JPH0629321B2 - ポリフエニレンスルフイドの製造方法 - Google Patents

ポリフエニレンスルフイドの製造方法

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JPH0629321B2
JPH0629321B2 JP60277913A JP27791385A JPH0629321B2 JP H0629321 B2 JPH0629321 B2 JP H0629321B2 JP 60277913 A JP60277913 A JP 60277913A JP 27791385 A JP27791385 A JP 27791385A JP H0629321 B2 JPH0629321 B2 JP H0629321B2
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリマー中の結合塩素含有量が500ppm以下
であるポリフェニレンスルフィドの製造方法に関するも
のである。ポリフェニレンスルフィド(以下PPSと略
す)は優れた耐熱性,耐薬品性を有し、その特性を生か
して電気,電子部品,自動車等の機械部品等に広く用い
られている。また射出成形,押出成形等により成形品,
フィルム,シート,繊維等に成形可能であり、近年急速
にその用途を拡大している。
〔従来の技術〕
PPSの一般的な製造法としては、非プロトン極性溶媒
中でアルカリ金属硫化物を加熱し、結晶水を除去した
後、ジハロベンゼンを加えて加熱重合する方法が特公昭
45−3368号公報に開示されている。また高重合度
のPPSを得る方法として、アルカリ金属カルボン酸塩
を重合助剤として添加,重合する方法が特公昭52−1
2240号公報に開示されている。
しかし、このようなPPSの製造法による場合、生成ポ
リマーとほぼ同量の食塩が副生してくる。そのため、水
洗等の通常の処理では食塩の完全な除去は難しく、その
上ポリマー鎖末端には塩素やナトリウムが含有されてい
るため、PPS中には、ナトリウム含有量で1000〜
3000ppm程度、塩素含有量で2000〜4000ppm
程度が含有されている。
このようなPPSを原料として用いた成形品を電気・電
子部品の分野に適用しようとすると、PPS中の食塩等
の多量のナトリウムおよび塩素による電気特性の低下が
大きな障害となる。すなわちナトリウムおよび塩素を多
量に含有するPPSを例えばIC等の電子部品の封止に
使用した場合には、吸湿により回路の絶縁性を低下させ
たり、電極やリードフレームなどが腐食されて断線した
りなどの素子の特性劣化や故障を引き起こすことが知ら
れている。
そこで、これらの欠点を改善するための方法として、熱
水でPPS粉末を数回抽出することにより、水抽出可能
なナトリウム量を100ppm以下にするという方法が特
開昭55−156342号公報に開示されている。しか
し、本発明者らの研究によれば、この方法においては極
めて長い時間抽出をくり返したにもかかわらず、抽出さ
れるナトリウム量はポリマー粒子表面に付着しているも
のや、極く表面層にあるものだけであり、依然ポリマー
中には1000ppm以上のナトリウムが存在しており、
除去効果に乏しいものであった。さらにこの方法により
精製したPPS中の塩素含有量を定量してみると、20
00〜3000ppm程度存在しており、PPS中の塩素
低減効果は見られなかった。
また、特開昭59−219331号公報には、PPSを
芳香族溶媒中で加熱処理してナトリウム含有量を低減す
る方法が開示されている。この方法によれば、ナトリウ
ム含有量については低減が可能であるが、塩素について
は処理後のポリマー中に2000〜3000ppm程度含
まれており、除去効果は見られなかった。
このように、従来の技術でPPSの精製を試みても、ナ
トリウム含有量の低減は可能でも塩素含有量の低減は不
可能で、そのようなPPSは電気,電子部品類の被覆や
封止材料として用いるのには依然として満足すべき純度
のものではなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はこれらの要望に答えるべく鋭意研究の結果、従
来にないPPS、すなわちPPS中にイオン結合性の塩
素を実質的に含まず、ナトリウム含有量のみならず共有
結合性塩素含有量をも極度に低減した新規なPPSの製
造方法を確立し本発明を完成した。
〔問題を解決するための手段〕
即ち本発明はポリマー中の結合塩素含有量が500ppm
以下である新規なPPSの製造方法を提供するものであ
る。本発明で言う結合塩素とは、炭素原子に直接結合し
た共有結合性の塩素であり、NaC等としてポリマー
中に含まれているようなイオン結合性の塩素を意味する
ものではない。また、この共有結合性の塩素中には、残
存モノマーとしてのジクロルベンゼンの塩素は含まな
い。このようなポリマー中に含まれる共有結合性塩素の
定量はイオンクロマト等により共有結合性塩素とイオン
結合性塩素の総和を定量した後、EACA(Electron S
pectroscopy for Chemical Analysis)により、共有結
合性塩素とイオン結合性塩素の比を求め、定量した。
本発明において原料として用いられるPPSは少なくと
も90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上が 構成単位からなるポリ(P−フェニレンスルフィド)で
あり、残りの構成単位は共重合可能な単位であればよ
く、オルトおよびメタフェニレン結合,ビフェニレン結
合,ナフタレン結合あるいは3価,4価のフェニレン結
合等が挙げられる。さらに本発明において原料として用
いられるPPSは、酸素共存下に加熱処理することによ
り酸化架橋したものであってもよい。また、本発明にお
いて原料として用いられるPPSは特に制限はないが、
高化式フローテスター(ダイス;穴径0.5mm,穴長2
mm)により300℃,10kg荷重で測定した溶融粘度が
10〜50000ポイズの範囲にあることが好ましい。
次に本発明のPPSの製造法について代表例をもって以
下に説明する。本発明のPPSはまず特公昭45−33
68号公報等で開示されているような公知の方法によっ
てPPSを製造した後、このようにして製造したPPS
と下記一般式で示されるジスルフィド (R,R′は炭化水素基または複素環式化合物残基であ
り、RとR′は同一であってもよく、Aはカルボキシル
基または水酸基または置換,未置換アミノ基またはニト
ロ基であり、x,yは0〜6の整数である) と必要に応じて塩基とをPPSを溶解し得る溶媒中で加
熱処理することにより製造される。以上のような処理に
より、PPS中のイオン結合性塩素を実質的に含まずさ
らに結合塩素含有量を500ppm以下、好ましくは10
0ppm以下に低減することができる。ここでイオン結合
性塩素を実質的に含まないことはPPS中のイオン結合
性塩素含有量が100ppm以下程度であることを意味す
る。
本発明において使用することのできるジスルフィドは下
記一般式 (R,R′はアルキル,シクロアルキルおよびアリール
のような炭素原子数1〜20個の炭化水素基または原子
数6〜20個の複素環式化合物残基であり、RとR′は
同一であってもよく、Aはカルボキシル基または水酸基
または置換,未置換アミノ基またはニトロ基であり、
x,yは0〜6の整数である) で表わされ、上記一般式中R,R′は炭素原子数1〜1
2個を有するアルキル基,フェニル基,ナフチル基また
は1個のヘテロ原子を含む6員複素環,2個のヘテロ原
子を含む5員複素環のベンゾローグ縮合環が好ましい。
本発明において使用することのできるジスルフィドの若
干の例としては、二硫化フェニル,二硫化2,2′−ジ
アミノジフェニル,二硫化3,3′−ジアミノジフェニ
ル,二硫化4,4′−ジアミノジフェニル,二硫化ベン
ジル,ジチオサリチル酸,二硫化ナフタレン,二硫化メ
チル,二硫化エチル,二硫化プロピル,ジチオグリコー
ル酸,α,α′−ジチオジ乳酸,β,β′−ジチオジ乳
酸,3,3′−ジチオジピリジン,4,4′−ジチオモ
