JP6816408B2 - Polyarylene sulfide resin composition and its molded product - Google Patents
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Description
本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、並びに、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polyarylene sulfide resin and a method for producing the same, and poly (arylene sulfonium salt) and a method for producing the same.
ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下「PPS樹脂」と略すことがある。)に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂(以下「PAS樹脂」と略すことがある。)は、耐熱性、耐薬品性等に優れ、電気電子部品、自動車部品、給湯機部品、繊維、フィルム用途等に幅広く利用されている。 Polyphenylene sulfide resin (hereinafter sometimes abbreviated as "PAS resin") represented by polyphenylene sulfide resin (hereinafter sometimes abbreviated as "PPS resin") has excellent heat resistance, chemical resistance and the like, and is electrically charged. It is widely used in electronic parts, automobile parts, water heater parts, textiles, film applications, etc.
従来、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、例えば、p−ジクロロベンゼンと、硫化ナトリウム又は水硫化ナトリウムと、水酸化ナトリウムとを原料として、有機極性溶媒中で重合反応させる溶液重合により製造されている(例えば、特許文献1参照)。現在市販されているポリフェニレンスルフィド樹脂は、一般にこの方法により生産されている。 Conventionally, a polyphenylene sulfide resin has been produced, for example, by solution polymerization in which p-dichlorobenzene, sodium sulfide or sodium hydrosulfide, and sodium hydroxide are polymerized in an organic polar solvent (for example, patent). Reference 1). Currently commercially available polyphenylene sulfide resins are generally produced by this method.
しかしながら、当該方法は、モノマーにジクロロベンゼンを用いることから、合成後の樹脂中に残存するハロゲン濃度が高くなる傾向にあった。また、高温高圧・強アルカリという過酷な環境下で重合反応を行う必要があるため、接液部に高価・難加工性のチタン、クロム又はジルコニウムを用いた重合容器を使用する必要があった。 However, since this method uses dichlorobenzene as a monomer, the halogen concentration remaining in the resin after synthesis tends to be high. In addition, since it is necessary to carry out the polymerization reaction in a harsh environment of high temperature and high pressure and strong alkali, it is necessary to use a polymerization container using expensive and difficult-to-process titanium, chromium or zirconium for the wetted part.
そこで、重合モノマーにジクロロベンゼンを用いることなく、かつ、温和な重合条件で、ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法が知られている。例えば、特許文献2には、ポリアリーレンスルフィド樹脂を合成する前駆体として溶媒可溶性のポリ(アリーレンスルホニウム塩)が開示されている。ポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、メチルフェニルスルホキシドのようなスルフィニル基を1つ有するスルホキシド(以下、「1官能性スルホキシド」ということがある。)を酸存在下で単独重合させる方法により製造される(例えば、特許文献2、非特許文献1参照)。 Therefore, there is known a method for producing a polyarylene sulfide resin without using dichlorobenzene as a polymerization monomer and under mild polymerization conditions. For example, Patent Document 2 discloses a solvent-soluble poly (arylene sulfonium salt) as a precursor for synthesizing a polyarylene sulfide resin. Poly (arylene sulfonium salt) is produced by a method of homopolymerizing sulfoxide having one sulfinyl group such as methylphenyl sulfoxide (hereinafter, may be referred to as "monofunctional sulfoxide") in the presence of an acid ( For example, see Patent Document 2 and Non-Patent Document 1).
1官能性スルホキシドの単独重合によりポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法の場合、樹脂が有する構成単位は、原料である1官能性スルホキシドの構造により決定される。したがって、使用の目的等に応じて、ポリアリーレンスルフィド樹脂が有する構成単位を変更する場合には、原料である1官能性スルホキシドの設計から取り組むことが多い。しかし、使用できる1官能性スルホキシドの選択肢は少なく、ポリアリーレンスルフィド樹脂の構成単位を変更できる範囲は実質的に非常に限られる。 In the case of the method for producing a polyarylene sulfide resin by homopolymerization of monofunctional sulfoxide, the structural unit of the resin is determined by the structure of the monofunctional sulfoxide as a raw material. Therefore, when changing the structural unit of the polyarylene sulfide resin according to the purpose of use or the like, it is often the case that the design of the monofunctional sulfoxide as a raw material is started. However, the options for monofunctional sulfoxides that can be used are limited, and the range in which the constituent units of the polyarylene sulfide resin can be changed is substantially very limited.
更に、これらの製造方法により製造されたポリアリーレンスルフィド樹脂は、末端に反応性の高い官能基がないため、ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の他樹脂との反応性に乏しく、樹脂としての機能性が不十分であった。 Furthermore, since the polyarylene sulfide resin produced by these production methods does not have a highly reactive functional group at the terminal, it has poor reactivity with other resins other than the polyarylene sulfide resin, and its functionality as a resin is impaired. It was enough.
スルフィニル基を2つ有するスルホキシド(以下、「2官能性スルホキシド」ということがある。)である1,4−ビス(メチルスルフィニル)ベンゼンを五酸化二リン及びトリフルオロメタンスルホン酸の存在下、種々の芳香族化合物と反応させる方法が、非特許文献1に開示されている。この方法によれば、芳香族化合物を変更することで、スルフィド基を有する多様なポリアリーレンスルフィド樹脂を製造することが可能である。しかし、この方法では、十分に高い分子量の樹脂を得ることが困難である。更に、これらの製造方法により製造されたポリアリーレンスルフィド樹脂は、末端に反応性の高い官能基がないため、他樹脂との反応性に乏しいものであった。このため、当該ポリアリーレンスルフィド樹脂を含む樹脂組成物は機械的強度、特に耐冷熱衝撃性が不十分であった。
Various sulfoxides of 1,4-bis (methylsulfinyl) benzene, which are sulfoxides having two sulfinyl groups (hereinafter, may be referred to as "bifunctional sulfoxides"), in the presence of diphosphorus pentoxide and trifluoromethanesulfonic acid. Non-Patent
そこで、本発明が解決しようとする課題は、構成単位の設計の自由度が高く、しかも十分に高い分子量を有し、かつ、反応性の高い官能基を有するポリアリーレンスルフィド樹脂を用いて、機械的強度、特に耐冷熱衝撃性に優れた成形品となりうる樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を成形して得られる機械的強度、特に耐冷熱衝撃性に優れた成形品、およびそれらの製造方法を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is a machine using a polyarylene sulfide resin having a high degree of freedom in designing a structural unit, a sufficiently high molecular weight, and a highly reactive functional group. A resin composition that can be a molded product having excellent target strength, particularly cold and thermal impact resistance, and a molded product having excellent mechanical strength, particularly cold and thermal impact resistance, obtained by molding the resin composition, and a method for producing them. Is to provide.
本発明者らは種々の検討を行った結果、末端に特定官能基を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を得る工程と、当該ポリ(アリーレンスルホニウム塩)を脱アルキル化又は脱アリール化し、ポリアリーレンスルフィド樹脂を得る工程と、を含む製造方法により、末端に特定官能基を有するポリアリーレンスルフィド樹脂が、優れた機械的強度、特に耐冷熱衝撃性を有する成形品となりうる樹脂組成物となることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of various studies, the present inventors conducted a step of obtaining a poly (arylene sulfonium salt) having a specific functional group at the terminal, and dealkylated or dearylled the poly (arylene sulfonium salt) to polyallylen sulfide. It has been found that a polyarylene sulfide resin having a specific functional group at the terminal becomes a resin composition that can be a molded product having excellent mechanical strength, particularly cold and thermal impact resistance, by a step of obtaining a resin and a production method including the above. , The present invention has been completed.
すなわち、本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分と、を含有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物であって、
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、
下記一般式(1−1)又は下記一般式(2−1)で表される構成単位を含む主鎖と、前記主鎖の末端に結合した、カルボキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む末端基と、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組成物。
That is, the present invention is selected from the group consisting of a polyarylene sulfide resin, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and a crosslinkable resin having two or more crosslinkable functional groups, at least. A polyelastomer sulfide resin composition containing one other component.
The polyarylene sulfide resin
From a group consisting of a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1-1) or the following general formula (2-1) and a carboxy group, a hydroxy group and an amino group bonded to the end of the main chain. A polyarylene sulfide resin composition comprising a terminal group containing at least one functional group selected.
ただし、一般式(1−1)において、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが直接結合であるとき、Zは、直接結合、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であり、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが−Ar4b−で、Ar4bが1,4−フェニレン基であるとき、Zは、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−である。〕に関する。
However, in the general formula (1-1), when Ar 1 , Ar 2 and Ar 3b are 1,4-phenylene groups and R 2b is a direct bond, Z is a direct bond, -CO-, -SO 2 - or -C (CF 3) 2 - a and, in
すなわち、本発明は、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を成形して得られる成形品、に関する。 That is, the present invention relates to a molded product obtained by molding the polyarylene sulfide resin composition.
本発明により、構成単位の設計の自由度が高く、しかも十分に高い分子量を有し、かつ、反応性の高い官能基を有するポリアリーレンスルフィド樹脂を用いて、機械的強度、特に耐冷熱衝撃性に優れた成形品となりうる樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を成形して得られる機械的強度、特に耐冷熱衝撃性に優れた成形品、およびそれらの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a polyarylene sulfide resin having a high degree of freedom in designing a structural unit, a sufficiently high molecular weight, and a highly reactive functional group is used to provide mechanical strength, particularly cold and thermal impact resistance. It is possible to provide a resin composition that can be an excellent molded product, a molded product that is excellent in mechanical strength, particularly cold and thermal impact resistance, obtained by molding the resin composition, and a method for producing the same.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、
ポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分と、を含有するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物であって、
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、
下記一般式(1−1)又は下記一般式(2−1)で表される構成単位を含む主鎖と、前記主鎖の末端に結合した、カルボキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む末端基と、を有することを特徴とする。
The polyarylene sulfide resin composition according to the present embodiment is
At least one other component selected from the group consisting of a polyarylene sulfide resin, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and a crosslinkable resin having two or more crosslinkable functional groups. A polyarylene sulfide resin composition containing
The polyarylene sulfide resin
From a group consisting of a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1-1) or the following general formula (2-1) and a carboxy group, a hydroxy group and an amino group bonded to the end of the main chain. It is characterized by having a terminal group containing at least one selected functional group.
ただし、一般式(1−1)において、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが直接結合であるとき、Zは、直接結合、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であり、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが−Ar4b−で、Ar4bが1,4−フェニレン基であるとき、Zは、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−である。〕。
However, in the general formula (1-1), when Ar 1 , Ar 2 and Ar 3b are 1,4-phenylene groups and R 2b is a direct bond, Z is a direct bond, -CO-, -SO 2 - or -C (CF 3) 2 - a and, in
このポリアリーレンスルフィド樹脂は、カルボキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基(以下「特定官能基」ということがある。)を含む末端基を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を得る工程と、当該ポリ(アリーレンスルホニウム塩)を脱アルキル化又は脱アリール化し、ポリアリーレンスルフィド樹脂を得る工程と、を含む製造方法により得られる。 This polyarylene sulfide resin is a poly (arylene sulfonium) having a terminal group containing at least one functional group (hereinafter sometimes referred to as "specific functional group") selected from the group consisting of a carboxy group, a hydroxy group and an amino group. It is obtained by a production method including a step of obtaining a salt) and a step of dealkylating or dearylting the poly (arylene sulfonium salt) to obtain a polyarylene sulfide resin.
本明細書において、「ヒドロキシ基」又は「カルボキシ基」の語は、ヒドロキシ基又はカルボキシ基のみならず、ヒドロキシ基又はカルボキシ基が脱プロトン化して陰イオンとなったもの、ヒドロキシ基又はカルボキシ基のプロトンがイオン交換されたものをも包含するものとする。ヒドロキシ基又はカルボキシ基は、水溶液等の極性溶媒中で容易に脱プロトン化して陰イオンを形成するだけでなく、プロトンがリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、又はカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属等を含む強塩基でイオン交換されたものが容易に形成するためである。 In the present specification, the term "hydroxy group" or "carboxy group" refers to not only a hydroxy group or a carboxy group but also a hydroxy group or a carboxy group deprotonated to become an anion, a hydroxy group or a carboxy group. It also includes those in which protons have been ion-exchanged. Hydroxy groups or carboxy groups not only easily deprotonate in polar solvents such as aqueous solutions to form anions, but also have alkali metals such as lithium, sodium and potassium, or alkaline earth such as calcium and magnesium. This is because an ion-exchanged product with a strong base containing a metal or the like is easily formed.
ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及び製造方法
一実施形態に係るポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、下記一般式(1−2)で表される構成単位を含む主鎖、又は一般式(2−2)で表される構成単位を含む主鎖と、主鎖の末端に結合した特定官能基を含む末端基、を有する。ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の主鎖は、実質的に、下記一般式(1−2)で表される構成単位又は一般式(2−2)で表される構成単位のみから構成されていてもよい。特定官能基を含む末端基は、式(1−2)又は(2−2)で表される構成単位に直接結合していることが多い。
Poly (allylen sulfonium salt) and production method The poly (arylene sulfonium salt) according to one embodiment has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1-2) or a general formula (2-2). It has a main chain containing the structural unit represented, and a terminal group containing a specific functional group bonded to the end of the main chain. Even if the main chain of poly (arylene sulfonium salt) is substantially composed of only the structural units represented by the following general formula (1-2) or the structural units represented by the general formula (2-2). Good. The terminal group containing the specific functional group is often directly bonded to the structural unit represented by the formula (1-2) or (2-2).
一般式(1−2)又は(2−2)中、R1は、炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、R2bは、直接結合、−Ar4b−、−S−Ar4b−、−O−Ar4b−、−CO−Ar4b−、−SO2−Ar4b−又は−C(CF3)2−Ar4b−を表し、Ar1、Ar2、Ar3b及びAr4bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Zは、直接結合、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−を表し、X−は、アニオンを表す。 In the general formula (1-2) or (2-2), R 1 may have an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms or an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms. represents a group, R 2b is a direct bond, -Ar 4b -, - S- Ar 4b -, - O-Ar 4b -, - CO-Ar 4b -, - SO 2 -Ar 4b - or -C (CF 3 ) 2 -Ar 4b - represents, Ar 1, Ar 2, Ar 3b and Ar 4b each independently represent an arylene group which may have a substituent, Z is a direct bond, -S-, -O -, - CO -, - SO 2 - or -C (CF 3) 2 - represents, X - represents an anion.
一般式(2−2)で表される構成単位は、下記一般式(5−2)で表される構成単位であってもよい。 The structural unit represented by the general formula (2-2) may be the structural unit represented by the following general formula (5-2).
式中、R1及びX−は、式(1−2)と同様に定義され、Ar7、Ar8及びAr9bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニレン基を表す。すなわち、式(5−2)においてAr7、Ar8及びAr9bがそれぞれ1,4−フェニレン基であるとき、式(2−2)において、Ar1が4,4’−ビフェニレン基で、R2bが−S−Ar4b−で、Ar4bが1,4−フェニレン基である場合に相当する。 In the formula, R 1 and X − are defined in the same manner as in the formula (1-2), and Ar 7 , Ar 8 and Ar 9b each independently represent a phenylene group which may have a substituent. That is, when Ar 7 , Ar 8 and Ar 9b are 1,4-phenylene groups in the formula (5-2), respectively, Ar 1 is a 4,4'-biphenylene group in the formula (2-2), and R This corresponds to the case where 2b is −S—Ar 4b− and Ar 4b is a 1,4-phenylene group.
一実施形態に係るポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、例えば、(a)特定官能基を有する芳香族化合物の存在下で、下記一般式(1−3)で表されるスルホキシドと下記一般式(1−4)で表される芳香族化合物とを反応させる工程(以下、工程(a)という)、
又は、
(b)特定官能基を有する芳香族化合物の存在下で、下記一般式(2−3)で表される芳香族スルホキシドを(単独)重合させる工程(以下、工程(b)という)、を有する製造方法により得られる。
The poly (arylene sulfonium salt) according to one embodiment is, for example, the sulfoxide represented by the following general formula (1-3) and the following general formula (1) in the presence of (a) an aromatic compound having a specific functional group. Step of reacting with the aromatic compound represented by -4) (hereinafter referred to as step (a)),
Or
(B) It has a step (hereinafter referred to as step (b)) of (single) polymerizing an aromatic sulfoxide represented by the following general formula (2-3) in the presence of an aromatic compound having a specific functional group. Obtained by the manufacturing method.
工程(a)に使用されるスルホキシドは、下記一般式(1−3)で表される化合物であり、2つのスルフィニル基を有する。 The sulfoxide used in the step (a) is a compound represented by the following general formula (1-3) and has two sulfinyl groups.
一般式(1−3)中、R1、Ar1、Ar2及びZは、それぞれ、上記の一般式(1−2)又は(2−2)のR1、Ar1、Ar2及びZと同様に定義される。
In the general formula (1-3), R 1, Ar 1, Ar 2 and Z are each a R 1,
一般式(1−3)で表されるスルホキシドは、例えば、下記一般式(1−5)で表される化合物を酸化剤等と反応させることにより酸化させることで得ることができる。 The sulfoxide represented by the general formula (1-3) can be obtained, for example, by oxidizing the compound represented by the following general formula (1-5) by reacting it with an oxidizing agent or the like.
一般式(1−5)中、R1、Ar1、Ar2及びZは、上記の一般式(1−2)又は(2−2)のR1、Ar1、Ar2及びZと同様に定義される。 In the general formula (1-5), R 1 , Ar 1 , Ar 2 and Z are the same as those of the general formula (1-2) or (2-2) above, R 1 , Ar 1 , Ar 2 and Z. Defined.
酸化剤は、特に制限されず種々の酸化剤を使用することができる。酸化剤としては、例えば、過マンガン酸カリウム、酸素、オゾン、有機ペルオキシド、過酸化水素、硝酸、m−クロロペルオキシ安息香酸、オキソン(登録商標)、四酸化オスミニウム等を使用することができる。 The oxidizing agent is not particularly limited, and various oxidizing agents can be used. As the oxidizing agent, for example, potassium permanganate, oxygen, ozone, organic peroxide, hydrogen peroxide, nitric acid, m-chloroperoxybenzoic acid, oxone (registered trademark), osminium tetraoxide and the like can be used.
一般式(1−5)で表される化合物(スルフィド化合物)は、必要に応じて、下記一般式(1−6)で表される化合物とジメチルジスルフィド等とを用いて、Yで示されるハロゲン原子とメチルチオ基等とで置換反応させることで、合成することができる。 The compound represented by the general formula (1-5) (sulfide compound) is a halogen represented by Y using a compound represented by the following general formula (1-6) and dimethyl disulfide or the like, if necessary. It can be synthesized by subjecting an atom to a methylthio group or the like in a substitution reaction.
一般式(1−6)中、Yは、ハロゲン原子を表し、Ar1、Ar2及びZは、一般式(1−2)又は(2−2)と同様に定義される。Yは、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等であり、塩素原子であることが好ましい。 In the general formula (1-6), Y represents a halogen atom, and Ar 1 , Ar 2 and Z are defined in the same manner as in the general formula (1-2) or (2-2). Y is, for example, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, or the like, and is preferably a chlorine atom.
一般式(1−3)、(1−5)又は(1−6)で表される化合物において、Ar1及びAr2は、例えば、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン等のアリーレン基であってもよい。Ar1及びAr2は、同一であっても異なってもよいが、好ましくは同一である。 In the compounds represented by the general formulas (1-3), (1-5) or (1-6), Ar 1 and Ar 2 may be an arylene group such as phenylene, naphthylene or biphenylene, for example. Ar 1 and Ar 2 may be the same or different, but are preferably the same.
Ar1及びAr2の結合の態様は特に制限されるものではないが、アリーレン基中、遠い位置でY及びZと結合するものであることが好ましい。例えば、Ar1及びAr2がフェニレン基である場合、Ar1及びAr2は、パラ位で結合する単位(1,4−フェニレン基)及びメタ位で結合する単位(1,3−フェニレン基)であることが好ましく、パラ位で結合する単位がより好ましい。得られる樹脂の耐熱性及び結晶性の面で、Ar1及びAr2は、パラ位で結合する単位で構成されることが好ましい。 The mode of bonding Ar 1 and Ar 2 is not particularly limited, but it is preferable that Ar 1 and Ar 2 are bonded to Y and Z at a distant position in the arylene group. For example, when Ar 1 and Ar 2 are phenylene groups, Ar 1 and Ar 2 are units bonded at the para position (1,4-phenylene group) and units bonded at the meta position (1,3-phenylene group). Is preferable, and a unit that binds at the para position is more preferable. In terms of heat resistance and crystallinity of the obtained resin, Ar 1 and Ar 2 are preferably composed of units that are bonded at the para position.
Ar1又はAr2で表されるアリーレン基が置換基を有する場合、置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基又はスルホ基であることが好ましい。 When the arylene group represented by Ar 1 or Ar 2 has a substituent, the substituent is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group or a decyl group. It is preferably an alkyl group, a hydroxy group, an amino group, a mercapto group, a carboxy group or a sulfo group in the range of 1 to 10 carbon atoms such as a group.
