JPH0255729A - 芳香剤ポリマー - Google Patents

芳香剤ポリマー

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JPH0255729A
JPH0255729A JP63199036A JP19903688A JPH0255729A JP H0255729 A JPH0255729 A JP H0255729A JP 63199036 A JP63199036 A JP 63199036A JP 19903688 A JP19903688 A JP 19903688A JP H0255729 A JPH0255729 A JP H0255729A
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phenylene
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JP63199036A
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James A Daniels
ジェイムズ アンソニー ダニエルス
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Imperial Chemical Industries Ltd
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    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
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    • C08G65/4012Other compound (II) containing a ketone group, e.g. X-Ar-C(=O)-Ar-X for polyetherketones
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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】 本発明は、芳香族ポリマー、そのようなポリマーに基づ
く複合材料及びそのようなポリマーの製造に関する。
多くの市販されているこのタイプのポリマーにおいては
、芳香族環が酸素(エーテル)、硫黄、スルホン、ケト
ン又はアルキレンから成る原子又は基により一緒に結合
されている。エーテル及びスルホン、並びに場合によっ
てはアルキレン結合を含むこれらのものは、一般的に、
たとえば200℃以上、多くの場合少な(とも250℃
の高いガラス転移温度で非晶質である。しかしながら、
非晶質である場合、それらはある範囲の溶媒、たとえば
炭化水素液体により傷つきやすい。
対照的に、エーテル及びケトン結合を含むポリマーは、
一般的に結晶であり又は結晶化されやすく、そして結晶
形においては、多くの化学的環境による攻撃に対して耐
性である。それらは一般的に高い溶融温度、典型的には
少なくとも300℃、可能なら400℃以上の溶融温度
を有する。しかしながら、このタイプの多くのポリマー
のガラス転移温度は、典型的には200℃以下であり、
そして140℃〜160℃の範囲であるかも知れない、
それらの機械的強さのかなりの割合がそのガラス転移温
度近くの温度で失われるので、これらのポリマーは、1
80℃又はそれ以上の温度で機械的性質、たとえば弾性
率の保持を必要とする用途のためには適切でない、ポリ
マー構造がガラス転移温度を高めるために変性される場
合、そのような上昇は通常、溶融温度の上昇を伴うであ
ろう。分解を避けるために、ポリマー加工温度は好まし
くはせいぜい450℃、特に430℃までであるので、
そのポリマーの溶融温度は好ましくは420℃以下、よ
り好ましくは400℃以下である。いくつかのポリマー
は、180℃又はそれ以上のガラス転移温度及び420
℃以下の溶融温度を有する。
本明細書中においては、次の略語が使用されるであろう DSCu差動走査熱量法; T+m   :溶融点、すなわち溶融吸熱量が観察され
る温度 Tc  :結晶化が、固化の前又は後で溶融体の冷却に
基づいて生じる温度; Tg ニガラス転移温度; IV   :1.84g/ajの密度の硫酸溶液100
cd中、ポリマー0.1gの溶液を30℃で測定した場
合の固有粘度; RV  :1.84g/cdの密度の硫酸溶液100c
d中、ポリマー1.0gの溶液を30℃で測定した場合
の減少粘度(■範囲0.3〜1.0において、IV−0
,78RV)。
DSCによるTgの測定は、窒素下で20℃/分の加熱
及び冷却速度を用いて、Mettler TA3000
DSC装置によりポリマーサンプル20■を試験するこ
とによって行なわれる。得られた冷却曲線から、Tgは
、冷却曲線の屈折点での接線として描かれた2本の直線
の交点として得られる。
本発明によれば、ポリマーは、次のエーテル結合性反復
単位: I   −PhCOPhPh− n   −PhSO□PhPh5OzPh及びm   
  −Ar− 〔ここで、Phはパラ−フェニレンであり、そしてAr
は直接的な結合、脂肪族置換性メチレン、CO及びSO
Z  (そのようなSO8結合単位は単位IIとは異な
る場合)から選択された1又は複数の結合によって一緒
に結合された2〜6個のフ二二しン基を含む基及びフェ
ニレンから選択された二価芳香族基であり、単位Iは少
なくとも60モル%で存在し、単位II及びIIIの相
互の割合は、55 : 45〜45 : 55の範囲で
あり、そしていずれか他の単位のモル割合は、存在する
合計単位に基づいてせいぜい20%である〕から実質的
に成り、そして該ポリマーは少なくとも0.6の固有粘
度を有する。
単位Arの特定の例は次のものから成る:Ph5Q□P
h hPh hPhPh PhPhCOPhCOPhPh。
好ましいポリマーは、2.5よりも高(ない、特に2.
