JPH09235362A - ポリエステルおよびポリエステルカーボネートの製造方法 - Google Patents

ポリエステルおよびポリエステルカーボネートの製造方法

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JPH09235362A
JPH09235362A JP4524196A JP4524196A JPH09235362A JP H09235362 A JPH09235362 A JP H09235362A JP 4524196 A JP4524196 A JP 4524196A JP 4524196 A JP4524196 A JP 4524196A JP H09235362 A JPH09235362 A JP H09235362A
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JP
Japan
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hydrocarbon group
carbon atoms
bis
carbonate
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Application number
JP4524196A
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English (en)
Inventor
Tomoki Hiiro
知樹 日色
Hirosuke Kawabata
裕輔 川端
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲン含有物および溶媒を使用せず、低コ
ストで製造可能であり、十分な物性(例えば、機械的特
性、耐衝撃性、耐熱性、耐候性)を発現し得る分子量お
よび分子量分布を有するポリエステルおよびポリエステ
ルカーボネートの製造方法を提供する。 【解決手段】 エステル化またはエステル交換触媒の存
在下、少なくとも1種のジカルボン酸のジエステルと、
少なくとも1種のポリカーボネートおよび/またはジオ
ールのジカーボネートを反応させる、ポリエステルおよ
びポリエステルカーボネートの製造方法であって、上記
反応の途中でビスカーボネート化合物を添加する工程を
包含する、製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステルおよ
びポリエステルカーボネートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルおよびポリエステルカーボ
ネートは、一般に、プラスチック容器、フィルム、繊
維、接着剤、塗料、押出シートなどに用いられる工業的
に有用な成形材料である。特に、テレフタル酸および/
またはイソフタル酸とカーボネート成分と2、2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:ビスフェ
ノールA)とを主単位とするポリエステルカーボネート
樹脂、ならびにテレフタル酸および/またはイソフタル
酸とビスフェノールAとを主単位とするポリエステル樹
脂は、優れた機械特性、電気特性、耐熱性、寸法安定
性、透明性を有しており、その成型品は幅広く使用され
ている。
【0003】ポリエステルおよびポリエステルカーボネ
ートの製造方法としては、ホスゲンおよび/またはジカ
ルボン酸クロライドとジオール類のアルカリ塩との反応
による界面重縮合法が一般的である。この界面重縮合法
は、低温で実施可能であり、高分子量体が得られやす
く、得られるポリマーも低着色であるという特徴を有す
る。しかし、この方法は、原料であるホスゲンおよび酸
クロライドの入手が困難である。近年の環境問題を考慮
すると、ハロゲン系原料の使用は好ましくない。しかも
この方法は、さらに大量の溶媒を使用するという問題点
を有する。
【0004】ポリエステルおよびポリエステルカーボネ
ートの他の製造方法としては、エステル交換反応による
溶融重縮合法が知られている。例えば、炭酸ジフェニル
および/またはジカルボン酸ジフェニルとジオール類と
から脱フェノール重合させる方法が知られている。さら
に、ポリエステルの製造方法としては、無水酢酸の存在
下にジカルボン酸とジオール類とを脱酢酸重合させる方
法も知られている。これらの方法は、溶媒を使用せず、
ハロゲン系原料を使用しないという特徴を有するが、高
分子量体を得るのが困難であり、しかも高温で反応を行
うため、得られるポリマーの着色や物性(例えば、機械
的特性、流動性)低下が起こるという問題点を有する。
さらに、前者の脱フェノール法に関しては、原料である
ジフェニルエステルのコストが高いという問題があり、
後者の脱酢酸法に関しては、無水酢酸や副生する酢酸に
より反応装置が腐食するという問題がある。このような
問題は、原理上避け難い問題である。
【0005】このような溶融重縮合法の問題点を解決す
る手段としては、例えば、芳香族ポリカーボネートとジ
カルボン酸エステルとを溶融状態でエステル−エステル
交換させる、ポリエステルおよびポリエステルカーボネ
ートの製造方法が提案されている(米国特許第4360
648号)。この方法では、使用する原料のコストが低
く、そして原理的に、原料、生成物、および副生物に活
性水素(フェノール、カルボン酸などに由来)が存在し
ないため、腐食の問題もない。
【0006】しかし、上記方法によって得られるポリマ
ーは、分子量分布が広く、低分子量成分が多いことが判
明した。それゆえ、得られるポリマーは、ポリエステル
およびポリエステルカーボネートの特徴的な利点である
機械的特性、耐衝撃性、耐熱性などが不十分であり、工
業製品としては致命的な欠陥を有していると言える。さ
らに、反応に長時間を必要とするため、製造コストの上
昇を招くだけでなく、得られたポリマーの着色が激しく
なってしまうという問題点を有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決するためになされたものであり、その目的と
するところは、上記従来のポリエステルおよびポリエス
テルカーボネートの製造方法の欠点を克服し、ハロゲン
含有物および溶媒を使用せず、低コストで製造可能であ
り、十分な物性(例えば、機械的特性、耐衝撃性、耐熱
性、耐候性)を発現し得る分子量および分子量分布を有
するポリエステルおよびポリエステルカーボネートの製
造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を行った結果、エステル化またはエステル交換触媒の存
