JPS58222113A - ポリフエニレンスルフイドの製造法 - Google Patents

ポリフエニレンスルフイドの製造法

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JPS58222113A
JPS58222113A JP57103749A JP10374982A JPS58222113A JP S58222113 A JPS58222113 A JP S58222113A JP 57103749 A JP57103749 A JP 57103749A JP 10374982 A JP10374982 A JP 10374982A JP S58222113 A JPS58222113 A JP S58222113A
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川端 十平次
Toshio Inoue
井上 敏雄
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

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】 本発明はポリフェニレンスルフィドの製造方法に関する
ものであり、さらに詳しくは溶融粘度が高く、かつ不純
物の少ないポリフェニレンスルフィドを製造する新規な
方法に関する。
ポリフェニレンスルフィドの製造方法として、N−メチ
ルピロリドン等の有機非プロトン性極性溶媒中で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特
公昭45−3368号公報に開示されている。しかし、
この方法にて製造されたポリフェニレンスルフィドは分
子量および溶融粘度が低いため、繊維、フィルム、押出
シート等に押出成形することができないものである。
高重合度のポリフェニレンスルフィドを得るための改善
された重合方法として、特公昭51−12240号公報
に上記反応系に重合助剤としてアルカリ金属カルボン酸
塩を添加する方法が開示されている。また米国特許第4
038260号明細書にはアルカリ金属スルホン酸塩を
重合助剤として添加する方法、特開昭543−2003
0号および56−20031号公報には前者リン酸三ア
ルカリ金属塩、後者ホスフォン酸ジアルカリ金属塩を添
加する方法等が提案されている。
これらの方法によれば、アルカリ金属カルボン酸塩等の
重合助剤の添加量が硫化ソーダに対して等モル程度必要
とされており、さらにより高分子量のポリマーを得るに
は有機酸のアルカリ金属塩の中でも、高価な酢酸リチウ
ムや安息香酸ソーダを大量に使用することが必要であり
、結果的にポリマーの製造コストが増大し工業的に不利
となる。また、重合反応後のポリマー精製工程において
重合助剤の除去操作を簡略化して、処理コストを下げる
ため、および回収ポリマー中に不純物として含まれる電
解質成分をできるだけ少なくし、優れた電気的特性を維
持するために、重合助剤の添加量を少なくすることが望
ましいが、上述の各方法では望ましい程度にその葉を少
なくすることができない。
本発明者らは、以−ヒの点に鑑み、少量で高重合度化の
効果を有し、かつ不純物の少ないポリマーを与える重合
助剤について鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、有機アミド溶媒中で硫化アルカリ
金属とポリハロ芳香族化合物とを、下記一般式R−+X
)nで示される有機多塩基酸のアルカリ金属塩からなる
群から選ばれた少なくとも一種の化合物の存在下に反応
させることを特徴とする高粘度で、かつ不純物の少ない
ポリフェニレンスルフィドの製造方法である。
一般式 R−+X)n  (式中、Rは炭素数が1〜3
0である2〜4価の有機基、Xは−COOMおよび/ま
たはSO3’M、但しMはリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、ルビジウムおよびセシウムから選ばれたアルカリ
金属を示し、nは2〜4の整数をあられす。) 本発明では、有機多塩基酸のアルカリ金属塩からなる重
合助剤を用いることによって、該重合助剤を用いない同
様□・111 な方法に比べて固有粘度が高いポリフェニレンスルフィ
ドが得られるのみならず、驚くべきことに従来の重合助
剤を用いる方法に比べ、カラーが良好で、且つ副生食塩
や重合助剤からなる電解質成分の含有量の少ないポリマ
ーを得ることができる。
本発明の方法で用いるポリハロ芳香族化合物は、芳香核
に直接結合した2個以上のハロゲン原子を有するハロゲ
ン化芳香族化合物であり、具体的にはp−ジクロルベン
ゼン、m−ジクロルベンゼン、0−ジクロルベンゼン、
トリクロルベンゼン、テトラクロルベンゼン、ジクロル
ナフタレン、トリクロルナフタレン、ジブロムベンゼン
、トリブロムベンゼン、ジブロムナフタレン、ショート
ベンゼン、トリヨードベンゼン、ジクロルジフェニルス
ルホン、ジブロムジフェニルスルホン、ジクロルベンゾ
フェノン、ジブロムベンゾフェノン、ジクロルジフェニ
ルエーテル、ジブロムジフェニルエーテル、ジクロルジ