一般式(1−3)で表される化合物としては、例えば、4,4’−ビス(メチルスルフィニル)ビフェニル、ビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]エーテル、ビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]スルフィド、ビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]スルホン、ビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]ケトン、2,2−ビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらの化合物は単独で、又は組み合わせて使用することができる。 Examples of the compound represented by the general formula (1-3) include 4,4'-bis (methylsulfinyl) biphenyl, bis [4- (methylsulfinyl) phenyl] ether, and bis [4- (methylsulfinyl) phenyl. ] Sulfide, bis [4- (methylsulfinyl) phenyl] sulfone, bis [4- (methylsulfinyl) phenyl] ketone, 2,2-bis [4- (methylsulfinyl) phenyl] -1,1,1,3 Examples thereof include 3,3-hexafluoropropane. These compounds can be used alone or in combination.
R1としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、並びに、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。更に当該アリール基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を、芳香環に結合した置換基として1〜4個の範囲で有していてもよい。 Examples of R 1 include alkyl groups in the range of 1 to 10 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group and decyl group. In addition, an aryl group having a structure such as phenyl, naphthyl, biphenyl and the like can be mentioned. Further, the aryl group includes an alkyl group having an number of carbon atoms in the range of 1 to 10, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group and a decyl group. It may have 1 to 4 substituents bonded to the aromatic ring.
工程(a)において使用される芳香族化合物は、例えば、下記一般式(1−4)で表される。 The aromatic compound used in the step (a) is represented by, for example, the following general formula (1-4).
一般式(1−4)中、R2aは、水素原子、炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、−Ar4a、−S−Ar4a、−O−Ar4a、−CO−Ar4a、−SO2−Ar4a又は−C(CF3)2−Ar4aを表し、Ar3a及びAr4aは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基を表す。R2aが、炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基の場合、その例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。Ar3a又はAr4aで表されるアリール基が置換基を有する場合、当該置換基は、アルキル基(メチル基等)、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基又はスルホ基であることが好ましい。Ar3a及びAr4aとしては、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。当該アリール基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基及びスルホ基から選ばれる少なくとも1種の置換基を有していてもよい。Ar3a及びAr4aは、同一であっても異なってもよいが、好ましくは、同一である。 In the general formula (1-4), R 2a is a hydrogen atom, an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms, -Ar 4a , -S-Ar 4a , -O-Ar 4a , -CO-Ar 4a , It represents −SO 2- Ar 4a or −C (CF 3 ) 2- Ar 4a , where Ar 3a and Ar 4a each independently represent an aryl group which may have a substituent. When R 2a is an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms, examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and a nonyl group. A decyl group and the like can be mentioned. When the aryl group represented by Ar 3a or Ar 4a has a substituent, the substituent is preferably an alkyl group (methyl group or the like), a hydroxy group, an amino group, a mercapto group, a carboxy group or a sulfo group. .. Examples of Ar 3a and Ar 4a include aryl groups having a structure such as phenyl, naphthyl, and biphenyl. The aryl group is an alkyl group or hydroxy group having a carbon atom number in the range of 1 to 10, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group and a decyl group. , Amino group, mercapto group, carboxy group and sulfo group may have at least one substituent. Ar 3a and Ar 4a may be the same or different, but are preferably the same.
一般式(1−4)で表される化合物としては、例えば、ベンゼン、トルエン、ビフェニル、ジフェニルスルフィド、ジフェニルエーテル、ベンゾフェノン、ジフェニルスルホン、ヘキサフルオロ−2,2−ジフェニルプロパン等が挙げられる。これらの化合物のうち、結晶性の観点から、ビフェニル、ジフェニルスルフィド又はジフェニルエーテルが好ましい。より高分子量体としてポリアリーレンスルフィド樹脂を得る観点から、ジフェニルスルフィドが好ましい。ジフェニルスルフィドは融点が低く、それ自体溶媒として機能することが可能であり、反応温度の制御等の観点からも好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の融点を低下させる観点から、ジフェニルエーテルが好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の耐熱性を向上させる観点から、ベンゾフェノンが好ましい。非晶性のポリアリーレンスルフィド樹脂を得る観点から、ジフェニルスルホン又はヘキサフルオロ−2,2−ジフェニルプロパンが好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂を非晶性とすることにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂の成形加工性及び透明性を向上させることが可能である。 Examples of the compound represented by the general formula (1-4) include benzene, toluene, biphenyl, diphenyl sulfide, diphenyl ether, benzophenone, diphenyl sulfone, hexafluoro-2,2-diphenyl propane and the like. Of these compounds, biphenyl, diphenyl sulfide or diphenyl ether is preferable from the viewpoint of crystallinity. Diphenyl sulfide is preferable from the viewpoint of obtaining a polyarylene sulfide resin as a higher molecular weight substance. Diphenyl sulfide has a low melting point and can function as a solvent by itself, which is preferable from the viewpoint of controlling the reaction temperature and the like. Diphenyl ether is preferable from the viewpoint of lowering the melting point of the polyarylene sulfide resin. Benzophenone is preferable from the viewpoint of improving the heat resistance of the polyarylene sulfide resin. From the viewpoint of obtaining an amorphous polyarylene sulfide resin, diphenylsulfone or hexafluoro-2,2-diphenylpropane is preferable. By making the polyarylene sulfide resin amorphous, it is possible to improve the molding processability and transparency of the polyarylene sulfide resin.
工程(b)に使用される芳香族スルホキシドは、下記一般式(2−3)で表される化合物であり、スルフィニル基と芳香族環を有する。 The aromatic sulfoxide used in the step (b) is a compound represented by the following general formula (2-3), and has a sulfinyl group and an aromatic ring.
一般式(2−3)中、R1及びAr1は、上記の一般式(1−2)又は(2−2)のR1及びAr1と同様に定義され、R2aは、上記の一般式(1−4)のR2aと同様に定義される。 In the general formula (2-3), R 1 and Ar 1 are defined in the same manner as the above general formula (1-2) or (2-2) R 1 and Ar 1, and R 2a is the above general formula. It is defined in the same way as R 2a in equation (1-4).
工程(b)において、式(2−3)の芳香族スルホキシドとして、下記一般式(5−3)で表される芳香族スルホキシドを用いることで、式(5−2)で表される構成単位を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を得ることができる。 In the step (b), as the aromatic sulfoxide of the formula (2-3), the structural unit represented by the formula (5-2) is used by using the aromatic sulfoxide represented by the following general formula (5-3). (Aromatic sulfonium salt) having the above can be obtained.
一般式(5−3)中、R1は、式(2-3)と同様に定義される。Ar7及びAr8は、式(5−2)と同様に定義される。Ar9aは、置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
In the general formula (5-3), R 1 is defined in the same manner as in the general formula (2-3). Ar 7 and Ar 8 are defined in the same manner as in equation (5-2). Ar 9a represents a phenyl group which may have a substituent.
一般式(2−3)で表される芳香族スルホキシドは、例えば、下記一般式(2−4)で表される化合物を酸化剤等と反応させることにより酸化させることで得ることができる。 The aromatic sulfoxide represented by the general formula (2-3) can be obtained, for example, by oxidizing the compound represented by the following general formula (2-4) by reacting it with an oxidizing agent or the like.
一般式(2−4)中、R1及びAr1は、上記の一般式(1−2)又は(2−2)のR1及びAr1と同様に定義され、R2aは、上記の一般式(1−4)のR2aと同様に定義される。 In the general formula (2-4), R 1 and Ar 1 are defined as for R 1 and Ar 1 in the general formula (1-2) or (2-2), R 2a is the general It is defined in the same way as R 2a in equation (1-4).
酸化剤は、特に制限されず種々の酸化剤を使用することができる。酸化剤としては、例えば、過マンガン酸カリウム、酸素、オゾン、有機ペルオキシド、過酸化水素、硝酸、メタ−クロロペルオキシ安息香酸、オキソン(登録商標)、四酸化オスミニウム等を使用することができる。 The oxidizing agent is not particularly limited, and various oxidizing agents can be used. As the oxidizing agent, for example, potassium permanganate, oxygen, ozone, organic peroxide, hydrogen peroxide, nitric acid, meta-chloroperoxybenzoic acid, oxone (registered trademark), osminium tetraoxide and the like can be used.
一般式(2−4)で表される化合物(スルフィド化合物)は、必要に応じて、下記一般式(2−5)で表される化合物とジメチルジスルフィド等とを用いて、Yで示されるハロゲン原子とメチルチオ基等とで置換反応させることで、合成することができる。 The compound represented by the general formula (2-4) (sulfide compound) is a halogen represented by Y using a compound represented by the following general formula (2-5) and dimethyl disulfide or the like, if necessary. It can be synthesized by subjecting an atom to a methylthio group or the like in a substitution reaction.
一般式(2−5)中、Yは、上記の一般式(1−6)のYと同様に定義され、Ar1は、一般式(1−2)又は(2−2)のAr1と同様に定義され、R2aは、上記の一般式(1−4)のR2aと同様に定義される。 In the general formula (2-5), Y is defined as Y in the above general formula (1-6), Ar 1 is a Ar 1 in the general formula (1-2) or (2-2) Similarly defined, R 2a is as defined for R 2a of the general formula (1-4).
一般式(2−3)で表される芳香族スルホキシドとしては、例えば、メチルフェニルスルホキシド、メチル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホキシド等を用いることができる。これらの化合物のうち、メチル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホキシドが好ましい。芳香族スルホキシドは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 As the aromatic sulfoxide represented by the general formula (2-3), for example, methylphenylsulfoxide, methyl-4- (phenylthio) phenylsulfoxide and the like can be used. Of these compounds, methyl-4- (phenylthio) phenylsulfoxide is preferred. Aromatic sulfoxides may be used alone or in combination of two or more.
一実施形態に係るポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、特定官能基を有する芳香族化合物(以下、「末端変性剤」ということがある。)の存在下で、スルホキシドを反応させて得られる。 The poly (arylene sulfonium salt) according to one embodiment is obtained by reacting sulfoxide in the presence of an aromatic compound having a specific functional group (hereinafter, may be referred to as "terminal denaturing agent").
このような特定官能基を有する芳香族化合物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で特に限定されることはなく、芳香族環に直接結合した特定官能基を有していてもよいし、芳香族環を置換している2価の有機基に結合した特定官能基を有していてもよい。 The aromatic compound having such a specific functional group is not particularly limited as long as it does not deviate from the gist of the present invention, and may have a specific functional group directly bonded to the aromatic ring, or may have an aromatic. It may have a specific functional group bonded to a divalent organic group substituting the group ring.
より具体的には、特定官能基を有する好ましい芳香族化合物としては、下記一般式(3−1a)、(3−2a)、(3−3a)、(3−4a)、(3−5a)又は(3−6a)で表される芳香族化合物が挙げられる。 More specifically, preferable aromatic compounds having a specific functional group include the following general formulas (3-1a), (3-2a), (3-3a), (3-4a), (3-5a). Alternatively, an aromatic compound represented by (3-6a) can be mentioned.
式中、R3は直接結合又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基を表し、Ar5aは、アリール基を表す。
In the formula, R 3 represents a direct bond or an alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and Ar 5a represents an aryl group.
R3としての炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。アルキレン基としては、例えば、メチレン、1,2−エチレン、1,3−プロピレン、1,4−ブチレン、1,6−ヘキシレン、2−メチル−1,3−プロピレン、2−エチル−1,3−プロピレン、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン、2,2−ジメチル−1,4−ブチレン、1,10−デシレン等を挙げることができる。Ar5aとしては、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。 The alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms as R 3 may be linear or branched. Examples of the alkylene group include methylene, 1,2-ethylene, 1,3-propylene, 1,4-butylene, 1,6-hexylene, 2-methyl-1,3-propylene, 2-ethyl-1,3. -Propene, 2,2-dimethyl-1,3-propylene, 2,2-dimethyl-1,4-butylene, 1,10-decylene and the like can be mentioned. Examples of Ar 5a include aryl groups having a structure such as phenyl, naphthyl, and biphenyl.
(3−1a)、(3−2a)、(3−3a)、(3−4a)、(3−5a)又は(3−6a)で表される芳香族化合物の具体例としては、安息香酸、フェニルプロピオン酸、フェニルヘキサン酸、フェニルイソ酪酸、フェニルマロン酸、フェノール、N−フェニルグリシン、N−ベンジルイミノ二酢酸、及びアニリンが挙げられる。 Specific examples of the aromatic compounds represented by (3-1a), (3-2a), (3-3a), (3-4a), (3-5a) or (3-6a) are benzoic acid. , Phenylpropionic acid, phenylhexanoic acid, phenylisobutyric acid, phenylmalonic acid, phenol, N-phenylglycine, N-benzyliminodiacetic acid, and aniline.
特定官能基を有する好ましい芳香族化合物としては、下記一般式(4−1a)、(4−2a)、(4−3a)又は(4−4a)で表される芳香族化合物も挙げられる。 Preferred aromatic compounds having a specific functional group include aromatic compounds represented by the following general formulas (4-1a), (4-2a), (4-3a) or (4-4a).
式中、R4は、直接結合又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基を表し、Ar6aは、アリール基を表す。
In the formula, R 4 represents a direct bond or an alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and Ar 6a represents an aryl group.
R4としての炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。アルキレン基としては、例えば、メチレン、1,2−エチレン、1,3−プロピレン、1,4−ブチレン、1,6−ヘキシレン、2−メチル−1,3−プロピレン、2−エチル−1,3−プロピレン、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン、2,2−ジメチル−1,4−ブチレン、1,10−デシレン等を挙げることができる。Ar6aとしては、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。 The alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms as R 4 may be linear or branched. Examples of the alkylene group include methylene, 1,2-ethylene, 1,3-propylene, 1,4-butylene, 1,6-hexylene, 2-methyl-1,3-propylene, 2-ethyl-1,3. -Propene, 2,2-dimethyl-1,3-propylene, 2,2-dimethyl-1,4-butylene, 1,10-decylene and the like can be mentioned. Examples of Ar 6a include aryl groups having structures such as phenyl, naphthyl, and biphenyl.
一般式(4−1a)、(4−2a)、(4−3a)又は(4−4a)で表される芳香族化合物は、例えば、下記化学式で表される化合物であってもよい。式中、R4は、式(4−1a)等と同様に定義される。 The aromatic compound represented by the general formula (4-1a), (4-2a), (4-3a) or (4-4a) may be, for example, a compound represented by the following chemical formula. In the formula, R 4 is defined in the same manner as in the formula (4-1a) and the like.
前記工程(a)の反応において、前記一般式(1−3)で表されるスルホキシドと前記一般式(1−4)で表される芳香族化合物とを反応させてポリ(アリーレンスルホニウム塩)を得た後、特定官能基を有する芳香族化合物を反応系に加えて反応させることもできる。特定官能基を有する芳香族化合物の存在下で、前記一般式(1−3)で表されるスルホキシドと前記一般式(1−4)で表される芳香族化合物とを反応させることが、工程の更なる簡略化に優れる点から好ましい。 In the reaction of the step (a), the sulfoxide represented by the general formula (1-3) is reacted with the aromatic compound represented by the general formula (1-4) to form a poly (arylene sulfonium salt). After obtaining the product, an aromatic compound having a specific functional group can be added to the reaction system for reaction. The step is to react the sulfoxide represented by the general formula (1-3) with the aromatic compound represented by the general formula (1-4) in the presence of an aromatic compound having a specific functional group. It is preferable because it is excellent in further simplification of.
同様に、前記工程(b)の反応において、前記一般式(2−3)で表される芳香族スルホキシドを反応させてポリ(アリーレンスルホニウム塩)を得た後、特定官能基を有する芳香族化合物を反応系に加えて反応させることもできる。特定官能基を有する芳香族化合物の存在下で、前記一般式(2−3)で表される芳香族スルホキシドを反応させることが、工程の更なる簡略化に優れる点から好ましい。 Similarly, in the reaction of the step (b), after reacting the aromatic sulfoxide represented by the general formula (2-3) to obtain a poly (arylene sulfonium salt), an aromatic compound having a specific functional group is obtained. Can also be added to the reaction system for reaction. It is preferable to react the aromatic sulfoxide represented by the general formula (2-3) in the presence of an aromatic compound having a specific functional group from the viewpoint of further simplifying the process.
工程(a)又は工程(b)の反応は、酸存在下で行われることが好ましい。酸は、有機酸、無機酸のいずれであってもよい。酸としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、青酸、テトラフルオロほう酸等の非酸素酸;硫酸、リン酸、過塩素酸、臭素酸、硝酸、炭酸、ホウ酸、モリブデン酸、イソポリ酸、ヘテロポリ酸等の無機オキソ酸;硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、プロトン残留ヘテロポリ酸塩、モノメチル硫酸、トリフルオロメタン硫酸等の硫酸の部分塩若しくは部分エステル;蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、コハク酸、安息香酸、フタル酸等の1価若しくは多価のカルボン酸;モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、モノフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸等のハロゲン置換カルボン酸;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸等の1価若しくは多価のスルホン酸;ベンゼンジスルホン酸ナトリウム等の多価のスルホン酸の部分金属塩;五塩化アンチモン、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、四塩化チタン、四塩化スズ、塩化亜鉛、塩化銅、塩化鉄等のルイス酸等を挙げることができる。これらの酸のうち、反応性の観点から、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸の使用が好ましい。これらの酸は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The reaction of step (a) or step (b) is preferably carried out in the presence of an acid. The acid may be either an organic acid or an inorganic acid. Acids include, for example, non-oxygenic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, blue acid, tetrafluoroboric acid; sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid, bromic acid, nitrate, carbonic acid, boric acid, molybdic acid, isopolyic acid, heteropoly. Inorganic oxo acids such as acids; partial salts or esters of sulfuric acids such as sodium hydrogen sulfate, sodium dihydrogen phosphate, proton residual heteropolyate, monomethyl sulfate, trifluoromethane sulfate; formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, succinic acid Monovalent or polyvalent carboxylic acids such as acids, benzoic acids and phthalates; halogen-substituted carboxylic acids such as monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, monofluoroacetic acid, difluoroacetic acid and trifluoroacetic acid; methanesulfonic acid and ethanesulfone. Monovalent or polyvalent sulfonic acid such as acid, propanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenedisulfonic acid; partial metal salt of polyvalent sulfonic acid such as sodium benzenedisulfonic acid; Examples thereof include antimony chloride, aluminum chloride, aluminum bromide, titanium tetrachloride, tin tetrachloride, zinc chloride, copper chloride, Lewis acid such as iron chloride and the like. Of these acids, trifluoromethanesulfonic acid and methanesulfonic acid are preferably used from the viewpoint of reactivity. These acids may be used alone or in combination of two or more.
工程(a)又は工程(b)の反応は脱水反応のため、脱水剤を併用してもよい。脱水剤としては、例えば、酸化リン、五酸化二リン等のリン酸無水物;ベンゼンスルホン酸無水物、メタンスルホン酸無水物、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、パラトルエンスルホン酸無水物等のスルホン酸無水物;無水酢酸、無水フルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸等のカルボン酸無水物;無水硫酸マグネシウム、ゼオライト、シリカゲル、塩化カルシウム等を挙げることができる。これらの脱水剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Since the reaction in step (a) or step (b) is a dehydration reaction, a dehydrating agent may be used in combination. Examples of the dehydrating agent include phosphate anhydrides such as phosphorus oxide and diphosphorus pentoxide; sulfonic acids such as benzenesulfonic anhydride, methanesulfonic anhydride, trifluoromethanesulfonic anhydride, and paratoluenesulfonic anhydride. Anhydrides; carboxylic acid anhydrides such as anhydrous acetic acid, anhydrous fluoroacetic anhydride, anhydrous trifluoroacetic anhydride; anhydrous magnesium sulfate, zeolite, silica gel, calcium chloride and the like can be mentioned. These dehydrating agents may be used alone or in combination of two or more.
工程(a)又は工程(b)の反応には、適宜溶媒を使用することができる。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等の含ハロゲン系溶媒;ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘプタン、シクロヘプタン等の飽和炭化水素系溶媒;ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒;スルホラン、DMSO等の含硫黄系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 A solvent can be appropriately used for the reaction of the step (a) or the step (b). Examples of the solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol and isopropyl alcohol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; nitrile solvents such as acetonitrile; halogen-containing solvents such as methylene chloride and chloroform. Saturated hydrocarbon solvents such as normal hexane, cyclohexane, normal heptane, cycloheptane; amide solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; sulfur-containing solvents such as sulfolane and DMSO; tetrahydrofuran, dioxane and the like Examples include ether solvents and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
工程(a)又は工程(b)の反応は、反応が適切に進行するように、条件を適宜調整することができる。反応温度は、−30〜150℃の範囲であることが好ましく、0〜100℃の範囲であることがより好ましい。 The conditions of the reaction of step (a) or step (b) can be appropriately adjusted so that the reaction proceeds appropriately. The reaction temperature is preferably in the range of -30 to 150 ° C, more preferably in the range of 0 to 100 ° C.
上記工程(a)により得られるポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、下記一般式(1−2)で表される構成単位を含む主鎖と、主鎖の末端に結合した、特定官能基を含む末端基、を有する。 The poly (arylene sulfonium salt) obtained in the above step (a) has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1-2) and a terminal containing a specific functional group bonded to the end of the main chain. Has a group.
