JPH0446931A

JPH0446931A - ポリスルフィドの製造方法

Info

Publication number: JPH0446931A
Application number: JP2155768A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Karasawa; 唐沢　啓夫; Michio Kimura; 木村　道男; Tadanori Fukuda; 福田　忠則
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-17

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、アルカリ金属硫化物とジハライド化合物から
短時間で高分子量のポリスルフィドを得るための製造方
法に関する。

［従来の技術］脂肪族ポリスルフィドは、昭和２０年代より世界各地で
合成研究がなされていたが、あまり分子量の高いものは
得られてはいなかった。しかし昭和５４年になって初め
て今井、上田らにより分子量の高いポリスルフィドが合
成された。

今井、上田らの報告（（Ｌ　ＰｏＤｎ＋、　Ｓｃｉ、　
：Ｐｏ１ｙ、　Ｌｅｔ。

Ｅｄ、　、　＋７５７９−５８３　（１９７３）１によ
れば、相間移動触媒の存在下脂肪族ジハライドをジチオ
ール、水酸化カリウムと反応させて極限粘度　最高０．
９程度の脂肪族ポリスルフィドを得ることができる。

しかしこの方法によってはきわめて高価なジチオールを
原料として用いる必要があったため、彼らはさらに検討
を進めた結果、昭和５７年にジチオールのような高価な
原料を用いることなくポリスルフィドを合成することに
成功した。

彼らの報告［Ｍａｃｒｏｍｏｌ　１９８２，１５．２４
８−２５１）によれば、相間移動触媒の存在下１，６−
ジブロモヘキサンのようなジハライド化合物と硫化ナト
リウムとを８０〜１１０℃で１〜３日間反応させて極限
粘度最高０．９程度の脂肪族ポリスルフィドを得ること
ができる。またこのとき用いる相間移動触媒は、セチル
トリメチルアンモニウムクロライドの様な１本の長いア
ルキル基を持つアンモニウム塩が好ましい。

［発明が解決しようとする課題］しかしこの方法によっては、極限粘度は最高であっても
０．９程度であり、さらに、充分な力学的強度を有した
ポリスルフィドを合成することが不可能であるばかりか
、反応時間も２４時間以上必要であるなどの問題があっ
た。

そこで本発明者らは、相間移動触媒の構造を上田、合弁
らの提案した構造以外のものについて鋭意清心検討した
結果、極限粘度の値を最高１．２以上にすることが可能
であるばかりでなく、反応時間をも短縮でき、さらに得
られたポリスルフィドが優れた力学的強度を有するとい
った相間移動触媒の構造を見いだし本発明に到達した。

［課題を解決するための手段］すなわち、本発明は、炭素数が６以上である脂肪族アル
キル基を分子内に２個以上有する４級アンモニウム塩存
在下に、アルカリ金属硫化物と脂肪族ジハライドとを重
縮合させることを特徴とするポリスルフィドの製造方法
を提供するものである。

本発明で用いる炭素数が６以上の脂肪族アルキル基を分
子内に２個以上有する４級アンモニウム塩とは次の一般
式（Ｉ）の構造を有するものである。

（ただし、（Ｉ）式中Ｘはハロゲン原子を示す。

またＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ脂肪族アルキル
基を示し、この４個のアルキル基のうち少なくとも２個
は、炭素数６以上のアルキル基である。）炭素数が６以上である脂肪族アルキル基としては、具体
的に、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオク
チル基、デシル基、イソデシル基、ドデシル基、セチル
基などが挙げられる。

アンモニウム塩が有する炭素数が６以上のアルキル基の
個数は、２個以上であることが必要であり、３個の時に
極限粘度が１．２程度以上になり易く、重合時間も短時
間ですむことから最も好ましい。

このアルキル基が１個のみの場合には極限粘度が１．０
より大きくならず、得られるポリスルフィドの機械強度
が充分でない。さらに高級アルキル基の個数が２個の場
合には、デシル基以上の高級なアルキル基であることが
より好ましい。