フェニルスルフィド、ジブロムジフェニルスルフィド、
ジクロルビフェニル、ジブロムビフェニル等およびこれ
らの混合物が挙げられる。通常はモノマーとしてジハロ
芳香族化合物を使用するが、分岐構造による粘度増大を
図るために、1分子中に3個以上のハロゲン置換基をも
つポリハロ芳香族化合物を少量併用してもよい。
の混合物が含まれる。かかる硫化アルカリ金属化合物は
水和物および/または水性混合物として、あるいは無水
の形として用いることができる。また、硫化アルカリ金
属は前硫化アルカリ金属と水酸化アルカリ金属によって
導くこともできる。なお、硫化アルカリ金属中に微量存
在する前硫化アルカリ金属、チオ硫酸アルカリ金属と反
応さ”せるために少量の水酸化アルカリ金属を加えても
問題ない。
重合溶媒である有機アミド系溶媒としては、N−メチル
ピロIJ Fン、N−エチルピロリドン、N、N−ジメ
チルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、N
−メチルカプロラクタム、テトラメチル尿素、1.3−
ジメチル−2−イミダゾリジノン等およびこれらの混合
物を挙げることができるが、N−メチルピロリドンが特
に好ましい。
本発明の方法で使用される有機多塩基酸のアル;す金属
塩は前記一般式で表されるものであり、式中のRが脂肪
族、芳香族、脂環式等の炭素数1〜30である2〜4価
のカルボン酸又はスルホン酸の残基である。具体的には
、コハク酸二ナトリウム、アジピン酸とナトリウム、イ
ソフタル酸二ナトリウム、テレフタル酸二ナトリウム、
ベンゼンジスルホン酸二ナトリウム、トルエンジカルボ
ン酸二ナトリウム、トルエンジスルホン酸二ナトリウム
、トリメリット酸二ナトリウム、ピロメリット酸四ナト
リウム、トルエントリスルホン酸三ナトリウム、スルホ
フタル酸三ナトリウム、=5− スルホイソフタル酸三ナトリウム、スルホ安息香酸二ナ
トリウム、ジスルホ安息香酸三ナトリウム、ナフタレン
ジカルボン酸二ナトリウム、ナフタレンジスルホン酸二
ナトリウム、ナフタレントリカルボン酸三ナトリウム、
ナフタレントリスルホン酸三ナトリウム、ビフェニルジ
カルボン酸三ナトリウム、ビフェニルジスルホン酸二ナ
トリウム、ジフェニルエーテルジカルボン酸二ナトリウ
ム、ジフェニルエーテルジスルホン酸二ナトリウム、ラ
ウリルジフェニルエーテルジスルホン酸二ナトリウム等
および上記化合物のアルカリ金属がリチウム、カリウム
、ルビジウム、セシウムのうちのいずれかに置換した化
合物と、これらの混合物を挙げることができる。これら
の有機多塩基酸のアルカリ金属塩は、無水塩あるいは水
和物のいずれでもよいし、また水溶液の形で用いてもさ
しつかえない。尚、かかるアルカリ金属塩を、予め有機
アミド系溶媒中で2〜4価の多価カルボン酸および/ま
たは多価スルホン酸と、水酸化アルカリ金属、炭酸アル
寿す金属塩、重炭酸アルカリ金属塩等とを11.9〜1
.5(当量比)で反応せしめた溶液として本発明の製造
に用いてもよい。
上記有機多塩基酸のアルカリ金属塩の添加によってポリ
フェニレンスルフィド(以下、PPSと略す)の重合度
がFがり、かつカラー良好で、電解質成分などの不純物
を比較6− 約合まないポリマーが得られる理由について以下のよう
に推測した。すなわち、−1−記有機多塩基酸のアルカ
リ金属塩の如き重合助剤は高温条件下で、N−メチルピ
ロリドンの如き有機アミドに相当溶解するので、該重合
助剤と有機アミド溶媒が混合溶媒系を形成し、重合反応
過程でポリマー斗長末端の重縮合活性を向上するのに該
混合溶媒系が効果的に作用するため、重合反応が加速さ
れる。一方、上記重合助剤は塩析効果をも有するために
、重合途中相当の重合度に達したPPSは溶媒系から分
離し、その結果、高温の溶媒中で起るポリマーの分解反
応が抑制され、高重合度のPPSが得られるものと推測
される。この際、上記重合助剤は、高重合度化の効果に
加えてポリマー住長反応以外の副反応およびポリマー分
解反応を抑制する結果、生成PPSに不純物が含まれず
、カラーの極めて良好なPPSが得られる。
また、これらの好ましい効果を発揮するのに、上記重合
助剤の添加量は従来の有機酸のアルカリ金属塩に比べて
少量で良く、かつ水に対する溶解性が大きいため、ポリ
マー回収・精製工程がより簡略化でき、同時に電解質成
分の含有量の少ない PPSが得られると想像される。
これら−F述の効果は1分子中に2個以上のカルポジ:
講および/またはスルホン酸のアルカリ金属塩を含む有
機多塩基酸のアルカリ金属塩の構造自体に起因すると思
われる。
本発明の方法において、硫化アルカリ金属の使用量はジ
ハロ芳香族化合物に対するモル比で0.8ないし1.2
の範囲で、好ましくは0.9ないし1.1の範囲が適当
である。
有機アミド系溶媒の使用量は硫化アルカリ金属に対する
モル比で2.5ないし20の範囲で、好ましくは3ない
し10の範囲で使用することができる。
本発明で使用する有機多塩基酸のアルカリ金属塩の使用
量は、通常硫化アルカリ金属に対するモル比で0.5な
いし1.5の範囲が好ましいが、多塩基酸の塩であるこ
とから場合によってはその使用量がかかるモル比で0.
