JPH01259029A - 芳香族ポリエーテルケトン - Google Patents
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Landscapes
- Polyethers (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は新規な芳香族ポリエーテルケトン及びその製造
方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、エンジニアリング樹脂として有用な、耐熱性、機械
的性質、難燃性、耐溶剤性などに優れ、かつゲルを含ま
ない高分子量の溶融成形可能な結晶性芳香族ポリエーテ
ルケトン、及びこのものを効率よく製造する方法に関す
るものである。
方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、エンジニアリング樹脂として有用な、耐熱性、機械
的性質、難燃性、耐溶剤性などに優れ、かつゲルを含ま
ない高分子量の溶融成形可能な結晶性芳香族ポリエーテ
ルケトン、及びこのものを効率よく製造する方法に関す
るものである。
従来の技術
近年、フェニレン基がケトン基とエーテル基を介してp
−位連結した線状高分子重合体である芳香族ポリエーテ
ルケトンは、耐熱性、機械的性質、難燃性、耐溶剤性な
どに優れていることから、エンジニアリング樹脂として
、例えば電子・電気分野、自動車分野、精密機械分野な
どにおける各部品の素材用に広く用いられている。
−位連結した線状高分子重合体である芳香族ポリエーテ
ルケトンは、耐熱性、機械的性質、難燃性、耐溶剤性な
どに優れていることから、エンジニアリング樹脂として
、例えば電子・電気分野、自動車分野、精密機械分野な
どにおける各部品の素材用に広く用いられている。
このような芳香族ボ゛リエーテルケトンとしては、これ
まで種々のものが見い出されており、例えば構造式 をもつものや、構造式 をもつものが知られている。これらの芳香族ポリエーテ
ルケトンの製造方法としては、活性化された芳香族シバ
ライドとジヒドロキシ芳香族化合物とを、アルカリの存
在下に親核的重縮合させる方法が提案されている(特公
昭57−22931号公報、特公昭6G−32642号
公報)。例えば、前記構造式(I)をもつ芳香族ポリエ
ーテルケトンについては、4,4゜−ジフルオロベンゾ
フェノンと4.4′−ジヒドロキシベンゾフェノンのジ
カリウム塩とを縮重合させることによって、結晶融点3
70℃のものが得られており、一方前記構造式(II)
をもつ芳香族ポリエーテルケトンは、炭酸カリウムの存
在下、4.4’−ジフルオロベンゾフェノンとハイドロ
キノンとを縮重合させることによって、結晶融点334
°Cのものが得られている。
まで種々のものが見い出されており、例えば構造式 をもつものや、構造式 をもつものが知られている。これらの芳香族ポリエーテ
ルケトンの製造方法としては、活性化された芳香族シバ
ライドとジヒドロキシ芳香族化合物とを、アルカリの存
在下に親核的重縮合させる方法が提案されている(特公
昭57−22931号公報、特公昭6G−32642号
公報)。例えば、前記構造式(I)をもつ芳香族ポリエ
ーテルケトンについては、4,4゜−ジフルオロベンゾ
フェノンと4.4′−ジヒドロキシベンゾフェノンのジ
カリウム塩とを縮重合させることによって、結晶融点3
70℃のものが得られており、一方前記構造式(II)
をもつ芳香族ポリエーテルケトンは、炭酸カリウムの存
在下、4.4’−ジフルオロベンゾフェノンとハイドロ
キノンとを縮重合させることによって、結晶融点334
°Cのものが得られている。
このように、前記構造式(I)や(n)の重合体は、親
核的重合反応によって製造することが可能であるが、こ
れらよりケトン基の含有量が多くて、融点が高く、より
耐熱性に優れた重合体、例えば式で表わされる繰り返し
単位を有する重合体を、親核的重合反応により、4.4
′−ジハロテレフタロフェノンと4.4′−ジヒドロキ
シベンゾフェノンとを、アルカリの存在下に縮重合させ
て製造するためには、生成ポリマーの融点が高いことと
、反応性の低い4.4′−ジヒドロキンベンゾフェノン
を使用することから、重合温度を高くする必要がある。
核的重合反応によって製造することが可能であるが、こ
れらよりケトン基の含有量が多くて、融点が高く、より
耐熱性に優れた重合体、例えば式で表わされる繰り返し
単位を有する重合体を、親核的重合反応により、4.4
′−ジハロテレフタロフェノンと4.4′−ジヒドロキ
シベンゾフェノンとを、アルカリの存在下に縮重合させ
て製造するためには、生成ポリマーの融点が高いことと
、反応性の低い4.4′−ジヒドロキンベンゾフェノン
を使用することから、重合温度を高くする必要がある。
しかしながら、このような方法においては、該4.4゛
−ジヒドロキシベンゾフエノンから誘導されるそのアル
カリ金属塩が多量に存在する条件で高温重合を行うため
に、重合体鎖に分校を生じたり、ゲル化スるIこめ、も
ろいフィルムしかできず、所望の重合体を製造すること
ができない(特開昭52−96700号公報、実施例4
)。
−ジヒドロキシベンゾフエノンから誘導されるそのアル
カリ金属塩が多量に存在する条件で高温重合を行うため
に、重合体鎖に分校を生じたり、ゲル化スるIこめ、も
ろいフィルムしかできず、所望の重合体を製造すること
ができない(特開昭52−96700号公報、実施例4
)。
本発明者らは、よりケトン含量が多いことから、高融点
が予想される、式 で表わされる繰り返し単位を有する重合体を、親核的重
合反応により、4.4′−ジハロテレフタロフェノンと
4.4’−ジヒドロキシテレフタロフェノンとを、アル
カリの存在下に縮合させて製造しようとしたが、該4,
4′−ジヒドロキシテレフタロフエノンは反応性がさら
