JPS5989327A - 蒸発を利用した粒状ポリアリ−レンサルフアイドの回収方法 - Google Patents

蒸発を利用した粒状ポリアリ−レンサルフアイドの回収方法

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JPS5989327A
JPS5989327A JP58138658A JP13865883A JPS5989327A JP S5989327 A JPS5989327 A JP S5989327A JP 58138658 A JP58138658 A JP 58138658A JP 13865883 A JP13865883 A JP 13865883A JP S5989327 A JPS5989327 A JP S5989327A
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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】 本発明の背景 本発明は、ポリ(アリーレン ザルファイド)反応混合
物からポリ(アリーレン サルファイド)を回収する方
法に関する。本発明の一つの特徴として、ポリハロ置換
芳香族化合物と極性有機溶剤との反応による反応混合物
の固体および液体成分を分離してポリ(アリーレン サ
ル7アイr)を得ることに関する。その他の特徴におい
て、本発明は、その反応混合物からその他の成分を分離
することによる粒状ポリ(アリーレン サルファイP)
の回収に関する。なお、さらに別の特徴として、本発明
は減圧蒸発方法に関する。
ある観点において、本発明は、ポリハロー置換芳香族化
合物および極性有機溶剤の反応による反応混合物を、そ
の反応混合物から回収される粒状ポリ(アリーレン サ
ルファイド)と回収または廃棄のために分離しうるその
他の成分とに分離する方法を提供する。
隣接する環状原子間に不飽和を有するポリハロ置換環状
化合物の環状炭素原子に結合しているハロゲン原子を、
高められた温度において極性有機溶剤中のアルカリ金属
サルファイドと反応させることによるアリーレン サル
ファイに ポリマーの製造の基本的方法は、米国特許第
3,354,129号に開示されている。この発明の開
示以来、多数の実験的研究が完成し、その結果、p−ジ
ハロベンゼンからだけでなく、分子歯シ二個以上のハロ
ゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物を含有し、そ
し、てアルカリ金属カルボキシレートのような各種の重
合調節剤(polymerization mocti
fyingagent )を含むものからポリ(アリー
レン サルファイド)を製造するためのバッチ式および
連続式の方法が開示されるに至った。全反応体を重合条
件において一緒にする前に、各種の反応体をプレミック
スし、反応複合体(reaction Complex
es)を形成する方法も開示されている。これらの方法
はすべて共通して、ポリ(アリーレン サルファイド)
、極性有機溶剤および種々の不純物、未反応の反応体を
含有する反応混合物を、ポリ(アリーレン サルファイ
P)が溶融相に存在するよ)高い温度において製造し、
この混合物から固体のポリ(アリーレン サルファイド
)を回収する方法である。本発明の方法はまた、重合工
程からの粒状ポリ(アリーレン サルファイ団)、極性
有機溶剤、アルカリ金属ハライド、ポリ(アリーレン 
サルファイド)オリゴマー、未反応の反応体および水を
含有する任意のスラリーから粒状ポリ(アリーレン サ
ルファイr)を回収するのに適用できる。
従って、本発明の目的は、粒状ポリ(アリーレン サル
ファイド)、極性有機溶剤、アルカリ金属ハライド、特
に塩化ナトリウム、ポリ(アリーレン サルファイド)
オリゴマー、未反応の反応体および水から成るスラリー
から粒状ポリ(アリーレン サルファイP)粒子を回収
する方法を提供することである。本発明のその他の目的
は、ポリ(アリーレン サルファイド)および極性有機
溶剤を含有する反応混合物から比較的大きい粒状ポリ(
アリーレン サルファイド)粒子を回収するための方法
を提供することである。本発明のその他の目的は、溶剤
7ラツシング法(Solventflashingme
thods )によって回収されたこの樹脂に比較して
濾過性が向上し、そして粉塵性の減少した粒子寸法分布