0よりも高くない、及び好ましくは1.5よりも高くな
いIVを有する。加工を容易にするためには、IVは、
0.6〜0.7の範囲であり、そしてこれは加工の問掛
なくとも0.7に上昇するであろう。
ポリマーは、単位I、II及びIIIの合計に対して9
0モル%よりも高くない、より好ましくは88モル%よ
りも高くない単位■を含み:I、II及び■の合計に対
する80〜85モル%の単位■が好ましいつ 好ましいポリマーは、(i)結晶質であり;(ii )
圧縮成形によりフィルムに成形される場合、強靭であり
;(iii)広範囲の溶媒に対して耐性であり、特に2
0℃での塩化メチレン(CHxCl t)中における2
4時間の含浸に対して、“実質的に影響を受けず”、す
なわち10重量%以上の重量の増量はなく;そして(i
ν)200℃以上のガラス転移温度及び400℃以下、
特に390℃以下及び特別には380℃以下の溶融温度
を有することのうち1又は複数により特徴づけられる。
従ってこれらのポリマーば、溶媒及び高温に対して耐性
を要する用途のために特に有用である。
ポリマーは、造形品、たとえばフィルム及び電気導体上
の絶縁被膜に溶融加工され得る。それらは、ポリエーテ
ルスルホン及び/又はボリアリールエーテルケトンが前
に提案されている用途に使用され得る。特にそれらは、
軸受もしくは支承ライナーのために、又は1又は複数の
良好な電気絶縁性質、広範囲の化学物に対する良好な耐
性、高温まで機械特性の保持、良好な耐燃性及び低い割
合の毒性煙(燃焼での低い層密度を伴って)の放出の組
合せを必要とするこれらの用途のために使用され得る。
多くの用途のために、ポリマーは、もし存在するなら、
安定剤以外の添加剤と共に使用され得るが、少なくとも
1種の添加剤がある範囲のポリマー組成物を製造するた
めに導入され得る。
少なくとも1種の添加剤、たとえば無機及び有機繊維性
充填剤、たとえばガラス、炭素又はポリ−パラフェニレ
ンテレフタルアミド;有機又は無機充填剤、たとえばポ
リテトラフルオロエチレン、グラファイト、窒化硼素、
マイカ、タルク及びひる石;核剤;及び安定剤、たとえ
ばホスフェート及びその組合せが、スルホン及び/又は
ケトン結合を含むポリアリールエーテルのためにこれま
で提案されている。
好ましくは、添加剤の合計割合は、合計の組成物の少な
(とも0.1重量%、及び多くとも80重量%、特に多
(とも70重量%である。その組成物は、たとえば5〜
30重量%の窒化硼素;又は少なくとも20重量%の短
ガラス又は炭素繊維;又は50〜70%、特に約60体
積%の連続ガラス又は炭素繊維;又は弗素含有ポリマー
、グラファイト及び有機又は無機繊維充填剤の混合物を
含むことができ、そしてこれらの添加剤の合計割合は好
ましくは、合計組成物の20〜50重盟%である。
組成物は、ポリマーと添加剤とをたとえば粒子又は溶融
ブレンディングにより混合することによって製造され得
る。より詳しくは、乾燥粉末又は顆粒の形のポリマーは
、たとえばタンブルブレンド又は高速度ミキシングの技
法を用いて添加剤と共に混合され得る。このようにして
得られたブレンドは、顆粒状に細かく粉砕されるレース
に押出され得る。その顆粒は、たとえば射出成形又は押
出により造形品に成形され得る。
他方、組成物は、粒状添加剤を有する又は有さないポリ
マーのフィルム、箔又は粉末/顆粒形であり得、そして
マット又は布の形に繊維性充填剤により積層され得る。
他方、繊維性充填剤を含む組成物は、溶融ポリマー又は
それを含む混合物を通して実質的に連続した繊維、たと
えばガラス又は炭素繊維を通過することによって得られ
る。その得られた生成物は、ポリマーにより被覆された
繊維であり、そしてその被覆された繊維は、造形品を成
形するために、単独で又は他の材料、たとえば追加量の
ポリマーと一緒に使用され得る。この技法による組成物
の製造は、EP−A第56703号、第102158号
及び第102159号にさらに詳しく記載される。
本発明のポリマーからの、又はそれらを含むポリマー組
成物からの造形品の製造においては、所望によりポリマ
ーの結晶度は二次加工の間、可能なかぎり高められる。
なぜならば、続く使用において、結晶化し続けることが
できる製品は、寸法の変化、そり又は割れ及び物性の一
般的な変化を有するからである。さらに、高められた結
晶度は、改良された耐環境性をもたらす。本発明のポリ
マーの結晶度は、造形の後、普通以上にアニーリングに
敏感である。10%以下の結晶度で造形品を製造し、続
いて15%以上の結晶度にアニーリングする方法は、本
発明のもう1つの特徴を構成する。そのアニーリング段
階は、ポリマーの最も高い溶融吸熱量の温度よりも50
〜100℃、特に60〜80℃低い温度である。典型的
には、その温度は、280〜320℃である。
改良された結晶化法を達成するためのもう1つの方法に
おいては、ポリマーは、末端イオン基、−A−X (こ
こでAはアニオンであり、そしてXは金属のカチオンで
ある〕を形成することによって変性され得る。そのよう
な変性されたポリマーの製造は、BP−A第15216
1号にさらに詳しく記載されている。
アニオンは好ましくは、スルホネート、カルボキシレー
ト、スルフィネート、ホスホネート、ホスフェート、フ
エナート及びチオフエナートから選択され、そして金属
のカチオンはアルカリ金属又はアルカリ土類金属である
そのような変性により、結晶化温度Tcは、少なくとも
2℃上昇せしめられ、ところがイオン性末端基を有さな
い類似するポリマーはそうではない、しかしながらTc
の変化がほとんど又は全く存在しない場合でさえ、十分
な核形成がイオン性末端基を含まない類似する組成物に
比べて球晶の数を高めるために末端基の存在に起因する