に低いため、より高温で縮重合させなければならず、そ
の結果ゲルを含まない直鎖状の高分子量重合体は得られ
なかった。
が予想される、式 で表わされる繰り返し単位を有する重合体を、親核的重
合反応により、4.4′−ジハロテレフタロフェノンと
4.4’−ジヒドロキシテレフタロフェノンとを、アル
カリの存在下に縮合させて製造しようとしたが、該4,
4′−ジヒドロキシテレフタロフエノンは反応性がさら
に低いため、より高温で縮重合させなければならず、そ
の結果ゲルを含まない直鎖状の高分子量重合体は得られ
なかった。
一方、このような親核的重合反応とは別に、親電子反応
によりケトン基を形成させて、芳香族ポリエーテルケト
ンを製造する、いわゆるフリーデルクラフト反応法が知
られている(特公昭56−33419号公報)。このフ
リーデルクラフト反応法と前記の親核的重合方法とは、
反応形式が本質的に異なるl;め、得られる高分子化合
物の物性も異なる。例えばフリーデルタラフト反応によ
り得られる重合体 に比べて結晶性が低く、このため200〜350℃のよ
うな高温におけるモジュラスが低かったり、延伸フィル
ムの熱収縮が著しく大きいなどの欠点がある。これは、
親核的重縮合反応においては、バラ結合のみが独占的に
生成するのに対し、フリーデルタラット反応においては
、ノ(う配向以外にオルト配向やメタ配向による結合が
生成し、重合体鎖に異種結合や分校が生じるためである
。そしてこのような異種結合を有するポリマーは、機械
的物性が劣るため、所望の物性を確保するには、特に高
分子量にする必要があるが、その結果、成形性と結晶性
が低下するのを免れない。
によりケトン基を形成させて、芳香族ポリエーテルケト
ンを製造する、いわゆるフリーデルクラフト反応法が知
られている(特公昭56−33419号公報)。このフ
リーデルクラフト反応法と前記の親核的重合方法とは、
反応形式が本質的に異なるl;め、得られる高分子化合
物の物性も異なる。例えばフリーデルタラフト反応によ
り得られる重合体 に比べて結晶性が低く、このため200〜350℃のよ
うな高温におけるモジュラスが低かったり、延伸フィル
ムの熱収縮が著しく大きいなどの欠点がある。これは、
親核的重縮合反応においては、バラ結合のみが独占的に
生成するのに対し、フリーデルタラット反応においては
、ノ(う配向以外にオルト配向やメタ配向による結合が
生成し、重合体鎖に異種結合や分校が生じるためである
。そしてこのような異種結合を有するポリマーは、機械
的物性が劣るため、所望の物性を確保するには、特に高
分子量にする必要があるが、その結果、成形性と結晶性
が低下するのを免れない。
また、7リ一デルクラフト反応におし1て(よ、より高
融点のポリエーテルケトン、例えば構造式のものも知ら
れているが、このものは異種混合を有し、不安定で熱可
塑加工できない上、この反応では重合時末端に不安定な
キサントヒトロール基を生成するため、安定化に還元処
理という特別な操作が必要である[「ジャパン−ニーニ
ス・ボIJ ?−,シンポジウム(ハpan−■S P
olymer Symposium)J第259ページ
(1985年)]。またこのフリーデルタラフト反応に
より得られる前記構造式(V)の重合体は、異種結合を
有するために、その融点は、ケトン基の含有量が多い割
には低く、385°C程度であることが報告されている
[rジャパン−ニーニス・ポリマー・シンポジウム(J
apan−US PolymerSymposium)
J第259ページ(1985年)]。
融点のポリエーテルケトン、例えば構造式のものも知ら
れているが、このものは異種混合を有し、不安定で熱可
塑加工できない上、この反応では重合時末端に不安定な
キサントヒトロール基を生成するため、安定化に還元処
理という特別な操作が必要である[「ジャパン−ニーニ
ス・ボIJ ?−,シンポジウム(ハpan−■S P
olymer Symposium)J第259ページ
(1985年)]。またこのフリーデルタラフト反応に
より得られる前記構造式(V)の重合体は、異種結合を
有するために、その融点は、ケトン基の含有量が多い割
には低く、385°C程度であることが報告されている
[rジャパン−ニーニス・ポリマー・シンポジウム(J
apan−US PolymerSymposium)
J第259ページ(1985年)]。
さらに、フリーデルクラフト反応における重合触媒、溶
媒としては、通常HF−BF3が使用されるが、このI
IF−BF、は極めて有毒かつ腐食性の化合物であるた
め、工業的に生産する場合には不適当な物質である。ま
た、通常使用されるもう一つの触媒で塩化アルミニウム
を用いる場合には、前記のHF−BF、系に比べて重合
体構造において異種結合や分枝を生じやすいという欠点
がある上に、生成したポリマーの中に塩化アルミニウム
が混入し、この除去が困難なため、該ポリマーは熱安定
性が劣ったものとなるのを免れない。
媒としては、通常HF−BF3が使用されるが、このI
IF−BF、は極めて有毒かつ腐食性の化合物であるた
め、工業的に生産する場合には不適当な物質である。ま
た、通常使用されるもう一つの触媒で塩化アルミニウム
を用いる場合には、前記のHF−BF、系に比べて重合
体構造において異種結合や分枝を生じやすいという欠点
がある上に、生成したポリマーの中に塩化アルミニウム
が混入し、この除去が困難なため、該ポリマーは熱安定
性が劣ったものとなるのを免れない。
このように、フリーデルクラフト反応により得られる芳
香族ポリエーテルケトンは、ポリマー構造的に親核的重
合反応により得られた同等物とは異なり、また実用的性
能においても劣るため、これまでのところ工業化される
に至っていない。
香族ポリエーテルケトンは、ポリマー構造的に親核的重
合反応により得られた同等物とは異なり、また実用的性
能においても劣るため、これまでのところ工業化される
に至っていない。