一般式(1−2)中、R1は、炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、R2bは、直接結合、−Ar4b−、−S−Ar4b−、−O−Ar4b−、−CO−Ar4b−、−SO2−Ar4b−又は−C(CF3)2−Ar4b−を表し、Ar1、Ar2、Ar3b及びAr4bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Zは、直接結合、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−を表し、X−は、アニオンを表す。 In the general formula (1-2), R 1 represents an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms or an aryl group which may have an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and R 2b. is a direct bond, -Ar 4b -, - S- Ar 4b -, - O-Ar 4b -, - CO-Ar 4b -, - SO 2 -Ar 4b - or -C (CF 3) 2 -Ar 4b - Ar 1 , Ar 2 , Ar 3b and Ar 4b each independently represent an arylene group which may have a substituent, and Z represents a direct bond, -S-, -O-, -CO. -, - SO 2 - or -C (CF 3) 2 - represents, X - represents an anion.
Ar3b及びAr4bは、例えば、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン等のアリーレン基であってもよい。Ar3b及びAr4bは、同一であっても異なってもよいが、好ましくは同一である。アニオンを表すX−としては、例えば、スルホネート、カルボキシレート、ハロゲンイオン等のアニオンが挙げられる。一般式(1−2)において、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが直接結合であるとき、Zは、直接結合、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であることが好ましい。Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基、R2bが−Ar4b−で、Ar4bが1,4−フェニレン基であるとき、Zは、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であることが好ましい。 Ar 3b and Ar 4b may be, for example, an arylene group such as phenylene, naphthylene, and biphenylene. Ar 3b and Ar 4b may be the same or different, but are preferably the same. Examples of X − representing an anion include anions such as sulfonate, carboxylate, and halogen ion. In the general formula (1-2), when Ar 1 , Ar 2 and Ar 3b are 1,4-phenylene groups and R 2b is a direct bond, Z is a direct bond, -CO-, -SO 2- or −C (CF 3 ) 2 − is preferable. Ar 1, Ar 2 and Ar 3b is 1,4-phenylene group, R 2b is -Ar 4b - a, when Ar 4b is 1,4-phenylene group, Z is, -S -, - O -, - It is preferably CO-, -SO 2- or -C (CF 3 ) 2- .
一般式(1−2)で表される構成単位において、Ar3b及びAr4bの結合の態様は特に制限されるものではなく、一般式(1−3)のAr1及びAr2の結合の態様と同様の考えを適用し得る。 In the structural unit represented by the general formula (1-2), the mode of bonding Ar 3b and Ar 4b is not particularly limited, and the mode of bonding Ar 1 and Ar 2 of the general formula (1-3) is not particularly limited. The same idea as above can be applied.
Ar3b又はAr4bで表されるアリーレン基が置換基を有する場合、置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基又はスルホ基であることが好ましい。ただし、Ar1、Ar2、Ar3b及びAr4bが置換基を有するアリーレン基である一般式(1−2)の構成単位の割合は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の結晶化度及び耐熱性の低下をより抑制する観点から、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)全体の10質量%以下の範囲であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。 When the arylene group represented by Ar 3b or Ar 4b has a substituent, the substituents are methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group and decyl. It is preferably an alkyl group, a hydroxy group, an amino group, a mercapto group, a carboxy group or a sulfo group in the range of 1 to 10 carbon atoms such as a group. However, the ratio of the structural units of the general formula (1-2) in which Ar 1 , Ar 2 , Ar 3b and Ar 4b are arylene groups having substituents reduces the crystallinity and heat resistance of the polyarylene sulfide resin. From the viewpoint of further suppression, it is preferably in the range of 10% by mass or less of the whole poly (arylene sulfonium salt), and more preferably 5% by mass or less.
上記ポリ(アリーレンスルホニウム塩)が有する構成単位は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の使用の目的等に合わせて、例えば、一般式(1−3)で表されるスルホキシドと一般式(1−4)で表される芳香族化合物との組み合わせを変更することにより、適宜選択することができる。 The constituent units of the poly (arylene sulfonium salt) are represented by, for example, sulfoxide represented by the general formula (1-3) and the general formula (1-4) according to the purpose of use of the polyarylene sulfide resin and the like. It can be appropriately selected by changing the combination with the aromatic compound.
一方、上記工程(b)により得られるポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、下記一般式(2−2)で表される構成単位を含む主鎖と、主鎖の末端に結合した、特定官能基を含む末端基、を有する。 On the other hand, the poly (arylene sulfonium salt) obtained in the above step (b) has a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (2-2) and a specific functional group bonded to the end of the main chain. Has a terminal group, including.
一般式(2−2)中、R1は、炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、R2bは、直接結合、−Ar4b−、−S−Ar4b−、−O−Ar4b−、−CO−Ar4b−、−SO2−Ar4b−又は−C(CF3)2−Ar4b−を表し、Ar1及びAr4bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、X−は、アニオンを表す。 In the general formula (2-2), R 1 represents an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms or an aryl group which may have an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and R 2b. is a direct bond, -Ar 4b -, - S- Ar 4b -, - O-Ar 4b -, - CO-Ar 4b -, - SO 2 -Ar 4b - or -C (CF 3) 2 -Ar 4b - , Ar 1 and Ar 4b each independently represent an arylene group which may have a substituent, and X − represents an anion.
一般式(2−2)中、R1、R2b、Ar1及びX−は、一般式(1−2)のR1、R2b、Ar1及びX−と同様に定義される。
In the general formula (2-2), R 1, R 2b,
更に、原料に前記一般式(3−1a)、(3−2a)、(3−3a)、(3−4a)、(3−5a)又は(3−6a)で表される芳香族化合物を用いて製造されたポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、下記一般式(3−1b)、(3−2b)、(3−3b)、(3−4b)、(3−5b)又は(3−6b)で表される末端基を有することができる。 Further, the aromatic compound represented by the general formula (3-1a), (3-2a), (3-3a), (3-4a), (3-5a) or (3-6a) is used as a raw material. The poly (arylene sulfonium salt) produced using the following general formulas (3-1b), (3-2b), (3-3b), (3-4b), (3-5b) or (3-6b) ) Can have a terminal group.
式中、R3は直接結合又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基を表し、Ar5bは、アリール基を表す。 In the formula, R 3 represents a direct bond or an alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and Ar 5b represents an aryl group.
原料に前記一般式(4−1a)、(4−2a)、(4−3a)又は(4−4a)で表される芳香族化合物を用いて製造されたポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、下記一般式(4−1b)、(4−2b)、(4−3b)又は(4−4b)で表される末端基を有することができる。 Poly (allylen sulfonium salt) produced by using the aromatic compound represented by the general formula (4-1a), (4-2a), (4-3a) or (4-4a) as a raw material is as follows. It can have a terminal group represented by the general formula (4-1b), (4-2b), (4-3b) or (4-4b).
式中、R4は、直接結合又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基を表し、Ar6bは、アリール基を表す。
In the formula, R 4 represents a direct bond or an alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and Ar 6b represents an aryl group.
Ar5b及びAr6bのアリール基は、アリール基に置換基が結合したアリーレン基も含みうる。 The aryl groups of Ar 5b and Ar 6b may also contain an arylene group in which a substituent is attached to the aryl group.
一般式(4−1b)、(4−2b)、(4−3b)又は(4−4b)で表される末端基としては、例えば、以下の化学式で表される基が挙げられる。式中、R4は、式(4−1a)等と同様に定義される。 Examples of the terminal group represented by the general formula (4-1b), (4-2b), (4-3b) or (4-4b) include a group represented by the following chemical formula. In the formula, R 4 is defined in the same manner as in the formula (4-1a) and the like.
ポリアリーレンスルフィド樹脂及び製造方法
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂は、前記一般式(1−1)で表される構成単位又は前記一般式(2−1)で表される構成単位を含む主鎖と、主鎖の末端に結合した、カルボキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基(特定官能基)を含む末端基と、を有する。
Polyarylene Sulfide Resin and Production Method The polyarylene sulfide resin according to one embodiment mainly contains a structural unit represented by the general formula (1-1) or a structural unit represented by the general formula (2-1). It has a chain and a terminal group attached to the end of the main chain and containing at least one functional group (specific functional group) selected from the group consisting of a carboxy group, a hydroxy group and an amino group.
一般式(1−1)又は(2−1)中、R2bは、直接結合、−Ar4b−、−S−Ar4b−、−O−Ar4b−、−CO−Ar4b−、−SO2−Ar4b−又は−C(CF3)2−Ar4b−を表し、Ar1、Ar2、Ar3b及びAr4bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Zは、直接結合、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−を表す。 In the general formula (1-1) or (2-1), R 2b represents a direct bond, -Ar 4b -, - S- Ar 4b -, - O-Ar 4b -, - CO-Ar 4b -, - SO 2 −Ar 4b − or −C (CF 3 ) 2 −Ar 4b −, and Ar 1 , Ar 2 , Ar 3b and Ar 4b each independently represent an arylene group which may have a substituent. , Z represent direct binding, -S-, -O-, -CO-, -SO 2- or -C (CF 3 ) 2- .
式(2−1)で表される構成単位は、下記一般式(5−1)で表される構成単位であってもよい。 The structural unit represented by the formula (2-1) may be the structural unit represented by the following general formula (5-1).
式中、Ar7、Ar8及びAr9bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニレン基を表す。すなわち、式(5−1)においてAr7、Ar8及びAr9bがそれぞれ1,4−フェニレン基であるとき、式(2−1)において、Ar1が4,4’−ビフェニレン基で、R2bが−S−Ar4b−で、Ar4bが1,4−フェニレン基に相当する。
In the formula, Ar 7 , Ar 8 and Ar 9b each independently represent a phenylene group which may have a substituent. That is, when Ar 7 , Ar 8 and Ar 9b are 1,4-phenylene groups in the formula (5-1), respectively, Ar 1 is a 4,4'-biphenylene group in the formula (2-1), and R 2b is −S—Ar 4b− , and Ar 4b corresponds to a 1,4-phenylene group.
一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂は、下記一般式(1−2)で表される構成単位又は下記一般式(2−2)で表される構成単位を含む主鎖と、主鎖の末端に結合した、特定官能基を含む末端基と、を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を、脱アルキル化又は脱アリール化する工程を有する製造方法により得られる。 The polyarylene sulfide resin according to one embodiment includes a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1-2) or a structural unit represented by the following general formula (2-2), and a terminal of the main chain. It is obtained by a production method having a step of dealkylating or dearyllating a poly (arylene sulfonium salt) having a terminal group containing a specific functional group bonded to.
一般式(1−2)又は(2−2)中、R1は、炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、R2bは、直接結合、−Ar4b−、−S−Ar4b−、−O−Ar4b−、−CO−Ar4b−、−SO2−Ar4b−又は−C(CF3)2−Ar4b−を表し、Ar1、Ar2、Ar3b及びAr4bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Zは、直接結合、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−を表し、X−は、アニオンを表す。 In the general formula (1-2) or (2-2), R 1 may have an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms or an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms. represents a group, R 2b is a direct bond, -Ar 4b -, - S- Ar 4b -, - O-Ar 4b -, - CO-Ar 4b -, - SO 2 -Ar 4b - or -C (CF 3 ) 2 -Ar 4b - represents, Ar 1, Ar 2, Ar 3b and Ar 4b each independently represent an arylene group which may have a substituent, Z is a direct bond, -S-, -O -, - CO -, - SO 2 - or -C (CF 3) 2 - represents, X - represents an anion.
一般式(5−1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂は、例えば、上記一般式(5−2)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を、脱アルキル化又は脱アリール化する工程を有することにより得られる。 The polyarylene sulfide resin having a main chain containing a structural unit represented by the general formula (5-1) is, for example, a poly (arylene) having a main chain containing a structural unit represented by the general formula (5-2). The sulfonium salt) is obtained by having a step of dealkylating or dearyllating.
前記ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の脱アルキル化又は脱アリール化は、例えば、以下の反応式で表されるように進行すると考えられる。 The dealkylation or dearyllation of the poly (arylene sulfonium salt) is considered to proceed as represented by, for example, the following reaction formula.
かかる工程では、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤を使用することができる。脱アルキル化剤又は脱アリール化剤は、求核剤又は還元剤を含む。求核剤としては、含窒素芳香族化合物、アミン化合物、アミド化合物等を用いることができる。還元剤としては、金属カリウム、金属ナトリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、ヒドラジン等を用いることができる。これらの化合物は、1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。 A dealkylating agent or a dearylting agent can be used in such a step. Dealkylating or dearylting agents include nucleophiles or reducing agents. As the nucleophile, a nitrogen-containing aromatic compound, an amine compound, an amide compound and the like can be used. As the reducing agent, metallic potassium, metallic sodium, potassium chloride, sodium chloride, hydrazine and the like can be used. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
含窒素芳香族化合物としては、ピリジン、キノリン、アニリン等が挙げられる。これらの化合物のうち、汎用化合物であるピリジンが好ましい。 Examples of the nitrogen-containing aromatic compound include pyridine, quinoline, and aniline. Of these compounds, pyridine, which is a general-purpose compound, is preferable.
アミン化合物としては、トリアルキルアミン、アンモニア等が挙げられる。 Examples of the amine compound include trialkylamine and ammonia.
アミド化合物としては芳香族アミド化合物、脂肪族アミド化合物を用いることができる。脂肪族アミド化合物は、例えば、下記一般式(4)で表される化合物で表される。 As the amide compound, an aromatic amide compound and an aliphatic amide compound can be used. The aliphatic amide compound is represented by, for example, a compound represented by the following general formula (4).
一般式(4)中、R11、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基を表し、R11とR13は結合して環状構造を形成していてもよい。炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。 In the general formula (4), R 11 , R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and R 11 and R 13 are bonded to form a cyclic structure. It may be formed. Examples of the alkyl group in the range of 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group and the like.
一般式(4)で表される化合物は、例えば、下記反応式(1)又は(2)で表されるようにして、スルホニウム塩の硫黄原子と結合するアルキル基又はアリール基を脱アルキル化又は脱アリール化する、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として機能すると考えられる。 The compound represented by the general formula (4) is, for example, dealkylated or dealkylated from an alkyl group or an aryl group bonded to the sulfur atom of the sulfonium salt as represented by the following reaction formula (1) or (2). It is believed to function as a dealkylating or dearylting agent that dearyllates.
(反応式1) (Reaction formula 1)
(反応式2) (Reaction formula 2)
更に、当該脂肪族アミド化合物は、芳香族アミド化合物に比べ水への混和性が高く、反応混合物の水洗によって容易に除去可能である。このため、脂肪族アミド化合物を用いた場合、芳香族アミド化合物を用いた場合に比べ、ポリアリーレンスルフィド樹脂中の脂肪族アミド化合物の残存量をより低減することができる。 Further, the aliphatic amide compound has higher miscibility with water than the aromatic amide compound, and can be easily removed by washing the reaction mixture with water. Therefore, when the aliphatic amide compound is used, the residual amount of the aliphatic amide compound in the polyarylene sulfide resin can be further reduced as compared with the case where the aromatic amide compound is used.
このように脂肪族アミド化合物を脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として用いることは、樹脂加工する際等のガス発生を抑制し、ポリアリーレンスルフィド樹脂成形品の品質向上及び作業環境の改善、更には金型のメンテナンス性をより向上させることができるため好ましい。また、脂肪族アミド化合物は有機化合物の溶解性にも優れることから、当該脂肪族アミド化合物の使用は、反応混合物からポリアリーレンスルフィドのオリゴマー成分を容易に除去することも可能にする。その結果、ガス発生の一因にもなり得る当該オリゴマー成分を、当該脂肪族アミド化合物により除去することで、得られるポリアリーレンスルフィド樹脂の品質を相乗的に向上させることができる。 Using the aliphatic amide compound as a dealkylating agent or a dearylling agent in this way suppresses gas generation during resin processing, etc., improves the quality of polyarylene sulfide resin molded products, improves the working environment, and further. Is preferable because the maintainability of the mold can be further improved. Moreover, since the aliphatic amide compound is also excellent in the solubility of the organic compound, the use of the aliphatic amide compound also makes it possible to easily remove the oligomer component of polyarylene sulfide from the reaction mixture. As a result, the quality of the obtained polyarylene sulfide resin can be synergistically improved by removing the oligomer component, which can contribute to gas generation, with the aliphatic amide compound.
このような脂肪族アミド化合物としては、例えば、ホルムアミド等の1級アミド化合物、β−ラクタム等の2級アミド化合物、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素等の3級アミド化合物等を用いることができる。脂肪族アミド化合物は、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の溶解性及び水への溶解性の観点から、R12及びR13が脂肪族基である脂肪族3級アミド化合物を含むことが好ましく、3級アミド化合物の中でもN−メチル−2−ピロリドンが好ましい。 Examples of such an aliphatic amide compound include a primary amide compound such as formamide, a secondary amide compound such as β-lactam, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, and tetramethylurea. A tertiary amide compound or the like can be used. The aliphatic amide compound preferably contains an aliphatic tertiary amide compound in which R 12 and R 13 are aliphatic groups, from the viewpoint of solubility of poly (arylene sulfonium salt) and solubility in water. Among the amide compounds, N-methyl-2-pyrrolidone is preferable.
脂肪族アミド化合物は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として機能するほか、溶解性に優れることから反応溶媒として用いることもできる。よって、脂肪族アミド化合物の使用量は、特に制限されるものではないが、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の総量に対し、下限が1.00当量以上の範囲であることが好ましく、1.02当量以上の範囲であることがより好ましく、1.05当量以上の範囲であることが更に好ましい。脂肪族アミド化合物の使用量が、1.00当量以上であれば、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の脱アルキル化又は脱アリール化をより十分に行うことができる。一方、上限は100当量以下であることが好ましく、10当量以下であることがより好ましい。反応溶媒として脂肪族アミド化合物のみを用いてもよいし、これとトルエン等の他の溶媒を併用してもよい。 The aliphatic amide compound functions as a dealkylating agent or a dearylling agent, and can also be used as a reaction solvent because of its excellent solubility. Therefore, the amount of the aliphatic amide compound used is not particularly limited, but the lower limit is preferably in the range of 1.00 equivalents or more with respect to the total amount of poly (arylene sulfonium salt), and 1.02 equivalents. The above range is more preferable, and the range of 1.05 equivalent or more is further preferable. When the amount of the aliphatic amide compound used is 1.00 equivalent or more, the poly (arylene sulfonium salt) can be more sufficiently dealkylated or dearylled. On the other hand, the upper limit is preferably 100 equivalents or less, and more preferably 10 equivalents or less. Only the aliphatic amide compound may be used as the reaction solvent, or this may be used in combination with another solvent such as toluene.
本実施形態に係るポリ(アリーレンスルホニウム塩)と脂肪族アミド化合物とを反応させる際の条件は、脱アルキル化又は脱アリール化が適切に進行するように、適宜調整することができる。反応温度は、50〜250℃の範囲であることが好ましく、80〜230℃の範囲であることがより好ましい。 The conditions for reacting the poly (arylene sulfonium salt) according to the present embodiment with the aliphatic amide compound can be appropriately adjusted so that dealkylation or dearyllation proceeds appropriately. The reaction temperature is preferably in the range of 50 to 250 ° C, more preferably in the range of 80 to 230 ° C.
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法は、ポリアリーレンスルフィド樹脂を水、水溶性溶媒又はこれらの混合溶媒で洗浄する工程を更に含んでもよい。このような洗浄工程を含むことにより、得られるポリアリーレンスルフィド樹脂に含まれる脱アルキル化剤又は脱アリール化剤等の残存量をより確実に低減することができる。この傾向は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として、脂肪族アミド化合物を使用した際に一層顕著となる。 The method for producing a polyarylene sulfide resin according to the present embodiment may further include a step of washing the polyarylene sulfide resin with water, a water-soluble solvent, or a mixed solvent thereof. By including such a cleaning step, the residual amount of the dealkylating agent or the dearylling agent contained in the obtained polyarylene sulfide resin can be more reliably reduced. This tendency becomes more remarkable when an aliphatic amide compound is used as the dealkylating agent or the dearylling agent.
洗浄工程を経ることにより、得られるポリアリーレンスルフィド樹脂中の脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の残存量をより確実に低減することが可能である。樹脂中の脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の残存量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂と脱アルキル化剤又は脱アリール化剤等の他の成分とを含む樹脂の質量を基準として、1000ppm以下の範囲であることが好ましく、700ppm以下の範囲であることがより好ましく、100ppm以下の範囲であることが更に好ましい。樹脂中の脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の残存量を1000ppm以下とすることにより、得られるポリアリーレンスルフィド樹脂の品質に対する実質的な影響をより低減できる。 By going through the washing step, it is possible to more reliably reduce the residual amount of the dealkylating agent or the dearylling agent in the obtained polyarylene sulfide resin. The residual amount of the dealkylating agent or dearylling agent in the resin is in the range of 1000 ppm or less based on the mass of the resin containing the polyarylene sulfide resin and other components such as the dealkylating agent or the dearylting agent. It is preferably in the range of 700 ppm or less, and further preferably in the range of 100 ppm or less. By setting the residual amount of the dealkylating agent or the dearylling agent in the resin to 1000 ppm or less, the substantial influence on the quality of the obtained polyarylene sulfide resin can be further reduced.
