JPH0649761B2 - ポリフエニレンサルフアイドの製造方法 - Google Patents

ポリフエニレンサルフアイドの製造方法

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JPH0649761B2
JPH0649761B2 JP60283017A JP28301785A JPH0649761B2 JP H0649761 B2 JPH0649761 B2 JP H0649761B2 JP 60283017 A JP60283017 A JP 60283017A JP 28301785 A JP28301785 A JP 28301785A JP H0649761 B2 JPH0649761 B2 JP H0649761B2
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    • C08G75/02Polythioethers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は重合金属含有量が少なく、かつ電気特性,熱安
定性に優れたポリフェニレンサルファイドの製造方法に
関するものである。
ポリフェニレンサルファイドは、その優れた耐熱性,耐
薬品性をいかして、電子機器部材,自動車機器部材とし
て注目を集めている。また、射出成形,押出成形,プレ
ス成形等により、各種エンジニアリングプラスチック部
品,フィルム,シート,繊維等に成形可能であり、耐熱
性の要求される分野に幅広く用いられている。
〔従来の技術〕
ポリフェニレンサルファイドの製造方法としては、特公
昭45−3368号に、N−メチルピロリドン等の有機
極性溶媒中でp−ジクロルベンゼンと硫化ナトリウムを
反応させる方法が開示されている。
即ち、重合に先だって、Na2S1モルに対し9モルの水和
水を持つ硫化ナトリウムやほぼ60〜62重量%のNa2S
とほぼ38〜40重量%の水和水とをもつ硫化ナトリウ
ムを減圧下、加熱脱水、あるいはN−メチルピロリドン
溶媒中で窒素を泡出させながら加熱脱水を行い、p−ジ
クロルベンゼンと反応させポリマーを得る方法である。
しかし、この方法に従うと、脱水工程において腐食性の
強い硫化ナトリウムを高温状態に保つため、鉄やステン
レスの腐食を引き起こし、硫化ナトリウム中へ鉄などの
重金属が溶出してしまい、p−ジクロルベンゼンとの反
応で得られたポリマー中へも多量の重金属が残存するこ
とになる。ポリマー中へ鉄などの重金属が多量に残存す
ると、ポリマーの熱安定性や電気的特性の低下を招き好
ましくない。
また、ポリマー中への重金属の残存を防止するため反応
槽の材質としてチタン,クロム,モリブデン,タングス
テンあるいはそれらの含量の多い鉄系の不銹鋼を使用す
ることも考えられるが、これらは、高温,高圧下での信
頼性が乏しいこと、高価であるという点で問題がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、高温,高圧下での信頼性が高く、かつ安価で
あるステンレス系の反応槽を用いた場合においても、重
金属含有量が少なく、かつ電気特性,熱安定性の優れた
ポリフェニレンサルファイドを得るべく鋭意検討した結
果、腐食性の強いアルカリ金属硫化物の水和水を脱水す
るに際し、大過剰の水と有機極性溶媒とが共存する系で
加熱脱水を行った場合、低温で腐食性の強いアルカリ金
属硫化物は、腐食性の極めて小さいアルカリ金属硫化物
−水−有機極性溶媒からなる反応物となり、引き続く高
温領域における脱水においても反応槽をほとんど腐食さ
せないことを見い出し本発明に到達した。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、アルカリ金属硫化物、水及び有機極性溶媒を
1:10〜20:1〜10(モル比)の比率で混合した
後、加熱脱水して得られた反応混合物とポリハロゲン化
芳香族化合物とを重合させることを特徴とするポリフェ
ニレンサルファイドの製造方法に関するものであり、以
下詳細について説明する。
本発明で用いるアルカリ金属硫化物としては、硫化リチ
ウム,硫化ナトリウム,硫化カリウムおよびこれらの混
合物が含まれる。また、アルカリ金属水硫化物とアルカ
リ金属水酸化物とを混合してその場でアルカリ金属硫化
物を生成させることも可能である。
さらに、アルカリ金属硫化物中に微量含まれるアルカリ
金属水硫化物,アルカリ金属チオ硫酸塩と反応させるた
