JPH01263118A - ポリアリーレンチオエーテル共重合体及びその製造方法 - Google Patents

ポリアリーレンチオエーテル共重合体及びその製造方法

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規なポリアリーレンチオエーテル共重合体及
びその製造法に関する。更に詳しくは熱等の成形条件に
より熱可塑成形及び熱硬化が可能となるポリアリーレン
チオエーテル共重合体及びその製造法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕架橋性
高分子としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂が従来より知られている、しかし、これらは一
般に低分子量であり、機械特性が不充分であって用途に
制限を受ける。
これに対し、熱可塑性樹脂では比較的高分子量ではある
ものの耐熱性が充分でないという問題点があった。
従って、熱硬化性樹脂と同等以上の耐熱性、高温での良
好な機械特性を有する高分子材料の開発が待ち望まれて
きた。
ところで、耐熱性を有する熱可塑性高分子としてシアン
基を有する芳香族系高分子が例えば米国特許$3987
016号、特開昭62−27429号公報等九より知ら
れている。
しかしながら、いまだその耐熱性は充分でな(、又耐溶
剤性や高温での機械的強度も満足できるものではなかっ
た。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、耐熱性、耐溶剤性、高温での良好な機械特性
を有し、射出成型が可能な高分子材料及びその製造法を
提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意努力した
結果、主鎖がすべて硫黄原子で連結されており、かつシ
アノ基が主鎖結合に対してオルト位にある特定のアリー
レンチオエーテルからなる共重合体が、上記の目的を満
たすことを見い出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、式(1) で示される繰り返し単位をm個 式(If) で示される繰り返し単位をn個有し、m /(m+n 
)の値がα01〜α99であり、かつN−メチルビアリ
レーンチオエーテル共重合体に関し、また、式(m) N (ただし、式中、xIs x2はハロゲン原子を表わす
)で示されるジハロゲノベンゾニトリルと式(IV)(
ただし、式中、為1x4はハロゲン原子を表わす)で示
されるジハロゲノジフェニルスルホンとチオエーテル化
剤とを有機溶媒中で反応させることを特徴とするポリア
リーレンチオエーテル共重合体の製造方法に関するもの
である。
本発明においては、ポリアリーレンチオエーテル共重合
体の基本骨格中にシアノ基が直結した芳香環を含むこと
が必須要件であり、このシアノ基が架橋反応に効果的に
作用する。又、この共重合体を濃度15g/6tでN−
メチルピロリドンに溶解した溶液の50℃における還元
粘度が(L 2 d4/g例えば機械的強度が低下する
等の問題が生ずる。
本発明で用いられるジ/”tロゲノペンゾニトリルとし
ては、2.6−ジクロロベンゾニトリル、2.6−ジフ
ロモベンゾニトリル、2.6−ジヨードベンゾニトリル
、2−クロロ−6−ブロモベンゾニトリル等が挙げられ
る。
ジハロゲノジフェニルスルホンとしては、4.4’−ジ
クロロジフェニルスルホン、4.4’−−)ブロモジフ
ェニルスルホン、 4.4’ −ジフルオロジフェニル
スルホン、4−クロロ−4′−ブロモジフェニルスルホ
ン等が挙げられる。
チオエーテル化剤としては硫化アルカリ金属化合物およ
びイオウ源と水酸化アルカリ金属化合物の併用等が挙げ
られる。
硫化アルカリ金属化合物としては、硫化リチウム、硫化
ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシ
ウムおよびこれらの混合物が含まれる。
イオウ源としては、水硫化アルカリ金属化合物。
硫化水素チオアミド、チオ尿素、チオカルノくネート、
チオカルボン酸、二硫化炭素、チオカルボキシレート、
イオウ、五硫化リン等が挙げられる。
特に水硫化アルカリ金属化合物としては、水硫化リチウ
ム、水硫化ナトリウム、水硫化カリウム。
水fflルビジウム、水硫化セシウムおよびこれらの混
合物が含まれる。
又水酸化アルカリ金属化合物としては、水酸化カリウム
、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム。
水酸化セシウムおよびこれらの混合物が挙げられ、水酸
化ナトリウムが特に好ましい。
〔作 用〕
本発明の方法によるジノーロゲノベンゾニトリルトシハ
ロゲノジフェニルスルホンとチオエーテル化剤とから式
(1)および(II)で表されるポリアリーレンチオエ
ーテル共重合体の合成は、一般には有機溶媒中で約50
〜300℃、好ましくは150〜250℃の温度で約1
〜20時間加熱して行われる。攪拌下で行うことが好ま
しい。
ジハロゲノベンゾニトリルとジハロゲノジフェニルスル
ホンに対するチオエーテル化剤のモル比は(17〜1.