かかる洗浄工程において使用する溶媒は、特に制限されるものではないが、未反応物を溶解させるものであることが好ましい。溶媒としては、例えば、水、塩酸、酢酸水溶液、シュウ酸水溶液、硝酸水溶液等の酸性水溶液;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;アセトニトリル等のニトリル系溶媒等;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム等の含ハロゲン溶剤等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの溶媒のうち、反応試薬の除去及び樹脂のオリゴマー成分の除去の観点から、水又はN−メチル−2−ピロリドンが好ましい。 The solvent used in such a washing step is not particularly limited, but preferably one that dissolves an unreacted product. Examples of the solvent include acidic aqueous solutions such as water, hydrochloric acid, acetic acid aqueous solution, oxalic acid aqueous solution and nitrate aqueous solution; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol and isopropyl alcohol; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; nitrile solvents such as acetonitrile; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; amide solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone; dichloromethane, chloroform and the like Halogen-containing solvent and the like can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Of these solvents, water or N-methyl-2-pyrrolidone is preferable from the viewpoint of removing the reaction reagent and the oligomer component of the resin.
上記洗浄工程を経て得られた反応生成物は、必要ならば塩基性化合物を含んだ水溶液を用いて塩基処理して、ポリアリーレンスルフィド樹脂の分子構造中に存在するヒドロキシ基又はカルボキシ基を金属塩に置換させてもよい。 The reaction product obtained through the above washing step is base-treated with an aqueous solution containing a basic compound, if necessary, to remove a hydroxy group or a carboxy group existing in the molecular structure of the polyarylene sulfide resin as a metal salt. May be replaced with.
前記塩基処理の温度条件は5〜100℃の範囲が挙げられるが、ポリアリーレンスルフィド樹脂中の末端金属塩量を増大させ、かつ、分子量低下を防止する点から特に15〜80℃の範囲の温度であることが好ましい。前記塩基処理工程の際のpHは、塩基処理工程後において3.0〜10.0の範囲に制御されることが好ましく、ポリアリーレンスルフィド樹脂中の末端金属塩含有量が高まる点から6.0〜8.0の範囲に制御されることがより好ましい。pHの測定方法は、例えば、スラリーに対して酸を添加する場合には該スラリーをろ過したろ液のpHを測定する方法が挙げられ、ろ過後の固形分であるポリアリーレンスルフィド樹脂に対して塩基処理する場合には、所定の塩基濃度の水溶液を用いて洗浄を繰り返して得られたろ液を全て混合した洗浄ろ液のpHを測定する方法を挙げることができる。 The temperature condition of the base treatment may be in the range of 5 to 100 ° C., and the temperature is particularly in the range of 15 to 80 ° C. from the viewpoint of increasing the amount of the terminal metal salt in the polyarylene sulfide resin and preventing the decrease in molecular weight. Is preferable. The pH during the base treatment step is preferably controlled in the range of 3.0 to 10.0 after the base treatment step, and is 6.0 from the viewpoint of increasing the terminal metal salt content in the polyarylene sulfide resin. It is more preferable that the control is in the range of ~ 8.0. Examples of the pH measuring method include a method of measuring the pH of the filtrate obtained by filtering the slurry when an acid is added to the slurry, with respect to the polyarylene sulfide resin which is the solid content after filtration. In the case of base treatment, a method of measuring the pH of a washing filtrate in which all the filtrates obtained by repeating washing using an aqueous solution having a predetermined base concentration is mixed can be mentioned.
前記塩基処理に用いる塩基性化合物としては、水溶液中で強塩基性を示す化合物であることが好ましく、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム;炭酸カルシウム;リン酸ナトリウム等を用いてもよい。 The basic compound used for the base treatment is preferably a compound showing strong basicity in an aqueous solution, for example, alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; calcium hydroxide. , Alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide; sodium carbonate; calcium carbonate; sodium phosphate and the like may be used.
上記工程(a)により得られるポリ(アリーレンスルホニウム塩)を使用して、一実施形態に係る製造方法により得られるポリアリーレンスルフィド樹脂は、下記一般式(1−1)で表される構成単位を含む主鎖と、主鎖の末端に結合した、特定官能基を含む末端基と、を有する。 The polyarylene sulfide resin obtained by the production method according to one embodiment using the poly (arylene sulfonium salt) obtained in the above step (a) has a structural unit represented by the following general formula (1-1). It has a main chain containing the main chain and a terminal group containing a specific functional group attached to the end of the main chain.
一般式(1−1)中、R2b、Ar1、Ar2、Ar3b及びZは、すでに定義したとおりである。一般式(1−1)において、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基、かつR2bが直接結合であるとき、Zは、直接結合、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であることが好ましい。Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基、R2bが−Ar4b−、かつAr4bが1,4−フェニレン基であるとき、Zは、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であることが好ましい。 In the general formula (1-1), R 2b , Ar 1 , Ar 2 , Ar 3b and Z are as already defined. In the general formula (1-1), when Ar 1 , Ar 2 and Ar 3b are 1,4-phenylene groups and R 2b is a direct bond, Z is a direct bond, -CO-, -SO 2- or −C (CF 3 ) 2 − is preferable. When, and Ar 4b is 1,4-phenylene group, Z is, -S - - Ar 1, Ar 2 and Ar 3b is 1,4-phenylene group, R 2b is -Ar 4b, - O -, - It is preferably CO-, -SO 2- or -C (CF 3 ) 2- .
一般式(1−1)で表される構成単位において、Ar1、Ar2、Ar3b及びAr4bの結合の態様は特に制限されるものではなく、一般式(1−2)、(1−3)及び(1−4)のAr1及びAr2の結合の態様と同様の考えを適用し得る。 In the structural unit represented by the general formula (1-1), the mode of binding of Ar 1 , Ar 2 , Ar 3b and Ar 4b is not particularly limited, and the general formulas (1-2) and (1- The same idea as the mode of binding of Ar 1 and Ar 2 in 3) and (1-4) can be applied.
Ar1、Ar2、Ar3b及びAr4bで表されるアリーレン基が置換基を有する場合、置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10の範囲のアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基又はスルホ基であることが好ましい。ただし、Ar1、Ar2、Ar3及びAr4bが置換基を有するアリーレン基である一般式(1−1)の構成単位の割合は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の結晶化度及び耐熱性の低下をより抑制する観点から、ポリアリーレンスルフィド樹脂全体の10質量%以下の範囲であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。 When the arylene group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3b and Ar 4b has a substituent, the substituent is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group. It is preferably an alkyl group, a hydroxy group, an amino group, a mercapto group, a carboxy group or a sulfo group in the range of 1 to 10 carbon atoms such as a group, a nonyl group and a decyl group. However, the ratio of the structural units of the general formula (1-1) in which Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4b are allylene groups having substituents reduces the crystallinity and heat resistance of the polyarylene sulfide resin. From the viewpoint of further suppression, it is preferably in the range of 10% by mass or less of the entire polyarylene sulfide resin, and more preferably 5% by mass or less.
上記ポリアリーレンスルフィド樹脂が有する構成単位は、樹脂の使用の目的等に合わせて、例えば、一般式(1−3)で表されるスルホキシドと一般式(1−4)で表される芳香族化合物との組み合わせを変更することにより、適宜選択することができる。 The structural unit of the polyarylene sulfide resin is, for example, a sulfoxide represented by the general formula (1-3) and an aromatic compound represented by the general formula (1-4) according to the purpose of use of the resin and the like. By changing the combination with, it can be appropriately selected.
前記一般式(1−1)で表されるポリアリーレンスルフィド樹脂のガラス転移温度は、70〜200℃の範囲であることが好ましく、80〜170℃の範囲であることがより好ましい。樹脂のガラス転移温度は、DSC装置により測定される値のことを示す。 The glass transition temperature of the polyarylene sulfide resin represented by the general formula (1-1) is preferably in the range of 70 to 200 ° C, more preferably in the range of 80 to 170 ° C. The glass transition temperature of the resin indicates a value measured by a DSC device.
前記一般式(1−1)で表されるポリアリーレンスルフィド樹脂の融点は、100〜400℃の範囲であることが好ましく、150〜370℃の範囲であることがより好ましい。樹脂の融点は、DSC装置により測定される値のことを示す。 The melting point of the polyarylene sulfide resin represented by the general formula (1-1) is preferably in the range of 100 to 400 ° C, more preferably in the range of 150 to 370 ° C. The melting point of the resin indicates a value measured by a DSC device.
一方、上記工程(b)により得られるポリ(アリーレンスルホニウム塩)を使用して、一実施形態に係る製造方法により得られるポリアリーレンスルフィド樹脂は、下記一般式(2−1)で表される構成単位を含む主鎖と、主鎖の末端に結合した、特定官能基を含む末端基と、を有する。 On the other hand, the polyarylene sulfide resin obtained by the production method according to one embodiment using the poly (arylene sulfonium salt) obtained in the above step (b) has a configuration represented by the following general formula (2-1). It has a main chain containing a unit and a terminal group containing a specific functional group attached to the end of the main chain.
一般式(2−1)中、R2b及びAr1は、すでに定義したとおりである。 In the general formula (2-1), R 2b and Ar 1 are as already defined.
前記一般式(2−1)で表されるポリアリーレンスルフィド樹脂のガラス転移温度は、70〜200℃の範囲であることが好ましく、80〜170℃の範囲であることがより好ましい。樹脂のガラス転移温度は、DSC装置により測定される値のことを示す。 The glass transition temperature of the polyarylene sulfide resin represented by the general formula (2-1) is preferably in the range of 70 to 200 ° C, more preferably in the range of 80 to 170 ° C. The glass transition temperature of the resin indicates a value measured by a DSC device.
前記一般式(2−1)で表されるポリアリーレンスルフィド樹脂の融点は、100〜400℃の範囲であることが好ましく、150〜370℃の範囲であることがより好ましい。樹脂の融点は、DSC装置により測定される値のことを示す。 The melting point of the polyarylene sulfide resin represented by the general formula (2-1) is preferably in the range of 100 to 400 ° C, more preferably in the range of 150 to 370 ° C. The melting point of the resin indicates a value measured by a DSC device.
ポリアリーレンスルフィド樹脂の特定官能基を含む末端基は、下記一般式(3−1b)、(3−2b)、(3−3b)、(3−4b)、(3−5b)又は(3−6b)で表される基であることが好ましい。これらの末端基を有するポリアリーレンスルフィド樹脂は、樹脂組成物の製造時におけるシランカップリング剤、又はエポキシ樹脂等の他樹脂との相溶性が良い。樹脂組成物から得られる部材に、異材に対する優れた密着性を付与することもできる。 The terminal group containing the specific functional group of the polyarylene sulfide resin is the following general formula (3-1b), (3-2b), (3-3b), (3-4b), (3-5b) or (3-5b). It is preferably a group represented by 6b). The polyarylene sulfide resin having these terminal groups has good compatibility with other resins such as a silane coupling agent or an epoxy resin at the time of producing the resin composition. It is also possible to impart excellent adhesion to different materials to the member obtained from the resin composition.
式中、R3は直接結合又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基を表し、Ar5bは、アリール基を表す。
In the formula, R 3 represents a direct bond or an alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and Ar 5b represents an aryl group.
ポリアリーレンスルフィド基の特定官能基を含む末端基は、下記一般式(4−1b)、(4−2b)、(4−3b)又は(4−4b)で表される基であってもよい。これら末端基を有するポリアリーレンスルフィド樹脂も、樹脂組成物の製造時におけるシランカップリング剤、又はエポキシ樹脂等の他樹脂との相溶性が良い。樹脂組成物から得られる部材に、異材に対する優れた密着性を付与することができる。 The terminal group containing the specific functional group of the polyarylene sulfide group may be a group represented by the following general formulas (4-1b), (4-2b), (4-3b) or (4-4b). .. The polyarylene sulfide resin having these terminal groups also has good compatibility with other resins such as a silane coupling agent or an epoxy resin at the time of producing the resin composition. It is possible to impart excellent adhesion to different materials to the member obtained from the resin composition.
式中、R4は、直接結合又は炭素原子数1〜10の範囲のアルキレン基を表し、Ar6bは、アリール基を表す。
In the formula, R 4 represents a direct bond or an alkylene group in the range of 1 to 10 carbon atoms, and Ar 6b represents an aryl group.
Ar5b及びAr6bのアリール基は、アリール基に置換基が結合したアリーレン基も含みうる。 The aryl groups of Ar 5b and Ar 6b may also contain an arylene group in which a substituent is attached to the aryl group.
一般式(4−1b)、(4−2b)、(4−3b)又は(4−4b)で表される末端基としては、例えば、以下の化学式で表される基が挙げられる。式中、R4は、式(4−1a)等と同様に定義される。 Examples of the terminal group represented by the general formula (4-1b), (4-2b), (4-3b) or (4-4b) include a group represented by the following chemical formula. In the formula, R 4 is defined in the same manner as in the formula (4-1a) and the like.
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂のハロゲン含有量は、900ppm以下であることが好ましく、500ppm以下であることがより好ましい。 The halogen content of the polyarylene sulfide resin according to the present embodiment is preferably 900 ppm or less, more preferably 500 ppm or less.
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂のナトリウム含有量は、100ppm以下であることが好ましく、50ppm以下であることがより好ましい。ナトリウム含有量がこのような範囲にあるポリアリーレンスルフィド樹脂を用いることにより、耐薬品性に優れた成形品を作製することができる。 The sodium content of the polyarylene sulfide resin according to the present embodiment is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less. By using a polyarylene sulfide resin having a sodium content in such a range, a molded product having excellent chemical resistance can be produced.
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂のMw(質量平均分子量)は、1,000〜100,000の範囲であることが好ましく、5,000〜80,000の範囲であることがより好ましい。 The Mw (mass average molecular weight) of the polyarylene sulfide resin according to the present embodiment is preferably in the range of 1,000 to 100,000, and more preferably in the range of 5,000 to 80,000.
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の加熱時のガス発生量は、0.2質量%以下の範囲とすることができ、好ましくは0.15質量%以下の範囲とすることができる。加熱時のガス発生量を抑制することができることにより、作業環境の改善等に寄与することができる。さらに、成形時に金型の汚れを抑えることができ、生産性が向上する。 The amount of gas generated during heating of the polyarylene sulfide resin according to the present embodiment can be in the range of 0.2% by mass or less, preferably in the range of 0.15% by mass or less. By suppressing the amount of gas generated during heating, it is possible to contribute to the improvement of the working environment and the like. Furthermore, dirt on the mold can be suppressed during molding, and productivity is improved.
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、1種又は2種以上の無機質充填剤を含有することができる。無機充填剤を含有することにより、高剛性、高耐熱安定性の組成物が得られる。無機充填剤としては、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ及び酸化チタン等の粉末状充填剤、タルク及びマイカ等の板状充填剤、ガラスビーズ、シリカビーズ及びガラスバルーン等の粒状充填剤、ガラス繊維、炭素繊維及びウォラストナイト繊維等の繊維状充填剤、並びにガラスフレークが挙げられる。ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンブラック、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の無機質充填剤を含有することが特に好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition according to the present invention can contain the above-mentioned polyarylene sulfide resin and one or more kinds of inorganic fillers. By containing the inorganic filler, a composition having high rigidity and high heat resistance stability can be obtained. Examples of the inorganic filler include powder fillers such as carbon black, calcium carbonate, silica and titanium oxide, plate fillers such as talc and mica, granular fillers such as glass beads, silica beads and glass balloons, and glass fibers. , Fibrous fillers such as carbon fiber and wollastonite fiber, and glass flakes. It is particularly preferable that the polyarylene sulfide resin composition contains at least one inorganic filler selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, carbon black, and calcium carbonate.
無機充填剤の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは5〜200質量部の範囲、更に好ましくは15〜150質量部の範囲である。無機質充填剤の含有量がこれらの範囲にあることにより、成形品の機械的強度保持の点でより優れた効果が得られる。 The content of the inorganic filler is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably in the range of 5 to 200 parts by mass, and further preferably in the range of 15 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. Is. When the content of the inorganic filler is in these ranges, a better effect can be obtained in terms of maintaining the mechanical strength of the molded product.
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、熱可塑性樹脂、エラストマー、及び架橋性樹脂から選ばれる、ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の樹脂を含有することができる。これら樹脂は、無機質充填剤とともに樹脂組成物中に配合することもできる。 The polyarylene sulfide resin composition according to the present invention can contain the above-mentioned polyarylene sulfide resin and a resin other than the polyarylene sulfide resin selected from the thermoplastic resin, the elastomer, and the crosslinkable resin. These resins can also be blended in the resin composition together with the inorganic filler.
ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物に配合される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ四弗化エチレン、ポリ二弗化エチレン、ポリスチレン、ABS樹脂、シリコーン樹脂、及び液晶ポリマー(液晶ポリエステル等)が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin blended in the polyarylene sulfide resin composition include polyester, polyamide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyphenylene ether, polysulphon, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherketone, and polyethylene. , Polypropylene, polytetrafluorinated ethylene, polydifluorinated ethylene, polystyrene, ABS resin, silicone resin, and liquid crystal polymer (liquid crystal polyester, etc.).
ポリアミドは、アミド結合(−NHCO−)を有するポリマーである。ポリアミド樹脂としては、例えば、(i)ジアミンとジカルボン酸の重縮合から得られるポリマー、(ii)アミノカルボン酸の重縮合から得られるポリマー、及び(iii)ラクタムの開環重合から得られるポリマー等が挙げられる。ポリアミドは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Polyamide is a polymer having an amide bond (-NHCO-). Examples of the polyamide resin include (i) a polymer obtained by polycondensation of diamine and dicarboxylic acid, (ii) a polymer obtained by polycondensation of aminocarboxylic acid, and (iii) a polymer obtained by ring-opening polymerization of lactam. Can be mentioned. Polyamides can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミドを得るためのジアミンの例としては、脂肪族系ジアミン、芳香族系ジアミン、及び脂環族系ジアミン類が挙げられる。脂肪族系ジアミンとしては、直鎖状又は側鎖を有する炭素原子数3〜18の範囲のジアミンが好ましい。好適な脂肪族系ジアミンの例としては、1,3−トリメチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,7−ヘプタメチレンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン、1,10−デカメチレンジアミン、1,11−ウンデカンメチレンジアミン、1,12−ドデカメチレンジアミン、1,13−トリデカメチレンジアミン、1,14−テトラデカメチレンジアミン、1,15−ペンタデカメチレンジアミン、1,16−ヘキサデカメチレンジアミン、1,17−ヘプタデカメチレンジアミン、1,18−オクタデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、及び2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミンが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of diamines for obtaining polyamides include aliphatic diamines, aromatic diamines, and alicyclic diamines. As the aliphatic diamine, a diamine having a linear or side chain and having a carbon atom number in the range of 3 to 18 is preferable. Examples of suitable aliphatic diamines are 1,3-trimethylenediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 1,5-pentamethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,7-heptamethylenediamine. , 1,8-octamethylenediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, 1,9-nonamethylenediamine, 1,10-decamethylenediamine, 1,11-undecamethylenediamine, 1,12-dodecamethylene Diamine, 1,13-tridecamethylenediamine, 1,14-tetradecamethylenediamine, 1,15-pentadecamethylenediamine, 1,16-hexamethylenediamine, 1,17-heptadecamethylenediamine, 1,18 − Octadecamethylenediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine. These can be used alone or in combination of two or more.
芳香族系ジアミンとしては、フェニレン基を有する炭素原子数6〜27の範囲のジアミンが好ましい。好適な芳香族系ジアミンの例としては、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、3,4−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'−ジ(m−アミノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、4,4'−ジ(p−アミノフェノキシ)ジフェニルスルフォン、ベンジジン、3,3'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジエチル−5,5'−ジメチルジフェニルメタン、4,4'−ジアミノ−3,3',5,5'−テトラメチルジフェニルメタン、2,4−ジアミノトルエン、及び2,2'−ジメチルベンジジンが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the aromatic diamine, a diamine having a phenylene group and having a carbon atom number in the range of 6 to 27 is preferable. Examples of suitable aromatic diamines include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 3,4-diaminodiphenyl ether, 4,4'-. Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylsulphon, 4,4'-diaminodiphenylsulphon, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 4,4'-di (m-aminophenoxy) Diphenyl sulphon, 4,4'-di (p-aminophenoxy) diphenyl sulphon, benzidine, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 1 , 5-Diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 1,4 -Bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 4 , 4'-diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3', 5,5'-tetramethyldiphenylmethane, 2,4-diaminotoluene, and Included are 2,2'-dimethylbenzidine. These can be used alone or in combination of two or more.
脂環族系ジアミンとしては、シクロヘキシレン基を有する炭素原子数4〜15の範囲のジアミンが好ましい。好適な脂環族系ジアミンの例としては、4,4'−ジアミノ−ジシクロヘキシレンメタン、4,4'−ジアミノ−ジシクロヘキシレンプロパン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジメチル−ジシクロヘキシレンメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、及びピペラジンが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the alicyclic diamine, a diamine having a cyclohexylene group and having a carbon atom number in the range of 4 to 15 is preferable. Examples of suitable alicyclic diamines are 4,4'-diamino-dicyclohexylenemethane, 4,4'-diamino-dicyclohexylenepropane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyl-. Included are dicyclohexylene methane, 1,4-diaminocyclohexane, and piperazine. These can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミドを得るためのジカルボン酸としては、脂肪族系ジカルボン酸、芳香族系ジカルボン酸、及び脂環族系ジカルボン酸を挙げることができる。 Examples of the dicarboxylic acid for obtaining a polyamide include an aliphatic dicarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, and an alicyclic dicarboxylic acid.
