JPH01153729A - ポリアリーレンスルフイドの製造方法 - Google Patents

ポリアリーレンスルフイドの製造方法

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JPH01153729A
JPH01153729A JP63279534A JP27953488A JPH01153729A JP H01153729 A JPH01153729 A JP H01153729A JP 63279534 A JP63279534 A JP 63279534A JP 27953488 A JP27953488 A JP 27953488A JP H01153729 A JPH01153729 A JP H01153729A
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hal
iii
bis
aromatic
silyl
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JP63279534A
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English (en)
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Ernst-Ulrich Dorf
エルンスト−ウルリツヒ・ドルフ
Hans-Rudolf Dicke
ハンス−ルドルフ・デイツケ
Wolfgang Ruesseler
ボルフガング・リユセラー
Volker Eckhardt
フオルカー・エツクハルト
Joachim Genz
ヨアヒム・ゲンツ
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Bayer AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • C08G75/025Preparatory processes
    • C08G75/0272Preparatory processes using other sulfur sources

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、重合体のスルフィド橋(br idge)が
反応条件下で揮発性の化合物の脱離によって形成される
溶融縮合によるポリアリーレンスルフィドの製造方法に
関する。
ポリアリーレンスルフィド(PAS)及びその製造方法
は既知である(ハロゲンチオフェルレートを原料とする
場合、例えば米国特許第3,274゜165号、J 、
 Polymer  Sci、 58(1962)35
1−367;硫化ナトリウム及びジハロゲン化芳香族化
合物を原料とする場合、例えば米国特許第3,354,
129号)。
これらの方法は溶剤の使用を必要とする欠点を有してい
る。溶剤の経費の他に、反応を行うための高価な装置の
使用、溶剤を回収する回収循環作業、副成物として形成
される塩化ナトリウムの面倒な処理手順、及び生成物を
粒状化するための完全に別個な工程も必要である。
本発明による方法はビス(シリル)チオエーテル及びジ
ハロゲン化芳香族化合物が溶剤を使用せずに縮合できる
ので、上記の欠点を回避できる。本方法の別な利点は、
反応条件下での縮合に際し反応容器から消散することが
できる揮発性の分解生成物の脱離を招くことである。P
ASは極めて純=3− 粋な溶融状態で得られる。
本発明による方法は、式■及び/又はIIに相当するビ
ス−(シリル)チオエーテル、及び弐IIIのジハロゲ
ン化芳香族化合物 R5Si  S  5iRs      (I)R3S
i−3−Ar−3−SiR,([)Hat −Ar −
Hal        (III)但し HalはF又はCIのようなハロゲンを表し、Arは二
つの結合を有する単環式又は縮合多環式ca  C24
−芳香族基又は最高3個のN10又はSのようなヘテe
7原子を有する複素環式基、又は二つの単結合した芳香
族又は複素環式単位を表し、それらは単結合により及び
/又は二つ結合したC8  C24−芳香族基又は複素
環式基により及び/又はo、NR’、CRI、、5SS
(O)、S (O)、S(O)、C(O)、C(O)−
NR’及び[c(O)]2N CR’−C1CI−アル
キル、cacao−シクロアルキル、C,−C24−ア
リール又はc y’−c 、。−アラルキル又は−アル
カリール)から選択された一つ又は多数の単位により結
合していてもよく、且つ個々の芳香族環は上記のR1で
挙げた基及び/又はOR’、NR’、CR’3、SR’
、5(O) −R1,5(O)z  R’、C(O)R
’、C(O)−0−R’及びC(O)−NR’、から選
択された1ないし4個の置換基R2を有していてもよく
、且つ RはC,−C,−アルキル又はCs  Czo−シクロ
アルキルを表す、 を0.9:1ないし1.1:1の(I及び/又は■)−
IIIの混合比率で含む混合物を、随時触媒として0.