発明が解決しようとする課題
本発明は、結晶融点が390°C以上と極めて高く、か
つゲルを含まない上、熱安定性に優れていて溶融成形が
可能であるなどの特徴を有する、高分子量の結晶性芳香
族ポリエーテルケトンを提供することを目的としてなさ
れたものである。
つゲルを含まない上、熱安定性に優れていて溶融成形が
可能であるなどの特徴を有する、高分子量の結晶性芳香
族ポリエーテルケトンを提供することを目的としてなさ
れたものである。
課題を解決するための手段
本発明者らは、このような優れl;特徴を有する高分子
量の結晶性芳香族ポリエーテルケトンを開発するために
鋭意研究を重ねた結果、4,4°−ジハロテレフタロフ
ェノンとアルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩とを反応させ
ることにより、前記目的を達成し得ることを見い出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
量の結晶性芳香族ポリエーテルケトンを開発するために
鋭意研究を重ねた結果、4,4°−ジハロテレフタロフ
ェノンとアルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩とを反応させ
ることにより、前記目的を達成し得ることを見い出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、式
で表わされる繰り返し単位から成り、かつ結晶融点が3
90℃以上で、極限粘度が0.7〜1.5dll/gで
あることを特徴とするゲルを含まない溶融成形可能な芳
香族ポリエーテルケトンを提供するものである。
90℃以上で、極限粘度が0.7〜1.5dll/gで
あることを特徴とするゲルを含まない溶融成形可能な芳
香族ポリエーテルケトンを提供するものである。
この芳香族ポリエーテルケトンは、本発明に従えば、一
般式 (式中のXI及びX2は、それぞれハロゲン原子であっ
て、それらは同一であってもよいし、たがいに異なって
いてもよい) で表わされる4、4′−ジハロテレフタロフェノンと、
アルカリ金属の炭酸塩及び重炭酸塩の中から選ばれた少
なくとも1種とを反応させることにより、製造すること
ができる。
般式 (式中のXI及びX2は、それぞれハロゲン原子であっ
て、それらは同一であってもよいし、たがいに異なって
いてもよい) で表わされる4、4′−ジハロテレフタロフェノンと、
アルカリ金属の炭酸塩及び重炭酸塩の中から選ばれた少
なくとも1種とを反応させることにより、製造すること
ができる。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の芳香族ポリエーテルケトンは、4 、1’ −
ジハロテレフタロフェノンとアルカリ金属の炭酸塩や重
炭酸塩とを反応させることによって製造されるが、この
反応をアルカリ金属の炭酸塩を用いた場合を例に挙げて
反応式で示すと、次のようになる。
ジハロテレフタロフェノンとアルカリ金属の炭酸塩や重
炭酸塩とを反応させることによって製造されるが、この
反応をアルカリ金属の炭酸塩を用いた場合を例に挙げて
反応式で示すと、次のようになる。
(ただし、Xはハロゲン原子、Mはアルカリ金属である
) このような反応によって生成したエーテル結合中の酸素
はM2CO3から由来したものである。
) このような反応によって生成したエーテル結合中の酸素
はM2CO3から由来したものである。
一方、従来の方法を反応式で示すと次のようになる。
この反応によって生成するエーテル結合の中の酸素は4
.4′−ジヒドロキシテレフタロフェノンに由来するも
のである。また該反応においては、反応促進剤としてア
ルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩が用いられるが、これら
は重合時に4,1′−ジヒドロキシテレフタロフェノン
のジアルカリ金属塩を形成させるためのものであり、し
たがって、重合反応の1成分として使用する本発明にお
けるアルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩とは全く役割が異
なるものである。
.4′−ジヒドロキシテレフタロフェノンに由来するも
のである。また該反応においては、反応促進剤としてア
ルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩が用いられるが、これら
は重合時に4,1′−ジヒドロキシテレフタロフェノン
のジアルカリ金属塩を形成させるためのものであり、し
たがって、重合反応の1成分として使用する本発明にお
けるアルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩とは全く役割が異
なるものである。
本発明においては、原料単量体として、一般式(式中の
Xl及びX2は前記と同じ意味をもつ)で表h サレル
4 、4 ’ −ジハロテレフタロフェノンが用いられ
る。前記一般式(■)中のXl及びX2は、それぞれハ
ロゲン原子であり、それらは同一であってもよいし、異
なっていてもよい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩
素、臭素及びヨウ素原子が挙げられるが、これらの中で
7ツ素及び塩素原子が好ましく、特lこフッ素原子が好
ましい。該4,4′−ジハロテレフタロフエノンの具体
例としては、4.4″−ジフルオロテレフタロフェノン
、 4.4’−ジクロロテレフタロフェノン、4−クロ
ロ−4′−7ルオロテレフタロフエノンなどを挙げるこ
とができるが、これらの中で特に、4.4’−ジフルオ
ロテレフタロフェノンが好適である。また、該4,4′
−ジハロテレ7りロフエノンは1種用いてもよいし、2
種以上を組み合わせて用いてもよい。