在下、少なくとも1種のジカルボン酸のジエステルと、
少なくとも1種のポリカーボネートおよび/またはジオ
ールのジカーボネートとを反応させる、ポリエステルお
よびポリエステルカーボネートの製造方法において、上
記反応の途中でビスカーボネート化合物を添加すること
により、反応性が大幅に向上し、上記目的を達成し得る
ことを見い出し、本発明を完成した。本発明の製造方法
は新規であり、これにより上記目的が達成される。
【0009】すなわち、本発明は、エステル化またはエ
ステル交換触媒の存在下、少なくとも1種のジカルボン
酸のジエステルと、少なくとも1種のポリカーボネート
および/またはジオールのジカーボネートとを反応させ
る、ポリエステルおよびポリエステルカーボネートの製
造方法であって、上記反応の途中でビスカーボネート化
合物を添加する工程を包含する、ポリエステルおよびポ
リエステルカーボネートの製造方法に関する。
【0010】好適な実施態様においては、上記ビスカー
ボネート化合物は、以下の一般式(I)で表される:
【0011】
【化5】
【0012】式中、R1は、1〜20個の炭素原子を有
する2価の炭化水素基;炭化水素基の水素原子の少なく
とも一部が、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基
およびフェノキシ基から選択される少なくとも1つで置
換されている1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化
水素基;あるいはR3−X−R4(ここで、R3およびR4
は、それぞれ独立して、6〜20個の炭素原子を有する
2価の芳香族炭化水素基であり、Xは、単結合、-O-、
-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、および1〜20個の
炭素原子を有する2価の炭化水素基からなる群から選択
される)であり;R2は、1〜20個の炭素原子を有す
る炭化水素基であり;そしてaは、0または1である。
【0013】好適な実施態様においては、上記ビスカー
ボネート化合物は、ジフェニルカーボネート、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのビス(メチ
ルカーボネート)、および2,2−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)プロパンのビス(フェニルカーボネート)
からなる群から選ばれる。
【0014】好適な実施態様においては、上記ジカルボ
ン酸のジエステルは、以下の一般式(II)で表される:
【0015】
【化6】
【0016】式中、R5は、1〜20個の炭素原子を有
する2価の炭化水素基;炭化水素基の水素原子の少なく
とも一部が、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基
およびフェノキシ基からなる群から選択される少なくと
も1つで置換されている1〜20個の炭素原子を有する
2価の炭化水素基であり;そしてR6は、1〜20個の
の炭化水素基を示す。
【0017】好適な実施態様においては、上記ポリカー
ボネートは、以下の一般式(III)で表される:
【0018】
【化7】
【0019】式中、R7は、1〜20個の炭素原子を有
する2価の炭化水素基;炭化水素基の水素原子の少なく
とも一部が、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基
およびフェノキシ基からなる群から選択される少なくと
も1つで置換されている1〜20個の炭素原子を有する
2価の炭化水素基であり;あるいは、R8−X−R9
(ここで、R8およびR9は、それぞれ独立して、6〜2
0個の炭素原子を有する2価の芳香族炭化水素基であ
り、Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-C
O-、および1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化
水素基からなる群から選択される)であり;そしてb
は、10000以下の正の整数である。
【0020】好適な実施態様においては、上記ジオール
のジカーボネートは、以下の一般式(IV)で表される:
【0021】
【化8】
【0022】式中、R10は、1〜20個の炭素原子を有
する2価の炭化水素基;炭化水素基の水素原子の少なく
とも一部が、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基
およびフェノキシ基からなる群から選択される少なくと
も1つで置換されている1〜20個の炭素原子を有する
2価の炭化水素基であり;あるいはR12−X−R13(こ
こで、R12およびR13は、それぞれ独立して、6〜20
個の炭素原子を有する2価の芳香族炭化水素基であり、
Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO
-、および1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水
素基からなる群から選択される)であり;そしてR
11は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基であ
る。
【0023】好適な実施態様においては、上記ジカルボ
ン酸のジエステルは、テレフタル酸ジメチル、イソフタ
ル酸ジメチル、およびナフタレン−2,6−ジカルボン
酸ジメチルからなる群から選ばれる。
【0024】好適な実施態様においては、上記ポリカー
ボネートは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパンのポリカーボネートである。
【0025】好適な実施態様においては、上記ジオール
のジカーボネートは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパンのビス(メチルカーボネート)、およ
び2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンの
ビス(フェニルカーボネート)からなる群から選ばれ
る。
【0026】好適な実施態様においては、上記エステル
化またはエステル交換触媒はスズ系化合物である。
【0027】好適な実施態様においては、上記エステル
化またはエステル交換触媒は、リチウム、ナトリウム、
カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、スト