01ないし1重量%(式1及び/又は■及びIIIの出
発原料の量に対して)のアルカリ金属及び/又はアルカ
リ土類金属又はアンモニウムのハロゲン化物の少なくと
も一種の存在において、及び随時助触媒として0.Ol
ないし1重量%(式I及び/又は■及びIIIの出発原
料の量に対して)の通常の相移動(phase  tr
ansfer)触媒の存在において、ハロゲン化トリア
ルキルシラン又はハロゲン化(トリス)シクロアルキル
シランの脱離下に150ないし400°Cの温度で反応
させることを特徴としている。
好適な触媒はアルカリ金属(例えばNa、K。
Cs)及びアルカリ土類金属(例えばMg、Ca)の弗
化物及び弗化アンモニウムである。
本発明による方法は、(熱い)反応混合物と接触する総
ての部分(壁、撹拌装置等)が重金属イオンを放出しな
い材料から成るか、又は該材料で被覆されている装置中
で実施することができる。好適な材料はガラス、チタン
、ジルコニウム等である。
これらの材料が使用されるならば、触媒及び助触媒が反
応混合物中に存在しなくてもよい。
本発明の方法が例えばステンレス鋼から構成される装置
中で行なわれるならば、触媒及び随時助触媒を使用する
方が有利である。
反応容器は異なった材料、例えばガラス及びチタン等か
ら製造されていることもできる。装置は例えば一部がチ
タン及び一部がガラスから出来ていてもよい。
圧力は0.3ないし約4barであることができる。
反応は連続的に又は不連続的に(バッチ式方法で)行う
ことができる。反応時間は広範囲に変えることができる
。反応装置は再度新しく出発物質の合成に使用できるハ
ロゲン化トリアルキルシラン又はハロゲン化(トリス)
シクロアルキルシランヲ凝縮させる装置を備えているこ
とが有利である。押出機、ニーダ−等のような重合体を
加工する装置が、反応容器に直接付属しているか又は反
応容器と共に組み込まれていてもよい。
式(IV) Hal−Ar−s−slR3(IV) 但し Ar、R及びHalは式(IXI[)及び(II
I)中で指摘した意味を存する、 に相当する(ハロゲンアリールチオ)−シランを反応混
合物中に添加してもよい。
縮合の程度は出発物質を変えることによって影響を受け
ることができる。
例えば重合反応は式(V)及び/又は式(Vl)R’ 
 Ar−3−SiRs    (V)Hal −Ar 
−R”       (Vl)=7− 但し R3はR2又は水素を表し、及び R,R”、Hal及びArは式(IXI[)及び(II
I)で指摘した意味を有する、 の単官能性化合物の成程度の量を添加することにより調
節することができる。
三官能性出発物質を使用することにより、架橋が起こる
まで更に分子量を増大させることができる。
本発明による方法は、各ブロックが夫々結合する以前に
、異なった構造の各種の出発物質の均質重合により個々
のブロックが形成されている、ブロック共重合体の製造
にも適している。
本発明による方法は、反応条件下で不活性である添加剤
及び希釈剤、例えば非プロトン性有機溶剤(例えばN−
アルキル−ラクタム、N、N’−ジアルキル−N 、N
’−アルキレン尿素、ジフェニルエーテル、ビフェニル
等)、重合体又は不活性な無機材料の存在下で実施する
ことができる。
本発明による方法に適当な式(I)又は(I[)のビス
(シリル)チオエーテルの例は、ビス(トリメチルシリ
ル)スルフィド、■、4−ビス(トリメチルシリルチオ
)ベンゼン、l、3−ビス(トリメチルシリルチオ)ベ
ンゼン、4.4’−ビス(トリメチルシリルチオ)ジフ
ェニルスルフィド、4.4’−ビス(トリメチルシリル
チオ)ジフェニルエーテル、4.4′−ビス(トリメチ
ルシリルチオ)ビフェニル、4.4′−ビス(トリメチ
ルシリルチオ)ジフェニルスルホン、4,4″−ビス(
トリメチルシリルチオ)ベンゾフェノン等である。下記