脂肪族系ジカルボン酸としては、炭素原子数2〜18の範囲の飽和又は不飽和のジカルボン酸が好ましい。好適な脂肪族系ジカルボン酸の例としては、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、プラシリン酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、マレイン酸、及びフマル酸が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the aliphatic dicarboxylic acid, a saturated or unsaturated dicarboxylic acid in the range of 2 to 18 carbon atoms is preferable. Examples of suitable aliphatic dicarboxylic acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, placeric acid, tetradecane. Examples include diacid, pentadecanedioic acid, octadecanedioic acid, maleic acid, and fumaric acid. These can be used alone or in combination of two or more.
芳香族系ジカルボン酸としては、フェニレン基を有する炭素原子数8〜15の範囲のジカルボン酸が好ましい。好適な芳香族系ジカルボン酸の例としては、イソフタル酸、テレフタル酸、メチルテレフタル酸、ビフェニル−2,2'−ジカルボン酸、ビフェニル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェニルスルフォン−4,4'−ジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、及び1,4−ナフタレンジカルボン酸が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。更に、トリメリット酸、トリメシン酸、及びピロメリット酸等の多価カルボン酸を、溶融成形可能な範囲内で用いることもできる。 As the aromatic dicarboxylic acid, a dicarboxylic acid having a phenylene group and having a carbon atom number in the range of 8 to 15 is preferable. Examples of suitable aromatic dicarboxylic acids are isophthalic acid, terephthalic acid, methylterephthalic acid, biphenyl-2,2'-dicarboxylic acid, biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylmethane-4,4'-dicarboxylic acid. Examples thereof include acid, diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid, diphenylsulphon-4,4'-dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, and 1,4-naphthalenedicarboxylic acid. .. These can be used alone or in combination of two or more. Further, polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid, and pyromellitic acid can be used within a range that can be melt-molded.
アミノカルボン酸としては、炭素原子数4〜18の範囲のアミノカルボン酸が好ましい。好適なアミノカルボン酸の例としては、4−アミノ酪酸、6−アミノヘキサン酸、7−アミノヘプタン酸、8−アミノオクタン酸、9−アミノノナン酸、10−アミノデカン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、14−アミノテトラデカン酸、16−アミノヘキサデカン酸、及び18−アミノオクタデカン酸が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the aminocarboxylic acid, an aminocarboxylic acid having a carbon atom number in the range of 4 to 18 is preferable. Examples of suitable aminocarboxylic acids are 4-aminobutyric acid, 6-aminohexanoic acid, 7-aminoheptanoic acid, 8-aminooctanoic acid, 9-aminononanoic acid, 10-aminodecanoic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12 Included are −aminododecanoic acid, 14-aminotetradecanoic acid, 16-aminohexadecanoic acid, and 18-aminooctadecanoic acid. These can be used alone or in combination of two or more.
ポリアミドを得るためのラクタムとしては、例えば、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、ζ−エナントラクタム、及びη−カプリルラクタムが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the lactam for obtaining a polyamide include ε-caprolactam, ω-laurolactam, ζ-enantractum, and η-caprilactam. These can be used alone or in combination of two or more.
好ましいポリアミドの原料の組み合わせとしては、ε−カプロラクタム(ナイロン6)、1,6−ヘキサメチレンジアミン/アジピン酸(ナイロン6,6)、1,4−テトラメチレンジアミン/アジピン酸(ナイロン4,6)、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、1,9−ノナメチレンジアミン/1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸、及びm−キシリレンジアミン/アジピン酸が挙げられる。これらの中でも、1,4−テトラメチレンジアミン/アジピン酸(ナイロン4,6)、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸、1,9−ノナメチレンジアミン/テレフタル酸/ε−カプロラクタム、又は1,9−ノナメチレンジアミン/1,6−ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸から得られるリアミド樹脂が更に好ましい。 Preferred combinations of polyamide raw materials include ε-caprolactam (nylon 6), 1,6-hexamethylenediamine / adipic acid (nylon 6,6), 1,4-tetramethylenediamine / adipic acid (nylon 4,6). , 1,6-Hexamethylenediamine / terephthalic acid, 1,6-hexamethylenediamine / terephthalic acid / ε-caprolactam, 1,6-hexamethylenediamine / terephthalic acid / adipic acid, 1,9-nonamethylenediamine / terephthalic acid Acids, 1,9-nonamethylenediamine / terephthalic acid / ε-caprolactam, 1,9-nonamethylenediamine / 1,6-hexamethylenediamine / terephthalic acid / adipic acid, and m-xylylenediamine / adipic acid. Be done. Among these, 1,4-tetramethylenediamine / adipic acid (nylon 4,6), 1,6-hexamethylenediamine / terephthalic acid / ε-caprolactam, 1,6-hexamethylenediamine / terephthalic acid / adipic acid, Obtained from 1,9-nonamethylenediamine / terephthalic acid, 1,9-nonamethylenediamine / terephthalic acid / ε-caprolactam, or 1,9-nonamethylenediamine / 1,6-hexamethylenediamine / terephthalic acid / adipic acid The rearmid resin to be obtained is more preferable.
熱可塑性樹脂の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜45質量部の範囲である。ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量がこれらの範囲にあることにより、耐熱性、耐薬品性及び機械的物性の更なる向上という効果が得られる。 The content of the thermoplastic resin is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably in the range of 3 to 100 parts by mass, and further preferably in the range of 5 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. Is. When the content of the thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin is within these ranges, the effect of further improving the heat resistance, chemical resistance and mechanical properties can be obtained.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物中に含有されうるエラストマーとしては、熱可塑性エラストマーが挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリオレフィン系エラストマー、弗素系エラストマー及びシリコーン系エラストマーが挙げられる。なお、本明細書において、熱可塑性エラストマーは、前記熱可塑性樹脂ではなくエラストマーに分類される。 Examples of the elastomer that can be contained in the polyarylene sulfide resin composition of the present invention include thermoplastic elastomers. Examples of the thermoplastic elastomer include polyolefin-based elastomers, fluorine-based elastomers, and silicone-based elastomers. In addition, in this specification, a thermoplastic elastomer is classified into an elastomer instead of the thermoplastic resin.
エラストマー(特に熱可塑性エラストマー)は、ヒドロキシ基又はアミノ基と反応し得る官能基を有することが好ましい。これにより、接着性及び耐衝撃性等の点で特に優れた樹脂組成物を得ることができる。係る官能基としては、エポキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基、オキサゾリン基、及び、式:R(CO)O(CO)−又はR(CO)O−(式中、Rは炭素原子数1〜8の範囲のアルキル基を表す。)で表される基が挙げられる。係る官能基を有する熱可塑性エラストマーは、例えば、α−オレフィンと前記官能基を有するビニル重合性化合物との共重合により得ることができる。α−オレフィンは、例えば、エチレン、プロピレン及びブテン−1等の炭素原子数2〜8の範囲のα−オレフィン類が挙げられる。前記官能基を有するビニル重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステル等のα,β−不飽和カルボン酸及びそのアルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びその他の炭素原子数4〜10の範囲のα,β−不飽和ジカルボン酸及びその誘導体(モノ若しくはジエステル、及びその酸無水物等)、並びにグリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ基、カルボキシ基、及び、式:R(CO)O(CO)−又はR(CO)O−(式中、Rは炭素原子数1〜8の範囲のアルキル基を表す。)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン−プロピレン共重合体及びエチレン−ブテン共重合体が、靭性及び耐衝撃性の向上の点から好ましい。 Elastomers (particularly thermoplastic elastomers) preferably have a functional group capable of reacting with a hydroxy or amino group. As a result, a resin composition particularly excellent in terms of adhesiveness, impact resistance and the like can be obtained. Examples of the functional group include an epoxy group, a carboxy group, an isocyanate group, an oxazoline group, and a formula: R (CO) O (CO)-or R (CO) O- (in the formula, R has 1 to 8 carbon atoms. Represents an alkyl group in the range of.). The thermoplastic elastomer having such a functional group can be obtained, for example, by copolymerizing an α-olefin with the vinyl polymerizable compound having the functional group. Examples of the α-olefin include α-olefins having a carbon atom number of 2 to 8 such as ethylene, propylene and butene-1. Examples of the vinyl polymerizable compound having a functional group include α, β-unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester and alkyl esters thereof, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like. Other examples thereof include α, β-unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10 carbon atoms and derivatives thereof (mono or diesters and their acid anhydrides, etc.), and glycidyl (meth) acrylates. Among these, an epoxy group, a carboxy group, and a formula: R (CO) O (CO)-or R (CO) O- (in the formula, R represents an alkyl group in the range of 1 to 8 carbon atoms. ), An ethylene-propylene copolymer and an ethylene-butene copolymer having at least one functional group selected from the group consisting of the groups represented by) are preferable from the viewpoint of improving toughness and impact resistance.
エラストマーの含有量は、その種類、用途により異なるため一概に規定することはできないが、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜45質量部の範囲である。エラストマーの含有量がこれらの範囲にあることにより、成形品の耐熱性、靭性の確保の点でより一層優れた効果が得られる。 The content of the elastomer varies depending on the type and application, and cannot be unconditionally defined. For example, the content of the elastomer is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. It is in the range of parts by mass, more preferably 5 to 45 parts by mass. When the content of the elastomer is within these ranges, a further excellent effect can be obtained in terms of ensuring the heat resistance and toughness of the molded product.
本発明に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物中に含有されうる架橋性樹脂としては、2以上の架橋性官能基を有するものが挙げられる。架橋性官能基としては、エポキシ基、フェノール性水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシ基、酸無水物基、及びイソシアネート基などが挙げられる。架橋性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びウレタン樹脂が挙げられる。 Examples of the crosslinkable resin that can be contained in the polyarylene sulfide resin composition according to the present invention include those having two or more crosslinkable functional groups. Examples of the crosslinkable functional group include an epoxy group, a phenolic hydroxyl group, an amino group, an amide group, a carboxy group, an acid anhydride group, and an isocyanate group. Examples of the crosslinkable resin include epoxy resin, phenol resin, and urethane resin.
エポキシ樹脂としては、芳香族系エポキシ樹脂が好ましい。芳香族系エポキシ樹脂は、ハロゲン基又は水酸基等を有していてもよい。好適な芳香族系エポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂型エポキシ樹脂、及びビフェニルノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの芳香族系エポキシ樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これら芳香族系エポキシ樹脂の中でも特に、他の樹脂成分との相溶性に優れる点から、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。 As the epoxy resin, an aromatic epoxy resin is preferable. The aromatic epoxy resin may have a halogen group, a hydroxyl group, or the like. Examples of suitable aromatic epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, tetramethylbiphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and cresol novolac. Type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, tetraphenylethane type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol addition reaction type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthol novolac type epoxy resin, naphthol aralkyl Examples thereof include type epoxy resin, naphthol-phenol co-condensed novolak type epoxy resin, naphthol-cresol co-condensed novolak type epoxy resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin type epoxy resin, and biphenyl novolac type epoxy resin. These aromatic epoxy resins can be used alone or in combination of two or more. Among these aromatic epoxy resins, a novolac type epoxy resin is preferable, and a cresol novolac type epoxy resin is more preferable, because it is excellent in compatibility with other resin components.
架橋性樹脂の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部の範囲、より好ましくは3〜100質量部の範囲、更に好ましくは5〜30質量部の範囲である。架橋性樹脂の含有量がこれら範囲にあることにより、成形品の剛性及び耐熱性の向上という効果が特に顕著に得られる。 The content of the crosslinkable resin is preferably in the range of 1 to 300 parts by mass, more preferably in the range of 3 to 100 parts by mass, and further preferably in the range of 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. Is. When the content of the crosslinkable resin is in these ranges, the effect of improving the rigidity and heat resistance of the molded product is particularly remarkable.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、ヒドロキシ基又はアミノ基と反応し得る官能基を有するシラン化合物とを含有することができる。係るシラン化合物としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン及びγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention can contain the above-mentioned polyarylene sulfide resin and a silane compound having a functional group capable of reacting with a hydroxy group or an amino group. Examples of such silane compounds include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyl. Examples thereof include silane coupling agents such as diethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane.
シラン化合物の含有量は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲であることが好ましく、さらに0.1〜5質量部の範囲であることがより好ましい。シラン化合物の含有量がこれらの範囲にあることにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂と前記他の成分との相溶性向上という効果が得られる。 The content of the silane compound is, for example, preferably in the range of 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably in the range of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin. .. When the content of the silane compound is in these ranges, the effect of improving the compatibility between the polyarylene sulfide resin and the other components can be obtained.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、離型剤、着色剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、発泡剤、防錆剤、難燃剤及び滑剤等のその他の添加剤を含有してもよい。添加剤の含有量は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、1〜10質量部の範囲であることが好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention may contain other additives such as a mold release agent, a colorant, a heat stabilizer, an ultraviolet stabilizer, a foaming agent, a rust preventive, a flame retardant and a lubricant. The content of the additive is preferably in the range of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin, for example.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法は特に制限なく、ポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分とを、粉末、ペレット、細片など様々な形態でリボンブレンター、ヘンシェルミキサー、Vブレンダーなどに投入してドライブレンドした後、バンバリーミキサー、ミキシングロール、単軸または2軸の押出機およびニーダーなどの公知の溶融混練機に投入し、樹脂温度がポリアリーレンスルフィド樹脂の融点以上となる温度範囲、好ましくは(該融点+10℃)以上となる温度範囲、より好ましくは(該融点+10℃〜該融点+100℃)となる温度範囲、さらに好ましくは(該融点+20〜該融点+50℃)となる温度範囲で溶融混練する工程を経て製造することができる。溶融混練機への各成分の添加、混合は同時に行ってもよいし、分割して行っても良い。 The method for producing the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is not particularly limited, and has a polyarylene sulfide resin, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and two or more crosslinkable functional groups. At least one other component selected from the group consisting of crosslinkable resins is put into a ribbon blender, a Henschel mixer, a V blender, etc. in various forms such as powder, pellets, and strips, and then dry-blended. A temperature range in which the resin temperature is equal to or higher than the melting point of the polyarylene sulfide resin, preferably (the melting point + 10 ° C.), is placed in a known melt kneader such as a Banbury mixer, a mixing roll, a single-screw or twin-screw extruder, and a kneader. Manufactured through a step of melt-kneading in the above temperature range, more preferably (the melting point + 10 ° C. to the melting point + 100 ° C.), and further preferably (the melting point + 20 to the melting point + 50 ° C.). can do. Each component may be added to and mixed with the melt kneader at the same time, or may be divided.
前記溶融混練機としては分散性や生産性の観点から二軸混練押出機が好ましく、例えば、樹脂成分の吐出量5〜500(kg/hr)の範囲と、スクリュー回転数50〜500(rpm)の範囲とを適宜調整しながら溶融混練することが好ましく、それらの比率(吐出量/スクリュー回転数)が0.02〜5(kg/hr/rpm)の範囲となる条件下に溶融混練することがさらに好ましい。また、例えば、繊維状の充填剤や添加剤を添加する場合は、前記二軸混練押出機のトップフィーダーに替えて、サイドフィーダーから該押出機内に投入することもでき、形状保持と分散性を向上させることもでき好ましい。かかるサイドフィーダーの位置は、前記二軸混練押出機のスクリュー全長に対する、該押出機樹脂投入部から該サイドフィーダーまでの距離の比率が、0.1〜0.9の範囲であることが好ましい。中でも0.3〜0.7の範囲であることが特に好ましい。 As the melt kneader, a twin-screw kneading extruder is preferable from the viewpoint of dispersibility and productivity. For example, a resin component discharge amount in the range of 5 to 500 (kg / hr) and a screw rotation speed of 50 to 500 (rpm) are preferable. It is preferable to melt-knead while appropriately adjusting the range of, and melt-knead under the condition that the ratio (discharge amount / screw rotation speed) is in the range of 0.02 to 5 (kg / hr / rpm). Is even more preferable. Further, for example, when a fibrous filler or an additive is added, it can be charged into the extruder from the side feeder instead of the top feeder of the twin-screw kneading extruder, and shape retention and dispersibility can be improved. It can be improved, which is preferable. The position of the side feeder is preferably in the range of 0.1 to 0.9 in the ratio of the distance from the extruder resin input portion to the side feeder with respect to the total length of the screw of the twin-screw kneading extruder. Above all, the range of 0.3 to 0.7 is particularly preferable.
このようにして得られる本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、必須成分であるポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分とを前記含有量となるよう配合してなる溶融混練物であり、該溶融混練後に、公知の方法でペレット、チップ、顆粒、粉末等の形態に加工してから、必要に応じて100〜150℃の温度範囲で予備乾燥を施して、各種成形に供することが好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention thus obtained comprises a polyarylene sulfide resin which is an essential component, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, an elastomer, and two or more crosslinkable properties. It is a melt-kneaded product obtained by blending at least one other component selected from the group consisting of a crosslinkable resin having a functional group so as to have the above-mentioned content, and after the melt-kneading, pellets are prepared by a known method. It is preferable that the product is processed into a form of chips, granules, powder, or the like, and then pre-dried in a temperature range of 100 to 150 ° C., if necessary, for various moldings.
上記製造方法により製造される本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂をマトリックス(海成分)とし、当該マトリックス中に、無機質充填剤、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂、エラストマー、及び2以上の架橋性官能基を有する架橋性樹脂からなる群より選ばれる、少なくとも1種の他の成分ないし、それらに由来する成分が島状に分散した海島構造を有するモルフォロジーを形成するものであることが好ましい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention produced by the above production method uses a polyarylene sulfide resin as a matrix (sea component), and in the matrix, an inorganic filler, a thermoplastic resin other than the polyarylene sulfide resin, Forming a morphology having a sea-island structure in which at least one other component selected from the group consisting of an elastomer and a crosslinkable resin having two or more crosslinkable functional groups or a component derived from them is dispersed in an island shape. It is preferable that it is a thing.
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、射出成形、圧縮成形、コンポジット、シート、パイプなどの押出成形、引抜成形、ブロー成形、トランスファー成形など各種の溶融成形に供することが可能であるが、特に離型性にも優れるため射出成形用途に適している。射出成形にて成形する場合、各種成形条件は特に限定されるものではなく、一般的な方法により成形することができる。例えば、射出成形機内で、樹脂温度がポリアリーレンスルフィド樹脂の融点以上の温度範囲、好ましくは(該融点+10℃)以上の温度範囲、より好ましくは(該融点+10℃)〜(該融点+100℃)の温度範囲、さらに好ましくは(該融点+20℃)〜(該融点+50℃)の温度範囲で前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を溶融する工程を経た後、樹脂吐出口から金型内に注入して成形すればよい。その際、金型温度も公知の温度範囲、例えば、室温(23℃)〜300℃の温度範囲、好ましくは120〜200℃の温度範囲に設定すればよい。 The polyarylene sulfide resin composition of the present invention can be used for various melt molding such as injection molding, compression molding, composite, extrusion molding of sheets, pipes and the like, drawing molding, blow molding, transfer molding and the like. It is suitable for injection molding because it has excellent releasability. When molding by injection molding, various molding conditions are not particularly limited, and molding can be performed by a general method. For example, in an injection molding machine, the resin temperature is in a temperature range equal to or higher than the melting point of the polyarylene sulfide resin, preferably (the melting point + 10 ° C.) or higher, more preferably (the melting point + 10 ° C.) to (the melting point + 100 ° C.). After undergoing the step of melting the polyarylene sulfide resin composition in the temperature range of (the melting point + 20 ° C.) to (the melting point + 50 ° C.), the resin is injected into the mold from the resin discharge port. It may be molded. At that time, the mold temperature may also be set in a known temperature range, for example, a temperature range of room temperature (23 ° C.) to 300 ° C., preferably a temperature range of 120 to 200 ° C.
本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、単独で又は前記他の成分などの材料と組み合わせて、射出成形、押出成形、圧縮成形及びブロー成形のような各種溶融加工法により、耐熱性、成形加工性、寸法安定性等に優れた成形品に加工することができる。本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、加熱されたときのガス発生量が少ないことから、高品質の成形品の容易な製造を可能にする。 The polyarylene sulfide resin composition according to the present embodiment has heat resistance by various melt processing methods such as injection molding, extrusion molding, compression molding and blow molding, alone or in combination with materials such as the other components. It can be processed into a molded product with excellent moldability and dimensional stability. The polyarylene sulfide resin composition according to the present embodiment enables easy production of high-quality molded products because the amount of gas generated when heated is small.
また、本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、例えば、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、無機質充填剤のうち、高熱伝導性を有するもの(以下、高熱伝導性無機質充填剤という)とを組合せることによって、熱伝導性に優れる成形品に加工することができる。高熱伝導性無機質充填剤としては、熱伝導率が20以上〔W/m・K〕の範囲のものが好ましいものとして挙げられ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、酸化亜鉛、硫化亜鉛等が挙げられ、これらを単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。その際、優れた熱伝導性を示すことから、高熱伝導性無機質充填剤の組成物中の割合は、成形品が高い熱伝導性を示すことから、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、10質量部以上の範囲であることが好ましく、かつ、成形性や成形品が高い機械的強度等を示すことから、300質量部以下の範囲であることが好ましい。 Further, the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is, for example, a combination of the above-mentioned polyarylene sulfide resin and an inorganic filler having high thermal conductivity (hereinafter referred to as high thermal conductive inorganic filler). As a result, it is possible to process a molded product having excellent thermal conductivity. As the high thermal conductivity inorganic filler, those having a thermal conductivity in the range of 20 or more [W / m · K] are preferable, and examples thereof include aluminum oxide, beryllium oxide, magnesium oxide, aluminum nitride or silicon nitride. Examples thereof include silicon carbide, boron nitride, zinc oxide, zinc sulfide and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. At that time, since the molded product exhibits high thermal conductivity, the proportion of the high thermal conductivity inorganic filler in the composition is high with respect to 100 parts by mass of the polyarylene sulfide resin because it exhibits excellent thermal conductivity. The range is preferably 10 parts by mass or more, and the range is preferably 300 parts by mass or less because the moldability and the molded product exhibit high mechanical strength and the like.