50の範囲で実質的に当量であることが好ましく、特に
(L90〜1.10の範囲が好ましい。
一般には、重合反応開始時における原料モノマー(ジハ
ロゲノ化合物+チオエーテル化剤)濃変は100〜20
00%溶媒の範囲が選択される。
また、ポリアリーレンチオエーテル共重合体を製造する
際に使用される有機溶媒としては、N、N−ジメチルホ
ルムアミド、N、N−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、ジメチルスルホ
キシド、ジフェニルスルホン、スルホラン等のイオウ系
溶媒等を例示することができる。
本発明になる新規ポリアリーレンチオエーテル共重合体
は熱可塑性樹脂として成形加工できることは、もちろん
であるがその特徴の1つとして架橋生成物を形成させる
ことが可能である。
架橋生成物の形成方法としては、約100℃〜400℃
、好ましくは200℃〜500℃の温度で5分〜5時間
加熱すればよい。この際触媒を使用すると反応温度の低
下1反応時間の短縮をすることができる。
触媒としては、無水塩化アルミニウム、無水塩化亜鉛、
無水塩化第二鉄等のルイス酸塩、五鉛化リン、五酸化リ
ン等のリン化合物、三級アミン類。
アミンオキシド類、テトラフェニル錫等のアルキル錫化
合物等を例示することができる。
〔実施例〕
以下に本発明を実施例によって示すがこれらによって本
発明が限定されるものではない。
実施例1 硫化ナトリウム2.8水塩9134り(α70モル)、
N−メチル−2−ピロリドン700−を2tオートクレ
ーブに仕込み攪拌しながら昇温した。
170℃まで昇温すると反応系中の水力を自然留出し始
めた。続いて2o口℃まで昇温し、水の留出がなくなる
まで加熱した。加熱終了後、反応器の温度な100℃ま
で冷却し、2.6−シクロロベンゾニトリル56.86
9(0,21モル)、4.4’−ジクロロジフェニルス
ルホン1409(α49モル)を加え、攪拌しながら2
00℃まで昇温し5時間反応を行った。反応終了後、室
温まで冷却し、反応混合物を1tの水中に注ぎ、ろ過、
水洗、メタノール洗浄を行った。得られたポリマーの収
量は149り(収率99係)であった。
またこのポリマーのN−メチルピロリドンを溶媒とする
濃度15g/dt溶液の50℃における還元粘度〔ηs
p / c )は(L 45 d17’9であった。
赤外線吸収スペクトル(KBr錠剤法)は2200帰一
1にニトリルに基ずく特性吸収、1310゜1j60c
rR−’にスルホンに基ずく特性吸収、107 (lc
rn−’Icチオエーテルに基ずく特性吸収を示した。
ポリマーの共重合体組成比は赤外線吸収スペクトルのピ
ーク強度比より検量線に基すき求めた。この時使用した
検量線はニトリルとチオエーテルのピーク強度から求め
た。これにより、ポリマーのm/(m+n)は0.29
であッタウ このポリマーの熱分析をした結果、ガラス転移温?T、
が205℃、熱分解温度Tdが478℃であった。
実施例2 2.6−シクロロペンゾニトリルの使用渣を12.28
9([LO7モル)、4.4’−ジクロロジフェニルス
ルホンの使J’[)fl 819 (163モル)とし
た以外は前記実施例1と同様に行った。
得られたポリマーの収量は1629(収率98俤)であ
った。
4たR元粘KCyyep/c 〕ハcL36 dt/q
であった0 赤外線吸収スペクトル(KBr錠剤法)は2200の−
1にニトリルに基ずく特性吸収、1310゜j 160
an−”にスルホンに基づく特性吸収、1070α−1
にチオエーテルに基ずく特性吸収を示した。
また、ポリマーの共重合体組成比m/(m+n)は0.