の1.4−ビス(トリメチルシリルチオ)ベンゼン、■
、3−ビス(トリメチルシリルチオ)ベンゼン、4.4
’−ビス(トリメチルシリルチオ)ジフェニルスルフィ
ド、4゜4′−ビス(トリメチルシリルチオ)ジフェニ
ルエーテル及び4,4′−ビス(トリメチルシリルチオ
)ビフェニルが好適である。
本発明による方法に適当である式(III)に相当する
ジハロゲン化芳香族化合物の例は=1,4−ジクロロベ
ンゼン、1.3−ジクロロベンゼン、4.4″−ジクロ
ロジフェニルスルフィド、4.4’−ジクロロジフェニ
ルエーテル、4.4″−ジクロロビフェニル、4.4’
−ジクロロベンゾフェノン、4.4’−ジクロロジフェ
ニルスルホン、1.4−ジフルオロベンゼン、1.3−
ジフルオロベンゼン、4゜4’−ジフルオロジフェニル
スルフィド、4,4゜−ジフルオロジフェニルエーテル
、4,4″−ジフルオロビフェニル、4.4’−ジフル
オロベンゾフェノン、4.4’−ジフルオロジフェニル
スルホン等である。
下記の4.4′−ジクロロジフェニルスルフィド、4.
4′−ジクロロジフェニルエーテル、4.4’−ジクロ
ロベンゾフェノン、4.4’−ジクロロジフェニルスル
ホン及び4,4′−ジクロロビフェニルが好適である。
本発明による方法に適当な式(IV)のハロゲン化アリ
ールチオシランの例は:4−クロロフェニル−トリメチ
ルシリルチオエーテル、3−クロロフェニル−トリメチ
ルシリルチオエーテル、4−フルオロフェニル−トリメ
チルシリルチオエーテル、3−フルオロフェニル−トリ
メチルシリルチオエーテル、4〜クロロ−4’−()リ
メチルシリルチオ)ジフェニル、4−フルオロ−4’−
(1−リメチルシリルチオ)ビフェニル、4−クロロ−
4’−0リメチルシリルチオ)ベンゾフェノン、4−フ
ルオロ−4’−(トリメチルシリルチオ)ベンゾフェノ
ン等である。
4−クロロフェニル−トリメチルシリルチオエーテル、
3−クロロフェニル−トリメチルシリルチオエーテル及
び4−クロロ−4’−(1−リメチルシリルチオ)ビフ
ェニルが好適である。
本発明による方法に適当な式(V)の単官能性化合物の
例は=(フェニルチオ)−トリメチルシラン及び4−(
トリメチルシリルチオ)−ジフェニルスルフィド等であ
る。
本発明による方法に適当な式(Vl)の単官能性化合物
の例は=4−クロロジフェニル、l−クロロ−1−7タ
レン、2−クロロナフタレン、4−クロロジフェニルス
ルフィド、4−クロロジフェニルエーテル、4−フルオ
ロジフェニル、l−フルオロナフタレン、2−フルオロ
ナフタレン、4−フルオロジフェニルスルフィド、4−
フルオロジフェニルエーテル等である。
4−クロロジフェニル、4−クロロジフェニルスルフィ
ド及び4−クロロジフェニルエーテルが好適である。
本発明により使用できる触媒の例は:塩化アンモニウム
、弗化アンモニウム、塩化リチウム、弗化リチウム、塩
化ナトリウム、弗化ナトリウム、塩化カリウム、弗化カ
リウム、塩化ルビジウム、弗化ルビジウム、塩化セシウ
ム、弗化セシウム、塩化カルシウム、弗化カルシウム等
である。
弗化カリウム、塩化セシウム及び弗化セシウムが好適で
ある。
18−クラウン−6及びジベンゾ−18−クラウン−6
等は本発明により助触媒として使用するのに適当な相移
動触媒の例である。
ポリアリーレンスルフィドのメルトフロラ(melt 
 flow)は一般にASTM  l’238−70に
より、316°Cにおいて5 kgの重量を用いて測定
され、9710分の単位で表現される。
もしメルトフロラ値が高い場合は、重合体の溶融物の流
出速度が高いために、この測定は困難となることがある
従って、重合体溶融液の溶融粘度vm(単位P a、s
)が、インストロン回転粘度計を用いて剪断応力(単位
Pa)に依存して306°Cにおいて測定された。
こうして10−’ないし10’Pa−5にわたる極めて