ルホリン,2,2′−ジチオビス(ベンゾチアゾー
ル),2,2′−ジチオビス(ベンズイミダゾール),
2,2′−ジチオビス(ベンズオキサゾール),2−
(4′−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール等が挙げ
られこれらジスルフィドは、本発明において好適に使用
され得る。またこれらジスルフィドは二種類以上の混合
物として用いても何らさしつかえない。これらジスルフ
ィドの添加量はPPSの構成単位当り0.05〜100
モル%、好ましくは0.1〜80モル%、更に好ましく
は0.5〜50モル%の範囲た適当である。
また、本発明において必要に応じて使用される塩基とし
ては、アルカリ金属水酸化物,アルカリ金属炭酸塩等が
好適であり、これらの若干の例としては水酸化リチウ
ム,水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,炭酸ナトリウ
ム,炭酸カリウム等およびこれらの混合物が挙げられ
る。
これらの塩基の添加量は、ジスルフィドに対して10〜
700モル%の範囲が適当である。
また本発明において使用される溶媒としては、PPSを
溶解し得る溶媒であればよく、例えばN−メチルピロリ
ドン,N−エチルピロリドン,2−ピロリドン,N−メ
チルカプロラクタム,ヘキサメチルホスホルアミド,
N,N−ジメチルアセトアミド,N,N−ジメチルホル
ムアミド,アセトアミド,ホルムアミド,1,3−ジメ
チルイミダゾリジノン,テトラメチル尿素,スルホラ
ン,ジメチルスルホラン,ベンゾニトリル,メチルフェ
ニルケトン,キシレン,ナフタレン,ジフェニル,アニ
ソール,エチルフェニルエーテル,ジフェニルエーテル
等が挙げられ、これらは二種以上混合する形で用いても
よい。これらのうち特に好ましいのは、N−メチルピロ
リドン,ジフェニルエーテルであり、その使用量はPP
S1重量部に対して1〜100重量部となる範囲が好ま
しい。
そして、本発明のPPSを製造するには、前記の溶媒中
でPPSと前記ジスルフィドとを通常100〜350
℃、好ましくは190〜280℃、更に好ましくは20
0〜260℃にて0.5〜10時間、好ましくは1〜4
時間攪拌下に処理すればよい。その際の系内圧力は前記
溶媒を液相に保持し得るのに十分な範囲であればよい。
このように本発明のPPSを製造するには、一担単離し
た公知法によるPPSと前記ジスルフィドと必要に応じ
て塩基とを前記特定溶媒中で加熱処理するのが最適であ
り、なお、前記ジスルフィドをPPSの重合系に添加し
ても得られたPPS中の塩素低減効果は見られない。
このようにして得られた反応混合物からのPPSの回収
は、従来の普通の技術を使用すればよく、例えば溶媒を
蒸留,フラッシングにより回収した後、ポリマーを水洗
し回収する方法や、反応混合物を過した後、ポリマー
を水洗し回収する方法等が挙げられる。
以上のようにして得られたPPSは単独、またはガラス
繊維等の補強用充てん剤やタルク、マイカ等の公知の無
機充てん剤と配合されて射出成形,押出成形等により、
各種成形品,フィルム,シート,パイプ,繊維等に成形
可能であり、さらに本発明のPPSは、PPS中にイオ
ン結合性の塩素を実質的に含まず、ナトリウム含有量の
みならず塩素含有量をも極度に低減しているため電気,
電子部品類の被覆や封止材料として用いるのに極めて有
用である。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例中で使用されるPPS
中のナトリウム含有量は約0.5gの試料を石英ビーカ
ー中で約10mの硫酸および約10mの硝酸で湿式
分解させた後、脱イオン水を加えて一定量に調製した液
を原子吸光分析により求めた。また、PPS中の結合塩
素含量は、約30mgの試料をフラスコ燃焼法により灰化
した後、N/100NaOHaqに吸収脱イオン水を加えて一定
量に調製した液をイオンクロマトで測定し、塩素の全量
を定量した後、ESCA(島津製作所製、ESCA−7