ロンチウム、亜鉛、カドミウム、チタン、ジルコニウ
ム、スズ、アンチモン、鉛、マンガン、コバルトからな
る群から選ばれる金属の、酢酸塩、炭酸塩、ホウ酸塩、
酸化物、水酸化物、水素化物、アルコラート、およびフ
ェノラートからなる群から選ばれる少なくとも1つであ
る。
【0028】好適な実施態様においては、上記エステル
化またはエステル交換触媒は、上記生成するポリエステ
ルまたはポリエステルカーボネート100重量部に対し
て、0.0001〜1重量部使用される。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0030】本発明に用いられるビスカーボネート化合
物は、例えば、上記一般式(I)で表される。ここで、
1は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水素
基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、ハロゲ
ン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノキシ基
から選択される少なくとも1つで置換されている1〜2
0個の炭素原子を有する2価の炭化水素基;あるいはR
3−X−R4(ここで、R3およびR4は、それぞれ独立し
て、6〜20個の炭素原子を有する2価の芳香族炭化水
素基であり、Xは、単結合、-O-、-S-、-SO-、-S
2-、-CO-、および1〜20個の炭素原子を有する2
価の炭化水素基からなる群から選択される)であり;R
2は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基であ
り;そしてaは、0または1である。
【0031】上記のビスカーボネート化合物の具体例と
しては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、
ジシクロヘキシルカーボネート、ジフェニルカーボネー
トなどのカーボネートが挙げられる。さらに、以下に示
すジオールの、ビス(メチルカーボネート)、ビス(エ
チルカーボネート)、ビス(プロピルカーボネート)、
ビス(ブチルカーボネート)、ビス(シクロヘキシルカ
ーボネート)、ビス(フェニルカーボネート)などが挙
げられる。ジオールの具体例としては、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:ビスフェ
ノールA)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メ
タン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニ
ル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
シクロヘキシルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキ
サン(別名:ビスフェノールTMC)、4,4’−ジヒ
ドロキシジフェニルエーテル、ビス(4−ヒドロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)スルホン、4,4’−ジヒ
ドロキシベンゾフェノン、2,2−ビス(4−ヒドロキ
シ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、テトラブロ
モビスフェノールA、テトラクロロビスフェノールA、
ジヒドロキシジフェニル、ハイドロキノン、レゾルシノ
ール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシアントラ
セン、フェノールフタレイン、フルオレセイン、2,
2’−ジヒドロキシ−1,1−ジナフチルメタン、4,
4’−ジヒドロキシジナフチルなどの芳香族ジオール、
あるいはエチレングリコール、プロピレングリコール、
テトラメチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,
3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、
1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、
1,2−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
1,10−デカンジオールなどの脂肪族ジオールが挙げ
られる。これらのビスカーボネート化合物は、単独で用
いても良く、また混合して用いても良い。
【0032】本発明に用いられるビスカーボネート化合
物のうち、ジフェニルカーボネート、ビスフェノールA
のビス(メチルカーボネート)、ビスフェノールAのビ
ス(フェニルカーボネート)が好ましい。
【0033】本発明に用いられるジカルボン酸のジエス
テルは、好ましくは、上記一般式(II)で表される。こ
こで、R5は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭
化水素基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、
ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノ
キシ基からなる群から選択される少なくとも1つで置換
されている1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水
素基であり;そしてR6は、1〜20個のの炭化水素基
を示す。
【0034】上記のジカルボン酸のジエステルの具体例
としては、以下に示すジカルボン酸のジメチルエステ
ル、ジエチルエステル、ジプロピルエステル、ジブチル
エステル、ジシクロヘキシルエステル、ジフェニルエス
テルが挙げられる。上記ジカルボン酸の具体例として
は、テレフタル酸、メトキシテレフタル酸、エトキシテ
レフタル酸、フルオロテレフタル酸、クロロテレフタル
酸、メチルテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、メ
トキシイソフタル酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジ
カルボン酸、ジフェニルメタン−3,3’−ジカルボン
酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸、ジ
フェニル−4,4’−ジカルボン酸、ナフタレン−1,
