (3)
- 有機極性溶媒中で、ポリハロ芳香族化合物と、(i)アルカリ金属硫化物とを、または、(ii)アルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物とを反応させてポリアリーレンスルフィド樹脂とアルカリ金属水硫化物を含む粗反応混合物を得る工程(1)、該粗反応混合物と酸化性ガスとを接触させながら、粗反応混合物から前記溶媒を固液分離させてポリアリーレンスルフィド樹脂とアルカリ金属水硫化物、硫黄原子およびその同素体、チオ硫酸アルカリ金属並びに硫酸アルカリ金属から選ばれる少なくとも一種を含む反応混合物を得る工程(2)、得られた前記反応混合物を100℃以上の温度範囲で水と接触させる工程(3)、を有することを特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。
- 該粗反応混合物と酸化性ガスとの接触が、粗反応混合物1kgあたり、酸化性ガスが1〜100,000〔リットル/分〕の範囲で接触させる、請求項1記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。
- 前記固液分離がフラッシングにより溶媒を分離し除去するものである請求項1または2記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。
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