JP6803844B2 - 低粘度のポリアリーレンスルフィドを形成する方法 - Google Patents
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Description
[00011]一般的に言えば、本発明は、注意深く制御された溶媒内容物を含む洗浄溶液を用いてポリアリーレンスルフィドを洗浄する方法に関する。より詳しくは、洗浄溶液は、通常は、約30重量%〜約70重量%、幾つかの態様においては約35重量%〜約65重量%、幾つかの態様においては約40重量%〜約60重量%の量の水(例えば脱イオン水)を含む。洗浄溶液はまた、約30重量%〜約70重量%、幾つかの態様においては約35重量%〜約65重量%、幾つかの態様においては約40重量%〜約60重量%の量の非プロトン性有機溶媒も含む。本発明者らは、このような注意深く制御された範囲内においては、ポリアリーレンスルフィドは比較的高いオリゴマー含量を維持することができ、それによって溶融粘度を最小にするのを助けることを見出した。オリゴマー含量は、例えば、約0.5重量%〜約2重量%、幾つかの態様においては約0.8重量%〜約1.8重量%、幾つかの態様においては約1.2重量%〜約1.6重量%の範囲であってよい。本ポリアリーレンスルフィドはまた、ISO試験11443:2005にしたがって1200秒−1の剪断速度及び310℃の温度において測定して約2,350ポアズ以下、幾つかの態様においては約2,300ポアズ以下、幾つかの態様においては約1,000〜約2,280ポアズの溶融粘度を有することができる。更に、本ポリアリーレンスルフィドの結晶化温度も比較的低く、例えば約200℃以下、幾つかの態様においては約195℃以下、幾つかの態様においては約140℃〜約190℃に維持することができる。
I.ポリアリーレンスルフィド:
[00014]ポリアリーレンスルフィドは、一般に式:
Ar1、Ar2、Ar3、及びAr4は、独立して6〜18個の炭素原子のアリーレン単位であり;
W、X、Y、及びZは、独立して、−SO2−、−S−、−SO−、−CO−、−O−、−C(O)O−、又は1〜6個の炭素原子のアルキレン若しくはアルキリデン基から選択される二価の連結基であり、連結基の少なくとも1つは−S−であり;そして、
n、m、i、j、k、l、o、及びpは、独立して、0、1、2、3、又は4であり、但しこれらの合計は2以上である)
の繰り返し単位を有する。
[00017]1種類又は複数のポリアリーレンスルフィドは、線状、半線状、分岐、又は架橋型であってよい。線状ポリアリーレンスルフィドは、通常は80モル%以上の繰り返し単位:−(Ar−S)−を含む。かかる線状ポリマーはまた、少量の分岐単位又は架橋単位を含んでいてもよいが、分岐又は架橋単位の量は通常はポリアリーレンスルフィドの全モノマー単位の約1モル%未満である。線状ポリアリーレンスルフィドポリマーは、上記に記載の繰り返し単位を含むランダムコポリマー又はブロックコポリマーであってよい。また、半線状ポリアリーレンスルフィドは、3つ以上の反応性官能基を有する少量の1種類以上のモノマーをポリマー中に導入した架橋構造又は分岐構造を有していてよい。
[00033]ポリアリーレンスルフィドを形成する特定の方法に関係なく、それは、上記に記載したような注意深く制御された量の水及び非プロトン性有機溶媒を含む洗浄溶液と接触させる。特に好適な非プロトン性有機溶媒としては、例えばハロゲン含有溶媒(例えば、塩化メチレン、1−クロロブタン、クロロベンゼン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、及び1,1,2,2−テトラクロロエタン);エーテル溶媒(例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及び1,4−ジオキサン);ケトン溶媒(例えば、アセトン及びシクロヘキサノン);エステル溶媒(例えば酢酸エチル);ラクトン溶媒(例えばブチロラクトン);カーボネート溶媒(例えば、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネート);アミン溶媒(例えば、トリエチルアミン及びピリジン);ニトリル溶媒(例えば、アセトニトリル及びスクシノニトリル);アミド溶媒(例えば、N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、及びN−メチルピロリドン);ニトロ含有溶媒(例えば、ニトロメタン及びニトロベンゼン);スルフィド溶媒(例えば、ジメチルスルホキシド及びスルホラン);などが挙げられる。用いる特定の溶媒に関係なく、全溶媒系(例えば水及びN−メチルピロリドン)は、通常は洗浄溶液の約80重量%〜100重量%、幾つかの態様においては約85重量%〜100重量%、幾つかの態様においては約90重量%〜100重量%を構成する。