4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン
酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸などの芳香族ジ
カルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、ドデカンジカルボン酸、3−メチルアゼライン酸な
どの脂肪族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジカ
ルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,
2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロペン
タンジカルボン酸、1,5−デカヒドロナフタレンジカ
ルボン酸、2,6−デカヒドロナフタレンジカルボン
酸、2,7−デカヒドロナフタレンジカルボン酸などの
脂環式ジカルボン酸などが挙げられる。これらのジカル
ボン酸のジエステルは、単独で用いても良く、また混合
して用いても良い。
【0035】本発明に用いられるジカルボン酸のジエス
テルのうち、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメ
チル、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ジメチルが好
ましい。
【0036】本発明に用いられるポリカーボネートは、
好ましくは、上記一般式(III)で表される。ここで、
7は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水素
基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、ハロゲ
ン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノキシ基
からなる群から選択される少なくとも1つで置換されて
いる1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水素基で
あり;あるいは、R8−X−R9基(ここで、R8および
9は、それぞれ独立して、6〜20個の炭素原子を有
する2価の芳香族炭化水素基であり、Xは、単結合、-
O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、および1〜20
個の炭素原子を有する2価の炭化水素基からなる群から
選択される)であり;そしてbは、10000以下の正
の整数である。
【0037】上記のポリカーボネートの具体例として
は、以下に示すジオールに由来するポリカーボネートが
挙げられる。例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン(別名:ビスフェノールA)、ビス
(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロ
キシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス(4−
ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)メタン、1,
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメ
タン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタ
ン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フ
ェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(別名:
ビスフェノールTMC)、4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニルエーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメ
チルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチ
ルフェニル)スルホン、4,4’−ジヒドロキシベンゾ
フェノン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
メチルフェニル)プロパン、テトラブロモビスフェノー
ルA、テトラクロロビスフェノールA、ジヒドロキシジ
フェニル、ハイドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロ
キシナフタレン、ジヒドロキシアントラセン、フェノー
ルフタレイン、フルオレセイン、2,2’−ジヒドロキ
シ−1,1−ジナフチルメタン、4,4’−ジヒドロキ
シジナフチルなどの芳香族ジオールに由来するポリカー
ボネート、そしてエチレングリコール、プロピレングリ
コール、テトラメチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオ
ール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオー
ル、1,2−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、1,10−デカンジオールなどの脂肪族ジオールに
由来するポリカーボネートが挙げられる。これらのポリ
カーボネートは、単独で用いても良く、また混合して使
用しても良い。
【0038】本発明に用いられるポリカーボネートのう
ち、ビスフェノールAに由来するポリカーボネートが好
ましい。
【0039】本発明に用いられるジオールのジカーボネ
ートは、好ましくは、上記一般式(IV)で表される。こ
こで、R10は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭
化水素基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、
ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノ
キシ基からなる群から選択される少なくとも1つで置換
されている1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水
素基であり;あるいはR12−X−R13(ここで、R12
