JPH05295104A - 芳香族ポリエーテルケトン共重合体及びその製造方法 - Google Patents

芳香族ポリエーテルケトン共重合体及びその製造方法

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JPH05295104A
JPH05295104A JP12538392A JP12538392A JPH05295104A JP H05295104 A JPH05295104 A JP H05295104A JP 12538392 A JP12538392 A JP 12538392A JP 12538392 A JP12538392 A JP 12538392A JP H05295104 A JPH05295104 A JP H05295104A
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JP
Japan
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copolymer
temperature
biphenol
mol
units
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JP12538392A
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Inventor
Kenichi Mihashi
謙一 三橋
Shigeru Matsuo
松尾  茂
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性に優れ、高いガラス転移温度を有する
とともに、成形性に優れた低結晶融点のポリエーテルケ
トン共重合体及びその製造方法を提供する。 【構成】 下記一般式[I]及び[II]で表わされ
る繰り返し単位からなる共重合体であって、 【化1】 (式中、aは1〜3の整数である。)共重合体中の繰り
返し単位[I]と[II]の合計に対する[I]の割合
が98〜20モル%、[II]の割合が2〜80モル%
であり、硫酸溶媒中、0.2g/dlの濃度で30℃の
温度における還元粘度[ηsp/c]が0.2dl/g以上
である芳香族ポリエーテルケトン共重合体及びその製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は航空宇宙産業、原子力産
業、精密機械分野、電気・電子・OA分野の素材として
好適に用いられる耐熱性及び成形性に優れた芳香族ポリ
エーテルケトン共重合体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、技術の進歩に伴いエンジニアリン
グプラスチックの用途が広がり、耐熱性に優れたポリマ
ーが要求されている。ポリマーの耐熱性を向上させる方
法としては芳香族ポリエーテル鎖中にカルボニル基を導
入する方法があり、例えば
【0003】
【化3】 で表わされる繰り返し単位からなるTmが422℃の結
晶性ポリエーテル(Polymer 25 1151(1984))、
【0004】
【化4】 で表わされる繰り返し単位からなるTmが430℃の結
晶性ポリエーテル(GB 2203744)、
【0005】
【化5】 で表わされる繰り返し単位からなるTgが160℃、T
mが305℃の結晶性ポリエーテル(Bull., Soc., Chi
m., Belg 98 (9), (10) 667-76 (1989))が提案されてい
る。しかしながら、これらポリエーテルにおいても1番
目と2番目のポリエーテルケトンは結晶融点が高過ぎて
成形加工温度が高くなる欠点があり、一方3番目のポリ
エーテルケトンは結晶融点、ガラス転移温度がともに低
く、十分な耐熱性を有しているとはいえなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は耐熱性に優
れ、高いガラス転移温度を有するとともに、成形性に優
れた低結晶融点のポリエーテルケトン共重合体を提供す
ることを目的とする。本発明はまた、このポリエーテル
ケトン共重合体の製造に好適な製造方法を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成するために鋭意研究を行った結果、高融点のポリエ
ーテルケトンにフェニル基のメタ位にカルボニル基を有
する構造単位を導入することにより、高いガラス転移温
度を有するとともに、低結晶融点のポリエーテルケトン
が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を
完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は下記一般式[I]及び
[II]で表わされる繰り返し単位からなる共重合体で
あって、
【0009】
【化6】 (式中、aは1〜3の整数である。)共重合体中の繰り
返し単位[I]と[II]の合計に対する繰り返し単位
[I]の割合が98〜20モル%、繰り返し単位[I
I]の割合が2〜80モル%であり、硫酸溶媒中、0.