11であった。
このポリマーの熱分析をした結果、Tgが208℃。
Tdが473℃であった。
実施例3 硫化ナトリウム2.8水塩9134g(α70モル)、
 2.6−シクロロペンゾニトリル3&869([L2
1モル)、4.4’−ジクロロジフェニルスルホン14
0り(Q、49モル)、N−メチル−2−ピロリドン7
00−を2tオートクレーブに仕込み攪拌しながら20
0℃まで昇温し3時間反応を行った。反応終了後、室温
まで冷却し、反応混合物を1tの水中に注ぎ、ろ過、水
洗、メタノール洗浄を行った。
得られたポリマーの収量は1459(収率97悌)であ
った。
またポリマーの還元粘度〔ηsp / Q ]はCL6
2であった。
赤外線吸収スペクトル(KBr錠剤法)は2200C’
lll″″1に二) +3ルに基ずく特性吸収、131
0゜1160の−1にスルホンに基ス<特性吸収、10
70m−”にチオエーテルに基ずく特性吸収を示した。
また、ポリマーの共重合体組成比m/(m+n )はα
′53であった。
このポリマーの熱分析をした結果、Tgが209℃Td
が476℃であった。
実施例4 硫化ナトリウム2.8水塩のかわりに、硫化水素ナトリ
ウム3169 (α70モル)と水酸化ナトリウム2a
o9(170モル)を使用した以外は前記実施例3と同
様に行った。
得られたポリマーの収量は、147g(収率98%)で
あった。
またこのポリマーの還元粘度〔ηsp / c 〕はα
35であった。
赤外線吸収スペクトル(KBr錠剤法)は2200α−
1にニトリルに基ずく特性吸収、1310゜1160c
m1″″1にスルホンに基ずぐ特性吸収、1070z−
”にチオエーテルに基ず(特性吸収を示した。
また、ポリマーの共重合体組成比m/(m+n)は(L
32であった。
このポリマーの熱分析をした結果、T、が205℃。
T(lが482℃であった。
架橋反応例 実施例1で得られたポリマーを用いて架橋反応を行った
。前処理として真空乾燥器でlmHg。
120℃で5時間乾燥を行ったものを試料とし、10〜
を秤量し、示差熱天秤を用い窒素気流下で室温から30
0℃まで10℃/分の昇温速度で加熱を行い、更に30
0℃で1時間温度保持を行った。この間、及び後の30
0℃での1時間の温度保持の間重量減少は観測されなか
った。
また別に同様の条件で架橋を行ない溶解度試験をした。
1、1.2.2テトラクロロエタン、p−クロロフェノ
ール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドという架
橋前に溶解した全ての有機溶媒に対して不溶になった。
また熱機械分析(TMA )による軟化点は、架橋前は
170℃であったものが架橋後には195℃に゛なり耐
熱性の向上がみられた。
〔発明の効果〕
本発明によるポリアリーレンチオエーテル共重合体は耐
熱性圧優れ、熱可塑性であるため射出成形等の成形加工
が可能でありかつ架橋反応により後硬化させることも可
能であり、きわめて耐溶剤性の優れた耐熱性の硬化性樹
脂としての性能も付与でき広範囲の用途に有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼…( I ) で示される繰り返し単位をm個 式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼…(II) で示される繰り返し単位をn個有し、 m/(m+n)の値が0.01〜0.99であり、かつ
    N−メチルピロリドンを溶媒とする濃度0.5g/dl
    溶液の50℃における還元粘度〔ηsp/c〕が0.2
    dl/g以上であるポリアリーレンチオエーテル共重合
    体。
  2. (2)式(III) ▲数式、化学式、表等があります▼…(III) (ただし、式中、X_1、X_2はハロゲン原子を表わ
    す)で示されるジハロゲノベンゾニトリルと式(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼…(IV) (ただし、式中、X_3、X_4はハロゲン原子を表わ
    す)で示されるジハロゲノジフェニルスルホンとチオエ
    ーテル化剤とを有機溶媒中で反応させることを特徴とす
    るポリアリーレンチオエーテル共重合体の製造方法。
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