広い範囲内における溶融粘度を測定することが可能とな
る。インストロン・レオメータ−において、重合体は固
定されたプレートと回転する円錐の間で溶融され、円錐
のトルクが測定される。剪断応力に依存する溶融粘度は
トルク、角速度及び装置常数から計算することができる
。使用されたレオメータ−はインストロン3250型で
あった。
溶融粘度はτ−102Paの剪断応力で得られた値によ
って表される。
本発明によるポリアリーレンスルフィドは、その製造直
後には、一般に0.1・10’ないし5 ’ 10 ’
P a、s、好適には0.1−10’ないし1.5・1
o3Pa、sの溶融粘度を有している。
本発明によるポリアリーレンスルフィドはその製造の直
後に、他の重合体、顔料、及びグラファイト、金属粉末
、ガラス粉末、石英粉末、溶融石英、ガラス繊維又は炭
素繊維のような充填剤と混合することができ、且つポリ
アリーレンスルフィドに対する通常の安定剤及び離型剤
を添加することができる。本発明によるポリアリーレン
スルフィドは押出成形、押出吹込み成形、射出成形又は
通常の他の加工技術によって、フィルム、繊維又は成形
物品として加工することができる。
これらは普通の用途、例えば自動車部材、付属部品、ス
イッチ、電子パネル、電子部品のような電気部材、耐薬
品性且つ耐候性の部材及びポンプのハウジング及びポン
プの羽根車のような装置類、エツチング浴用の深皿、填
隙用環(sealing  ring)、オフィス用機
械及び電気通信用装置及び家庭電化製品の部材等に使用
することができる。
実施例 1 5 gの4,4′−ビス−(トリメチルシリルチオ)−
ジフェニルエーテル及び3.4gの4,4′−ジクロロ
ジフェニルスルフィドを100mgの弗化セシウムと共
に165°Cで撹拌装置中に導入し、段階的に加熱する
。連続的に340°Cまで温度を上昇させて14時間経
過すると、その間に揮発し易い凝縮物は蒸発し、その後
反応混合物を放冷する。凝縮物中にトリメチルクロロシ
ランの存在全検出することができる。溶融ケークを破砕
し、イソプロパツールで抽出し、及び洗浄する。溶融粘
度5Pa、s及び融点271 ’Oを有する3、99(
=71%)の灰色の粉末が、真空中で乾燥後に残渣とし
て得られる。
実施例 2 5 gの4,4′−ビス−(トリメチルシリルチオ)−
ジフェニルエーテル、3.4gの4.4′−ジクロロジ
フェニルスルフィド及び3gの(4−クロロフェニルチ
オ)−トリメチルシランを100mgの弗化セシウムと
共に165°Cで撹拌装置中に導入し、段階的に加熱す
る。反応混合物は270℃で沸騰し始める。連続的に3
40℃まで温度を一15= 上昇させて14時間経過すると、その間に揮発し易い凝
縮物は蒸発して留去し、還流は徐々に停止するので、そ
の後反応混合物を放冷させる。凝縮物中にトリメチルク
ロロシランの存在を検出することができる。溶融物質の
ケークを破砕し、インプロパツールで抽出し、及び洗浄
する。溶融粘度7Pa、s及び融点258℃を有する4
、8 g(−69%)の灰色の粉末が、真空中で乾燥後
に得られる。
実施例 3 5 gの4.4′−ビス−(トリメチルシリルチオ)ジ
フェニルエーテル及び3.4gの4.4′−ジクロロジ
フェニルスルフィドをチタン族の撹拌機を持ったガラス
容器中に導入し、段階的に加熱する。
連続的に340℃まで温度を上昇させて30時間経過す
ると、その間に揮発し易い凝縮物は蒸発し、その後反応
混合物を放冷させる。凝縮物中にトリメチルクロロシラ
ンの存在を検出することができる。溶融ケークを破砕し
、イソプロパツールで抽出し、及び洗浄する。溶融粘度
14Pa、s及び融点217°Cを有する4、1 g(
=75%)の灰色の粉末が、真空中で乾燥後得られる。
本発明の主なる特徴及び態様は以下の通りである。