2g/dlの濃度で30℃の温度における還元粘度[η
sp/c]が0.2dl/g以上であることを特徴とする
芳香族ポリエーテルケトン共重合体を提供するものであ
る。
【0010】本発明の芳香族ポリエーテルケトン共重合
体中の繰り返し単位[II]の割合が2モル%未満であ
ると成形性改良の効果がなく、80モル%を超えると耐
熱性が不十分となる。繰り返し単位[II]の好ましい
範囲は15〜50モル%である。
【0011】本発明の芳香族ポリエーテルケトン共重合
体においては、ポリエーテルケトンの特性を大きく損わ
ない範囲でポリマー構造中の芳香族核が炭素数1〜10
の炭化水素基又はハロゲン原子等の置換基を有していて
もよい。
【0012】本発明の芳香族ポリエーテルケトン共重合
体の還元粘度が0.2dl/g未満であると、耐熱性及
び機械的強度が実用上十分であるとはいえない。還元粘
度の好ましい範囲は0.3〜30dl/gである。
【0013】本発明の芳香族ポリエーテルケトン共重合
体は例えば、下記一般式[III]で表わされるジハロ
ゲンモノマー及び下記一般式[IV]で表わされるジハ
ロゲンモノマーと4,4′−ビフェノールとを金属化合
物の存在下に、溶媒中で反応させることにより得られ
る。
【0014】
【化7】 (式中、aは1〜3の整数を表わし、Xはハロゲン原子
を表わす。)
【0015】ジハロゲン化モノマー[III]の具体例
としては、4,4′−ジクロロベンゾフェノン、4,
4′−ジフルオロベンゾフェノン、1,4−ビス(4−
クロロベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−フル
オロベンゾイル)ベンゼン、4,4′−ビス(4′−フ
ルオロベンゾイル)ベンゾフェノン等が挙げられる。
【0016】ジハロゲン化モノマー[IV]の具体例と
しては、1,3−ビス(4−フルオロベンゾイル)ベン
ゼン、1,3−ビス(4−クロロベンゾイル)ベンゼン
等が挙げられる。
【0017】4,4′−ビフェノールに対するジハロゲ
ンモノマー[III]とジハロゲンモノマー[IV]の
合計の仕込み比は、モル比で通常、0.98〜1.0
3、好ましくは1.00〜1.02である。
【0018】重合反応は金属化合物の存在下、溶媒中で
行われる。反応方法は周知の方式を採用することができ
る。モノマーは一度に供給して反応を行ってもよいし、
順次供給して反応を行ってもよい。重合反応に用いられ
る金属化合物としては、好ましくはアルカリ金属塩が用
いられる。好ましくは、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、ルビジウム、セシウムの炭酸塩又は炭酸水素塩が用
いられる。特に好ましくは、カリウム、ナトリウムの炭
酸塩又は炭酸水素塩が用いられる。金属化合物の使用量
は4,4′−ビフェノール1/2モル当り、通常1.0
0〜3.00グラム当量、好ましくは1.05〜2.0
0グラム当量である。溶媒としては具体的に、N,N−
ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミ
ド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリ
ドン、N−メチル−2−ピペリドン、N−エチル−ピロ
リドン、N−シクロヘキシル−ピロリドン、ジメチルス
ルホキシド、スルホラン、ジフェニルスルホン、N−メ
チルカプロラクタム、N−エチルカプロラクタム等が挙
げられる。用いる溶媒の量は、溶媒1リットルに対して
反応させるモノマーの合計量が0.25〜4モルとなる
ようにすることが好ましい。
【0019】上記反応は、通常150〜360℃、好ま
しくは180〜340℃の温度で行われ、反応時間は
0.1〜10時間、好ましくは1〜5時間行われる。反
応温度は段階的に昇温してもよい。反応圧力は特に制限
はないが、通常アルゴン等の不活性ガスの雰囲気中で減
圧下から常圧で行われる。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0021】実施例1 攪拌装置及びアルゴンガス導入管を備えた内容積300
mlのセパラブルフラスコに、4,4′−ジクロロベン
ゾフェノン15.98g(63.63mmol)、1,
3−ビス(4−クロロベンゾイル)ベンゼン9.69g
(27.28mmol)、4,4′−ビフェノール1
6.76g(90.00mmol)、炭酸カリウム1