また、本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、例えば、上述したポリアリーレンスルフィド樹脂と、上述した熱可塑性エラストマーとを組合せることによって、耐冷熱衝撃性に優れる流体用配管を含む水廻り用途の成形品に加工することができる。 Further, the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is used for water circulation including, for example, a fluid piping having excellent cold thermal impact resistance by combining the above-mentioned polyarylene sulfide resin and the above-mentioned thermoplastic elastomer. It can be processed into a molded product.
なお、流体用配管としては、例えばパイプ、ライニング管、袋ナット類、管継ぎ手類(エルボー、ヘッダー、チーズ、レデューサ、ジョイント、カプラー、等)、各種バルブ、流量計、ガスケット(シール、パッキン類)、など流体を搬送する為の配管及び配管に付属する各種の部品(流体用配管)が挙げられる。また、その他に水廻り用途としては、トイレ関連部品、給湯器関連部品、ポンプ関連部品、風呂関連部品等の水廻り用途に適した材料である。特に弁、栓といった開閉部品は、一般に恒常的に高応力負荷が係り、酸性或いはアルカリ性の洗浄剤及び特に冬場における冷気と熱水との温度差によるダメージが大きく、その結果長期に亘る使用が困難なため、本発明の組成物は、特にこの開閉部品の分野において有用である。 Examples of fluid piping include pipes, lining pipes, bag nuts, pipe joints (elbows, headers, cheese, reducers, joints, couplers, etc.), various valves, flow meters, gaskets (seals, packings). , Etc., and various parts (fluid piping) attached to the piping for transporting the fluid. In addition, as water-related applications, it is a material suitable for water-related applications such as toilet-related parts, water heater-related parts, pump-related parts, and bath-related parts. In particular, opening and closing parts such as valves and plugs are generally constantly subject to high stress loads, and are severely damaged by acidic or alkaline cleaning agents and the temperature difference between cold air and hot water, especially in winter, resulting in difficulty in long-term use. Therefore, the composition of the present invention is particularly useful in the field of this opening / closing part.
さらに本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を電気自動車部品に用いると、加熱によるガス発生量を低減させることができるため、ガス成分である硫黄原子を含む低分子量化合物と銅などの金属材料(導電性材料)との接触を低減でき、その結果、高い電圧が繰り返し印加された場合であっても両者の反応を抑制でき、トリー(樹枝状の破壊痕跡)の発生や進展を抑制して、耐トラッキング性を向上させることも可能となる。その結果、コネクタ、プリント基板及び封止成形品等の電気・電子部品、ランプリフレクター及び各種電装品部品などの自動車に搭載する部品(以下、自動車部品という)などに用いることができるだけでなく、とりわけ高い安全性が要求される電気自動車分野、すなわち、リチウムイオン二次電池を備え、電気モーターを動力源とする、ハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)、電気自動車(EV)、燃料電池車(FCV)等に、例えば、パワーモジュール、コンバータ、コンデンサ、インシュレーター、モーター端子台、バッテリー、電動コンプレッサー、バッテリー電流センサー、ジャンクションブロック等を収納するケースなど、特にDLIシステムのイグニッションコイル用ケースなどとして好適に用いられる。 Furthermore, when the polyarylene sulfide resin composition of the present invention is used for electric vehicle parts, the amount of gas generated by heating can be reduced, so that a low molecular weight compound containing a sulfur atom, which is a gas component, and a metal material such as copper (conductive). Contact with (sexual material) can be reduced, and as a result, the reaction between the two can be suppressed even when a high voltage is repeatedly applied, and the generation and progression of trees (dendritic destruction traces) can be suppressed to withstand It is also possible to improve the tracking property. As a result, it can be used not only for electric / electronic parts such as connectors, printed boards and sealed molded products, and parts mounted on automobiles such as lamp reflectors and various electrical component parts (hereinafter referred to as automobile parts), and above all. The field of electric vehicles that require high safety, that is, hybrid vehicles (HVs), plug-in hybrid vehicles (PHVs), electric vehicles (EVs), fuels equipped with lithium-ion secondary batteries and powered by electric motors. Cases for storing power modules, converters, capacitors, insulators, motor terminal blocks, batteries, electric compressors, battery current sensors, junction blocks, etc. in battery vehicles (FCVs), especially cases for ignition coils of DLI systems, etc. It is preferably used as.
その他、本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂が本来有する耐熱性、寸法安定性等の諸性能も具備しているので、例えば、リチウムイオン等の二次電池用ガスケット材料、各種建築物、航空機及び自動車などの内装用材料、OA機器部品、カメラ部品及び時計部品などの寸法安定性を求められる精密部品を、例えば射出成形、圧縮成形、インサート成形により得るために用いることができる。また、本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、コンポジット、シート及びパイプ等のための押出成形、引抜成形等の各種成形加工用の材料、並びに、繊維又はフィルム用の材料として幅広く有用である。 In addition, the polyarylene sulfide resin composition of the present invention also has various performances such as heat resistance and dimensional stability inherent in the polyarylene sulfide resin. Therefore, for example, a gasket material for a secondary battery such as lithium ion. Precision parts that require dimensional stability, such as various buildings, interior materials for aircraft and automobiles, OA equipment parts, camera parts, and watch parts, can be used to obtain precision parts that require dimensional stability, for example, by injection molding, compression molding, or insert molding. it can. Further, the polyarylene sulfide resin composition according to the present embodiment is widely useful as a material for various molding processes such as extrusion molding and pultrusion molding for composites, sheets and pipes, and as a material for fibers or films. is there.
なお、本発明において、「1〜10」の範囲といった場合、1以上、かつ10以下の範囲を表すものとする。 In the present invention, the range of "1 to 10" means a range of 1 or more and 10 or less.
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
〔ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造例〕
1.評価法
1−1.同定方法(各種NMR)
BRUKER製DPX−400の装置にて、化合物を各種重溶媒に溶解させて、各種NMRを測定した。
1−2、3.融点(Tm)及びガラス転移温度(Tg)
パーキンエルマー製DSC装置 Pyris Diamondを用いて、50mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温条件で40〜350℃の範囲まで測定を行い、融点を求めた。ポリマー合成例7、8で得られた樹脂に関しては、50mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温条件で40〜400℃の範囲まで測定を行い、融点及びガラス転移温度(Tg)を求めた。
[Production example of polyarylene sulfide resin]
1. 1. Evaluation method 1-1. Identification method (various NMR)
The compound was dissolved in various deuterated solvents by the apparatus of DPX-400 manufactured by BRUKER, and various NMR measurements were performed.
1-2, 3. Melting point (Tm) and glass transition temperature (Tg)
Using a PerkinElmer DSC device, Pyris Diamond, measurements were taken in the range of 40 to 350 ° C. under a nitrogen flow of 50 mL / min and a temperature rise condition of 20 ° C./min to determine the melting point. The resins obtained in Polymer Synthesis Examples 7 and 8 were measured in the range of 40 to 400 ° C. under a nitrogen flow of 50 mL / min and a temperature rise condition of 20 ° C./min to determine the melting point and glass transition temperature (Tg). I asked.
1−4.質量平均分子量
センシュー科学製高温ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)SSC−7000を用いて、質量平均分子量を測定した。平均分子量は標準ポリスチレン換算で算出した。
溶媒:1−クロロナフタレン
投入口:250℃
温度:210℃
検出器:UV検出器(360nm)
サンプル濃度:1g/L
流速:0.7mL/min
1-4. Mass Average Molecular Weight The mass average molecular weight was measured using a high temperature gel permeation chromatograph (GPC) SSC-7000 manufactured by Senshu Kagaku. The average molecular weight was calculated in terms of standard polystyrene.
Solvent: 1-chloronaphthalene inlet: 250 ° C
Temperature: 210 ° C
Detector: UV detector (360 nm)
Sample concentration: 1 g / L
Flow velocity: 0.7 mL / min
1−5.赤外吸収スペクトル測定
日本分光株式会社製「FT/IR−6100」を用いて、赤外吸収スペクトル測定を測定した。合成した樹脂を330℃のホットプレートで加熱して溶融させ、急冷することで作製した非晶フィルムを測定サンプルとして用いた。ポリマー合成例7、8で得られた樹脂に関しては、400℃のホットプレートで加熱して溶融させ、急冷することで作製した非晶フィルムを測定サンプルとして用いた。
1-5. Infrared absorption spectrum measurement
Infrared absorption spectrum measurement was measured using "FT / IR-6100" manufactured by JASCO Corporation. An amorphous film prepared by heating the synthesized resin on a hot plate at 330 ° C. to melt it and quenching it was used as a measurement sample. Regarding the resins obtained in Polymer Synthesis Examples 7 and 8, an amorphous film prepared by heating on a hot plate at 400 ° C. to melt and quenching was used as a measurement sample.
2.モノマーの合成
以下に示す実施例では、下記の試薬を使用した。
・メチルフェニルスルホキシド:和光純薬工業株式会社
・チオアニソール:和光純薬工業株式会社、純度99%
・メタンスルホン酸:和光純薬工業株式会社、和光特級
・60%過塩素酸:和光純薬工業株式会社、試薬特級
・ピリジン:和光純薬工業株式会社、試薬特級
・ジクロロメタン:関東化学株式会社、特級
・クロロホルム:関東化学株式会社、特級
・n−ヘキサン:関東化学株式会社、特級
・酢酸エチル:関東化学株式会社、特級
・炭酸水素カリウム:和光純薬工業株式会社、試薬特級
・水酸化ナトリウム:関東化学工業株式会社、特級
・臭素:和光純薬工業株式会社、試薬特級
・ビス[4−(メチルチオ)フェニル]スルフィド:シグマアルドリッチ製 製品番号S203815−25MG
・硝酸(1.38):和光純薬工業(株)製、試薬特級、含量60〜61%の範囲、密度
1.38g/mL
・4,4’-ビス−メチルスルファニル−ビフェニル:シグマアルドリッチ製 製品番号S203807−25MG
・4−ブロモ−4’−ヨードビフェニル:東京化成工業株式会社、純度>98%
・ヨードメタン:関東化学株式会社、特級
・ヨウ化銅:関東化学株式会社、純度>99%
・硫黄:関東化学株式会社
・炭酸カリウム:ナカライテスク株式会社、ナカライ規格特級
・N,N−ジメチルホルムアミド(脱水):関東化学株式会社、特級
・水素化ホウ素ナトリウム:関東化学株式会社
・セライト:和光純薬工業株式会社、No. 503
・tert‐ブチルリチウム(n‐ペンタン溶液)1.6mol/L:関東化学株式会社
・テトラヒドロフラン(脱水):関東化学株式会社
・ジフェニルジスルフィド:関東化学株式会社、特級
・塩化アンモニウム:ナカライテスク株式会社、ナカライ規格特級
・酸化リン(V)(5酸化2リン):和光純薬工業株式会社、和光特級
・N−メチル−2−ピロリドン(NMP):関東化学株式会社、特級
・フェニルプロピオン酸:東京化成工業株式会社、純度>98%
・フェノール:東京化成工業株式会社、純度>98%
・アニリン:東京化成工業株式会社、純度>98%
・ジフェニルスルフィド:和光純薬工業(株)製、和光特級
・サリチル酸:関東化学株式会社、特級
・m-アミノフェノール:和光純薬工業株式会社、和光一級
2. 2. Monomer Synthesis In the examples shown below, the following reagents were used.
・ Methylphenyl sulfoxide: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ・ Thioanisole: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., purity 99%
・ Methane sulfonic acid: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako special grade ・ 60% perchloric acid: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent special grade ・ Ppyridine: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent special grade ・ dichloromethane: Kanto Chemical Co., Ltd., Special grade / chloroform: Kanto Chemical Industries, Ltd., special grade n-hexane: Kanto Chemical Co., Ltd., special grade / ethyl acetate: Kanto Chemical Industries, Ltd., special grade / potassium hydrogen carbonate: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent special grade / sodium hydroxide: Kanto Chemical Co., Ltd., special grade ・ Bromine: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent special grade ・ Bis [4- (methylthio) phenyl] sulfide: Sigma Aldrich Product number S203815-25MG
-Nitric acid (1.38): manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent, content range of 60 to 61%, density 1.38 g / mL
・ 4,4'-Bis-methylsulfanyl-biphenyl: Sigma-Aldrich Product No. S203807-25MG
4-Bromo-4'-iodobiphenyl: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity> 98%
・ Iodomethane: Kanto Chemical Co., Inc., special grade ・ Copper iodide: Kanto Chemical Co., Inc., purity> 99%
・ Sulfur: Kanto Chemical Co., Inc. ・ Potassium carbonate: Nacalai Tesque Co., Ltd., Nakarai standard special grade ・ N, N-dimethylformamide (dehydration): Kanto Chemical Co., Ltd., special grade ・ Sodium borohydride: Kanto Chemical Co., Inc. ・ Celite: Japanese Kojunyaku Kogyo Co., Ltd., No. 503
・ Turt-butyl lithium (n-pentane solution) 1.6 mol / L: Kanto Chemical Co., Inc. ・ tetrahydrofuran (dehydration): Kanto Chemical Co., Inc. ・ Diphenyl disulfide: Kanto Chemical Co., Inc., special grade ・ Ammonium chloride: Nacalai Tesque Co., Ltd., Nacalai Tesque Special Grade ・ Phosphorus Oxide (V) (2 phosphorus pentaoxide): Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade ・ N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP): Kanto Chemical Co., Inc., Special Grade ・ Phenylpropionic Acid: Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., purity> 98%
・ Phenol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity> 98%
・ Aniline: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity> 98%
・ Diphenyl sulfide: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako special grade ・ Salicylic acid: Kanto Chemical Co., Ltd., special grade ・ m-aminophenol: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako first grade
(モノマー合成例1)
過塩素酸メチルフェニル[4−(メチルチオ)フェニル]スルホニウムの合成
(Monomer Synthesis Example 1)
Synthesis of Methylphenyl Perchlorate [4- (Methylthio) Phenyl] Sulfonium
3つ口フラスコに、メチルフェニルスルホキシド100質量部に対し、チオアニソール120質量部を入れ、窒素雰囲気下にし、氷浴で5℃以下に冷却した。メタンスルホン酸2000質量部を10℃以下に保ちながら、反応溶液に加え、その後氷浴を外し、室温に温度を上げ、20時間攪拌した。その後、反応溶液を2000質量部の60%過塩素酸水溶液に投入し、1時間攪拌した。水を1000質量部、ジクロロメタンを1000質量部加えて、抽出/分液して、有機層を回収した。更に水層にジクロロメタン500質量部を加えて、有機層を回収する操作を2回行った。回収した有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水し、ろ過によってろ別した溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。その後、残った固体にジエチルエーテルを加えて再結晶し、ろ過によってろ別した固体を20時間減圧乾燥することで、過塩素酸メチルフェニル[4−(メチルチオ)フェニル]スルホニウムを収率75%にて得た。1H−NMRによって、生成物ができていることを確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.49,3.63,7.40,7.65,7.78,7.85[ppm]
120 parts by mass of thioanisole was placed in a three-necked flask with respect to 100 parts by mass of methylphenylsulfoxide, and the mixture was placed in a nitrogen atmosphere and cooled to 5 ° C. or lower in an ice bath. While keeping 2000 parts by mass of methanesulfonic acid at 10 ° C. or lower, the mixture was added to the reaction solution, then the ice bath was removed, the temperature was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 20 hours. Then, the reaction solution was put into 2000 parts by mass of a 60% perchloric acid aqueous solution and stirred for 1 hour. 1000 parts by mass of water and 1000 parts by mass of dichloromethane were added, and the mixture was extracted / separated to recover the organic layer. Further, 500 parts by mass of dichloromethane was added to the aqueous layer, and the operation of recovering the organic layer was performed twice. Anhydrous magnesium sulfate was added to the recovered organic layer for dehydration, and the solvent was removed from the solution filtered by filtration using a rotary evaporator. Then, diethyl ether was added to the remaining solid for recrystallization, and the solid filtered by filtration was dried under reduced pressure for 20 hours to obtain a yield of methylphenyl [4- (methylthio) phenyl] sulfonium perchlorate to 75%. I got it. 1 It was confirmed by 1 H-NMR that a product was formed.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.49, 3.63, 7.40, 7.65, 7.78, 7.85 [ppm]
(モノマー合成例2)
メチル4−(フェニルチオ)フェニルスルフィドの合成
(Monomer Synthesis Example 2)
Synthesis of methyl 4- (phenylthio) phenyl sulfide
3つ口フラスコに、過塩素酸メチルフェニル[4−(メチルチオ)フェニル]スルホニウム100質量部を入れ、窒素雰囲気下にし、ピリジンを500質量部添加して30分攪拌した。その後、反応溶液を100℃に昇温し、30分間攪拌した。反応溶液を3000質量部の10%HCl溶液に投入して、10分間攪拌した。その後、ジクロロメタンで抽出/分液して有機層を回収し、無水硫酸マグネシウムを加えて脱水し、ろ過によってろ別した溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。展開溶媒にヘキサン/クロロホルム=3/1を用いて、カラムクロマトグラフィーによって目的生成物を分離した。分離した目的生成物を含む溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去した後、20時間減圧乾燥することで、メチル4−(フェニルチオ)フェニルスルフィドを収率83%にて得た。1H−NMRによって、生成物ができていることを確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.48,7.18〜7.23,7.28〜7.31[ppm]
100 parts by mass of methylphenyl [4- (methylthio) phenyl] sulfonium perchlorate was placed in a three-necked flask, and the mixture was placed in a nitrogen atmosphere, 500 parts by mass of pyridine was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Then, the reaction solution was heated to 100 ° C. and stirred for 30 minutes. The reaction solution was added to 3000 parts by mass of a 10% HCl solution and stirred for 10 minutes. Then, the organic layer was recovered by extraction / separation with dichloromethane, dehydrated by adding anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed from the solution filtered by filtration with a rotary evaporator. The target product was separated by column chromatography using hexane / chloroform = 3/1 as the developing solvent. After removing the solvent from the separated solution containing the target product with a rotary evaporator, the solution was dried under reduced pressure for 20 hours to obtain methyl 4- (phenylthio) phenylsulfide in a yield of 83%. 1 It was confirmed by 1 H-NMR that a product was formed.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.48, 7.18 to 7.23, 7.28 to 7.31 [ppm]
(モノマー合成例3)
メチル4−(フェニルチオ)フェニルスルホキシドの合成
(Monomer Synthesis Example 3)
Synthesis of Methyl 4- (Phenylthio) Phenyl Sulfoxide
3つ口フラスコに、メチル4−(フェニルチオ)フェニルスルフィド100質量部に対し、炭酸水素カリウム86質量部、水800質量部、ジクロロメタン1000質量部を入れて30分間攪拌した。ジクロロメタン1000質量部に臭素69質量部溶解させた溶液を5分間かけて反応容器内に滴下し、30分攪拌した。反応溶液にKCl飽和溶液1リットル及びジロロメタン1リットルを投入し、抽出/分液によって有機層を回収した。残った水層にジクロロメタン1000質量部を加えて、有機層を回収する操作を2回行った。回収した有機層を水洗/分液し、無水硫酸マグネシウムを加えて脱水し、ろ過によってろ別した溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。残った固体にジエチルエーテルを加えて再結晶し、ろ過によってろ別した固体を20時間減圧乾燥することで、メチル4−(フェニルチオ)フェニルスルホキシドを収率57%にて得た。1H−NMR、13C−NMRによって、生成物が出来ていることを確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.71,7.34,7.39,7.46,7.52[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):46.0,124.5,128.5,129.7,133.0,133.5,141.5,144.3[ppm]
To 100 parts by mass of methyl 4- (phenylthio) phenylsulfide, 86 parts by mass of potassium hydrogen carbonate, 800 parts by mass of water, and 1000 parts by mass of dichloromethane were placed in a three-necked flask and stirred for 30 minutes. A solution prepared by dissolving 69 parts by mass of bromine in 1000 parts by mass of dichloromethane was added dropwise to the reaction vessel over 5 minutes, and the mixture was stirred for 30 minutes. 1 liter of KCl saturated solution and 1 liter of girolomethane were added to the reaction solution, and the organic layer was recovered by extraction / separation. 1000 parts by mass of dichloromethane was added to the remaining aqueous layer, and the operation of recovering the organic layer was performed twice. The recovered organic layer was washed with water / separated, dehydrated by adding anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed from the solution filtered by filtration with a rotary evaporator. Diethyl ether was added to the remaining solid for recrystallization, and the solid filtered by filtration was dried under reduced pressure for 20 hours to obtain methyl 4- (phenylthio) phenylsulfoxide in a yield of 57%. It was confirmed by 1 1 H-NMR and 13 C-NMR that the product was formed.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.71, 7.34, 7.39, 7.46, 7.52 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 46.0, 124.5, 128.5, 129.7, 133.0, 133.5, 141.5, 144.3 [ppm]
(モノマー合成例4)
ビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]スルフィドの合成
(Monomer Synthesis Example 4)
Synthesis of bis [4- (methylsulfinyl) phenyl] sulfide
3つ口フラスコに、ビス[4−(メチルチオ)フェニル]スルフィド100質量部に対し、ジクロロメタン2,500質量部を加えて溶解させ、氷浴にて冷却した。反応溶液に硝酸(1.38)80質量部を少しずつ滴下し、室温下で72時間攪拌した。反応溶液を炭酸カリウム水溶液で中和し、ジクロロメタンにて抽出/分液操作を行い、有機層を回収した。無水硫酸マグネシウムにて有機層を脱水した。脱水した有機層をろ過後、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。酢酸エチルを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーによって目的生成物を分離した。分離した目的生成物を含む溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去した後、減圧乾燥することでビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]スルフィドを収率30%にて得た。1H−NMR測定により目的物が得られたことを確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.75,7.49,7.61[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):44.0,124.6,131.6,138.7,145.1[ppm]
In a three-necked flask, 2,500 parts by mass of dichloromethane was added to 100 parts by mass of bis [4- (methylthio) phenyl] sulfide to dissolve it, and the mixture was cooled in an ice bath. 80 parts by mass of nitric acid (1.38) was added dropwise to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature for 72 hours. The reaction solution was neutralized with an aqueous potassium carbonate solution, and an extraction / separation operation was performed with dichloromethane to recover the organic layer. The organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. The dehydrated organic layer was filtered, the solvent was removed with a rotary evaporator, and the mixture was dried under reduced pressure to obtain a crude product. The desired product was separated by column chromatography using ethyl acetate as a developing solvent. After removing the solvent from the solution containing the separated target product with a rotary evaporator, the solution was dried under reduced pressure to obtain bis [4- (methylsulfinyl) phenyl] sulfide in a yield of 30%. 1 It was confirmed by 1 H-NMR measurement that the target product was obtained.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.75, 7.49, 7.61 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 44.0, 124.6, 131.6, 138.7, 145.1 [ppm]