1、式1及び/又はIIに相当するビス−(シリル)チ
オエーテル及び式IIIのジハロゲン化芳香族化合物 R35i−3−SiR1(I) R3Si−3−Ar−3−SiRs  (I[)Hal
 −Ar −Hal        (III)但し HalはF又はCIのようなハロゲンを表し、Arは二
つの結合を有する単環式又は縮合多環式C@  C24
−芳香族基又は最高3個のN、O又はSのようなヘテロ
原子を有する複素環式基、又は二つの単結合した芳香族
又は複素環式単位を表し、それらは単結合により及び/
又は二つ結合したC6−CI4−芳香族基又は複素環式
基により及び/又はO,NR’、CR’、、515(O
)、S (O)!、C(O)、C(O)−OlC−(O
)−NR’及び[c(o)−’]2N(R1=CI−C
4−アルキル、C3−C,。−シクロアルキル、C6−
C2,−アリール又はC,−C,。−アラルキル又は−
アルカリール)から選択された一つ又は多数の単位によ
り結合していてもよく、且つ個々の芳香族環は上記のR
1で挙げた基及び/又は○R1、NR’、CR’3、S
R’、5(O)−R’、5(O)2−R’、C(O)−
R’、C(O)−0−R’及びC(O)−NR’2から
選択されたlないし4個の置換基R2を有していてもよ
く、且つRはC,−C,−アルキル又はC6C20−シ
クロアルキルを表す、 を0.9:1ないし1.1:1の(■及び/又は■):
IIIの混合比率で含む混合物を、随時触媒として0.
01ないし1重量%(式I及び/又は■及びIIIの出
発原料の量に対して)のアルカリ金属及び/又はアルカ
リ土類金属又はアンモニウムのハロゲン化物の少なくと
も一種の存在において、及び随時助触媒として0.01
ないし1重量%(式I及び/又は■及びIIIの出発原
料の量に対して)の通常の相移動触媒の存在において、
ハロゲン化トリアルキルシラン又はハロゲン化(トリス
)シクロアルキルシランの脱離下に150ないし400
℃の温度で反応させることを特徴とするポリアリーレン
スルフィドの製造方法。
2、該触媒がアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属
の少なくとも一種の弗化物又は弗化アンモニウムから選
択される上記lに記載の方法。
3、使用される該触媒が弗化セシウムである上記1に記
載の方法。
4、使用される該触媒が弗化セシウムである上記2に記
載の方法。
5、弗化カリウムが触媒として使用され、且つ助触媒と
してクラウンエーテル、18−クラウン−6が使用され
る上記1に記載の方法。
6、一般式(IV’) Hat −Ar −S −S iR3(IV)但し H
al、 Ar及びRは上記lで指摘した意味を有する、 に相当する(ハロゲンアリールチオ)−シランが一般式
(I)及び(I[)のビス(シリル)チオエーテル及び
一般式(I[[)のジハロゲン化芳香族化合物の混合物
に添加されて使用される上記lに記載の方法。
7、(4−クロロフェニルチオ)トリメチルシランが式
(IV)の(ハロゲン化アリールチオ)シランとして使
用される上記6に記載の方法。
8、(熱い)反応混合物と接触する装置中の総ての部分
が重金属イオンを放出しない材料で製造されているか又
は該材料で被覆されている上記1に記載の方法。
9、触媒及び助触媒が使用されない上記8に記載の方法
10、反応装置がチタン及び随時ガラスを用いで製作さ
れている上記7に記載の方法。
特許出願人 バイエル・アクチェンゲゼルシャフト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)式 I 及び/又はIIに相当するビス(シリル)チオ
    エーテル及び式IIIのジハロゲン化芳香族化合物 R_3Si−S−SiR_3( I ) R_3Si−S−Ar−S−SiR_3(II)Hal−