よびR13は、それぞれ独立して、6〜20個の炭素原子
を有する2価の芳香族炭化水素基であり、Xは、単結
合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、および1
〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水素基からなる
群から選択される)であり;そしてR11は、1〜20個
の炭素原子を有する炭化水素基である。
【0040】上記のジオールのジカーボネートの具体例
としては、以下に示すジオールの、ビス(メチルカーボ
ネート)、ビス(エチルカーボネート)、ビス(プロピ
ルカーボネート)、ビス(ブチルカーボネート)、ビス
(シクロヘキシルカーボネート)、ビス(フェニルカー
ボネート)が挙げられる。ジオールの具体例としては、
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別
名:ビスフェノールA)、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチル
フェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
クロロフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)シクロヘキシルメタン、1,1−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキサン(別名:ビスフェノールTMC)、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス(4
−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エーテル、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−
ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)スルホン、
4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2−ビス
(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパ
ン、テトラブロモビスフェノールA、テトラクロロビス
フェノールA、ジヒドロキシジフェニル、ハイドロキノ
ン、レゾルシノール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒド
ロキシアントラセン、フェノールフタレイン、フルオレ
セイン、2,2’−ジヒドロキシ−1,1−ジナフチル
メタン、4,4’−ジヒドロキシジナフチルなどの芳香
族ジオール、あるいはエチレングリコール、プロピレン
グリコール、テトラメチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパン
ジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジ
オール、1,2−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オール、1,10−デカンジオールなどの脂肪族ジオー
ルが挙げられる。これらのジオールのジカーボネート
は、単独で用いても良く、また混合して用いても良い。
【0041】本発明に用いられるジオールのジカーボネ
ートの中では、ビスフェノールAのビス(メチルカーボ
ネート)およびビスフェノールAのビス(フェニルカー
ボネート)が好ましい。
【0042】本発明に用いられる触媒としては、公知の
エステル化またはエステル交換触媒が使用され得る。こ
れらの触媒としては、リチウム、ナトリウム、カリウム
などのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、バリ
ウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、亜鉛、
カドミウム、チタン、ジルコニウム、スズ、アンチモ
ン、鉛、マンガン、コバルトなどから選ばれる金属の、
酢酸塩、炭酸塩、ホウ酸塩、酸化物、水酸化物、水素化
物、アルコラート、またはフェノラートなどが挙げられ
る。これらのエステル化またはエステル交換触媒は、単
独で用いても良く、また混合して用いても良い。
【0043】これらの中で、スズ系化合物が好ましく、
例えば、アシル第一スズ、テトラアシル第二スズ、ジブ
チルスズオキサイド、ジブチルスズジアセテート、ジブ
チルスズラウレート、ジメチルスズマレート、スズジオ
クタノエート、スズテトラアセテート、塩化スズ(I
I)、四塩化スズ(IV)、酢酸スズ(II)、トリクロロ
ブチルスズ(IV)、ジクロロジブチルスズ(IV)、酸化
スズ(IV)が挙げられる。
【0044】これらの触媒の使用量は、特に制限されな
いが、反応性と物性(例えば、着色、耐加水分解性)の
バランスから、生成ポリマー100重量部に対して、好
ましくは0.0001〜1.0重量部、より好ましくは
0.0005〜0.1重量部が使用される。使用する触媒
が、0.0001重量部未満では、反応が十分に進行せ
ず、そして1.0重量部より多ければ、生成するポリマ
ーの着色が激しくなり、耐加水分解性などの物性が低下
する。
【0045】これらの触媒のほかに、他の添加剤、例え
ば、安定剤、顔料、染料、蛍光増白剤、核剤、重合促進
剤、充填剤、補強材(例えば、ガラス繊維、炭素繊維)
などを重合時あるいは生成したポリマーに添加すること
も可能である。
【0046】本発明においては、異なる温度での2段階
の工程で反応を行うことが好ましい。第1工程では、好
ましくは150〜300℃、より好ましくは200〜3
00℃で加熱する。この工程では、ポリカーボネートと
ジカルボン酸ジエステルとのエステル交換反応によりポ
リカーボネートが解重合し、オリゴマーが生成すると共
に、ジアルキルカーボネートが副生する。第2工程で
は、好ましくは200〜400℃、より好ましくは25
0〜350℃で加熱し、かつ減圧下(0.05〜1.0 t
orr)で反応を行う。この工程では、副生したジアルキ
ルカーボネートを減圧除去することにより、さらにエス
テル交換が進行し、高分子量のポリエステルまたはポリ
エステルカーボネートが得られる。
【0047】ポリカーボネートの代わりにジオールのジ
カーボネートを用いた場合は、第1工程でジオールのジ
カーボネートとジカルボン酸のジエステルとのエステル
交換反応が起こり、第2工程で高分子量のポリエステル