[00048]分子量:PPSの試料は、まずトリフルオロ酢酸混合物中の冷HNO3(50%)の混合物で酸化することによってPPSOに転化させることができる。得られるPPSOは、温ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)中に1時間溶解し、次にPSS−ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)ゲルカラムを装備したGPCによって分子量に関して分析することができる。ゲルカラムには、移動相としてHFIPを用いるHFIP−ゲル保護カラム、及び屈折率(RI)検出器を取り付けることができる。
ることなく種々の他の変更及び修正を行うことができることは当業者に明らかであろう。
したがって、本発明の範囲内の全てのかかる変更及び修正は添付の特許請求の範囲にカバ
ーされると意図される。
以下に、出願時の特許請求の範囲の記載を示す。
[請求項1]
ポリアリーレンスルフィドのスラリーを洗浄溶液と接触させることを含む、ポリアリー
レンスルフィドを形成する方法であって、洗浄溶液は約30重量%〜約70重量%の水及
び約30重量%〜約70重量%の非プロトン性有機溶媒を含み、ポリアリーレンスルフィ
ドは、約0.5重量%〜約2重量%のオリゴマー含量、並びにISO試験11443:2
005にしたがって1200秒−1の剪断速度及び310℃の温度において測定して約2
,350ポアズ以下の溶融粘度を有する、前記方法。
[請求項2]
非プロトン性有機溶媒はN−メチルピロリドンである、請求項1に記載の方法。
[請求項3]
洗浄溶液は約8.0〜約13.5のpHレベルを有する、請求項1に記載の方法。
[請求項4]
洗浄溶液はアセトンを概して含まない、請求項1に記載の方法。
[請求項5]
洗浄溶液は約15℃〜約120℃の温度である、請求項1に記載の方法。
[請求項6]
ポリアリーレンスルフィドのスラリーを、沈降カラム内において洗浄溶液と接触させる
、請求項1に記載の方法。
[請求項7]
ポリアリーレンのスラリーを洗浄溶液に対して反対方向に流す、請求項6に記載の方法
。
[請求項8]
洗浄溶液を、沈降カラムを通して上向きに流す、請求項7に記載の方法。
[請求項9]
ポリアリーレンスルフィドは約1.2重量%〜約1.6重量%のオリゴマー含量を有す
る、請求項1に記載の方法。
[請求項10]
ポリアリーレンスルフィドは、ISO試験11443:2005にしたがって1200
秒−1の剪断速度及び310℃の温度において測定して約1,000〜約2,280ポア
ズの溶融粘度を有する、請求項1に記載の方法。
[請求項11]
ポリアリーレンスルフィドは約200℃以下の結晶化温度を有する、請求項1に記載の
方法。
[請求項12]
ポリアリーレンスルフィドは約4.3以下の多分散指数を有する、請求項1に記載の方
法。
[請求項13]
ポリアリーレンスルフィドは約30,000〜約60,000ダルトンの重量平均分子
量を有する、請求項12に記載の方法。
[請求項14]
ポリアリーレンスルフィドは約8,000〜約12,500ダルトンの数平均分子量を
有する、請求項12に記載の方法。
[請求項15]
ポリアリーレンスルフィドは線状ポリフェニレンスルフィドである、請求項1に記載の
方法。
[請求項16]
ポリアリーレンスルフィドを更なる洗浄溶液と接触させることを更に含む、請求項1に
記載の方法。
[請求項17]
更なる洗浄溶液は水を含む、請求項16に記載の方法。
[請求項18]
洗浄溶液と接触させた後にポリアリーレンスルフィドを乾燥することを更に含む、請求
項1に記載の方法。
[請求項19]
ポリアリーレンスルフィドを洗浄するためのシステムであって、
ポリフェニレンスルフィドのスラリー;
約40重量%〜約60重量%の水及び約40重量%〜約60重量%のN−メチルピロリ
ドンを含む洗浄溶液;並びに
ポリアリーレンスルフィドのスラリー及び洗浄溶液を受容するように構成されている沈
降カラム;
を含む、前記システム。
[請求項20]