場合、有用なポリマーが得られる。
そのような変性されたポリマーは、最も好ましくは、イ
オン基を含む反応種と予備形成されたポリマーとの反応
により製造される。典型的には、求核性試薬により置換
され得る末端基をすでに含むポリマーが、反応性求核基
及び基−A−Xを含む種と反応せしめられる。たとえば
、ポリマーが、フルオロ、クロロ及びニトロから選択さ
れた末端基を有する場合、その反応性種は、求核基、た
とえばフエナートもしくはチオフェナト又は式−^−X
の基を含む。
他方、予備形成されたポリマーは、求核性末端基を含む
ことができ、そしてイオン性末端基を有するポリマーは
、求核性試薬、たとえばクロロ、フルオロ又はニトロ及
び−A−Xにより置換され得る基を担持する低分子量化
合物と前記基の反応により形成され得る。求核性末端基
を有するポリマーは、求核性試薬により置換可能な末端
基を担持するポリマーに容易に由来され得るであろう、
たとえば、弗素を末端基とするポリマーは、求核性末端
基を得るために弗素末端基を置換するであろう塩基の存
在下で、フルオロ、クロロ又はニトロ基及び−A−Xを
担持する低分子量化合物と反応することができる。
追加の方法においては、その末端基の性質にかかわらず
、好ましくは高い数平均分子量、たとえば約10,00
0以上の分子量のポリマーが、ポリマー鎖の分断を引き
起こす条件下で、求核基及び〜^−X基を有する種の存
在下で溶融される。分断を引き起こす条件は、反応が高
温で又は溶融液よりもむしろ溶液の環境下で行なわれる
場合、高められるが、しかし主にポリマー鎖の性質によ
り影響される。鎖の分断の生成物が有用な性質をなお有
するように高分子量のポリマーを使用することが好まし
いけれども、イオン性末端基を含む低分子量生成物が有
用であることが見出された。なぜならば、それらは、イ
オン性末端基を含まない高分子量ポリマーの結晶化に影
響を及ぼすことができるからである。
イオン性末端基を含む変性されたポリマーは、造形品を
形成するために、単独で又は非変性ポリマーとのブレン
ドで使用され得る。そのような変性されたポリマー又は
ブレンドはまた、この後、記載されるように1又は複数
の添加剤と供に使用され得る。
本発明の方法によれば、ポリマーの製造のための方法は
、無水条件下で、少なくとも1種の化合物、Y1PhC
OPhPhY2と少なくとも1種の化合物、Y3PhS
OzPhPhSO□PhY’及び少なくとも1種の化合
物、Y’−Ar−Y’並びに/又は反復単位、−PhS
O1PhPhSO!Ph−及び−Ar−を有するボリア
リールエーテルスルホン(ここで前記反復単位はエーテ
ル結合によって連結される)〔ここで、Y1、Yt及び
存在するならY3〜Y6は独立して、ハロゲン又は−O
Hであり、そしてそのようなハロゲン及び−ORは実質
的に等モル量で存在する〕とを、前記化合物及び前記ボ
リアリールエーテルスルホンの反復単位中のフェノール
基に対して理論量又は25%までの過剰量での少なくと
も1種のアルカリ金属の水酸化物、カーボネート又はバ
イカーボネートの存在下で、重縮合することを含んで成
る。
典型的には、Y′はハロゲンであり、そしてY:は−O
Hである。前記化合物において、Y3及びY4又はYs
及びY6はそれぞれ所望によりハロゲン及びOllであ
り;他方、ビスーハリド及びビス−フェノールの実質的
に等モル割合が使用され得る。
化合物y’PhcoPhPhy”は、好ましくは4− 
(4−クロロベンゾイル)−4′−ヒドロキシビフェニ
ル又は4−(4−フルオロベンゾイル)−4′ヒドロキ
シビフエニルである。化合物 Y’Ph5OzPhPhSOtPhY’において、Y3
及びY4は、それぞれ塩素(又は弗素)及びヒドロキシ
であり得、又はジクロロ(又はジフルオロ)化合物及び
ジヒドロキシ化合物の混合物が使用され得る。化合物Y
’−Ar−Yhは同様に、ハロゲン−ヒドロキシ化合物
又はジハロゲン及びジヒドロキシ化合物の混合物を表わ
すことができる。化合物Y’−Ar−Y’の例として、
次の化合物を挙げることができる:4.4′−ジヒドロ
キシ ジフェニル スルホン 4.4′−ジヒドロキシ ビフェニル 1.4.−ビス 4−ブロモフェニルベンゼン1.4−
ビス−4′−ブロモビフエニロイルベンゼン 1.4−ビス−4′−ヒドロキシビフェニロイルベンゼ
ン。
ボリアリールエーテルスルホンが使用される場合、その
RVの大きさ及びその鎖の末端基の性質は、得られるポ
リマーの性質に実質的に影響を及ぼさないように思われ
る。
ポリマーを製造することにおいて、1実質的に等モル″
とは、ハロゲン及び−0H−の量が、たとえば5モル%
まで、特に2モル%までのわずかな過剰量であることを
意味し;特に、ハロゲンの過剰は、最も安定したポリマ
ーを得るために使用され得る。得られるポリマーの分子
量は、過剰のハロゲン又は−OHを用いることにより、
他方又はさらに、反応混合物中に、モノマー及び/又は
ポリアリールエーテルスルホンに対して5モル%以下、
及び特に2モル%以下の一官能価化合物、例えばフェノ
ール、又は好ましくは活性化された了り−ルモノハリド
を含むことによって調整され得る。
重縮合反応は、溶媒の存在又は不在下で行なわれ得る。
好ましくは、溶媒が使用され、そしてその溶媒は、下記
の一般式: %式% 〔式中、aは1又は2であり;そしてR及びR′(同じ
でもよく又は異なっていてもよい)はアルキル又はアリ
ール基であり、そして二価の基を一緒に形成することが
できる〕で表わされる脂肪族又は芳香族スルホキシド又
はスルホンである。
このタイプの溶媒は、ジメチルスルホキシド、ジメチル
スルホン及びスルホラン(1,1−ジオキソチオラン)
を含むが、しかし好ましい溶媒は、下記の一般式: 〔式中、Tは直接結合、酸素又は2個の水素(1つはそ