3.06g(94.50mmol)、ジフェニルスルホ
ン120gを入れ、アルゴンガスを吹き込み140℃に
昇温してジフェニルスルホンを溶解させた。50分で2
50℃に昇温し、この温度で90分間、40分で340
℃に昇温してこの温度に35分間保って重合を行い、反
応溶液をステンレス製バットに注ぎ固化させた。
【0022】生成物をブレンダーで粉砕し、メタノー
ル、水、メタノールの順で洗浄を行ない乾燥して共重合
体35.00g(収率98%)を得た。
【0023】この共重合体のガラス転移温度(Tg)は
169℃、融点(Tm)は364℃、熱分解開始温度
(Td)は574℃(空気中5%重量減)であった。
【0024】また共重合体の濃度0.2g/dlの硫酸
溶液について温度30℃における還元粘度を測定したと
ころ1.01dl/gであった。
【0025】元素分析、IR分析の結果より、得られた
共重合体は下記の繰り返し単位を下記の割合で有する構
造であることが判明した。図1に得られた共重合体のI
Rチャートを示した。
【0026】
【化8】
【0027】実施例2 トルエンを満たしたディーンスタルクトラップ、アルゴ
ンガス導入管、攪拌装置を備えた内容積300mlのセ
パラブルフラスコに、1,3−ビス(4−フルオロベン
ゾイル)ベンゼン6.511g(20.20mmo
l)、4,4′−ビフェノール9.311g(50.0
0mmol)、炭酸カリウム7.602g(55.00
mmol)、N−メチルピロリドン(NMP)100m
lを入れた。アルゴンガスを吹き込みながら200℃に
40分間かけて昇温してこの温度に30分間保った。次
いで、4,4′−ジフルオロべンゾフェノン6.611
g(30.30mmol)のNMP溶液100mlを加
え更に2時間反応させた。この際生成した水はトルエン
との共沸により除いた。放冷後フラスコ内容物を水に注
ぎ、得られた共重合体を水、メタノールの順で洗浄後、
乾燥して共重合体20.10g(収率98%)を得た。
【0028】この共重合体のTgは172℃、Tmは3
23℃、Tdは561℃であった。
【0029】また共重合体の濃度0.2g/dlの硫酸
溶液について温度30℃における還元粘度を測定したと
ころ2.15dl/gであった。
【0030】元素分析、IR分析の結果より、得られた
共重合体は下記の繰り返し単位を下記の割合で有する構
造であることが判明した。図2に得られた共重合体のI
Rチャートを示した。
【0031】
【化9】
【0032】実施例3 実施例1と同様の装置に、1,4−ビス(4−クロロベ
ンゾイル)ベンゼン18.84g(53.03mmo
l)、1,3−ビス(4−クロロベンゾイル)ベンゼン
8.072g(22.73mmol)、4,4′−ビフ
ェノール13.97g(75.00mmol)、炭酸カ
リウム11.40g(82.50mmol)、ジフェニ
ルスルホン120gを加えた。340℃に25分間保っ
たこと以外は実施例1と同様の操作を行い共重合体3
5.21g(収率99%)を得た。
【0033】この共重合体のTgは175℃、Tmは3
82℃、Tdは578℃であった。
【0034】また共重合体の濃度0.2g/dlの硫酸
溶液について温度30℃における還元粘度を測定したと
ころ1.22dl/gであった。
【0035】元素分析、IR分析の結果より、得られた
共重合体は下記の繰り返し単位を下記の割合で有する構
造であることが判明した。図3に得られた共重合体のI
Rチャートを示した。
【0036】
【化10】
【0037】実施例4 実施例2と同様の装置に、1,3−ビス(4−フルオロ
ベンゾイル)ベンゼン4.539g(12.93mmo
l)、4,4′−ビフェノール5.959g(32.0
0mmol)、炭酸カリウム4.865g(35.20
mmol)、NMP70mlを入れた。アルゴンガスを
吹き込みながら200℃に40分間かけて昇温してこの
温度に40分間保った。1,4−ビス(4−フルオロベ
ンゾイル)ベンゼン6.250g(19.39mmo
l)のNMP溶液90mlを加え更に3時間反応させ
た。この際生成した水はトルエンとの共沸により除い
た。放冷後フラスコ内容物を水に注ぎ、得られた共重合
体を水、メタノールの順で洗浄後、乾燥して共重合体2
0.10g(収率98%)を得た。
【0038】この共重合体のTgは176℃、Tmは3
40℃、Tdは546℃であった。
【0039】また共重合体の濃度0.2g/dlの硫酸
溶液について温度30℃における還元粘度を測定したと
ころ2.06dl/gであった。