具体的なアンモニウム塩としては、ジメチルジデシルア
ンモニウムブロマイド、ジメチルジドデシルアンモニウ
ムブロマイド、ジエチルジデシルアンモニウムブロマイ
ド、ジエチルジデシルアンモニウムブロマイド、ジエチ
ルジドデシルアンモニウムブロマイド、ジエチルジデシ
ルアンモニウムブロマイド、ジメチルジデシルアンモニ
ウムクロライド、ジメチルジドデシルアンモニウムクロ
ライド、ジエチルジデシルアンモニウムクロライド、ジ
エチルジデシルアンモニウムクロライド、ジエチルジド
デシルアンモニウムクロライド、ジエチルセチルアンモ
ニウムクロライド、トリヘキシルメチルアンモニウムブ
ロマイド、トリヘキシルエチルアンモニウムブロマイド
、トリへブチルメチルアンモニウムブロマイド、トリへ
ブチルエチルアンモニウムブロマイド、トリオクチルメ
チルアンモニウムブロマイド、トリオクチルエチルアン
モニウムブロマイド、トリデシルメチルアンモニウムブ
ロマイド、トリデシルエチルアンモニウムブロマイド、
トリドデシルメチルアンモニウムブロマイド、トリドデ
シルエチルアンモニウムブロマイド、トリヘキシルメチ
ルアンモニウムクロライド、トリヘキシルエチルアンモ
ニウムクロライド、トリへブチルメチルアンモニウムク
ロライド、トリへブチルエチルアンモニウムクロライド
、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、トリオ
クチルエチルアンモニウムクロライド、トリデシルメチ
ルアンモニウムクロライド、トリデシルエチルアンモニ
ウムクロライド、トリドデシルメチルアンモニウムクロ
ライド、トリドデシルエチルアンモニウムクロライドな
どが好ましい例として挙げられる。

これらの中で特にトリヘキシルメチルアンモニウムブロ
マイド、トリヘキシルエチルアンモニウムブロマイド、
トリへプチルメチルアンモニウムブロマイド、トリヘプ
チルエチルアンモニウムブロマイド、トリオクチルメチ
ルアンモニウムブロマイド、トリオクチルエチルアンモ
ニウムブロマイド、トリデシルメチルアンモニウムブロ
マイド、トリデシルエチルアンモニウムブロマイド、ト
リドデシルメチルアンモニウムブロマイド、トリドデシ
ルエチルアンモニウムブロマイド、トリヘキシルメチル
アンモニウムクロライド、トリヘキシルエチルアンモニ
ウムクロライド、トリへブチルメチルアンモニウムクロ
ライド、トリへブチルエチルアンモニウムクロライド、
トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、トリオク
チルエチルアンモニウムクロライド、トリデシルメチル
アンモニウムクロライド、トリデシルエチルアンモニウ
ムクロライド、トリドデシルメチルアンモニウムクロラ
イド、トリドデシルエチルアンモニウムクロライドの効
果が大きく、トリヘキシルメチルアンモニウムブロマイ
ド、トリへブチルメチルアンモニウムブロマイド、トリ
オクチルメチルアンモニウムブロマイド、トリオクチル
エチルアンモニウムブロマイド、トリデシルメチルアン
モニウムブロマイド、トリドデシルメチルアンモニウム
ブロマイド、トリヘキシルメチルアンモニウムクロライ
ド、トリへブチルメチルアンモニウムクロライド、トリ
オクチルメチルアンモニウムクロライド、トリオクチル
エチルアンモニウムクロライド、トリデシルメチルアン
モニウムクロライド、トリドデシルメチルアンモニウム
クロライドの効果が際だって大きい。

ポリスルフィド合成時のアンモニウム塩の添加量は、ジ
ハライド化合物の０．０１〜２０モル％好ましくは０．
１〜１５モル％より好ましくは０゜２〜１０モル％であ
る。アンモニウム塩の添加量が０．０１モル％に満たな
い場合には、ポリスルフィドの重合時間が長くなり、ま
た添加量が２０モル％を越えると得られるポリスルフィ
ドの分子量が低下する傾向にある。