れぞれベンゼン環に結合される)であり;そしてZ及び
Z’  (同じであっても良く又は異なっていてもよい
)は、水素又はアルキル、ラルカリール、アラルキル又
はアリール基である〕で表わされる芳香族スルホンであ
る。
そのような芳香族スルホンの例として、ジフェニルスル
ホン、ジトリルスルホン、ジベンゾチオフェンジオキシ
ド、フェノキサチインジオキシド及び4−フェニルスル
ホニルビフェニルを挙Vることができる。ジフェニルス
ルホンが好ましい。
使用され得る他の溶媒は、N、N−ジメチルホルムアミ
ド及びN−メチル−2−ピロリドンである。
重縮合反応混合物において、アルカリ金属の水酸化物が
使用される場合、これは好ましくは、ハロフェノール及
びいずれかのビスフェノールにより予備反応せしめられ
る。その得られたフェナートは、たとえば1.0以下、
好ましくは0.5 w以下の粒子サイズを有する細かく
分割された形で存在するべきである。フェナートは便利
には、水溶液又はメタノール溶液中で形成され、そして
重縮合は一0■を含む化合物、たとえば水及びアルコー
ルの実質的に不在下でもたらされるべきであるので、重
縮合をもたらす前、そのような化合物を除くことが必要
である。従って、ハロフェノール又はビスフェノールは
、アルカリ金属の水酸化物の水溶液又はメタノール:水
の90 : 10の体積比の混合物中で、好ましくはフ
ェノール基1モル:水酸化物受なくとも1モルの比の溶
液中において、それが溶解するまで攪拌され;次に溶媒
は、たとえば噴霧乾燥により蒸発せしめられ得る。得ら
れる水和フエナートは、好ましくは、たとえば減圧下で
の蒸発により、又は好ましくはジアリールスルホンの存
在下で150℃以上、好ましくは200℃以上で、且つ
好ましくは部分真空、たとえば25〜400トル下で加
熱することにより脱水される。重縮合容器中におけるジ
アリールスルホンの存在下でのフェナートの脱水の特定
の利点は、ジアリールスルホンは沸騰しないので、反応
容器の壁土にフエナートのフブランシがなく、そして従
って重縮合反応の理論量が維持されることである。重縮
合に使用されるべきジハロ−ベンゼノイドモノマーは、
たとえば発泡の停止により指摘されるように、水の発生
が停止した後、添加され得る。水の除去、及びいずれか
必要なジハロ−ベンゼノイドモノマー及び/又は追加の
塩基の添加の後、温度は、重縮合温度に上げられる。
塩基が、添加されるアルカリ金属のカーボネート又はバ
イカーボネートである場合、全塩基が必要であろうと、
又はフェナートへの添加として必要であろうと、それは
好ましくは、無水性である。
しかしながら、水和化される場合、それは、重縮合温度
まで加熱する間、その温度が十分に高い場合、脱水され
得る。
塩基は、所望により細か(粉砕された形で使用される。
なぜならば、粗材料に関して、その得られる生成物は低
いIVを有することが見出されたからである。たとえば
、すべてが0.261mm以下(Malvern 33
00 La5er Particle 5izerを用
いて決定されるように)の粒子としての炭酸ナトリウム
を用いて、0.7以上のIVのポリマー生成物が得られ
、ところが少なくとも50重量%が0.376寵以上の
粒子である場合、IVは0.7以下であった。
満足する分子量を得るためには、アルカリ金属の水酸化
物、カーボネート又はバイカーボネートは、好ましくは
理論割合よりも高い割合で使用されるべきであり、その
過剰割合は特に、1〜15モル%の範囲であり、特に6
モル%が好ましい。
アルカリ金属のバイカーボネート、特に炭酸水素ナトリ
ウムを使用することが好ましい。バイカーボネートの存
在下での重縮合の場合、重縮合温度に達する前、アルカ
リが、カーボネートに分解するバイカーボネートとして
反応混合物中に導入されるであろう、バイカーボネート
に由来するカーボネートは、ひじょうに適切な物理的形
態で存在するように思われる。
本発明の方法において、Y1〜Y4のいずれかが、塩素
又は臭素である場合、重縮合は、銅含有触媒の存在下で
都合良く行なわれ得る。
銅は、モノマーに対して、1モル%よりも多くなく、好
ましくは0.4モル%以であるが、しかし所望により少
なくとも0.01モル%である。広範囲の材料、たとえ
ば第−銅及び第二銅化合物が使用され得、そしてまた、
金属銅及び適切なアロイも、銅含有触媒を導入するため
に有用である。好ましい銅化合物は、実質的に無水性で
あり、そして塩化第一銅、塩化第二銅、銅アセチルアセ
トネート(■)、酢酸第一銅、酸化第二銅、水酸化第二
銅、塩基性カーボネート又は塩基性塩化物(これらの3
種はその場で脱水される)を含み、そして特に酸化第二
銅が好ましい。この方法は、BP−A第182648号
及び第232019号にさらに詳しく記載されている。
アルカリ金属の水酸化物、カーボネート又はバイカーボ
ネートの理論過剰量は、それが強酸の塩であり、そして
銅化合物の塩基度を無視する場合、銅化合物との反応の
後、計算される。
重縮合が銅含有触媒の存在下でもたらされる場合、重合
の完結でポリマーからの銅残留物の除去がひじょうに所
望される。特に、ポリマーが、たとえば4,4′−ジク
ロロジフェニルスルホンにより効果的にエンド−キャッ
プされる場合、残留物は錯生成剤、たとえばエチレンジ
アミンテトラ酢酸を用いて、そしてその後、水又は水及
びメタノールの混合物によりそのポリマーを洗浄するこ
とにより除去され得る。
重縮合反応は、少なくとも150℃、好ましくは250
℃〜400℃の範囲、特に280℃〜350℃の範囲で
行なわれる。反応温度の上昇は、より短い反応時間を導
びくが、しかし生成分の分解及び/又は副反応の危険性