(モノマー合成例5)
ビス[4−(メチルスルフィニル)]ビフェニルの合成
3つ口フラスコに、4,4’-ビス−メチルスルファニル−ビフェニル100質量部に対し、クロロホルム10,000質量部を加えて40℃に加温した。液温40℃に維持しながら、反応溶液に硝酸(1.38)128質量部を少しずつ滴下し、その後40℃で24時間攪拌した。反応溶液を水酸化ナトリウム水溶液で中和し、固体が析出し、クロロホルムにて抽出/分液操作を行い、有機層と固体層を回収した。回収した有機層と固体層をロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。粗生成物を500質量部の水で3回洗浄し、固体分を回収した。更に得た固体分を3つ口フラスコに入れ、その固体分の80倍の塩化メチレンを加えて1時間還流した。その溶液を3時間掛けて除冷して室温に戻し、3日間室温下に置くことで結晶化させた。結晶固体をろ過にて分離し、減圧乾燥することでビス[4−(メチルスルフィニル)]ビフェニルを収率20%にて得た。1H−NMR及び13C−NMR測定により目的物が得られたことを確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.79,7.76[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):44.0、124.2、128.2、142.6、145.5[ppm]
(Monomer Synthesis Example 5)
Synthesis of bis [4- (methylsulfinyl)] biphenyl
To a three-necked flask, 10,000 parts by mass of chloroform was added to 100 parts by mass of 4,4'-bis-methylsulfanyl-biphenyl and heated to 40 ° C. While maintaining the liquid temperature at 40 ° C., 128 parts by mass of nitric acid (1.38) was added dropwise to the reaction solution, and then the mixture was stirred at 40 ° C. for 24 hours. The reaction solution was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, a solid was precipitated, and an extraction / separation operation was performed with chloroform to recover the organic layer and the solid layer. The recovered organic layer and solid layer were subjected to solvent removal with a rotary evaporator and dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was washed 3 times with 500 parts by mass of water to recover the solid content. Further, the obtained solid content was placed in a three-necked flask, 80 times as much methylene chloride as the solid content was added, and the mixture was refluxed for 1 hour. The solution was cooled over 3 hours, returned to room temperature, and allowed to stand at room temperature for 3 days to crystallize. The crystalline solid was separated by filtration and dried under reduced pressure to give bis [4- (methylsulfinyl)] biphenyl in a yield of 20%. It was confirmed that the target product was obtained by 1 H-NMR and 13 C-NMR measurements.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.79, 7.76 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 44.0, 124.2, 128.2, 142.6, 145.5 [ppm]
(モノマー合成例6)
4−ブロモ−4’−(メチルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 6)
Synthesis of 4-bromo-4'-(methylthio) biphenyl
3つ口フラスコに、4−ブロモ−4’−ヨードビフェニル100質量部、ヨウ化銅10質量部、硫黄300質量部、炭酸カリウム1,700質量部を入れ、フラスコ内を窒素置換した。フラスコにN,N−ジメチルホルムアミド(脱水)を20,000質量部加えた後、100℃で17時間攪拌した。その後、0℃で水素化ホウ素ナトリウム400質量部を加え、50℃で6時間攪拌した。続いて0℃でヨードメタン900質量部を加え、25℃で20時間攪拌した。攪拌後10%塩酸に反応溶液を注いで反応を停止し、セライトろ過、ジクロロメタンによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離した。分離した目的生成物を含む溶液を回収し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4−ブロモ−4’−(メチルチオ)ビフェニルを収率43%で得た。1H−NMR及び13C−NMRにより生成物を確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.52、7.32、7.43、7.48、7.54[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):15.9、121.5、127.0、127.4、128.5、132.0、136.8、138.4、139.6[ppm]
100 parts by mass of 4-bromo-4'-iodobiphenyl, 10 parts by mass of copper iodide, 300 parts by mass of sulfur, and 1,700 parts by mass of potassium carbonate were placed in a three-necked flask, and the inside of the flask was replaced with nitrogen. After adding 20,000 parts by mass of N, N-dimethylformamide (dehydrated) to the flask, the mixture was stirred at 100 ° C. for 17 hours. Then, 400 parts by mass of sodium borohydride was added at 0 ° C., and the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours. Subsequently, 900 parts by mass of iodomethane was added at 0 ° C., and the mixture was stirred at 25 ° C. for 20 hours. After stirring, the reaction solution was poured into 10% hydrochloric acid to stop the reaction, and after filtration through Celite, extraction with dichloromethane and liquid separation, the organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator, and the mixture was dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was separated by column chromatography using hexane as a developing solvent. The solution containing the separated target product was recovered, the solvent was removed with a rotary evaporator, and the mixture was dried under reduced pressure to obtain 4-bromo-4'-(methylthio) biphenyl in a yield of 43%. The product was confirmed by 1 1 H-NMR and 13 C-NMR.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.52, 7.32, 7.43, 7.48, 7.54 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 15.9, 121.5, 127.0, 127.4, 128.5, 132.0, 136.8, 138.4, 139.6 [ppm]
(モノマー合成例7)
4−メチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 7)
Synthesis of 4-methylthio-4'-(phenylthio) biphenyl
窒素置換した3つ口フラスコに、4−ブロモ−4’−(メチルチオ)ビフェニル100質量部、テトラヒドロフラン(脱水)4000質量部を加えた。−78℃下で反応溶液にtert‐ブチルリチウム(n‐ペンタン溶液1.6mol/L)400質量部を加え、1時間攪拌した。続いて、反応溶液にジフェニルジスルフィド100質量部を加え、25℃で3時間攪拌した。その後、反応溶液を塩化アンモニウム水溶液に注いで反応を停止し、ジエチルエーテルによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターにて溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離し、目的生成物を含む溶液を回収し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去することで4−メチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを収率73%で得た。1H−NMR、13C−NMRにより生成物を確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.52、7.24−7.28、7.30−7.34、7.39、7.50[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):15.9、127.0、127.3、127.4、127.6、129.4、131.3、131.5、135.0、135.8、137.1、138.1、139.4[ppm]
To a nitrogen-substituted three-necked flask, 100 parts by mass of 4-bromo-4'-(methylthio) biphenyl and 4000 parts by mass of tetrahydrofuran (dehydrated) were added. At −78 ° C., 400 parts by mass of tert-butyllithium (n-pentane solution 1.6 mol / L) was added to the reaction solution, and the mixture was stirred for 1 hour. Subsequently, 100 parts by mass of diphenyl disulfide was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 3 hours. Then, the reaction solution was poured into an aqueous ammonium chloride solution to stop the reaction, and after extraction and separation with diethyl ether, the organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator, and the mixture was dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was separated by column chromatography using hexane as a developing solvent, the solution containing the target product was recovered, and the solvent was removed with a rotary evaporator to obtain 4-methylthio-4'-(phenylthio) biphenyl in a yield of 73. Obtained in%. The product was confirmed by 1 1 H-NMR and 13 C-NMR.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.52, 7.24-7.28, 7.30-7.34, 7.39, 7.50 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 15.9, 127.0, 127.3, 127.4, 127.6, 129.4, 131.3, 131.5, 135.0, 135.8, 137.1, 138.1, 139.4 [ppm]
(モノマー合成例8)
4−メチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルの合成
(Monomer Synthesis Example 8)
Synthesis of 4-methylsulfinyl-4'-(phenylthio) biphenyl
ナスフラスコに、4−メチルチオ−4’−(フェニルチオ)ビフェニル100質量部、ジクロロメタン2000質量部を入れ、硝酸40質量部を加えた。反応溶液を25℃で3時間攪拌し、飽和炭酸カリウム水溶液にて中和し、反応を停止した。その後、ジクロロメタンによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。クロロホルムを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離し、目的生成物を含む溶液を回収し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4−メチルスルフィニル−4’−(フェニルチオ)ビフェニルを収率72%で得た。1H−NMR、13C−NMR、により生成物を確認した。
1H−NMR(溶媒CDCl3):2.77、7.30、7.35、7.39、7.43、7.52、7.71[ppm]
13C−NMR(溶媒CDCl3):44.1、124.3、127.7、128.0、128.0、129.5、130.9、132.0、135.0、136.9、143.4、144.8[ppm]
100 parts by mass of 4-methylthio-4'-(phenylthio) biphenyl and 2000 parts by mass of dichloromethane were placed in an eggplant flask, and 40 parts by mass of nitric acid was added. The reaction solution was stirred at 25 ° C. for 3 hours, neutralized with saturated aqueous potassium carbonate solution, and the reaction was stopped. Then, after extraction with dichloromethane and liquid separation, the organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator, and the mixture was dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product is separated by column chromatography using chloroform as a developing solvent, the solution containing the target product is recovered, the solvent is removed with a rotary evaporator, and the mixture is dried under reduced pressure to 4-methylsulfinyl-4'-(phenylthio). ) Biphenyl was obtained in a yield of 72%. The product was confirmed by 1 1 H-NMR and 13 C-NMR.
1 1 H-NMR (solvent CDCl 3 ): 2.77, 7.30, 7.35, 7.39, 7.43, 7.52, 7.71 [ppm]
13 C-NMR (solvent CDCl 3 ): 44.1, 124.3, 127.7, 128.0, 128.0, 129.5, 130.9, 132.0, 135.0, 136.9, 143.4, 144.8 [ppm]
3.末端変性型ポリスルホニウム塩及びPAS樹脂の合成
(ポリマー合成例1a)
3. 3. Synthesis of terminally modified polysulfonium salt and PAS resin (Polymer synthesis example 1a)
セパラブルフラスコに、メチル4−(フェニルチオ)フェニルスルホキシド100質量部に対し、フェニルプロピオン酸3質量部を入れ、10℃以下に冷却しながらメタンスルホン酸800質量部及び五酸化二リン70質量部を加え20時間攪拌した。反応溶液をアセトン10,000質量部に投入し、析出した固体をろ過にて回収し、これをアセトン600質量部にて2回洗浄した。得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム]を収率97%にて得た。1H−NMR、13C−NMRによって、生成物が出来ていることを確認した。
1H−NMR(溶媒DMSO−d6):3.77,7.59,8.03[ppm]
13C−NMR(溶媒DMSO−d6):27.1,127.1,131.7,132.9,140.8[ppm]
In a separable flask, add 3 parts by mass of phenylpropionic acid to 100 parts by mass of methyl 4- (phenylthio) phenylsulfoxide, and add 800 parts by mass of methanesulfonic acid and 70 parts by mass of diphosphorus pentoxide while cooling to 10 ° C or lower. The mixture was further stirred for 20 hours. The reaction solution was poured into 10,000 parts by mass of acetone, and the precipitated solid was collected by filtration and washed twice with 600 parts by mass of acetone. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium] in a yield of 97%. It was confirmed by 1 1 H-NMR and 13 C-NMR that the product was formed.
1 1 H-NMR (solvent DMSO-d 6 ): 3.77, 7.59, 8.03 [ppm]
13 C-NMR (solvent DMSO-d 6 ): 27.1, 127.1, 131.7, 132.9, 140.8 [ppm]
(ポリマー合成例1b) (Polymer Synthesis Example 1b)
ナスフラスコにポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム]100質量部に対し、N−メチル−2−ピロリドン800質量部を加えて、溶解させた。これを70℃にて8時間攪拌し、析出した固体をろ過にて回収した。得られた固体をオートクレイブに仕込み、800質量部のN−メチル−2−ピロリドンを加えて、230℃にて1時間攪拌した。ろ過にて固体を回収し、70℃の水1000質量部にて2回洗浄した。回収した固体を、120℃にて4時間乾燥することで目的のポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PAS−1と表記することがある)を収率72%にて得た。 To 100 parts by mass of poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium], 800 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added to the eggplant flask and dissolved. This was stirred at 70 ° C. for 8 hours, and the precipitated solid was collected by filtration. The obtained solid was charged into an autoclave, 800 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was stirred at 230 ° C. for 1 hour. The solid was collected by filtration and washed twice with 1000 parts by mass of water at 70 ° C. The recovered solid was dried at 120 ° C. for 4 hours to obtain the desired poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter, may be referred to as PAS-1) in a yield of 72%.
得られた樹脂(PAS−1)について質量平均分子量を測定したところ、25,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は100℃、融点は274℃であった。赤外吸収スペクトルを測定したところ、図1に示すように、1708cm−1の位置にカルボキシ基のC=O伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。 The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-1) was measured and found to be 25,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 100 ° C. and the melting point was 274 ° C. When the infrared absorption spectrum was measured, as shown in FIG. 1, the presence of an absorption peak of C = O stretching vibration of the carboxy group was observed at the position of 1708 cm -1 .
(ポリマー合成例2a)
(ポリマー合成例1a)において、フェニルプロピオン酸の代わりにフェノール2質量部を用いたこと以外は同様の操作を行って、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム]を収率100%にて得た。その後、(ポリマー合成例1b)と同様の操作を行ってポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PAS−2と表記することがある)を収率47%にて得た。
(Polymer Synthesis Example 2a)
In (Polymer Synthesis Example 1a), the same procedure was carried out except that 2 parts by mass of phenol was used instead of phenylpropionic acid, and a yield of 100 poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium] was obtained. Obtained in%. Then, the same operation as in (Polymer Synthesis Example 1b) was carried out to obtain poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter, may be referred to as PAS-2) in a yield of 47%.
得られた樹脂(PAS−2)について重量平均分子量を測定したところ、14,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は87℃、融点は277℃であった。赤外吸収スペクトルを測定したところ、図2に示すように、3551cm−1及び3500〜3300cm−1の範囲の位置にヒドロキシ基の遊離O−H伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。 The weight average molecular weight of the obtained resin (PAS-2) was measured and found to be 14,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 87 ° C. and the melting point was 277 ° C. When the infrared absorption spectrum was measured, as shown in FIG. 2, the presence of absorption peaks of free OH expansion and contraction vibrations of hydroxy groups was observed at positions in the range of 3551 cm -1 and 3500 to 3300 cm -1 .
(ポリマー合成例3)
(ポリマー合成例1a)において、フェニルプロピオン酸の代わりにアニリン2質量部を用いたこと以外は同様の操作を行って、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム]を収率100%にて得た。その後、(ポリマーの合成例1b)と同様の操作を行ってポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PAS−3と表記することがある)を収率48%にて得た。
(Polymer Synthesis Example 3)
In (Polymer Synthesis Example 1a), the same operation was carried out except that 2 parts by mass of aniline was used instead of phenylpropionic acid, and a yield of 100 poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium] was obtained. Obtained in%. Then, the same operation as in (Polymer Synthesis Example 1b) was carried out to obtain poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter, may be referred to as PAS-3) in a yield of 48%.
得られた樹脂(PAS−3)について質量平均分子量を測定したところ、36,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は97℃、融点は264℃であった。赤外吸収スペクトルを測定したところ、図3に示すように、3365cm−1の位置にアミノ基のN−H伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。 The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-3) was measured and found to be 36,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 97 ° C. and the melting point was 264 ° C. When the infrared absorption spectrum was measured, as shown in FIG. 3, the presence of an absorption peak of the NH stretching vibration of the amino group was observed at the position of 3365 cm -1 .
(ポリマー合成例4)
(ポリマー合成例1a)において、フェニルプロピオン酸の代わりにサリチル酸3質量部を用いたこと以外は同様の操作を行って、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム]を収率98%にて得た。その後、(ポリマー合成例1b)と同様の操作を行ってポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PAS−4と表記することがある)を収率58%にて得た。
(Polymer Synthesis Example 4)
In (Polymer Synthesis Example 1a), the same operation was carried out except that 3 parts by mass of salicylic acid was used instead of phenylpropionic acid, and the yield of poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium] was 98. Obtained in%. Then, the same operation as in (Polymer Synthesis Example 1b) was carried out to obtain poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter, may be referred to as PAS-4) in a yield of 58%.
得られた樹脂(PAS−4)について質量平均分子量を測定したところ、14,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は88℃、融点は277℃であった。赤外吸収スペクトルを測定したところ、図4に示すように、3552cm−1の位置にヒドロキシ基の遊離O−H伸縮振動の吸収ピークが認められ、図5に示すように、1687cm−1の位置にカルボキシ基のC=O伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。 The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-4) was measured and found to be 14,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 88 ° C. and the melting point was 277 ° C. Was measured infrared absorption spectrum, as shown in FIG. 4, the absorption peak of free O-H stretching vibration of hydroxyl groups was observed at the position of 3552cm -1, as shown in FIG. 5, the position of 1687Cm -1 The presence of an absorption peak of C = O expansion and contraction vibration of the carboxy group was observed.
(ポリマー合成例5)
(ポリマー合成例1a)において、フェニルプロピオン酸の代わりにm−アミノフェノール2質量部を用いたこと以外は同様の操作を行って、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム]を収率97%にて得た。その後、(ポリマーの合成例1b)と同様の操作を行ってポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PAS−5と表記することがある)を収率72%にて得た。
得られた樹脂(PAS−5)について質量平均分子量を測定したところ、25,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は91℃、融点は275℃であった。赤外吸収スペクトルを測定したところ、図6に示すように、3555cm−1の位置にヒドロキシ基の遊離O−H伸縮振動の吸収ピークが認められ、図7に示すように、3433cm−1及び3377cm−1の位置にアミノ基のN−H伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。
(Polymer Synthesis Example 5)
In (Polymer Synthesis Example 1a), the same operation was carried out except that 2 parts by mass of m-aminophenol was used instead of phenylpropionic acid to obtain poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium]. It was obtained in a yield of 97%. Then, the same operation as in (Polymer Synthesis Example 1b) was carried out to obtain poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter, may be referred to as PAS-5) in a yield of 72%.
The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-5) was measured and found to be 25,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 91 ° C. and the melting point was 275 ° C. Was measured infrared absorption spectrum, as shown in FIG. 6, the absorption peak of free O-H stretching vibration of hydroxyl groups was observed at the position of 3555cm -1, as shown in FIG. 7, 3433cm -1 and 3377cm The presence of an absorption peak of the NH expansion and contraction vibration of the amino group was observed at the position of -1 .
(ポリマー合成例6) (Polymer Synthesis Example 6)
セパラブルフラスコにビス[4−(メチルスルフィニル)フェニル]スルフィド100質量部を入れ、窒素雰囲気下にし、ジフェニルスルフィド60質量部、五酸化二リン100質量部、フェニルプロピオン酸2.5質量部を加えた。反応溶液を氷浴にて冷却後、メタンスルホン酸750質量部をゆっくり滴下して加えた。その後、反応溶液を室温まで昇温し、20時間攪拌した。反応溶液をアセトン10,000質量部に投入し、析出した固体をろ過にて回収し、これをアセトン600質量部にて2回洗浄した。得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム]を収率99%にて得た。その後、(ポリマー合成例1b)と同様の操作を行ってポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PAS−6と表記することがある)を収率48%にて得た。 Put 100 parts by mass of bis [4- (methylsulfinyl) phenyl] sulfide in a separable flask, put it in a nitrogen atmosphere, and add 60 parts by mass of diphenylsulfide, 100 parts by mass of diphosphorus pentoxide, and 2.5 parts by mass of phenylpropionic acid. It was. After cooling the reaction solution in an ice bath, 750 parts by mass of methanesulfonic acid was slowly added dropwise. Then, the reaction solution was heated to room temperature and stirred for 20 hours. The reaction solution was poured into 10,000 parts by mass of acetone, and the precipitated solid was collected by filtration and washed twice with 600 parts by mass of acetone. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium] in a yield of 99%. Then, the same operation as in (Polymer Synthesis Example 1b) was carried out to obtain poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter, may be referred to as PAS-6) in a yield of 48%.