05ないし0.5の範囲でも本発明による効果は十分に
得られる。
本発明の方法の実施に際しては、有機アミド系溶媒に、
望ましくは不活性ガス雰凹気下常温ないし130℃の範
囲で硫化アルカリ金属および有機多塩基酸のアルカリ金
属塩を加え、攪拌しながら150〜230℃、好ましく
は17(1〜210℃の温度にて系内の大部分の水を常
圧下系外に追い出す。冷却した後、ポリハロ芳香族化合
物を加え反応系を加圧下210〜290℃、好ましくは
230〜280’C,1ないし10時間重合を行わセる
。反応終了後、反応混合物を常法に従って濾別、熱脱イ
オン水およびアセ1 トンで洗浄をくり返し、乾燥することによってPPsが
得られる。
かくして得たPPSは重合度が高く、熱架橋処理による
増粘化を行わなくても、溶融粘度が高いゆえに、射出成
形のみならず押出成形、ブロー成形等が可能である。従
って、ppsが本来有する優れた特性、例えば耐熱性、
耐薬品性、難燃性、電気物性等を生かした成型物、例え
ばエンジニアリングプラスチック、フィルム、繊維等の
用途に極めて有用である。
なお、生成ppsの固有粘度〔η〕の数値は0.4g/
100mA溶液なるポリマー濃度において、α−クロル
ナフタレン中206℃で測定し、次式〔η〕−βn(相
対粘度値)/ポリマー濃度に従い算出した値である。ま
た、生成ポリマー中の電解質成分含有量はポリマーを過
塩素酸を含む硫酸中で加熱分解し、その分解液中のナト
リウム含有量を原子吸光光度針にて測定した後、該含有
量を塩化ナトリウム含有量に換算した値である。
以下本発明を実施例に従って説明する。
〔実施例1〕 1eオートクレーブにN−メチルピロリドン350gと
硫化ナトリウム2.7水塩104.8g(0,80モル
)およびフタル酸二ナトリウム42.Og (0,20
モル)を仕込み、窒素雰囲気下、200℃まで約2時間
かけて攪拌しながら徐々に昇温し、21 m j!の水
を留出させた。反応系を9− 170℃に冷却した後、p−ジクロルベンゼンj 17
.6 g(0,80モル)とN−メチルピロリドン80
gを加え、220℃で2時間、次いで250℃で3時間
反応させた(重合終了時の内圧は6.7 kg / c
d )。反応容器を冷却後、内容物を濾別し、固形分を
熱水で3回、さらにアセトンで2回洗浄した後、120
℃で乾燥して、79.5 gの灰白色粒状PPSポリマ
ーが得られた(収率92%)。ポリマーの固有粘度は0
,31で、食塩含有量は720 ppIllであった。
〔比較例1〕 本比較例は重合助剤を全く添加しない場合についての結
果を示す。
フタル酸二ナトリウムを添加しない他は実施例1と同様
の条件で重合を行った。70.8 gの灰褐色粉末ポリ
マーが得られた(収率82%)。ポリマーの固有粘度は
0.13で、食塩含有量は2100 ppmであった。
〔比較例2〕 本比較例は重合助剤として安息香酸ナトリウムを、硫化
ナトリウムに対し等モル使用した場合についての結果を
示す。
フタル酸二ナトリウムの代りに、安息香酸ナトリウム1
15.2 g (0,80モル)を添加する他は実施例
1と同様の条件で重合を行った結果76.9 gの淡灰
褐色粒状ポリマ10− −が得られた(収率89%)。ポリマーの固有粘度は0
.27で、食塩含有量が2300ppmであった。
〔実施例2〕 分岐した粘度の高いPPSを製造する目的で、モノマー
としてp〜ジクロルベンゼン117g(0,8モル)お
よびL2.4−トリクロルベンゼン0.44g(p−ジ
クロルベンゼンに対し0.3モル%)を使用する他は実
施例1と同様の条件で重合を行った。81.0gの灰白
色粒状ポリマーが得られた(収率94%)。ポリマーの
固有粘度は0.37で、食塩含有量は750 ppll
lてあった。
〔実施例3〕 重合助剤としてフタル酸二ナトリウムの代りに、テレフ
タル酸二ナトリウム42.0g(0,20モル)を添加
する他は実施例1と同様の条件で重合を行った。80.