を伴う、しかしながら、ポリマーを溶液中に維持する温
度が使用されるべきである。−数的に、重縮合溶媒、た
とえばジアリールスルホン中におけるポリマーの溶解性
は、温度と共に上昇する。溶解性はまた、ポリマー鎖中
のスルホン基の割合の上昇と共に上昇し、従って、所望
により高い割合のスルホン基を有するポリマーは、わず
かに低い重合温度で生成され得る。
改良され、た特性を有する生成物を得るために、いくら
かのオリゴ縮合が生じる(但し、はとんど重縮合は生じ
ない)温度で、モノマーが一緒に加熱される予備重縮合
段階を使用することが好都合である。そのような予備重
縮合は、200〜250℃、特に220℃〜245℃で
もたらされ得る。予備重縮合は、比較的非揮発性のオリ
ゴマーの形成をもたらし、そして従って、反応混合物か
ら除去される揮発性モノマーの可能性を減じるように思
われる。
重縮合は好ましくは、不活性大気、たとえばアルゴン又
は窒素下で行なわれる0反応容器は、ガラスから製造さ
れ得るが、しかし大規模な操作のためには、ステンレス
鋼から製造され(アルカリ金属のハリドの存在下におい
て反応温度でひび割れを生じる表面を有する以外のもの
である)、又はチタン、ニッケル又はそれらのアロイ又
はいくつかの類似する不活性材料により製造され、又は
それらによりライニングを施され得る。
反応性酸素含有アニオンを中和するために、それらのた
めの試薬が重縮合反応中に導入され得る。
反応性一官能価ハリド、たとえば塩化メチル、及び反応
性芳香族ハリド、たとえば4,4′−ジクロロジフェニ
ルスルホン、4.4’−ジクロロ−ベンゾフェノン、4
−クロロジフェニルスルホン又は4−クロロ−ベンゾフ
ェノンが特に適切である。
重縮合の完結で、反応混合物は、(i)冷却され得、そ
して重縮合溶媒に依存して、固化され、(ii)粉砕さ
れ、(iii )重合溶媒を除去するために、たとえば
それらのための溶媒、便利にはアセトン又はアルコール
(たとえばメタール)と水との混合物により処理され、
そして最終的に(iv )乾燥せしめられ得る。さらに
、ポリマーは、銅残留物を除去するためにも処理され得
る。
重縮合は、第1段階において、低又は中間分子量の中間
ポリマーが製造されるような時間、150〜400℃の
範囲の温度で、及び非理論的な反応体による分子を調整
を伴って行なわれ、そしてその後、1又は複数の続(段
階において、分子量が所望のレベルに高められ得る。
この方法の1つの形において、中間ポリマーの分子量は
、0.4〜0.6の範囲のrvに対応し、そして少なく
とも0.7のIVに相当するレベルに高められる。この
方法の第二形においては、中間ポリマーの分子量は、0
.3〜0.5の範囲のIVに対応し、そして0.6以上
、特に0.7以上のレベルに高められる。
より詳しくは、中間ポリマーの分子量は、(1)−数式
: −Ar−X’及び−Ar−00(ここでArはアリ
ーレン、好ましくはフェニレンであり;XIはArから
求核性置換することができる一官能価基であり、好まし
くはハロゲン、ニトリル(CN)又はニトロ(No、)
基から選択され;そしてDは一価の金属である〕の基か
ら選択された末端基を有するような少なくとも1種の中
間ポリマーと(2)(a)第1及び第■族金属のアルカ
リ塩及び(b)末端基−Ar−00及び−Ar−X’と
それぞれ反応性の基−X′及び−ODを有する試薬〔こ
こで、(i)末端基が−Ar−X’である場合、試薬は
両末端基−OD又は1つは−OD基及び他の1つは−x
1基のいずれかを有する二官能基であり;そして(ii
 )末端基が−Ar−00である場合、試薬は両末端基
−XIを有する二官能基である〕との混合物を提供し、
そして所望する分子量の上昇が生じるまで、その混合物
をポリマーの融点以上の温度に加熱することによって高
められる。この方法は、EP−A第125816号に詳
しく記載されている。特に、それは、複合材料の製造又
は粉末被覆又は回転成形に使用され得る。
ポリマーの靭性が決定される場合、使用される試験は、
ポリマーのサンプルを、そのポリマーの溶融点以上の少
なくとも40℃の温度でプレスにより約0.2 s■の
厚さのフィルムに圧縮成形しく5分間、4400MN/
 nfで)、次にそのフィルムをゆっくりと冷却し、完
全な結晶化を誘発し、又はそれを急冷し、そしてアニー
リングし、必要な結晶化を誘発することから成る。フィ
ルムは、折り目を作るために180°柔軟であり、それ
によりフィルムの2つの面は、折り目感触を形成される
。フィルムは、折り目線を形成するために手動で圧縮さ
れる。フィルムが破断(たとえばかぎ裂き又は引裂け)
なしでこの処置を耐える場合、それは強靭であるように
思われ;それが折り目を形成しない場合、それは砕けや
すいように思われ、そしてそれが試験の間、破損する場
合、それは中ぐらいの靭性としてみなされる。
本発明は次の例によって例示され、ここでPAES”は
、エーテル結合された等モル割合の上記単位■及び−A
r−(ここでArはPh5Oz−Phである〕から成る
ポリアリールエーテルスルホンを示す。
貫土 4−(4−クロロベンゾイル)−4′−ヒドロキシビフ
ェニル5.55g (1,79X10””モル) (8
9,1モル%) 、PAESl、36g (10,9モ
ル%)、4.4’ジクロロジフエニルスルホン0.1 
g (0,037x 10−”モル)、炭酸水素ナトリ
ウム1.78g (2,12X10−”モル)及びジフ
ェニルスルホン25.0gを、撹拌機、窒素入口及び空
気冷却器を備えられた100aJガラス反応管に充填し
た。その管を窒素によりパージし、そしてその内容物を
十分に混合した。
その管及びその内容物を200℃に加熱し、30分間そ
のまま維持し、320℃に加熱し、そして−定の攪拌に