Xl及びX2は前記と同じ意味をもつ)で表h サレル
4 、4 ’ −ジハロテレフタロフェノンが用いられ
る。前記一般式(■)中のXl及びX2は、それぞれハ
ロゲン原子であり、それらは同一であってもよいし、異
なっていてもよい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩
素、臭素及びヨウ素原子が挙げられるが、これらの中で
7ツ素及び塩素原子が好ましく、特lこフッ素原子が好
ましい。該4,4′−ジハロテレフタロフエノンの具体
例としては、4.4″−ジフルオロテレフタロフェノン
、 4.4’−ジクロロテレフタロフェノン、4−クロ
ロ−4′−7ルオロテレフタロフエノンなどを挙げるこ
とができるが、これらの中で特に、4.4’−ジフルオ
ロテレフタロフェノンが好適である。また、該4,4′
−ジハロテレ7りロフエノンは1種用いてもよいし、2
種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において用いられるアルカリ金属の炭酸塩、重炭
酸塩としては、たとえば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム
、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム
、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸水素セ
シウムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また
、これらの中で、特に炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、
炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素カリウムが好適である
。カリウム塩とナトリウム塩とを比較した場合、一般に
カリウム塩の方が反応が速い傾向にあり、一方ナトリウ
ム塩の方が副反応が少ない傾向にある。
酸塩としては、たとえば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム
、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム
、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸水素セ
シウムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また
、これらの中で、特に炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、
炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素カリウムが好適である
。カリウム塩とナトリウム塩とを比較した場合、一般に
カリウム塩の方が反応が速い傾向にあり、一方ナトリウ
ム塩の方が副反応が少ない傾向にある。
本発明においては、これらのアルカリ金属の炭酸塩1分
子又は重炭酸塩2分子から1yK子の酸素原子が放出さ
れ、4.4’−ジハロテレフタロフエノン中のハロゲン
原子が2厚子脱離してエーテル生成反応を起とす。した
がって4.4′−ジハロテレフタロフェノンを完全に反
応させ、高重合体を得るためには、4.1’−ジハロテ
レフタロフェノン中のハロゲン原子2原子に対して、1
当量以上のアルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩を用いるこ
とが望ましい。
子又は重炭酸塩2分子から1yK子の酸素原子が放出さ
れ、4.4’−ジハロテレフタロフエノン中のハロゲン
原子が2厚子脱離してエーテル生成反応を起とす。した
がって4.4′−ジハロテレフタロフェノンを完全に反
応させ、高重合体を得るためには、4.1’−ジハロテ
レフタロフェノン中のハロゲン原子2原子に対して、1
当量以上のアルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩を用いるこ
とが望ましい。
しかし、あまり多量のアルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩
を用いることは製造コスト的にも不利であるし、場合に
よっては副反応を引きおこす可能性もある。このアルカ
リ金属の炭酸塩や重炭酸塩の好適な使用量については、
4.4′−ジハロテレフタロフェノン中のハロゲン原子
2厘子に対し、1〜10当量の範囲で選ばれ、またモル
数としては、(I41−ジハロテレフタロフェノン1モ
ル当り、炭酸塩の場合で1〜10モノ1重炭酸塩の場合
で2〜20モルの範囲から選ばれる。さらに、これらの
アルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩は微粉砕して用いる方
が反応速度は速くなる。
を用いることは製造コスト的にも不利であるし、場合に
よっては副反応を引きおこす可能性もある。このアルカ
リ金属の炭酸塩や重炭酸塩の好適な使用量については、
4.4′−ジハロテレフタロフェノン中のハロゲン原子
2厘子に対し、1〜10当量の範囲で選ばれ、またモル
数としては、(I41−ジハロテレフタロフェノン1モ
ル当り、炭酸塩の場合で1〜10モノ1重炭酸塩の場合
で2〜20モルの範囲から選ばれる。さらに、これらの
アルカリ金属の炭酸塩や重炭酸塩は微粉砕して用いる方
が反応速度は速くなる。
本発明においては、反応を促進させるために、シリカ、
シリカアルミナ、アルミナ、チタニアなどを触媒として
用いることができる。シリカとしては、例えば二酸化ケ
イ素、無水ケイ酸、シリカゲノ呟乾式シリカ、湿式シリ
カなどや、本発明の反応条件下において、反応系中でシ