50)により、共有結合性塩素とイオン結合性塩素の比
を求め、これらの値より共有結合性塩素を定量した。E
SCAの測定は、X線源としてMgターゲットを用い、エ
ネルギー8KV,30mAで測定した。
実施例1〜6 15のオートクレーブにNa2S・2.9H2O17.4モル,
N−メチルピロリドン5.8を入れ窒素気流下攪拌し
て215℃まで昇温し、549gの主に水からなる留出
液を留去した。その後系を170℃まで冷却し、P−ジ
クロルベンゼン17.4モルを添加し、窒素気流下に系
を封入,昇温して250℃にて3時間重合した。重合終
了後減圧下でNMPを蒸留回収した後水でポリマーを洗
浄し、乾燥単離した。得られたポリマーは1790gであ
り、ポリマー中のナトリウムおよび塩素含有量はそれぞ
れ2000ppm,2890ppmであった。
次いでこのPPSと第1表に示す反応試薬と溶媒および
必要に応じて塩基とを500m容量のオートクレーブ
に所定量仕込み、所定温度,時間にて加熱反応を行っ
た。反応終了後、オートクレーブを冷却して内容物を水
中にあけ、温水で洗浄,過をくり返した後メタノール
で洗浄し、真空乾燥することによりポリマーを単離し
た。結果を第1表に示す。
比較例1〜2 実施例の公知法による重合において得られたPPSと溶
媒とを反応試薬の不存在下に240℃にて2時間処理を
行った。結果を第2表に示す。
このように本発明で用いる反応試薬を存在させずに処理
を行うと、PPS中のナトリウム含有量は低下するけれ
ども、結合塩素含有量は何ら減少しないことがわかる。
比較例3 実施例の公知法による重合において得られたPPSと反
応試薬とをPPSを溶解しない水を溶媒として用い、2
00℃で2時間処理を行った。結果を第2表に示す。
このように、PPSが溶解しない溶媒を用いてPPSと
反応試薬との反応を試みても、PPS中のナトリウム含
有量,結合塩素含有量ともに低減されないことがわか
る。
比較例4 500m容量のオートクレーブにNa2S・2.9H2O0.6
モル,N−メチルピロリドン150mを入れ窒素気流
下攪拌して215℃まで昇温し22.9gの主に水から
なる留出液を留去した。その後系を170℃まで冷却し
P−ジクロルベンゼン0.6モルをN−メチルピロリド
ン50mlとともに添加し窒素気流下に系を封入、昇温し
て250℃にて3時間重合を行った後、二硫化フェニル
0.02モルのN−メチルピロリドン溶液を重合系へ添
加し、250℃にて30分間反応させた。その後、系を
冷却し、反応生成物を水中に投入し固形分を過捕集、
温水にて固形分をくり返し洗浄することによりポリマー
を単離した。得られたポリマーは60.1gであり、ポ
リマー中のナトリウムおよび結合塩素含有量はそれぞれ
240ppm、1940ppmであった。
このように、重合系に前記二硫化フェニルを添加しても
得られたPPS中の結合塩素低減効果は見られなかっ
た。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば従来に
ないPPS、すなわちPPS中にイオン結合性の塩素を
実質的に含まず、ナトリウム含有量のみならず塩素含有
量をも極度に低減した新規なPPSが簡便に製造でき、
この高純度PPSは電気,電子部品類の被覆や封止材料
として用いるのに極めて有用である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリフェニレンスルフィドと一般式 (R,R′は炭化水素基または複素環式化合物残基であ
    り、RとR′は同一であってもよく、Aはカルボキシル
    基または水酸基または置換,未置換アミノ基またはニト
    ロ基であり、x,yは0〜6の整数である) で示されるジスルフィドと必要に応じて塩基とをポリフ
    ェニレンスルフィドを溶解し得る溶媒中で加熱処理する
    ことからなる結合塩素含有量が500ppm以下であるポ
    リフェニレンスルフィドの製造方法。
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