より窒素下でIA待時間れらを維持し、次にその溶融物
を冷却し、淡黄褐色の“タフィ−”のようなものを得た
その“タフィ−”を、断片に分割し、そして1.0龍の
篩スクリーンを有するハンマーミルで粉砕した。その得
られた粉末をソックスレー抽出器によりアセトンで1時
間抽出し、ジフェニルスルホンを除去し、次に2×30
分間還流下で水により抽出し、塩化ナトリウムを除去し
、次に最終的に、30分間メタノールにより再還流し、
反応しなかった微量のモノマーを除去した。残る固形物
を130℃及び40にN/rrrの圧力で16時間乾燥
せしめた。
クリーム状の白色ポリマーの生成物を、96%以上の収
率で得た。そのIVは30℃で0.82であった。DS
C研究は、Tmが388℃であり、’rgが213℃で
あり、そしてTcが295℃であることを示した。
粉末化されたポリマーを、4400MN/ n?の圧力
により3分間420℃で成形し、次にゆっくりと冷却し
、強靭な不透明な淡黄色のフィルムを得た。
20℃で24時間、塩化メチレン(CIhCl g)中
に含浸されたフィルムのサンプルは、4.7%の重量増
加を示した。塩化メチレンによる眼に見える攻撃の効果
は、明らかでなく、そしてそのフィルムは強靭さを保持
した。
皿主二工 種々の割合の4−(4−クロロベンゾイル)−4′−ヒ
ドロキシビフェニル(A)及びPAESを含む一連のコ
ポリマーを、例1の方法に従って調製した。第1表は、
炭酸水素ナトリウムのモル量と共に使用される“モノマ
ー”のモル量を列挙する。
4.4′−ジクロロ−ジフェニルスルホンを、充填され
たモノマーに基づいて、1.7モル%で添加した。
メー」−一表 Aのモル数 モルχ Bのモル数 モルχ Na)IcOsの モル数 1.76X10−”  86.9  0.265X10
−213.1 2.12X10″!1.69X10−”
  83.6  0.331X10−”  16.4 
2.12X10−”1.60xlO−”  78.4 
 0.442X10−”  21.6 2.12X10
−”の量を(り返した(但し、反応時間は異なった)。
第3表は、反応時間及び得られたポリマーの熱特性、フ
ィルム特性及び摂取された溶媒を示す。
第2表は、熱特性、フィルム特性及び摂取された溶媒を
示す。
6 13/4 0.70  − 214   わずかに
不時間           透明/強靭性36、g 0.72 0.89 0.88 375〜385 214  不透明/強靭性219  
透明/強靭性 225  透明/強靭性 例1に記載の方法及び例3に使用された反応体10.4 52.7 67.3 コポリマーの結晶度レベルをさらに高めるために、例7
で調製されたポリマーのサンプルを種々の時間DSC装
置及び高温圧縮成形プレスによりアニールした。
DSCのためのアニールされたサンプルを、まずポリマ
ーを400℃に加熱することによって溶融し、冷却し、
次に室温に冷却する前、種々の時間(第4表を参照のこ
と)300℃で保持した。次にそのポリマーサンプルを
20℃/分で400℃に加熱した。
アニールされたサンプルを、高温圧縮成形プレスにより
400℃で3分間、粉末化されたポリマーを溶融するこ
とによって調製し、冷却し、次にDSC実験に使用され
る時間に対応する種々の時間300℃で維持した。
結果は、第4表に示される。
ル)−4−ヒドロキシビフェニル5.24g (1,7
0x10−2モル) (85,0モル%) 、PAES
l、84g  (15モル%)、4.4−ジクロロジフ
ェニルスルホン0.12g (0,042xlO−”モ
ル)炭酸水素ナトリウム1.78g(2,12X10−
”モル)及びジフェニルスルホン25.0gを、反応管
に充填した0反応時間は、320℃で1時間10分であ
った。
クリーム状の白色ポリマーを、96%以上の収率で得た
。そのIVは、0.67であった。DSC研究を、30
0℃での種々の時間のアニーリングの後、ポリマー(i
)及び(ii )に対して行なった。その結果は、第5
表に示される。
40 317+364 217 14.3  不透明/
脆性16.1 劃」− 例1に記載の方法を、次の配合物及び反応条件を用いて
くり返した;4−(4−クロロベンゾイル工 4−(4−クロロベンゾイル)−4′−ヒドロキシビフ
ェニル5.50g (1,78X10−”モル)(81
,1モル%)、4.4’−(4−クロロフェニルスルホ
ニル)ビフェニル0.55g (0,11xlO−”モ
ル)(5,45モル%)、4.4’−ジヒドロキシジフ
ェニルスルホン0.27g (0,11xlO−”モル
)  (5,45モル%)、炭酸水素ナトリウム1.7
8g (2,12xlO−”モル)及びジフェニルスル
ホン25.0 g lc 、320℃で2%時間、例1
のようにして反応せしめた。
クリーム状の白色ポリマーを、95%収率で得られた。
そのIVは、0.75であった。
DSC研究は、Tmが390℃、’rgが211℃及び
Tcが298℃であることを示した。
ポリマーは、そのモノマーの代わりに4−(4−クロロ
ベンゾイル)−4−ヒドロキシビフェニル89.9モル
%及びPAES 10.1モル%を用いて例1において
調製された物質に密接した類似点を有した。     
           以下余白側」」− 4−(4−クロロベンゾイル)−4′−ヒドロキシビフ
ェニル4.32g (1,40xlO−tモル)(70
,0モル%)、4.4’−(4−クロロフェニルスルホ
ニル)ビフェニル1.53g (0,30xlO−2モ
ル’) (15,0モル%)、4.4’−ジヒドロキシ
ビフェニル0.56g (0,30xlO−”モル”)
  (15,0モル%)、炭酸水素ナトリウム1.78
g (2,12xlO−”モル)及びジフェニルスルホ