リカを生成し得るクロロシラン類、ケイ酸、シロキサン
類、ケイ酸塩類などを挙げることができる。シリカアル
ミナとしては、例えばゼオライト、活性白土、セピオラ
イト、モンモリロナイト、ケイソウ土などの鉱物系化合
物を挙げることができる。これらの中で、粒径が小さく
て有効表面積の大きな乾式シリカ(フユームドシリカ)
、シリカゲル、シリカアルミナが特に活性が高く、好ま
しい。
シリカアルミナ、アルミナ、チタニアなどを触媒として
用いることができる。シリカとしては、例えば二酸化ケ
イ素、無水ケイ酸、シリカゲノ呟乾式シリカ、湿式シリ
カなどや、本発明の反応条件下において、反応系中でシ
リカを生成し得るクロロシラン類、ケイ酸、シロキサン
類、ケイ酸塩類などを挙げることができる。シリカアル
ミナとしては、例えばゼオライト、活性白土、セピオラ
イト、モンモリロナイト、ケイソウ土などの鉱物系化合
物を挙げることができる。これらの中で、粒径が小さく
て有効表面積の大きな乾式シリカ(フユームドシリカ)
、シリカゲル、シリカアルミナが特に活性が高く、好ま
しい。
これらの触媒は、反応が迅速に進行する点から、微粉砕
して用いるのがよい。触媒の添加量については特に制限
はないが、通常原料の4,4′−ジハロテレフタロフェ
ノンに対して、0.1〜100重量%、好ましくは1〜
30重量%の範囲で用いられる。この添加量が0.1重
量%未満では触媒添加の効果が十分に発揮されないし、
100重量%を超えると、添加量の割にはエーテル生成
速度はあまり大き゛くならず、場合によっては好ましく
ない副反応が起こる場合がある。
して用いるのがよい。触媒の添加量については特に制限
はないが、通常原料の4,4′−ジハロテレフタロフェ
ノンに対して、0.1〜100重量%、好ましくは1〜
30重量%の範囲で用いられる。この添加量が0.1重
量%未満では触媒添加の効果が十分に発揮されないし、
100重量%を超えると、添加量の割にはエーテル生成
速度はあまり大き゛くならず、場合によっては好ましく
ない副反応が起こる場合がある。
さらに、本発明においては、前記触媒とともに、助触媒
を併用することができる。この助触媒としては銅又は銅
化合物が挙げられる。これら助触媒により反応速度がさ
らに加速される。反応速度が比較的遅い芳香族塩素化合
物を用いた場合やアルカリ金属塩としてナトリウム塩を
用いた場合はこの助触媒の効果は特に大きい。
を併用することができる。この助触媒としては銅又は銅
化合物が挙げられる。これら助触媒により反応速度がさ
らに加速される。反応速度が比較的遅い芳香族塩素化合
物を用いた場合やアルカリ金属塩としてナトリウム塩を
用いた場合はこの助触媒の効果は特に大きい。
前記銅及び銅化合物としては、金属銅、あるいは各種の
一価又は二価の銅化合物、例えば各種ハロゲン化第−銅
(塩化第一銅、臭化第一銅、ヨー化第−銅など)、ハロ
ゲン化第二銅(塩化第二銅、臭化第二銅など)、酸化第
一銅、酸化第二銅、水酸化銅、硫酸銅、塩基性炭酸銅、
銅アセチルアセトナート、酢酸鋼、硫化銅などが特に好
ましく用いられる。これらは混合物として使用してもよ
いし、無水あるいは結晶水を含んだ形で使用してもよい
。
一価又は二価の銅化合物、例えば各種ハロゲン化第−銅
(塩化第一銅、臭化第一銅、ヨー化第−銅など)、ハロ
ゲン化第二銅(塩化第二銅、臭化第二銅など)、酸化第
一銅、酸化第二銅、水酸化銅、硫酸銅、塩基性炭酸銅、
銅アセチルアセトナート、酢酸鋼、硫化銅などが特に好
ましく用いられる。これらは混合物として使用してもよ
いし、無水あるいは結晶水を含んだ形で使用してもよい
。
これらの助触媒の添加量については特に制限はないが、
通常前記触媒に対して、0.01〜Lot量%の割合で
用いられる。
通常前記触媒に対して、0.01〜Lot量%の割合で
用いられる。
本発明においては、反応は無溶媒で行ってもよいし、適
当な溶媒中で行ってもよい。該溶媒については、反応温
度において安定なものであればよく特に制限はない。該
溶媒としては、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン
、キサントン、フェノキシベンゾフェノンなどのケトン
類、スルホラン、ジフェニルスルホン ニルエーテルなどのエーテル類、N−メチルピロリドン
、ヘキサメチルリン酸トリアミドなどのアミド類、ビフ
ェニル、ターフェニル、ナフタレン、デカリンなどの炭
化水素類、塩素化ビフェニルなどのハロゲン化炭化水素
類などが挙げられる。ここに挙げた例は沸点が高く、常
圧で反応に使用できるものであるが、重合温度より沸点
の低い溶媒については加圧下で使用することも可能であ
る。
当な溶媒中で行ってもよい。該溶媒については、反応温
度において安定なものであればよく特に制限はない。該
溶媒としては、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン
、キサントン、フェノキシベンゾフェノンなどのケトン
類、スルホラン、ジフェニルスルホン ニルエーテルなどのエーテル類、N−メチルピロリドン
、ヘキサメチルリン酸トリアミドなどのアミド類、ビフ
ェニル、ターフェニル、ナフタレン、デカリンなどの炭
化水素類、塩素化ビフェニルなどのハロゲン化炭化水素
類などが挙げられる。ここに挙げた例は沸点が高く、常
圧で反応に使用できるものであるが、重合温度より沸点
の低い溶媒については加圧下で使用することも可能であ
る。
反応は溶媒の極性が高い方が容易に進行する。
特に好ましい溶媒としては極性が高く、高温で安定なジ
フェニルスルホン、ベンゾフェノン、キサントンなどを
挙げることができる。
フェニルスルホン、ベンゾフェノン、キサントンなどを
挙げることができる。
これらの溶媒の使用量については特に制限はないが、通
常原料の4,4′−ジハロテレフタロフェノンに対して
、0.2〜10重量倍程度の溶媒が用いられる。また、