【0040】元素分析、IR分析の結果より、得られた
共重合体は下記の繰り返し単位を下記の割合で有する構
造であることが判明した。図4に得られた共重合体のI
Rチャートを示した。
【0041】
【化11】 実施例5 実施例2と同様の装置に、1,3−ビス(4−フルオロ
ベンゾイル)ベンゼン3.516g(10.91mmo
l)、4,4′−ビフェノール4.469g(24.0
0mmol)、炭酸カリウム3.649g(26.40
mmol)、NMP60mlを入れた。アルゴンガスを
吹き込みながら200℃に40分間かけて昇温してこの
温度に35分間保った。4,4′−ビス(4−フルオロ
ベンゾイル)ベンゾフェノン5.685g(13.33
mmol)のNMP溶液60mlを加え更に1時間反応
させた。この際生成した水はトルエンとの共沸により除
いた。放冷後フラスコ内容物を水に注ぎ、得られた共重
合体を水、メタノールの順で洗浄後、乾燥して共重合体
12.52g(収率98%)を得た。
【0042】この共重合体のTgは173℃、Tmは3
65℃、Tdは548℃であった。
【0043】また共重合体の濃度0.2g/dlの硫酸
溶液について温度30℃における還元粘度を測定したと
ころ0.913dl/gであった。
【0044】元素分析、IR分析の結果より、得られた
共重合体は下記の繰り返し単位を下記の割合で有する構
造であることが判明した。図5に得られた共重合体のI
Rチャートを示した。
【0045】
【化12】
【0046】
【発明の効果】本発明により耐熱性に優れ、高いガラス
転移点を有するとともに、成形性に優れた低結晶融点ポ
リエーテルケトン共重合体を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた共重合体の赤外線吸収スペ
クトルのチャートである。
【図2】実施例2で得られた共重合体の赤外線吸収スペ
クトルのチャートである。
【図3】実施例3で得られた共重合体の赤外線吸収スペ
クトルのチャートである。
【図4】実施例4で得られた共重合体の赤外線吸収スペ
クトルのチャートである。
【図5】実施例5で得られた共重合体の赤外線吸収スペ
クトルのチャートである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式[I]及び[II]で表わさ
    れる繰り返し単位からなる共重合体であって、 【化1】 (式中、aは1〜3の整数である。)共重合体中の繰り
    返し単位[I]と[II]の合計に対する[I]の割合
    が98〜20モル%、[II]の割合が2〜80モル%
    であり、硫酸溶媒中、0.2g/dlの濃度で30℃の
    温度における還元粘度[ηsp/c]が0.2dl/g以上
    であることを特徴とする芳香族ポリエーテルケトン共重
    合体。
  2. 【請求項2】 共重合体中の繰り返し単位[I]の割合
    が85〜50モル%、繰り返し単位[II]の割合が1
    5〜50モル%である請求項1記載の芳香族ポリエーテ
    ルケトン共重合体。
  3. 【請求項3】 下記一般式[III]で表わされるジハ
    ロゲンモノマー及び下記一般式[IV]で表わされるジ
    ハロゲンモノマーと4,4′−ビフェノールとを金属化
    合物の存在下に、溶媒中で反応させることを特徴とする
    請求項1記載のポリエーテルケトン共重合体の製造方
    法。 【化2】 (式中、aは1〜3の整数であり、Xはハロゲン原子を
    表わす。)
JP12538392A 1992-04-20 1992-04-20 芳香族ポリエーテルケトン共重合体及びその製造方法 Pending JPH05295104A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6819841B1 (ja) * 2019-07-24 2021-01-27 Dic株式会社 ポリアリーレンエーテルケトン樹脂及びその製造方法、並びに成形体
WO2023167177A1 (ja) * 2022-03-02 2023-09-07 株式会社大阪ソーダ ポリエーテルケトンケトン、及びその製造方法
WO2024085104A1 (ja) * 2022-10-19 2024-04-25 帝人株式会社 ポリアリールエーテルケトン及びその製造方法、並びに樹脂組成物

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