ン30.Ogを、330℃で4時間、例1におけるよう
にして反応せしめた。
クリーム状の白色ポリマーを、95%以上の収率で得た
。そのIVは、0.67であった。
DSC研究は、Tmが404℃、’rgが220℃及び
結晶度(溶融吸熱量から測定される場合)が19.8%
であることを示した。
粉末化されたポリマーを、4400MN/ ifの圧力
で3分間430℃で成形し、次にゆっくりと冷却し、不
透明なもろい淡黄色のフィルムを得た。そのポリマーを
、例6〜7に記載されているようにして、300℃で1
時間、DSC装置によりアニールした。
80℃から450℃に再加熱した後、そのポリマーは、
2種の吸熱量を示した:大きな方は401℃で存在し、
そして小さな方は328℃であった。Tgは222℃に
、そして結晶度は24.9%に上昇した。
斑■二貝 種々の割合の4−(4−クロロベンゾイル)−4′−ヒ
ドロキシビフェニル(A)、4.4’(410ロフエニ
ルスルホニル)ビフェニル(B)及び4.4′−ジヒド
ロキシビフェニル(C)を含む一連のコポリマーを、例
10の方法に従って調製した。第6表は、使用されるモ
ノマーのモル量を示す。使用される炭酸水素ナトリウム
の量は、2.12X1℃−2モルで一定であった。
以下余白 第7表は、それらの溶液の粘度及び熱特性を示す。
例12で得られたポリマーを、例6〜7に記載されたよ
うにして300℃で1時間、DSC装置でアニールした
。80℃から450℃に再加熱した後、それは2種の溶
融吸熱量(382及び328℃)を示した。Tgは22
8℃であり、そして結晶度は20.4%に上昇した。
班土工 例10に記載された方法を、酸化第−tJ40.025
g (0,017x 10−”モル)により(り返した
。その反応を320℃で2時間行なった。アセトンによ
る処理の後(但し、水及びメタノールによる処理の前)
、粉末を、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)の
0.05M水溶液により処理し、銅残留物を除去した。
EDTAによる処理は、周囲温度(20℃)で30分間
、次に60℃で30分間、前記溶液200aJにより2
度、撹拌することによって行なわれた。次に、粉末を、
例1におけるようにして水及びメタノールにより処理し
た。
クリーム状の白色ポリマーを、95%以上の収率で得た
。そのIVは0.85であった。
DSC研究は、Tmが395℃、Tgが215℃及び%
結晶度が16.6%であることを示した。
粉末化されたポリマーを、4400MN/ rdの圧力
により3分間430℃で成形し、次にゆっくりと冷却し
、不透明な強靭な淡黄色のフィルムを得た。
ポリマーを、例6〜7に記載されたようにして300℃
で2時間、DSC装置によりアニールした。
80℃から450℃に再加熱した後、それは395℃及
び325℃で溶融吸熱量を示し、そして’rgは227
℃及び結晶度は22.7%であった。
側1七ヒ則 例15に記載されているような酸化第一銅の添加方法ヲ
、モノマー、4− (4−クロロベンソイル)−4′−
ヒドロキシビフェニル(A) 、4 。
4’−(4−クロロフェニルスルホニル)ビフェニル(
B)及び4,4′−ジヒドロキシビフェニル(C)の他
の組合せによりくり返した。第8表は、使用されるモノ
マーのモル量を示す。例18のために使用される炭酸水
素ナトリウムの量は2.12X10−”モルであり、そ
して酸化第一銅の量は0.017 X 10−”モルで
あった。例16〜17は、炭酸水素ナトリウム4.14
 X 10− ”モル及び酸化第一銅0.034 X 
10−”モルを用いた。
以下余白 第9表は、IV値及び熱特性(300℃で2時間のアニ
ーリングの前及び後)を示す。
16 0.74  398  221 15.0  3
94+324  22517 0.76  385  
220 11.4  379+320  2254−(
4−フルオロベンゾイル)−4′−ヒドロキシビフェニ
ル3.80g (1,30xlO−”モル)(65,0
モル%)、4.4’−(4−クロロフェニルスルホニル
)ビスフェニル1.76g (0,35xlO−”モル
)(17,5モル%)、4.4’−ジヒドロキシビフェ
ニル0.65g (0,35X10−”モル) (17
,5モル%)、炭酸水素ナトリウム1.78g (2,
12xlO−”モル)及びジフェニルスルホン25.O
gを、例1に記載されて23.8 20.6 いるようにしてガラス反応器に充填した。その反応時間
は、325℃で3時間であった。
クリーム状の白色ポリマーを、95%以上の収率で得た
。そのIVは0.64であった。
DSC研究は、Tmが410℃、Tgが226℃及び結
晶度が19.8%であることを示した。そのポリマーを
例6〜7に記載されているようにして300℃で2時間
アニールした。80℃から450℃に再加熱した後、そ
れは400℃及び322℃で2種の溶融吸熱量を示し、
そしてTgは231℃であり、そして結晶度は26.8
%であった。
粉末化されたポリマーを、4400MN/ rrlの圧
力により430℃で3分間成形し、次にゆっ(りと冷却
し、不透明な中ぐらいの強靭なフィルムを得た。
■刈二社 さらに2種のコポリマーを、種々の割合の4−\ (4−フルオロベンゾイル)−4′−ヒドロキシビフェ
ニル(A)、4.4’−(4−クロロフェニルスルフェ
ニル)ビフェニル(B)及び4.4′ジヒドロキシビフ
エニル(C)を用いて、例19に記載の方法に従って調
製した。第9表は、使用されるモノマーのモル量を示す
、炭酸水素ナトリウムの量は、2.12X10−”モル
で一定に保持さ第11表は、IV値及び熱特性を示す。
星−上上一犬 T ea    T g   %結晶度20   0.