得られた樹脂(PAS−6)について質量平均分子量を測定したところ、22,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は92℃、融点は275℃であった。また、赤外吸収スペクトルを測定したところ、図8に示すように、1707cm−1の位置にカルボキシ基のC=O伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。 The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-6) was measured and found to be 22,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 92 ° C. and the melting point was 275 ° C. Further, when the infrared absorption spectrum was measured, as shown in FIG. 8, the presence of an absorption peak of C = O expansion and contraction vibration of the carboxy group was observed at the position of 1707 cm -1 .
(ポリマー合成例7a) (Polymer Synthesis Example 7a)
1H−NMR(溶媒DMSO−d6):3.84、7.63、7.86、8.04、8.14[ppm]
1 1 H-NMR (solvent DMSO-d 6 ): 3.84, 7.63, 7.86, 8.04, 8.14 [ppm]
(ポリマー合成例7b) (Polymer Synthesis Example 7b)
ナスフラスコに、ポリ{メタンスルホン酸メチル4−[4−(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}100質量部を、N−メチル−2−ピロリドン800質量部に溶解させた。これを70℃にて8時間攪拌し、析出した固体をろ過にて回収した。得られた固体をオートクレイブに仕込み、800質量部のN−メチル−2−ピロリドンを加えて、230℃にて1時間攪拌した。ろ過にて固体を回収し、70℃の水1000質量部にて2回洗浄した。その後、洗浄した固体を120℃にて4時間乾燥することで、ポリ(p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)(以下、PAS−7と表記することがある)を収率45%にて得た。 In an eggplant flask, 100 parts by mass of poly {methyl 4- [4- (phenylthio) phenyl] phenylsulfonium} of methanesulfonate was dissolved in 800 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone. This was stirred at 70 ° C. for 8 hours, and the precipitated solid was collected by filtration. The obtained solid was charged into an autoclave, 800 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was stirred at 230 ° C. for 1 hour. The solid was collected by filtration and washed twice with 1000 parts by mass of water at 70 ° C. Then, the washed solid is dried at 120 ° C. for 4 hours to obtain a poly (p-phenylenethio-p, p'-biphenylylene sulfide) (hereinafter, may be referred to as PAS-7) in a yield of 45. Obtained in%.
得られた樹脂(PAS−7)について質量平均分子量を測定したところ、10,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は155℃、融点は372℃であった。赤外吸収スペクトルを測定したところ、図9に示すように、3567cm−1の位置にヒドロキシ基の遊離O−H伸縮振動の吸収ピークが認められ、図10に示すように、1681cm−1の位置にカルボキシ基のC=O伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。 The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-7) was measured and found to be 10,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 155 ° C and the melting point was 372 ° C. Was measured infrared absorption spectrum, as shown in FIG. 9, the absorption peak of free O-H stretching vibration of hydroxyl groups was observed at the position of 3567cm -1, as shown in FIG. 10, the position of 1681Cm -1 The presence of an absorption peak of C = O expansion and contraction vibration of the carboxy group was observed.
(ポリマー合成例8a) (Polymer Synthesis Example 8a)
セパラブルフラスコにビス[4−(メチルスルフィニル)]ビフェニル100質量部に対し、窒素雰囲気下でジフェニルスルフィド66質量部、五酸化二リン130質量部、サリチル酸2質量部を加えた。反応溶液を氷浴にて冷却後、メタンスルホン酸1300質量部をゆっくり滴下して加えた。反応溶液を室温まで昇温し、20時間攪拌した。反応溶液をアセトン10,000質量部に投入し、析出した固体をろ過にて回収し、これをアセトン600質量部にて2回洗浄した。得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム−4’−チオメチル(ビフェニル)]スルホニウムを収率98%にて得た。 To a separable flask, 66 parts by mass of diphenylsulfide, 130 parts by mass of diphosphorus pentoxide, and 2 parts by mass of salicylic acid were added to 100 parts by mass of bis [4- (methylsulfinyl)] biphenyl under a nitrogen atmosphere. After cooling the reaction solution in an ice bath, 1300 parts by mass of methanesulfonic acid was slowly added dropwise. The reaction solution was heated to room temperature and stirred for 20 hours. The reaction solution was poured into 10,000 parts by mass of acetone, and the precipitated solid was collected by filtration and washed twice with 600 parts by mass of acetone. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium-4'-thiomethyl (biphenyl)] sulfonium in a yield of 98%.
(ポリマー合成例8b)
ナスフラスコに、ポリ[メタンスルホン酸メチル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム−4’−チオメチル(ビフェニル)]スルホニウム100質量部を、N−メチル−2−ピロリドン800質量部に溶解させた。これを70℃にて8時間攪拌し、析出した固体をろ過にて回収した。得られた固体をオートクレイブに仕込み、800質量部のN−メチル−2−ピロリドンを加えて、230℃にて1時間攪拌した。ろ過にて固体を回収し、70℃の水1000質量部にて2回洗浄した。その後、洗浄した固体を120℃にて4時間乾燥することで、ポリ(p−フェニレンチオ−p−フェニレンチオ−p,p’−ビフェニリレンスルフィド)(以下、PAS−8と表記することがある)を収率70%にて得た。
(Polymer Synthesis Example 8b)
In an eggplant flask, 100 parts by mass of poly [methyl methanesulfonate (4-phenylthiophenyl) sulfonium-4'-thiomethyl (biphenyl)] sulfonium was dissolved in 800 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone. This was stirred at 70 ° C. for 8 hours, and the precipitated solid was collected by filtration. The obtained solid was charged into an autoclave, 800 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and the mixture was stirred at 230 ° C. for 1 hour. The solid was collected by filtration and washed twice with 1000 parts by mass of water at 70 ° C. Then, the washed solid is dried at 120 ° C. for 4 hours to obtain poly (p-phenylenethio-p-phenylenethio-p, p'-biphenylylene sulfide) (hereinafter, referred to as PAS-8). ) Was obtained in a yield of 70%.
得られた樹脂(PAS−8)について質量平均分子量を測定したところ、18,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は122℃、融点は330℃であった。また、赤外吸収スペクトルを測定したところ、図11に示すように、3454cm−1の位置にヒドロキシ基のO−H伸縮振動の吸収ピークが認められ、図12に示すように、1684cm−1の位置にカルボキシ基のC=O伸縮振動の吸収ピークの存在が認められた。 The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-8) was measured and found to be 18,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 122 ° C. and the melting point was 330 ° C. Further, when the infrared absorption spectrum was measured, as shown in FIG. 11, an absorption peak of the OH expansion and contraction vibration of the hydroxy group was observed at the position of 3454 cm -1 , and as shown in FIG. 12, 1684 cm -1 was observed. The presence of an absorption peak of C = O expansion and contraction vibration of the carboxy group was observed at the position.
(比較合成例1)
圧力計、温度計、コンデンサ−、デカンタ−を連結した撹拌翼付きジルコニウムライニ
ングの1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」と略記
する。)220.5g(1.5モル)、NMP29.7g(0.3モル)、47.43質
量%NaSH水溶液177.29g(1.5モル)、及び48.71質量%NaOH水溶
液123.18g(1.5モル)を仕込み、撹拌しながら窒素雰囲気下で173℃まで2
時間掛けて昇温して、水177.98gを留出させた後、釜を密閉した。その際、共沸に
より留出したp−DCBはデカンタ−で分離して、随時釜内に戻した。脱水終了後、内温
を160℃に冷却し、NMP267.65g(2.7モル)を仕込み、230℃まで昇温
し、230℃で5時間撹拌した後、250℃まで40分で昇温し、250℃で1時間撹拌
した。冷却後、得られたスラリーを3リットルの水に注いで80℃で1時間撹拌した後、
濾過した。このケーキを再び3リットルの温水で1時間撹拌し、洗浄した後、濾過した。
この操作を4回繰り返し、濾過後、熱風乾燥機を用いて120℃で一晩乾燥して白色の粉
末状のPPS(以下、PAS−9と表記することがある) 154gを得た。
(Comparative Synthesis Example 1)
220.5 g (1.5 mol) of p-dichlorobenzene (hereinafter abbreviated as "p-DCB") in a 1-liter autoclave of a zirconium lining with a stirring blade connected to a pressure gauge, a thermometer, a condenser, and a decanter. , NMP 29.7 g (0.3 mol), 47.43 mass% NaSH aqueous solution 177.29 g (1.5 mol), and 48.71 mass% NaOH aqueous solution 123.18 g (1.5 mol) were charged and stirred. While in a nitrogen atmosphere up to 173 ° C 2
The temperature was raised over time to distill out 177.98 g of water, and then the kettle was sealed. At that time, the p-DCB distilled by azeotrope was separated by a decanter and returned to the kettle at any time. After the dehydration is completed, the internal temperature is cooled to 160 ° C., 267.65 g (2.7 mol) of NMP is charged, the temperature is raised to 230 ° C., the mixture is stirred at 230 ° C. for 5 hours, and then the temperature is raised to 250 ° C. in 40 minutes. , 250 ° C. for 1 hour. After cooling, the obtained slurry was poured into 3 liters of water and stirred at 80 ° C. for 1 hour, and then.
It was filtered. The cake was again stirred with 3 liters of warm water for 1 hour, washed and then filtered.
This operation was repeated 4 times, and after filtration, it was dried overnight at 120 ° C. using a hot air dryer to obtain 154 g of white powdery PPS (hereinafter, may be referred to as PAS-9).
得られた樹脂(PAS−9)について質量平均分子量を測定したところ、44,000であった。また熱分析を行った結果、ガラス転移温度(Tg)は92℃、融点は277℃であった。このことから、ポリフェニレンスルフィドが生成していることを確認した。 The mass average molecular weight of the obtained resin (PAS-9) was measured and found to be 44,000. As a result of thermal analysis, the glass transition temperature (Tg) was 92 ° C. and the melting point was 277 ° C. From this, it was confirmed that polyphenylene sulfide was produced.
実施例1〜11、比較例1〜4
〔ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物(PASコンパウンド)の製造例〕
<原料>
ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を調製するため、以下の材料を準備した。
Examples 1-11, Comparative Examples 1-4
[Production Example of Polyarylene Sulfide Resin Composition (PAS Compound)]
<Raw materials>
The following materials were prepared to prepare the polyarylene sulfide resin composition.
(充填剤・添加剤)
・エポキシシラン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
・GF:ガラス繊維チョップドストランド(繊維径10μm、長さ3mm)
・エラストマー:住友化学製、ボンドファースト7L
・CF:ピッチ系炭素繊維、引張弾性率560GPa
・カーボンブラック:鱗片状黒鉛
・CaCO3(炭酸カルシウム):丸尾カルシウム株式会社製、「カルテックス5」(粉末状、平均粒径1.2μm)
(Fillers / additives)
-Epoxysilane: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane-GF: Glass fiber chopped strand (fiber diameter 10 μm, length 3 mm)
・ Elastomer: Sumitomo Chemical, Bond First 7L
-CF: Pitch-based carbon fiber, tensile elastic modulus 560 GPa
-Carbon black: scaly graphite-CaCO 3 (calcium carbonate): manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd., "Caltex 5" (powder, average particle size 1.2 μm)
<評価法>
[冷熱衝撃下での耐クラック性]
縦25mm、横40mm、厚さ10mmの鋼鉄製のインサートブロック部材の、前記部材縦方向の辺の中点同士を結び、前記部材横方向の辺に平行な直線上に、直径3.55mmの厚さ方向に平行な2個の貫通穴の直径の中心を有し、該貫通穴の直径の中心同士が前記直線の中点を中心にして20mm離れて配置されたインサートブロック部材を準備し、次いで、前記2個の貫通穴と射出成型用金型内部に設置された2本の鋼鉄製円柱形のピンとを用いて、前記インサートブロック部材が前記射出成型用金型の内部に保持されるように設置し、かつ、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物のペレットを射出成型した後に、前記インサートブロック部材の外周全面が肉厚1mmのポリフェニレンスルフィド樹脂組成物で被覆されるように設計された射出成形金型を用いて、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物のペレットを射出成型し成型品を得た。得られた前記インサートブロック部材を内包するポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の成型品を用いて、気相式の冷熱衝撃試験機中で、「1サイクル;−40℃/0.5時間〜150℃/0.5時間」の冷熱サイクル試験を実施し、クラックが発生するサイクル数を記録した。測定試片数:n=5とし、その平均値を下記基準で評価した。
<Evaluation method>
[Crack resistance under cold impact]
A steel insert block member having a length of 25 mm, a width of 40 mm, and a thickness of 10 mm is connected with the midpoints of the vertical sides of the member, and has a diameter of 3.55 mm on a straight line parallel to the horizontal side of the member. Prepare an insert block member having the diameter centers of two through holes parallel to each other and having the centers of the diameters of the through holes arranged 20 mm apart from each other about the midpoint of the straight line. The insert block member is held inside the injection molding die by using the two through holes and the two steel columnar pins installed inside the injection molding die. An injection molding die designed so that the entire outer periphery of the insert block member is covered with a polyphenylene sulfide resin composition having a wall thickness of 1 mm after installation and injection molding of pellets of the polyarylene sulfide resin composition is performed. The pellet of the polyarylene sulfide resin composition was injection-molded using the product to obtain a molded product. Using the obtained molded product of the polyarylene sulfide resin composition containing the insert block member, in a vapor phase type thermal shock tester, "1 cycle; -40 ° C./0.5 hours to 150 ° C./ A thermal cycle test of "0.5 hours" was carried out and the number of cycles in which cracks occurred was recorded. The number of measurement samples: n = 5, and the average value was evaluated according to the following criteria.
10サイクル未満の範囲でクラック発生…ランク「E」
10以上、かつ100サイクル未満の範囲でクラック発生…ランク「D」
100以上、かつ200サイクル未満の範囲でクラック発生…ランク「C」
200以上、かつ500サイクル未満の範囲でクラック発生…ランク「B」
500サイクル以上の範囲…ランク「A」
Cracks occur in the range of less than 10 cycles ... Rank "E"
Cracks occur in the range of 10 or more and less than 100 cycles ... Rank "D"
Cracks occur in the range of 100 or more and less than 200 cycles ... Rank "C"
Cracks occur in the range of 200 or more and less than 500 cycles ... Rank "B"
Range of 500 cycles or more ... Rank "A"
[PAS樹脂組成物のエポキシ樹脂との接着強度]
得られたペレットをシリンダー温度290〜320℃の範囲にし、また実施例7及び8については360〜410℃の範囲にし、住友−ネスタール社製射出成形機(SG75−HIPRO・MIII)に供給し、金型温度140℃、また実施例8については200℃に温調したASTM1号ダンベル片成形用金型を用いて射出成形を行い、ASTM1号ダンベル片を得た。得られたASTM1号ダンベル片を中央から2等分し、エポキシ接着剤との接触面積が50mm2となるように作成したスペーサー(厚さ:1.8〜2.2mm、開口部:5mm×10mm)を2等分したASTM1号ダンベル片2枚の間に挟み、クリップを用い固定した後開口部にエポキシ樹脂(ナガセケムテックス株式会社製2液型エポキシ樹脂、主剤:XNR5002、硬化剤:XNH5002、配合比は主剤:硬化剤=100:90)を注入し、135℃に設定した熱風乾燥機中で3時間加熱し硬化・接着させた。23℃下で1日冷却後スペーサーを外し、得られた試験片を用いて歪み速度1mm/min、支点間距離80mm、23℃下でインストロン社製引張試験機を用い引張破断強さを測定し、接着面積で除した値をエポキシ接着強度とした。
[Adhesive strength of PAS resin composition with epoxy resin]
The obtained pellets were placed in a cylinder temperature range of 290 to 320 ° C., and in Examples 7 and 8 in a range of 360 to 410 ° C., and supplied to a Sumitomo-Nestal injection molding machine (SG75-HIPRO / MIII). Injection molding was performed using a mold for molding an ATM No. 1 dumbbell piece whose temperature was adjusted to 140 ° C. and 200 ° C. for Example 8 to obtain an ATM No. 1 dumbbell piece. The obtained ASTM No. 1 dumbbell piece was divided into two equal parts from the center, and a spacer (thickness: 1.8 to 2.2 mm, opening: 5 mm × 10 mm) was prepared so that the contact area with the epoxy adhesive was 50 mm 2. ) Is divided into two equal parts, sandwiched between two pieces of ASTM No. 1 dumbbell, fixed with a clip, and then epoxy resin (two-component epoxy resin manufactured by Nagase ChemteX Corporation, main agent: XNR5002, curing agent: XNH5002, As for the compounding ratio, the main agent: curing agent = 100: 90) was injected, and the mixture was heated in a hot air dryer set at 135 ° C. for 3 hours to cure and adhere. After cooling at 23 ° C for 1 day, remove the spacer, and measure the tensile breaking strength using the obtained test piece at a strain rate of 1 mm / min, a distance between fulcrums of 80 mm, and a tensile tester manufactured by Instron at 23 ° C. Then, the value divided by the adhesive area was taken as the epoxy adhesive strength.
<コンパウンドの作製と評価>
表1に示す配合組成で各原料を、タンブラーを用いて均一に混合した後、2軸混練押出機(TEM−35B、東芝機械)を用いて6ゾーンの各バレル温度の範囲が、実施例7及び8以外については290〜350℃になるように、実施例7及び8については360〜410℃になるように溶融混練して、ペレット状のコンパウンドを得た。評価結果を表1〜3に示す。
<Preparation and evaluation of compound>
After uniformly mixing each raw material with the compounding composition shown in Table 1 using a tumbler, the range of each barrel temperature in 6 zones using a twin-screw kneading extruder (TEM-35B, Toshiba Machine Co., Ltd.) is set to Example 7. Pellet-like compounds were obtained by melt-kneading at 290 to 350 ° C. for other than 8 and 360 to 410 ° C. for Examples 7 and 8. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
Claims (5)
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、
下記一般式(1−1)又は下記一般式(2−1)で表される構成単位を含む主鎖と、前記主鎖の末端に結合した、カルボキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む末端基と、を有すること、
前記末端基が、下記一般式(3−1b)、(3−2b)、(3−3b)、(3−4b)、(4−1b)、(4−2b)、(4−3b)又は(4−4b)で表される基であること、
を特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物。
ただし、一般式(1−1)において、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが直接結合であるとき、Zは、直接結合、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であり、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが−Ar4b−で、Ar4bが1,4−フェニレン基であるとき、Zは、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−である。〕
The polyarylene sulfide resin
From a group consisting of a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1-1) or the following general formula (2-1) and a carboxy group, a hydroxy group and an amino group bonded to the end of the main chain. Having a terminal group containing at least one functional group of choice ,
The terminal group is the following general formula (3-1b), (3-2b), (3-3b), (3-4b), (4-1b), (4-2b), (4-3b) or Being a group represented by (4-4b),
A polyarylene sulfide resin composition comprising.
However, in the general formula (1-1), when Ar 1 , Ar 2 and Ar 3b are 1,4-phenylene groups and R 2b is a direct bond, Z is a direct bond, -CO-, -SO 2 - or -C (CF 3) 2 - a and, in Ar 1, Ar 2 and Ar 3b is 1,4-phenylene group, R 2b is -Ar 4b - a, Ar 4b is a 1,4-phenylene group When Z is -S-, -O-, -CO-, -SO 2- or -C (CF 3 ) 2- . ]
前記ポリアリーレンスルフィド樹脂が、
下記一般式(1−1)又は下記一般式(2−1)で表される構成単位を含む主鎖と、前記主鎖の末端に結合した、カルボキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む末端基と、を有すること、
前記末端基が、下記一般式(3−1b)、(3−2b)、(3−3b)、(3−4b)、(4−1b)、(4−2b)、(4−3b)又は(4−4b)で表される基であること、
を特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法。
ただし、一般式(1−1)において、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが直接結合であるとき、Zは、直接結合、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−であり、Ar1、Ar2及びAr3bが1,4−フェニレン基で、R2bが−Ar4b−で、Ar4bが1,4−フェニレン基であるとき、Zは、−S−、−O−、−CO−、−SO2−又は−C(CF3)2−である。〕
The polyarylene sulfide resin
From a group consisting of a main chain containing a structural unit represented by the following general formula (1-1) or the following general formula (2-1) and a carboxy group, a hydroxy group and an amino group bonded to the end of the main chain. Having a terminal group containing at least one functional group of choice ,
The terminal group is the following general formula (3-1b), (3-2b), (3-3b), (3-4b), (4-1b), (4-2b), (4-3b) or Being a group represented by (4-4b),
A method for producing a polyarylene sulfide resin composition.
However, in the general formula (1-1), when Ar 1 , Ar 2 and Ar 3b are 1,4-phenylene groups and R 2b is a direct bond, Z is a direct bond, -CO-, -SO 2 - or -C (CF 3) 2 - a and, in Ar 1, Ar 2 and Ar 3b is 1,4-phenylene group, R 2b is -Ar 4b - a, Ar 4b is a 1,4-phenylene group When Z is -S-, -O-, -CO-, -SO 2- or -C (CF 3 ) 2- . ]
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