    Ar−Hal(III) 但し HalはF又はClのようなハロゲンを表し、Arは二
    つの結合を有する単環式又は縮合多環式C_5−C_2
    _4−芳香族基又は最高3個のN、O又はSのようなヘ
    テロ原子を有する複素環式基、又は二つの単結合した芳
    香族又は複素環式単位を表し、それらは単結合により及
    び/又は二つ結合したC_6−C_2_4−芳香族基又
    は複素環式基により及び/又はO、NR^1、CR^1
    _2、S、S(O)、S(O)_2、C(O)、C(O
    )−O、C−(O)−NR^1及び[C(O)−]_2
    N(R^1=C_1−C_4−アルキル、C_5−C_
    1_0−シクロアルキル、C_8−C_2_4−アリー
    ル又はC_7−C_3_0−アラルキル又は−アルカリ
    ール)から選択される一つ又は複数の単位により結合し
    ていてもよく、且つ個々の芳香族環は上記のR^1で挙
    げた基及び/又はOR^1、NR^1、CR^1_3、
    SR^1、S(O)−R^1、S(O)_2−R^1、
    C(O)−R^1、C(O)−O−R^1及びC(O)
    −NR^1_2から選択される1ないし4個の置換基R
    ^2を有していてもよく、且つRはC_1−C_4−ア
    ルキル又はC_5−C_2_0−シクロアルキルを表す
    、 を0.9:1ないし1.1:1の( I 及び/又はII)
    :IIIの混合比率で含む混合物を、随時触媒として0.
    01ないし1重量%(式 I 及び/又はII及びIIIの出発
    原料の量に対して)のアルカリ金属及び/又はアルカリ
    土類金属又はアンモニウムのハロゲン化物の少なくとも
    一種の存在において、及び随時助触媒として0.01な
    いし1重量%(式 I 及び/又はII及びIIIの出発原料の
    量に対して)の通常の相間移動触媒の存在において、ハ
    ロゲン化トリアルキルシラン又はハロゲン化(トリス)
    シクロアルキルシランの脱離を伴って、150ないし4
    00℃の温度で反応させることを特徴とするポリアリー
    レンスルフィドの製造方法。 2)一般式(IV) Hal−Ar−S−SiR_3(IV) 但しHal、Ar及びRは前記に指摘した意味を有する
    、 に相当する(ハロゲンアリールチオ)−シランが一般式
    ( I )及び(II)のビス(シリル)チオエーテル及び
    一般式(III)のジハロゲン化芳香族化合物の混合物に
    添加されて使用される特許請求の範囲1項記載の方法。 3)反応装置がチタン及び随時ガラスを用いて製作され
    ている特許請求の範囲1項記載の方法。
JP63279534A 1987-11-11 1988-11-07 ポリアリーレンスルフイドの製造方法 Pending JPH01153729A (ja)

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DE19873738277 DE3738277A1 (de) 1987-11-11 1987-11-11 Verfahren zur herstellung von polyarylensulfiden
DE3738277.2 1987-11-11

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US (1) US4906712A (ja)
EP (1) EP0315903A1 (ja)
JP (1) JPH01153729A (ja)
DE (1) DE3738277A1 (ja)

Cited By (1)

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