89   395   231   15.921  
 0.78        238例20からのポリマ
ーを、種々の温度で2時間アニールし、Tg及び%結晶
度についての最適条件を得た。その結果を第12表に示
す。
玉−工U 例20 390+305 393+322 392+345 15.9 9.0 16.9 18.9 例21からのポリマーを、例6〜7に記載のようにして
300℃で2時間アニールレーた。80℃から450℃
への再加熱の後、それは、374℃及び325℃で溶融
吸熱量を示し、そしてTgは241℃であり、そして結
晶度は10.3%に上昇した。
1= 4−(4−クロロベンゾイル)−4′−ヒドロキシビフ
ェニル4.32g (1,40X10−”モル) (7
0,0モル%)、4.4’−(4−ヒドロキシフェニル
スルホニル/ビフェニル1.40 g (0,30x 
10−”モル)(15,0モル%)、1.4−ビス(4
−ブロモフェニルベンゼン1.16g (0,30xl
O−”モル)(15゜0モル%)、炭酸水素ナトリウム
1.78g (2,12xlO−”モル)、酸化第一銅
0.025g (0,07X10−”モル)及びジフェ
ニルスルホン25.Ogを、例1に記載のようにして3
30℃で2%時間反応せしめた。
クリーム状の白色ポリマーを、95%以上の収率で得た
。そのIVは0.81であった。
DSC研究は、Tmが375℃、’rgが211℃及び
結晶度が3.5%であることを示した。そのポリマーを
、例6〜7に記載のようにして300℃で2時間アニー
ルした。80℃から450℃に再加熱した後、それは、
367℃及び325℃で溶融吸熱量を示し、そしてTg
は218℃であり、そして結晶度は14.8%であった
■1ユ 4− (410ロベンゾイル)−4’−ヒドロキシビフ
ェニル4.32g (1,40xlO−”モル)(70
,0モル%)、4.4’−(4−ヒドロキシフェニルス
ルホニル)ビフェニル1.40g (0,30xlO−
”モル)(15,0モル%)、1.4−ビス−4′−ブ
ロモフェニロイルベンゼン1.82g (0,30xl
O−”モル)(15,0モル%)、炭酸水素ナトリウム
1.78g(2,12xlO−”モル)、酸化第一銅0
.025 g (0,017XIO−”モル)及びジフ
ェニルスルホン25.Ogを、例1に記載のようなガラ
ス反応器に充填した。反応時間は、330℃で2%時間
であった。
クリーム状のポリマーが、92.3%の収率で得られた
。そのIVは0.55であった。
DSC研究を、Tmが382℃、’rgが210℃及び
結晶度が13.7%であることを示した。そのポリマー
を例6〜7に記載のようにして300℃で2時間アニー
ルした。80℃から450℃への再加熱の後、それは、
379℃及び320℃で溶融吸熱量を示し、Tgは21
8℃であり、そして結晶度は25.7%であった。
1しL( 4−(4−クロロベンゾイル)−4’−ヒドロキシビフ
ェニル4.32g (1,40xlO−”モル)(70
,0モル%)、4.4’−(4−クロロフェニルスルホ
ニル)ビフェニル1.51g (0,30xlO−”モ
ル)(15,0モル%)、1.4−ビス(4(4−ヒド
ロキシフェニル)−ベンゾイル)ベンゼン1.30g 
(0,30x10−2モル) (15,0モル%)、炭
酸ナトリウム1.78g(2,12X10−”−Eル)
 、酸化第−w40.030 g (0,021XIO
−”モル)及びジフェニルスルホン30.0 g ヲ、
例1に記載しているようにしてガラス反応器に充填した
0反応時間は、330℃で3時間であった。
クリーム状の白色ポリマーが、95.0%以上の収率で
得られた。そのIVは0.79であった。
DSC研究は、Tmが405℃、’rgが212℃及び
結晶度が18.9%であることを示した。ポリマーを、
例6〜7に記載のようにして300℃で2時間アニール
した。80℃から450℃への再加熱の後、それは、4
10℃及び320℃で溶融吸熱量を示し、Tgは221
℃であり、そして結晶度は21.7%であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エーテル結合性反復単位: I  −PhCOPhPh− II −PhSO_2PhPhSO_2Ph及びIII −
    Ar− 〔ここで、Phはパラ−フェニレンであり、そしてAr
    は直接的な結合、脂肪族置換性メチレン、CO及びSO
    _2(そのようなSO_2結合単位は単位IIとは異なる
    場合)から選択された1又は複数の結合によって一緒に
    結合された2〜6個のフェニレン基を含む基及びフェニ
    レンから選択された二価芳香族基であり、単位 I は少
    なくとも60モル%で存在し、単位II及びIIIの相互の
    割合は、55:45〜45:55の範囲であり、そして
    いずれか他の単位のモル割合は、存在する合計単位に基
    づいてせいぜい20%である〕から実質的に成るポリマ
    ーであって、少なくとも0.6の固有粘度を有すること
    を特徴とするポリマー。 2、88%までの単位 I を含むことを特徴とする請求
    項1記載のポリマー。 3、Arを、PhSO_2Ph、PhPh、PhPhP
    h及びPhPhCOPhCOPhPhから成るクラスか
    ら選択することを特徴とする請求項1又は2記載のポリ
    マー。 4、(i)結晶質であり; (ii)圧縮成形によりフィルムに成形される場合、強
    靭であり; (iii)広範囲の溶媒に対して耐性であり、特に20
    ℃での塩化メチレン(CH_2Cl_2)中における2
    4時間の含浸に対して、“実質的に影響を受けず”、す
    なわち10重量%以上の重量の増量はなく;そして (iv)200℃以上のガラス転移温度及び400℃以
    下、特に390℃以下及び特別には380℃以下の溶融
    温度を有することのうち1又は複数を特徴とする請求項
    1〜3のいづれか1項記載のポリマー。 5、ポリマーの製造方法であって、無水条件下で、少な
    くとも1種の化合物、Y^1PhCOPhPhY^2と
    少なくとも1種の化合物、Y^3PhSO_2PhPh
    SO_2PhY^4及び少なくとも1種の化合物、Y^
    5−Ar−Y^6並びに/又は反復単位、−PhSO_
    2PhPhSO_2Ph−及び−Ar−を有するポリア
    リール・エーテルスルホン(ここで前記反復単位はエー
    テル結合によって連結される)〔ここで、Y^1、Y^
    2及び存在するならY^3〜Y^6は独立して、ハロゲ
    ン又は−OHであり、そしてそのようなハロゲン及び−
    OHは実質的に等モル量で存在する〕とを、前記化合物
    及び前記ポリアリールエーテルスルホンの反復単位中の
    フェノール基に対して理論量又は25%までの過剰量で
    の少なくとも1種のアルカリ金属の水酸化物、カーボネ
    ート又はバイカーボネートの存在下で、重縮合すること
    を特徴とする方法。 6、アルカリ金属のカーボネート又はバイカーボネート
    が使用され、そして0.261mmよりも小さな粒子と
    して導入されることを特徴とする請求項5記載の方法。 7、Y^1〜Y^6のうち少なくとも1つが臭素又は塩
    素であり、そして銅含有触媒が存在することを特徴とす
    る請求項5又は6記載の方法。 8、1又は複数の添加物及び請求項1〜4のいずれか1
    項のポリマーから製造された又はそれらを含み、そして
    15よりも大きな%結晶度を有する造形品。 9、任意に1又は複数の添加物及び請求項1〜4のいず
    れか1項のポリマーを造形し、そしてその結晶度が15
    %を越えるまでその造形品をアニールすることを含んで
    成る造形品を製造するための方法。 10、前記アニーリング段階がポリマーの最も高い溶融
    吸熱量の温度よりも低い60〜80℃の温度であること
    を特徴とする請求項9記載の方法。
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