め、少量のアルカリ金属水酸化物を加えることも可能で
ある。
本発明でいう水とは、アルカリ金属硫化物の水和水及び
アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物との反応
で生成する水等を含む、系中に存在する総べての水を示
すものである。また、その量はアルカリ金属硫化物1モ
ル当り10〜20モルの範囲の水を脱水前の系中に存在
させるように添加することが必要である。水の量が10
モル未満であると、ポリマー中に含まれる重金属の量が
多くなるため好ましくない。また、20モルより多い水
が存在する場合、脱水時のエネルギー使用量が多くなる
ため経済的であるといえない。
本発明に使用する有機極性溶媒は、非プロトン系のもの
で、かつ高温で安定な有機極性溶媒が好ましい。例え
ば、N,N−ジメチルアセトアミド,N−エチル−2−
ピロリドン,N−メチル−2−ピロリドン,ヘキサメチ
ルホスホルミアミド,テトラメチル尿素,1,3−ジメ
チル−2−イミダゾリジノン等のアミドおよび尿素,ス
ルホラン,ジメチルスルホラン等のスルホラン類および
メチルフェニルケトン等のケトン類およびこれらの混合
物があげられる。
また、その使用する量は、アルカリ金属硫化物1モル当
り1〜10モルの範囲であることが必要である。1モル
未満では、ポリマー中に含まれる重金属の量が多くなる
ため好ましくない。また、10モルより多い場合は、経
済的見地より好ましくない。
本発明で使用するポリハロゲン化芳香族化合物は、芳香
核に直接ハロゲン原子が2個以上結合したハロゲン化芳
香族化合物であり、例えばp−ジクロルベンゼン、o−
ジクロルベンゼン,m−ジクロルベンゼン,ジブロムベ
ンゼン、ジヨードベンゼン,トリクロルベンゼン,トリ
ブロムベンゼン,トリヨードベンゼン,テトラクロルベ
ンゼン,テトラブロムベンゼン,テトラヨードベンゼ
ン,ジクロルナフタリン,ジブロムナフタリン,ジヨー
ドナフタリン,ジクロルビフェニール,ジブロモビフェ
ニール,ジヨードビフェニール,ジクロルジフェニルス
ルホン,ジブロモジフェニルスルホン,ジヨードジフェ
ニルスルホン,ジクロルベンゾフェノン,ジブロモベン
ゾフェノン,ジヨードベンゾフェノン,ジクロルジフェ
ニルエーテル,ジブロモジフェニルエーテル,ジクロル
ジフェニルスルフィド,ジブロモジフェニルスルフィド
等およびこれらの混合物が挙げられる。通常p−ジクロ
ルベンゼンおよびp−ジクロルベンゼンと少量のトリク
ロルベンゼンの併用系が用いられる。
ポリハロゲン化芳香族化合物の量は、通常アルカリ金属
硫化物1モル当り0.90〜1.1モルの範囲で用いら
れる。
この範囲以外では、ポリマーの分子量が低下するため好
ましくない。
また、ポリマーを高分子量化するために、有機アルカリ
金属カルボン酸塩などの助剤を添加することも可能であ
る。
本発明における加熱脱水は、通常100〜230℃の温
度範囲で行われる。230℃を超える場合は、脱水液中
の極性有機溶剤の含有量が多くなるため好ましくない。
また、通常脱水後のアルカリ金属硫化物:水のモル比は
1:0.9〜2.0の範囲とすることが好ましい。
本発明における重合は、通常180〜300℃、好まし
くは200〜270℃の温度範囲で0.5〜20時間撹
拌下に行われる。重合温度が180℃より低いと重合速
度が著しく遅く実用的でない。また、300℃より高い
温度で重合を行うとポリマーの分解がみられ好ましくな
い。
本発明により得られたポリフェニレンサルファイドは、
加熱処理あるいは未処理で単独またはガラス繊維等の補
強用充填剤,マイカ,タルク,シリカ等の公知の無機充
填剤、顔料,難燃剤,安定化剤および他のポリマーと配
合されて、射出成形,押出し成形などにより各種成形
品,フィルム,ジート,パイプ,繊維等に成形可能であ
る。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によってより詳細に説明するが、
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示されるポリマー
中の鉄含有量は、約0.5gの試料を石英ビーカー中で
約10mlの硫酸および約10mlの硝酸で湿式分解させた
後、脱イオン水を加えて一定容量に調整した液を原子吸
光分光分析により求めたものである。
また、ポリマーの熱安定性は、250℃において2時間
加熱処理した後のポリマーの色を目視により判定した。
〔実施例1〕 SUS316製の15容量オートクレーブにNa2S・2.