反応系の粘度上昇や生成した重合体の析出を防止するた
めに、反応の進行に応じて、溶媒を追加することもでき
る。
常原料の4,4′−ジハロテレフタロフェノンに対して
、0.2〜10重量倍程度の溶媒が用いられる。また、
反応系の粘度上昇や生成した重合体の析出を防止するた
めに、反応の進行に応じて、溶媒を追加することもでき
る。
また、反応温度は使用する4、4′−ジハロテレフタロ
フェノンの種類、アルカリ金属塩や触媒の種類、量など
によって異なるが、通常150〜400°Cの範囲の温
度において反応が行われる。この温度が150 ’C未
満では反応速度が遅すぎて実用的でないし、400’(
!を超えるとエーテル生成以外の好ましくない副反応が
生じやすい。また、生成した重合体が反応中に析出する
のを防止するために、反応の進行に伴い、反応温度を連
続的に、あるいは段階的に昇温してもよい。
フェノンの種類、アルカリ金属塩や触媒の種類、量など
によって異なるが、通常150〜400°Cの範囲の温
度において反応が行われる。この温度が150 ’C未
満では反応速度が遅すぎて実用的でないし、400’(
!を超えるとエーテル生成以外の好ましくない副反応が
生じやすい。また、生成した重合体が反応中に析出する
のを防止するために、反応の進行に伴い、反応温度を連
続的に、あるいは段階的に昇温してもよい。
本発明に8いては、生成した重合体の熱安定性をより向
上させる目的で、従来行われている末端安定化法を採用
することができる。この末端安定化は、重合終了後、活
性ハロゲン化物、例えば4−フルオロベンゾフェノン、
4−クロロベンゾフェノン、4−クロロジフェニルスル
ホン、塩化メチルなどを重合溶液に加え、通常重合温度
と同じ温度に維持して反応させることによって、行われ
る。
上させる目的で、従来行われている末端安定化法を採用
することができる。この末端安定化は、重合終了後、活
性ハロゲン化物、例えば4−フルオロベンゾフェノン、
4−クロロベンゾフェノン、4−クロロジフェニルスル
ホン、塩化メチルなどを重合溶液に加え、通常重合温度
と同じ温度に維持して反応させることによって、行われ
る。
このようにして生成した芳香族ポリエーテルケトンは、
水や、アセトン、メタノールなどの有機溶媒で洗浄して
、無機塩や溶媒などを除去するだけで各種用途に用いら
れるが、さらにその物性を向上させるために、適当な有
機溶媒で抽出することによって、重合体中に含まれてい
るオリゴマーを除くこともできる。
水や、アセトン、メタノールなどの有機溶媒で洗浄して
、無機塩や溶媒などを除去するだけで各種用途に用いら
れるが、さらにその物性を向上させるために、適当な有
機溶媒で抽出することによって、重合体中に含まれてい
るオリゴマーを除くこともできる。
このようにして得られた本発明の重合体は、式で表わさ
れる繰り返し単位を有する結晶性高分子量重合体であっ
て、その結晶融点は390°C以上である。このように
結晶融点が高いことは、重合体中に分枝や不安定末端基
などの異種結合が少なく、直鎖性が極めて高いことを示
すものである。
れる繰り返し単位を有する結晶性高分子量重合体であっ
て、その結晶融点は390°C以上である。このように
結晶融点が高いことは、重合体中に分枝や不安定末端基
などの異種結合が少なく、直鎖性が極めて高いことを示
すものである。
実際、実施例1に示すように、本発明の重合体には、N
MR解析により異種結合が検知されない。
MR解析により異種結合が検知されない。
また、該重合体の極限粘度は0.7〜1,5d幻、好ま
しくは0.8〜1.3dl/9の範囲である。この極限
粘度が0.7dl/9未満では機械的強度に劣るし、1
.5dl/yを超えると加工性が低下する傾向にある。
しくは0.8〜1.3dl/9の範囲である。この極限
粘度が0.7dl/9未満では機械的強度に劣るし、1
.5dl/yを超えると加工性が低下する傾向にある。
さらに、該重合体はゲルを含まない特徴を有し、室温で
濃硫酸に可溶である。ゲルを含む重合体は室温で濃硫酸
に溶解しない。
濃硫酸に可溶である。ゲルを含む重合体は室温で濃硫酸
に溶解しない。
このように、本発明の重合体は、ゲルや異種結合を含ま
ないため、強靭で加工時の耐熱性(約400°C)に優
れているので、溶媒成形が可能であり、また長期耐熱性
(300℃促進テスト)も良好である。
ないため、強靭で加工時の耐熱性(約400°C)に優
れているので、溶媒成形が可能であり、また長期耐熱性
(300℃促進テスト)も良好である。
発明の効果
本発明の芳香族ポリエーテルケトンの製造方法によると
、原料単量体として、熱的に不安定なフェノール類を使
用せず、かつ反応生成水が副生じないため、副反応が少
なくて、分枝や異種結合が生成しにくく、かつゲルを含
まない高融点の結晶性熱可塑性重合体が得られる。この
ものは、熱可塑性重合体の中では、最も融点の高い重合
体の1つであり、また、耐熱安定性に優れているので、
溶融成形が可能である。
、原料単量体として、熱的に不安定なフェノール類を使
用せず、かつ反応生成水が副生じないため、副反応が少
なくて、分枝や異種結合が生成しにくく、かつゲルを含
まない高融点の結晶性熱可塑性重合体が得られる。この
ものは、熱可塑性重合体の中では、最も融点の高い重合
体の1つであり、また、耐熱安定性に優れているので、
溶融成形が可能である。
本発明の芳香族ポリエーテルケトンは、耐熱性、機械特
性、難燃性、耐溶剤性などに優れた高性能エンジニアリ
ング樹脂として有用であり、任意の所望形状、例えば射
出成形品、押出成形品、被覆、フィルム、繊維などとし
て用いることができる。
性、難燃性、耐溶剤性などに優れた高性能エンジニアリ
ング樹脂として有用であり、任意の所望形状、例えば射
出成形品、押出成形品、被覆、フィルム、繊維などとし
て用いることができる。
さらに、各種の耐熱エンジニアリング樹脂、例えば他の
ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミ
ド、芳香族ポリエステル、ポリフェニレンスルフィドな
どや、汎用エンジニアリング樹脂、ガラス繊維、アラミ
ド繊維、炭素繊維、無機質などと混合し、アロイ化やコ
ンポジット化合して使用することができる。
ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミ
ド、芳香族ポリエステル、ポリフェニレンスルフィドな
どや、汎用エンジニアリング樹脂、ガラス繊維、アラミ
ド繊維、炭素繊維、無機質などと混合し、アロイ化やコ
ンポジット化合して使用することができる。
実施例
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。
なお、重合体の物性は次のようにして測定した。
(1)極限粘度[1sp/c]
濃硫酸に重合体を0.1重量%濃度になるように溶解し
、この溶液について、温度25℃にて測定した。
、この溶液について、温度25℃にて測定した。
(2)結晶融点
重合体を1度420’Oで溶融したのち、室温まで急冷
したサンプルを用い、室温から10°C/分の測定で昇
温し、測定した。
したサンプルを用い、室温から10°C/分の測定で昇
温し、測定した。
また、’H−NMRは、重合体2重量%濃度の製型硫酸
(nzsot)溶液について、内部標準として3−トリ
メチルシリルプロパン酸ナトリウムを用い、25°Cで
日本電子(株)GX−+ooのスペクトロメータを用い
て測定した。
(nzsot)溶液について、内部標準として3−トリ
メチルシリルプロパン酸ナトリウムを用い、25°Cで
日本電子(株)GX−+ooのスペクトロメータを用い
て測定した。
実施例1
4.4′−ジフルオロテレフタロフェノン10.739
(0,0:Nモル)、炭酸すトリウム4.249 (0
,040モル)、シリカ(富士デビソン社製、サイロイ
ド244)2.09及びジフェニルスルホン40.09
を100meフラスコに仕込み窒素置換したのち、かき
まぜながら30分間で280°Cに昇温し、その温度に
1.5時間保持した。その後30分間で310°Cに昇
温し、その温度で3時間反応させた。さらに10分間で
335°Cに昇温し、その温度で8.5時間反応させた
のち、4.4’−ジフルオロテレフタロフェノン2gを
加えて重合を停止した。
(0,0:Nモル)、炭酸すトリウム4.249 (0
,040モル)、シリカ(富士デビソン社製、サイロイ
ド244)2.09及びジフェニルスルホン40.09
を100meフラスコに仕込み窒素置換したのち、かき
まぜながら30分間で280°Cに昇温し、その温度に
1.5時間保持した。その後30分間で310°Cに昇
温し、その温度で3時間反応させた。さらに10分間で
335°Cに昇温し、その温度で8.5時間反応させた
のち、4.4’−ジフルオロテレフタロフェノン2gを
加えて重合を停止した。
得られた反応物は粉砕したのち、温アセトンで2回、温
水で2回、さらに4重量%水酸化ナトリウム水溶液、5
重量%塩酸、水、アセトンで洗浄して白色粉末を得た。
水で2回、さらに4重量%水酸化ナトリウム水溶液、5
重量%塩酸、水、アセトンで洗浄して白色粉末を得た。
この重合体の濃硫酸中の極限粘度は0.85di!/り
結晶融点4 G + ’Oであり、また濃硫酸に室温で
完全に溶解した。
結晶融点4 G + ’Oであり、また濃硫酸に室温で
完全に溶解した。
この重合体は、元素分析、’ 11−NMR及び13C
−11MRの結果から、 で表わされる繰り返し単位を有していることが確認され
た。’II−NMRi:おけるピークは7.0811p
m(d )、7.7 g ppm(s )、7.93
ppm(d )にあり、異種結合は認められなかった。
−11MRの結果から、 で表わされる繰り返し単位を有していることが確認され
た。’II−NMRi:おけるピークは7.0811p
m(d )、7.7 g ppm(s )、7.93
ppm(d )にあり、異種結合は認められなかった。
この重合体を熱プレスにはさんで420°0,30分間
保持しても極限粘度は変わらなかった。また、300°
Cのギヤーオーブン中で100時間放置してもゲル化せ
ず、極限粘度は1.2dQ/9であった。
保持しても極限粘度は変わらなかった。また、300°
Cのギヤーオーブン中で100時間放置してもゲル化せ
ず、極限粘度は1.2dQ/9であった。
なお比較に、従来法で製造された構造式(II)を有す
るICI社のPEEK (4SOP)(結晶融点340
℃、極限粘度0 、9 dll/9)を30000(7
)ギヤーオーブン中に放置したところ、48時間でゲル
化し、濃硫酸に全く溶解しなかった。また本発明の重合
体を420°Cで5分間プレスしたのち、徐冷して作成
した結晶フィルムは20回以上折り曲げても折れないタ
フなものであった。
るICI社のPEEK (4SOP)(結晶融点340
℃、極限粘度0 、9 dll/9)を30000(7
)ギヤーオーブン中に放置したところ、48時間でゲル
化し、濃硫酸に全く溶解しなかった。また本発明の重合
体を420°Cで5分間プレスしたのち、徐冷して作成
した結晶フィルムは20回以上折り曲げても折れないタ
フなものであった。
実施例2
(,4′−ジフルオロテレフタロフェノン10.739
(0,033モル)、炭酸ナトラム1.779(0゜0
167モル)、炭酸カリウム4.60 g(LQ33モ
ル)、シリカ(日本アエロジル社製、アエロジル300
) 1.09及びジフェニルスルホン40gを100m
1+フラスコに仕込み、窒素置換したのち、かきまぜな
がら30分間で285℃に昇温し、その温度に1.5時
間保持した。その後30分間で335°Cに昇温し、そ
の温度で1.75時間反応させた。反応物を実施例1と
同様に洗浄して得られた淡いクリーム色重合体は硫酸中