本発明で用いるジハライド化合物とは次の一般式（ｎ）
の構造を有するものである。

Ｘ−ＣＨ−Ｒ７−ＣＨ−Ｘ〔ただし、式中Ｒ５、Ｒ”は、炭化水素基または水素原
子を、Ｒ７は直接結合または炭化水素基を、Ｘはハロゲ
ン原子をそれぞれ示す。］Ｒ５およびＲ６の具体例としては、メチル基、エチル基
、プロピル基、ブチル基などの炭素数１〜４個のアルキ
ル基、さらにビニル基などのアルキレン基、フェニル基
などの芳香族基、水素が挙げられるが、水素、メチル基
、フェニル基が好ましく、水素が最も好ましい。

Ｒ７は直接結合のほかに、メチレン基、ジメチレン基、
トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基
、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレ
ン基、デカメチレン基などの直鎖アルキレン基、１，１
−エチレン基、イソプロピリデン基などの分岐アルキレ
ン基、１．４フエニレン基、１．３−フェニレン基、１
．２フエニレン基などの芳香族基、１．４−シクロヘキ
シレン基、■、３−シクロヘキシレン基、１゜２−シク
ロヘキシレン基などの脂環基などが挙げられる。

このうち、直接結合、直鎖アルキレン基、芳香族基、脂
環基が好ましく挙げられ、とりわけ直接結合、メチレン
基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基
、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレ
ン基、■、４−フェニレン基、１．３−フェニレン基、
１．４−シクロへキシレン基などが最も好ましい。

（ＩＩ）式中Ｘで表されるハロゲン原子は、塩素、臭素
、沃素が好ましくとりわけ、塩素、臭素が好ましい。

ジハライド化合物の具体的な例としては、１゜３−ジク
ロロプロパン、■、６−ジクロロヘキサン、１．７−ジ
クロロへブタン、１．８−ジクロロオクタン、１．１０
−ジクロロデカン、１．１２−ジクロロドデカン、１．
４−キシリデンジクロライド、１．３−キシリデンジク
ロライド、１゜４−ビスクロロメチルシクロヘキサン、
１．３−ビスクロロメチルシクロヘキサン、１，３−ジ
ブロモプロパン、■、６−ジプロモヘキサン、１゜７−
ジブロモへブタン、１，８−ジブロモオクタン、１，１
０−ジブロモデカン、１，１２−ジブロモドデカン、１
，４−キシリデンジブロマイド、１．３−キシリデンジ
ブロマイド、１，４−ビスブロモメチルシクロヘキサン
、１．３−ビスブロモメチルシクロヘキサン、２，３−
ジブロモプロパン、２，６−ジブロモヘキサン、２，７
−ジブロモへブタン、２，８−ジブロモオクタン、２゜
１０−ジブロモデカン、２．１２−ジブロモドデカン、
２．４−ジブロモペンタン、２，７−ジブロモオクタン
、２，９−ジブロモデカン、２．１１−ジブロモドデカ
ンなどが挙げられる。

とりわけ１．３−ジクロロプロパン、１．６−ジクロロ
ヘキサン、１，８−ジクロロオクタン、１．１０−ジク
ロロデカン、１，１２−ジクロロドデカン、１，４−キ
シリデンジクロライド、１゜３−キシリデンジクロライ
ド、１，３−ジブロモプロパン、１，６−ジブロモヘキ
サン、１．８ジブロモオクタン、１，１０−ジブロモデ
カン、１．１２−ジブロモドデカンが好ましい。

本発明で用いるアルカリ金属硫化物とは特に限定される
ものではなく、例えば、硫化ナトリウム、結晶水を含む
硫化ナトリウム、硫化ナトリウム水溶液、硫化水素ナト
リウム、硫化水素ナトリウム水溶液、硫化カリウム、結
晶水を含む硫化カリウム、硫化カリウム水溶液、硫化水
素カリウム、硫化水素カリウム水溶液、硫化リチウム、
結晶水を含む硫化リチウム、硫化リチウム水溶液、硫化
水素リチウム、硫化水素リチウム水溶液、硫化水素、硫
化水素水溶液などが挙げられる。