またはポリエステルカーボネートが生成する。
【0048】しかし、本発明は、上記2段階工程での反
応に限定されるものではなく、多段階の温度および減圧
度で反応させてもよいし、あるいは反応を通して同一温
度条件で反応させてもよい。
【0049】本発明は、上記反応の途中の段階でビスカ
ーボネート化合物を添加することを特徴とする。
【0050】反応の途中の段階でビスカーボネート化合
物を添加することにより、エステル交換反応の反応性が
大幅に向上し、短時間で高分子量のポリエステルまたは
ポリエステルカーボネートを与える。さらに、反応が短
時間となるために、熱などによる副反応が抑制され、十
分な物性(例えば、機械的特性、耐衝撃性、耐熱性、耐
候性)を発現し得る分子量および分子量分布を有するポ
リエステルまたはポリエステルカーボネートを与える。
【0051】本発明の製造方法において使用されるビス
カーボネート化合物の使用量に特に制限はないが、反応
性と物性(例えば、機械的特性、耐熱性、耐候性、耐薬
品性)のバランスから、ポリカーボネートに対して、好
ましくは2〜50モル%、より好ましくは5〜20モル
%使用される。ビスカーボネート化合物の使用量が、2
モル%未満の場合は、反応性の向上が十分ではなく、そ
して50モル%を越える場合は、生成するポリマーの物
性の低下が大きい。
【0052】ビスカーボネート化合物は、上記の反応の
途中であれば、任意の段階で添加され得る。反応性の向
上の効果の観点からは、上記の第1工程の途中で添加す
るのが好ましい。
【0053】ビスカーボネート化合物が反応性を向上さ
せる理由に関しては、反応系中に存在する活性の低い反
応末端とビスカーボネート化合物とが選択的に反応する
ことにより、反応性を向上させるものと考えられる。
【0054】本発明の製造方法においては、各反応成分
の使用量および反応条件を適宜調節することによって、
カーボネート部分を完全に反応させるか、または不完全
に反応させることができる。その結果として、所望のポ
リエステルまたはポリエステルカーボネートを選択的に
製造することが可能となる。すなわち、本発明の製造方
法において、ポリカーボネートおよび/またはジオール
のジカーボネートに対してジカルボン酸のジエステルの
使用量が多いと、カーボネート部分は完全に反応し、そ
の結果カーボネート部分は消失し、ポリエステルが生成
する。それに対して、ポリカーボネートおよび/または
ジオールのジカーボネートに対してジカルボン酸のジエ
ステルの使用量が少ないと、カーボネート部分は完全に
は反応せず、その結果カーボネート部分が残存するため
に、ポリエステルカーボネートが生成する。
【0055】本発明の製造方法により得られるポリエス
テルを生成するためには、ジカルボン酸のジエステルの
モル数が、ポリカーボネート(および/またはジオール
のジカーボネート)の繰り返し単位のモル数以上となる
ような割合で用いられ得る。これに対して、本発明の製
造方法により得られるポリエステルカーボネートを生成
するためには、ジカルボン酸のジエステルのモル数が、
ポリカーボネート(および/またはジオールのジカーボ
ネート)の繰り返し単位のモル数未満となるような割合
で用いられ得る。さらに、本発明の製造方法により得ら
れるポリエステルまたはポリエステルカーボネートの分
子量の調節は、触媒の量など公知の方法により調節され
得る。
【0056】本発明においては、適当な補助溶媒、例え
ば、ジフェニルエーテル、ビフェニル、置換されたシク
ロヘキサン、デカヒドロナフタレン、1,2,4,5−
テトラメチルベンゼンを用いてもよい。あるいは、生成
するポリマーと相溶しない非溶剤、例えば、ポリ(フッ
化アルキレンオキシド)を用いてもよい。
【0057】本発明の製造方法により得られるポリエス
テルおよびポリエステルカーボネートは、ペレット化
(チップ化)してから成形してもよく、あるいはそのま
ま押出機などを用いて所望の形状に成形することも可能
である。さらに、本発明の製造方法により得られるポリ
エステルおよびポリエステルカーボネートは、公知の他
のポリマー、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレン
オキシド、ポリスルホンなどの1種または2種以上とブ
レンドすることも可能である。
【0058】本発明の製造方法により得られるポリエス
テルおよびポリエステルカーボネートは、形状のある物
品、繊維、フィラメント、フィルムなどの製造のために
幅広く使用され得る。本発明の製造方法により得られる
ポリエステルおよびポリエステルカーボネートは、高い
耐熱性、強靭性、耐加水分解性、耐クリープ性などを有
するので、これらの物性が要求される分野、例えば、家
電分野、照明分野、自動車分野における物品に特に適す
る。
【0059】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳し
く説明するが、本発明は下記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更
実施可能なものである。
【0060】なお、ポリマーの特性は以下に示す方法に
従って測定した。
【0061】(1)ポリマーの重量平均分子量(Mw) ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法
により測定した。Waters社製510型GPCシステムを
用いて、クロロホルムを移動相とし、ポリマー濃度2m
g/mlでカラム温度35℃にて測定した。ポリスチレ
ンを標準試料として用いて重量平均分子量を算出した。
【0062】(2)ポリマーのガラス転移温度(Tg) Perkin-Elmer社製DSC−7を用いて、窒素気流下、昇
温速度20℃/分の条件にて示差走査熱量測定を行っ
た。
【0063】(3)ポリマーの引張特性(降伏強度およ
び破断伸び) 島津製作所(株)製オートグラフAG−1000Cを用い
て、ASTM D638に従って、引張速度10mm/
分にて降伏強度および破断伸びを測定した。
【0064】(実施例1)撹拌翼、窒素導入口、冷却
管、および留出口を備えた内容積14Lのステンレス製
反応容器に、ポリカーボネート(帝人化成(株)製、パン
ライトL−1250W、Mv=25000)1271g
(繰り返し単位5.0モル)、ジメチルテレフタレート
582g(3モル)、ジメチルイソフタレート582g
(3モル)、ジブチルスズジアセテート0.585g
(1.67ミリモル)を仕込み、窒素置換した後、窒素
フローの状態で280℃に加熱した。1時間そのままの
温度で保持し、内容物を溶融させた。次いで、撹拌翼の