システムは一連の複数の沈降カラムを含む、請求項19に記載のシステム。
Claims (18)
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドを製造する方法であって、当該方法は、ポリアリーレンスルフィドのスラリーを洗浄溶液と、容器内で接触させることを含み、当該容器において、ポリアリーレンスルフィドの当該スラリーが、当該スラリーの固形物が重力流によってスラリー入口から固形物出口に流れるように配置された当該スラリー入口で当該容器に入り、そして、当該洗浄溶液が、液体入口で当該容器に入り、当該固形物の重力流に対する対向流として、当該スラリー入口の上部にある液体出口へ流れ、
洗浄溶液は約30重量%〜約70重量%の水及び約30重量%〜約70重量%の非プロトン性有機溶媒を含み、当該洗浄されたポリアリーレンスルフィドは、約0.5重量%〜約2重量%のオリゴマー含量、並びにISO試験11443:2005にしたがって1200秒−1の剪断速度及び310℃の温度において測定して約2,350ポアズ以下の溶融粘度を有する、前記方法。 - 非プロトン性有機溶媒はN−メチルピロリドンである、請求項1に記載の方法。
- 洗浄溶液は約8.0〜約13.5のpHレベルを有する、請求項1に記載の方法。
- 洗浄溶液はアセトンを概して含まない、請求項1に記載の方法。
- 洗浄溶液は約15℃〜約120℃の温度である、請求項1に記載の方法。
- ポリアリーレンスルフィドの当該スラリーを、沈降カラム内において洗浄溶液と接触させる、請求項1に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドは約1.2重量%〜約1.6重量%のオリゴマー含量を有する、請求項1に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドは、ISO試験11443:2005にしたがって1200秒−1の剪断速度及び310℃の温度において測定して約1,000〜約2,280ポアズの溶融粘度を有する、請求項1に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドは約200℃以下の結晶化温度を有する、請求項1に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドは約4.3以下の多分散指数を有する、請求項1に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドは約30,000〜約60,000ダルトンの重量平均分子量を有する、請求項10に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドは約8,000〜約12,500ダルトンの数平均分子量を有する、請求項10に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドは線状ポリフェニレンスルフィドである、請求項1に記載の方法。
- 洗浄されたポリアリーレンスルフィドを更なる洗浄溶液と接触させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 更なる洗浄溶液は水を含む、請求項14に記載の方法。
- 洗浄溶液と接触させた後に、洗浄されたポリアリーレンスルフィドを乾燥することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- ポリアリーレンスルフィドを洗浄するためのシステムであって、
ポリフェニレンスルフィドのスラリー;
約40重量%〜約60重量%の水及び約40重量%〜約60重量%のN−メチルピロリ
ドンを含む洗浄溶液;並びに
沈降カラムであって、ポリアリーレンスルフィドの当該スラリー及び当該洗浄溶液を受容し、当該カラムにおいて、ポリアリーレンスルフィドの当該スラリーが、当該スラリーの固形物が重力流によってスラリー入口から固形物出口に流れるように配置された当該スラリー入口で当該カラムに入り、そして、当該洗浄溶液が、液体入口で当該カラムに入り、当該固形物の重力流に対する対向流として、当該スラリー入口の上部にある液体出口へ流れるように構成されている沈降カラム;
を含む、前記システム。 - 一連の複数の沈降カラムを含む、請求項17に記載のシステム。
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