の極限粘度(yy sp/c)が0.95、結晶融点が
398℃であった。
(0,033モル)、炭酸ナトラム1.779(0゜0
167モル)、炭酸カリウム4.60 g(LQ33モ
ル)、シリカ(日本アエロジル社製、アエロジル300
) 1.09及びジフェニルスルホン40gを100m
1+フラスコに仕込み、窒素置換したのち、かきまぜな
がら30分間で285℃に昇温し、その温度に1.5時
間保持した。その後30分間で335°Cに昇温し、そ
の温度で1.75時間反応させた。反応物を実施例1と
同様に洗浄して得られた淡いクリーム色重合体は硫酸中
の極限粘度(yy sp/c)が0.95、結晶融点が
398℃であった。
また、この重合体は、元素分析、1■−NMR及び”
N−NMRの結果、 で表わされる繰り返し単位を有することが確認された。
N−NMRの結果、 で表わされる繰り返し単位を有することが確認された。
さらに、濃硫酸に完全に溶解し、ゲルは認められなかっ
た。
た。
実施例3
炭酸ヂトリウム3.8 t 9 (0,036モル)、
シリカ(アエロジル3H)t、5gを使用した以外は、
実施例1と同様に重合して、極限粘度1.15dl/9
、結晶融点397°Cで、かつ濃硫酸に完全に可溶な重
合体が得られた。
シリカ(アエロジル3H)t、5gを使用した以外は、
実施例1と同様に重合して、極限粘度1.15dl/9
、結晶融点397°Cで、かつ濃硫酸に完全に可溶な重
合体が得られた。
実施例4
ジフェニルスルホン309を使用し、最終重合温度を3
45°Cにした以外は、実施例2と同様に重合して、極
限粘度1.09dl!/g、結晶融点399°Cで、か
つ濃硫酸に完全可溶な重合体が得られた。
45°Cにした以外は、実施例2と同様に重合して、極
限粘度1.09dl!/g、結晶融点399°Cで、か
つ濃硫酸に完全可溶な重合体が得られた。
比較例
4.4’−’;フルオロテレフタロフェノン10.73
g(0,033モル) 、4.4’−ジヒドロキシテレ
フタロフェノン9.81 S+ (0,031モル)、
炭酸カリウム4.609(0,033モル)及びジフェ
ニルスルホ240g全100m1フラスコに仕込み、窒
素置換したのち、かきまぜながら30分間で285℃に
昇温し、その温度に2時間保持し、310℃2時間反応
させ、さらに340°Cで6時間重合した。得られた反
応物は実施例1の方法で洗浄し、やや褐色の重合体を得
た。この重合体はゲルを含み正確な極限粘度を測定でき
なかった。また、結晶融点は378°Cであつt二。
g(0,033モル) 、4.4’−ジヒドロキシテレ
フタロフェノン9.81 S+ (0,031モル)、
炭酸カリウム4.609(0,033モル)及びジフェ
ニルスルホ240g全100m1フラスコに仕込み、窒
素置換したのち、かきまぜながら30分間で285℃に
昇温し、その温度に2時間保持し、310℃2時間反応
させ、さらに340°Cで6時間重合した。得られた反
応物は実施例1の方法で洗浄し、やや褐色の重合体を得
た。この重合体はゲルを含み正確な極限粘度を測定でき
なかった。また、結晶融点は378°Cであつt二。
特許出願人 旭化成工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる繰り返し単位から成り、かつ結晶融点が3
90℃以上で、極限粘度が0.7〜1.5dl/gであ
ることを特徴とするゲルを含まない溶融成形可能な芳香
族ポリエーテルケトン。 2 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のX^1及びX^2は、それぞれハロゲン原子で
あって、それらは同一であってもよいし、たがいに異な
っていてもよい) で表わされる4,4’−ジハロテレフタロフェノンと、
アルカリ金属の炭酸塩及び重炭酸塩の中から選ばれた少
なくとも1種とを反応させることを特徴とする、請求項
1記載の芳香族ポリエーテルケトンの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8721288A JPH01259029A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 芳香族ポリエーテルケトン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8721288A JPH01259029A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 芳香族ポリエーテルケトン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01259029A true JPH01259029A (ja) | 1989-10-16 |
JPH0432093B2 JPH0432093B2 (ja) | 1992-05-28 |
Family
ID=13908626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8721288A Granted JPH01259029A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 芳香族ポリエーテルケトン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01259029A (ja) |
-
1988
- 1988-04-11 JP JP8721288A patent/JPH01259029A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0432093B2 (ja) | 1992-05-28 |
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