回転を開始し、60分間そのままの温度で生成してくる
ジメチルカーボネートを還流させた。続いて、300℃
まで昇温し、2時間かけて留去口よりジメチルカーボネ
ートを除去した。ビスフェノールAのビス(フェニルカ
ーボネート)(化合物1)234g(0.5モル)を加
え、そのままの温度で30分間撹拌した。反応系をゆっ
くりと減圧(30分で1 torr)にし、それと同時に3
20℃まで昇温し、そのまま2時間保持した。撹拌停止
後、窒素により大気圧まで戻した後、反応混合物を取り
出し、ポリマーを得た。得られたポリマーを塩化メチレ
ンに溶解し、大量のヘキサン中に投入してポリマーを再
沈させることにより精製した。
【0065】得られたポリマーのIRスペクトルを図1
に示す。原料であるポリカーボネートには1775cm
-1にカーボネート結合に由来するC=O伸縮振動の吸収
が認められるが、得られたポリマーにはそのような吸収
は認められず、代わりにエステル結合に由来するC=O
伸縮振動の吸収が1740cm-1に確認された。これら
の結果により、得られたポリマーはポリエステルである
ことが示された。
【0066】得られたポリマーを上記(1)〜(3)の
試験に供し、特性を評価した。結果を表1に示す。
【0067】(比較例1)ビスフェノールAのビス(フ
ェニルカーボネート)を使用しなかった以外は、実施例
1と同様に行った。
【0068】得られたポリマーの物性値を表1に示す。
【0069】(実施例2)ビスフェノールAのビス(フ
ェニルカーボネート)の代わりに、ジフェニルカーボネ
ート107g(0.5モル)使用した以外は、実施例1
と同様に行った。同様の分析方法による結果により、得
られたポリマーはポリエステルであることが示された。
【0070】得られたポリマーの物性値を表1に示す。
【0071】(実施例3)ジメチルイソフタレートを使
用せず、ジメチルテレフタレートの使用量を777g
(4モル)とした以外は、実施例1と同様に行った。
【0072】得られたポリマーのIRスペクトルを図2
に示す。得られたポリマーには1775cm-1にカーボ
ネート結合に由来するC=O伸縮振動の吸収が認めら
れ、かつエステル結合に由来するC=O伸縮振動の吸収
が1740cm-1に確認された。これらの結果により、
得られたポリマーはポリエステルカーボネートであるこ
とが示された。
【0073】得られたポリマーの物性値を表1に示す。
【0074】(実施例4)ポリカーボネートのかわり
に、ビスフェノールAのビス(メチルカーボネート)を
1720g(5.0モル)使用した以外は、実施例2と
同様に行った。同様の分析方法による結果により、得ら
れたポリマーはポリエステルであることが示された。
【0075】得られたポリマーの物性値を表1に示す。
【0076】
【表1】
【0077】上記表1の結果により、本発明の製造方法
により得られたポリエステルまたはポリエステルカーボ
ネートは、優れた引張特性を有し、成形樹脂として有用
であることがわかった。
【0078】
【発明の効果】本発明の製造方法により、十分な物性
(例えば、機械的特性、耐衝撃性、耐熱性、耐候性)を
発現し得る分子量および分子量分布を有するポリエステ
ルおよびポリエステルカーボネートを簡便かつ安価に製
造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1により得られたポリエステルのIRス
ペクトル図である。
【図2】実施例3により得られたポリエステルカーボネ
ートのIRスペクトル図である。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エステル化またはエステル交換触媒の存
    在下、少なくとも1種のジカルボン酸のジエステルと、
    少なくとも1種のポリカーボネートおよび/またはジオ
    ールのジカーボネートとを反応させる、ポリエステルお
    よびポリエステルカーボネートの製造方法であって、該
    反応の途中でビスカーボネート化合物を添加する工程を
    包含する、ポリエステルおよびポリエステルカーボネー
    トの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ビスカーボネート化合物が、以下の
    一般式(I)で表される、請求項1に記載の製造方法: 【化1】 式中、R1は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭
    化水素基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、
    ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノ
    キシ基から選択される少なくとも1つで置換されている
    1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水素基;ある
    いはR3−X−R4(ここで、R3およびR4は、それぞれ
    独立して、6〜20個の炭素原子を有する2価の芳香族
    炭化水素基であり、Xは、単結合、-O-、-S-、-SO
    -、-SO2-、-CO-、および1〜20個の炭素原子を有
    する2価の炭化水素基からなる群から選択される)であ
    り;R2は、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基
    であり;そしてaは、0または1である。
  3. 【請求項3】 前記ビスカーボネート化合物が、ジフェ
    ニルカーボネート、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェ
    ニル)プロパンのビス(メチルカーボネート)、および
    2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのビ
    ス(フェニルカーボネート)からなる群から選ばれる、
    請求項1または2に記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ジカルボン酸のジエステルが、以下
    の一般式(II)で表される、請求項1〜3のいずれかに
    記載の製造方法: 【化2】 式中、R5は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭
    化水素基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、
    ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノ
    キシ基からなる群から選択される少なくとも1つで置換
    されている1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水
    素基であり;そしてR6は、1〜20個のの炭化水素基
    を示す。
  5. 【請求項5】 前記ポリカーボネートが、以下の一般式
    (III)で表される、請求項1〜4のいずれかに記載の
    製造方法: 【化3】 式中、R7は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭
    化水素基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、
    ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノ
    キシ基からなる群から選択される少なくとも1つで置換
    されている1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水
    素基であり;あるいは、R8−X−R9基(ここで、R8
    およびR9は、それぞれ独立して、6〜20個の炭素原
    子を有する2価の芳香族炭化水素基であり、Xは、単結
    合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、および1
    〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水素基からなる
    群から選択される)であり;そしてbは、10000以
    下の正の整数である。
  6. 【請求項6】 前記ジオールのジカーボネートが、以下
    の一般式(IV)で表される、請求項1〜4のいずれかに
    記載の製造方法: 【化4】 式中、R10は、1〜20個の炭素原子を有する2価の炭
    化水素基;炭化水素基の水素原子の少なくとも一部が、
    ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基およびフェノ
    キシ基からなる群から選択される少なくとも1つで置換
    されている1〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水
    素基であり;あるいはR12−X−R13(ここで、R12
    よびR13は、それぞれ独立して、6〜20個の炭素原子
    を有する2価の芳香族炭化水素基であり、Xは、単結
    合、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、および1
    〜20個の炭素原子を有する2価の炭化水素基からなる
    群から選択される)であり;そしてR11は、1〜20個
    の炭素原子を有する炭化水素基である。
  7. 【請求項7】 前記ジカルボン酸のジエステルが、テレ
    フタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル、およびナフ
    タレン−2,6−ジカルボン酸ジメチルからなる群から
    選ばれる、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記ポリカーボネートが、2,2−ビス
    (4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリカーボネー
    トである、請求項1〜5および7のいずれかに記載の製
    造方法。
  9. 【請求項9】 前記ジオールのジカーボネートが、2,
    2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのビス
    (メチルカーボネート)、および2,2−ビス(4−ヒ
    ドロキシフェニル)プロパンのビス(フェニルカーボネ
    ート)からなる群から選ばれる、請求項1〜4、6およ
    び7のいずれかに記載の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記エステル化またはエステル交換触
    媒がスズ系化合物である、請求項1〜9のいずれかに記
    載の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記エステル化またはエステル交換触
    媒が、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウ
    ム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、カ
    ドミウム、チタン、ジルコニウム、スズ、アンチモン、
    鉛、マンガン、コバルトからなる群から選ばれる金属
    の、酢酸塩、炭酸塩、ホウ酸塩、酸化物、水酸化物、水
    素化物、アルコラート、およびフェノラートからなる群
    から選ばれる少なくとも1つである、請求項1〜9のい
    ずれかに記載の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記エステル化またはエステル交換触
    媒が、前記生成するポリエステルまたはポリエステルカ
    ーボネート100重量部に対して、0.0001〜1重
    量部使用される、請求項1〜11のいずれかに記載の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6858701B2 (en) 2000-06-01 2005-02-22 Teijin Limited Wholly aromatic polyester carbonate and process therefor
JP2009292994A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Ube Ind Ltd ポリ(アルキレンカーボネート)化合物の製造方法
US10214614B2 (en) 2008-05-09 2019-02-26 Cornell University Copolymerization of ethylene oxide and carbon dioxide

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