なおここで反応の進行とともに酸が遊離してくる場合に
は、塩基を反応系に添加することは生成するポリスルフ
ィドの重合度を上げるために好ましいことである。

具体的な重合方法としては、必ずしも限定されるもので
ないがジハライド化合物に所定量のアルカリ金属硫化物
の水溶液、本発明の炭素数が６以上の脂肪族アルキル基
を分子内に２個以上有する４級アンモニウム塩を添加し
５０〜１５０℃に加熱し撹拌しなから重縮合させる方法
や、溶媒として水のほかにＮ−メチルピロリドン、ジメ
チルスルフオキシドなど非極性溶媒を用いる方法などが
ある。

なお溶媒として水を用いる場合、重合の途中で水相をい
ったん捨て、新たに水および少量のアルカリ金属硫化物
を添加して重合を再開すると重合度をより速く上昇させ
ることができ特に好ましい重合法である。

以下実施例を上げて本発明の詳細な説明する。

［実施例］実施例１メカニカルスターラー　リービッヒ還流管、窒素導入管
、温度計を接続したＩＬ４ツロフラスコに、硫化ナトリ
ウム−９水和物２４０ｇ、ｉ、６−ブロモヘキサン２４
４ｇ、）ジオクチルメチルアンモニウムクロライド１０
ｇ１水５０ｇを入れる。窒素導入管より窒素を流し撹拌
を行いながら、６０℃で１時間、８０℃で１時間、１０
５℃で１２時間反応させる。反応の終了後、フラスコを
割ってポリマを取り出す。このポリマを３Ｌのクロロフ
ォルムに溶解し、５０Ｌのメタノールに沈澱することに
よりポリマの精製を行った。ポリマの極限粘度をクロロ
フォルム中、２５．０℃で測定したところ１．１２ｄｌ
／ｇであった。

実施例２．　３．　４、比較例１．　２．　３．　４．
　５触媒を変更したのみで他の条件は実施例１と同様に
行った実験結果を表−１に示す。

表からも明らかなように炭素数が６以上の脂肪族アルキ
ル基を分子内に２個以上有する場合には、ポリマの極限
粘度がほぼ１．０以上であることがわかる。

実施例５、比較例６メカニカルスターラー　リービッヒ還流管、窒素導入管
、温度計を接続した２Ｌ４ツロフラスコに、硫化ナトリ
ウム−９水和物４８０ｇ、１．６−ジプロモヘキサン４
８８ｇ、）ジオクチルメチルアンモニウムクロ９４１２
０ｇ１水１００ｇを入れる。窒素導入管より窒素を流し
撹拌を行いながら、８０℃で反応を行いながら３時間お
きにポリマの一部を取りだし、再沈精製後クロロフォル
ム中で極限粘度を測定した。

また比較例６として、ジオクチルジメチルアンモニウム
クロライドの代わりにセチルトリメチルルアンモニウム
クロライドを用いたときも同様に試験を行った。結果を
表−２に示す。表からも明らかなようにヘキシル基より
高級なアルキル基を２本以上持つ場合の方が容易に高分
子量のポリマを与えることがわかる。

表実施例６．　７．　８．’　９、比較例７．８ジハライ
ド化合物を変更したのみで他の条件は実施例１と同様に
行った実験結果を表−３に示す。

表からも明らかなように本発明の重合法は多くの種類の
脂肪族ポリスルフィドを重合するのに適した方法である
。

表［発明の効果］本発明の特定の構造を持つ４級アンモニウム塩を用いる
ことにより、ジハライド化合物と硫化ナトリウムより、
短時間で容易に高分子量のポリスルフィドを合成するこ
とができる。

本発明の方法によって得られるポリスルフィドは、力学
的強度に優れるので各種工業材料に利用できるばかりか
、各種酸化剤を用いて高分子反応によりエンジニアリン
グプラスチックスとして知られるポリスルフォンに変換
することも可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炭素数が６以上である脂肪族アルキル基を分子内
に２個以上有する４級アンモニウム塩存在下に、アルカ
リ金属硫化物とジハライド化合物とを重縮合させること
を特徴とするポリスルフィドの製造方法。