8H2O 14.8モル,水121モル,N−メチルピロリドン
44モルを入れ、撹拌下210℃まで昇温した。この
際、2630gの主に水からなる留出液が留去した。系
を170℃まで冷却した後、p−ジクロルベンゼン1
4.8モルを添加し、昇温して250℃にて3時間重合
した。重合後、減圧下で加熱して溶媒を除去した後、温
水で3回洗浄,遠心分離をくり返した後、一晩加熱乾燥
して淡白色の粉体を得た。得られた重合体の収率,鉄含
有量,熱安定性を測定した。結果を第一表に示す。
〔実施例2〕 水を151モル添加した以外は、実施例1と同様の操作
を行った。結果を第一表に示す。
〔実施例3〕 Na2S・2.8H2Oの代わりにNaSH(25%水溶液)14.8
モル及びNaOH(48%水溶液)14.8モルを添加し、
水を別に添加しなかったこと以外は実施例1と同様な操
作を行った。結果を第一表に示す。
〔実施例4〕 p−ジクロルベンゼン14.73モル及び1,2,4−
トリクロルベンゼン0.07モル添加したこと以外は実
施例1と同様な操作を行った。結果を第一表に示す。
〔比較例1〕 水を別に添加しなかったこと以外は、実施例1と同様な
操作を行った。結果を第一表に示す。
〔比較例2〕 Na2S・2.8H2Oの代わりにNa2S・9H2Oを14.8モル添加
し、水を別に添加しなかったこと以外は、実施例1と同
様な操作を行った。結果を第一表に示す。
〔実施例5〕 N−メチルピロリドンを16.28モル添加して脱水し
た後、p−ジクロロベンゼンとともにN−メチルピロリ
ドン27.72モル添加して重合したこと以外は実施例
1と同様の操作を行った。結果を第一表に示す。
〔比較例3〕 N−メチルピロリドンを13.32モル添加して脱水し
た後、p−ジクロルベンゼンとともにN−メチルピロリ
ドン30.68モル添加して重合したこと以外は実施例
1と同様の操作を行った。
結果を第一表に示す。
第一表の実施例1〜4および比較例1〜2から明らかな
ように、脱水時のH2O/Na2Sのモル比を10以上とした
場合、鉄含有量は10モル未満とした場合に比べて極め
て少なく、更に加熱処理後の着色も小さい熱安定性に優
れていることがわかる。
また、実施例5および比較例3より脱水時のN−メチル
ピロリドン/Na2Sのモル比が1.0未満とした場合は、
重合時に追加のN−メチルピロリドンを添加しても鉄含
有量は著しく多くなり、熱安定性が悪くなることより、
少なくとも脱水時のN−メチルピロリドン/Na2Sのモル
比が1.0以上であることが必要であることがわかる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明により重金属含
有量が少なく、熱安定性の優れたポリフェニレンサルフ
ァイドを得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリフェニレンサルファイドを製造するに
    当り、アルカリ金属硫化物,水及び有機極性溶媒を1:
    10〜20:1〜10(モル比)の比率で混合した後、
    加熱,脱水して得られた反応混合物とポリハロゲン化芳
    香族化合物とを重合させることを特徴とするポリフェニ
    レンサルファイドの製造方法。
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