3 gの灰白色粒状ポリマーが得られた(収率93%)
。ポリマーの固有粘度は0.30で、食塩含有量は82
0 pplllであった。
〔実施例4〕 重合助剤としてフタル酸二ナトリウムの代りに、スルホ
フタル酸三ナトリウム30%水溶液156g(0,15
モル)□□−,イー。よ□。1よ、。門・・、i□□、
。1.1.1させた水は128mA+で、重合終了時の
内圧は7.2 kg / cTAであった。76.0 
gの灰白色粉末状ポリマーが得られた(収率88%)。
ポリマーの固有粘度は0.28で、食塩含有量は780
 ppmであった。
〔実施例5〕 重合助剤としてフタル酸二ナトリウムの代りに、ラウリ
ルジフェニルエーテルジスルホン酸二ナトリウム45%
水溶液241g(0,20モル)を使用する他は実施例
1と同様の条件で重合を行い、留出させた水は145m
1で、重合終了時の内圧は8.0kg/a(であった。
77.7’gの灰色粒状ポリマーが得られた(収率90
%)。ポリマーの固有粘度は0.27で、食塩含有量は
920 ppmであった。
〔実施例6〕 1NオートクレーブにN−メチルピロリドン350gと
テレフタル酸33.2g(0,2モル)を仕込み、窒素
雰囲気下12(]℃に加熱し、均一溶液とした。この溶
液に40%水酸化ナトリウム水溶液40g(0,4モル
)を30分かけて滴下し、120ないし140℃でさら
に30分攪拌した。
次いで硫化ナトリウム2.7水塩104.8 g (0
,8モル)仕込んだのち、200℃まで2時間かけて徐
々に昇温し、5 ’l m 12の水を留出させた。反
応系を170℃に冷却し、その後の重合工程ば□゛★施
例施色1様の条件で行った。重合終了時の内圧は7.2
 kg’/ cIaであった。最終的に78.’6gの
灰白色粒状PPSポリマーが得られた(収率91%)。
ポリマーの固有粘度は0.32で、食塩含有量は840
 pi+mであった。
特許出願人 大日本インキ化学工業株式会社13− 手続補正書(自発) 昭和57年 8月 ZB 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第103749号 2、発明の名称 ポリフェニレンスルフィドの製造法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 〒174東京都板橋区坂下3丁目35番58号明細書の
発明の詳細な説明の欄 5、補正の内容 (1)明細書第4頁第14〜15行の [ジブロムビフェニル等]を る化合物(ここでYは塩素、臭素、ヨウ素、R′はアル
キル基、ニトロ基、フェニル基、アルコキシ基、スルホ
ン基、カルボキシル基、アミG7. ) 1− 等jに訂正する。
(2)  同書第9頁第19行の 「硫化ナトリウム2.7水塩」を 「硫化ナトリウム2.7水塩」に訂正する。
(以  上) 2−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 有機アミド系溶媒中で、硫化アルカリ金属とポリハロ芳
    香族化合物とを 一般式 R−fX)n  (式中、Rは炭素数が1〜3
    0である2〜4価の有機基、Xは−COOMおよび/ま
    たは一303M、但しMはリチウム、ナトリウム、カリ
    ウム、ルビジウムおよびセシウムから選ばれたアルカリ
    金属を示し、nは2〜4の整数をあられす。)であられ
    される有機多塩基酸のアルカリ金属塩からなる群から選
    ばれた少なくとも一種の化合物の存在下に反応させるこ
    とを特徴とするポリフェニレンスルフィドの製造法。
JP57103749A 1982-06-18 1982-06-18 ポリフエニレンスルフイドの製造法 Granted JPS58222113A (ja)

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