を有するポリ(アリーレン サルファイド)を回収する
方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は
、それらを引続いて使用する前に回収した粒子の特別な
処理または操作の必要がないような粒子寸法分布を有す
るポリ(アリーレン サルファイド)を回収する方法を
提供することである。本発明のさらに別の目的は、その
反応混合物からポリマーを回収する溶剤フラッシング法
によって製造されたものよシ一般的にかさ密度(bul
k aen8it7 )の大きいポリ(アリーレン サ
ルファイド)を製造することでおる0本発明のさらに別
の目的は、その反応混合物からポリ(アリーレン サル
ファイド)オリゴマーの分離を容易にするポリ(アリー
レン サルファイド)の回収方法を提供することである
0本発明の方法によって回収されたポリ(アリーレン 
サルファイド)から有用な製品を製造することも本発明
のその他の目的である。本発明のなお、さらに別の目的
は、さらに別の処理のだめに、そしてフィルム、シート
、繊維、成型物品および押出物品のような製品の製造に
好適な粒状ポリマーが得られるポリ(アリーレン サル
ファイド)の回収方法を提供することである。
本発明のその他の特徴、概念および目的は、この開示を
読み、そして添付の図面および特許請求の範囲を検討す
ることによって明らかになるであろう。
本発明の説明 本発明においては、粒状ポリ(アリーレン サルファイ
ド)、極性有機溶剤、アルカリ金属ハライド、ポリ(ア
リーレン サルファイド)オリゴマー、未反応の反応体
および水から成るスラリーを、その極性有機溶剤の標準
沸点以下の温度において、極性有機溶剤、水および未反
応の反応体のような揮発性不純物を蒸発させるのに十分
な圧力条件下で加熱し、ポリ(アリーレン サルファイ
ド)、ポリ(アリーレン サルファイr)オリゴマーお
よびアルカリ金属ハシイド、特に塩化ナトリウムを含む
乾燥混合物を生成させ、引続いてその乾燥混合物を水で
再スンリー化し、アルカリ金属ハライド特にIJa(J
およびその他の不純物を抽出し、そしてポリ(アリーレ
ン サルファイP)オリゴマーを分散させることから成
る、スラリーから粒状ポリ(アリーレン サルファイド
)を回収する方法を提供する。得られた再スラリー化混
合物を、次いでスクリーンを通すような方法で分級し、
それによって粒状ポリ(アリーレン サルファイド)を
その上に回収し、ポリ(アリーレンサルファイド)オリ
ゴマーおよび水性アルカリ金属ハライド溶液を含む濾液
を通過させる。
本発明の特別な実施態様において、極性有機溶剤を蒸発
させる条件は、その揮発性成分が蒸発されるに伴って減
圧条件下の加熱、大気圧における加熱または不活性気体
を使用する比較的大きい圧力における加熱のように全圧
力を制御して供給して加熱することができる。
本発明の別の実施態様においては、濾過助剤をコートし
た減圧フィルターを用いて濾液を濾過し、それによって
ポリ(アリーレン サルファイド)オリゴマーをフィル
ター上に回収し、主として水性アルカリ金属2・ライド
溶液である第二の濾液を通過させる。
水性アルカリ金属2・ライド溶液および分散したポリ(
アリーレン サルファイド)オリゴマーを含有する再ス
ラリー化混合物をさらに処理して粒状ポリ(アリーレン
 サルファイド)を沈降させ、そして水性アルカリ金属
2・ライド溶液および分散したポリ(アリーレン f/
I/ファイド)オリゴマーを含有する液体の少なくとも
一部を、濾過工程を行う前に除去することも本発明の範
囲内でお不。
粒状ポリ(アリーレン サルファイド)、水性アルカリ
金属2・ライド溶液および分散したポリ(アリーレン 
サルファイIF )オリゴマーを含有する再スラリー化
混合物を濾過し、そしてそのフィルターケーキを再スラ
リー化する多段工程で処理し、それによって粒状のポリ
マーを乾燥する前に、その粒状ポリ(アリーレン サル
ファイド)から望ましくない汚染物をさらに分離し、そ
してフィルム、繊維、成型品および押出物品のような物
品の製造用としてさらに加工することもまた本発明の範
囲内である。
本発明の方法は、混合物の主要な同定しつる成分として
粒状ポリ(アリーレン サルファイド)、極性有機溶剤
、アルカリ金属ノ・ライド特にNa(J。
ポリ(アリーレン サルファイド)オリゴマー、未反応
の反応体および水を含むスラリーが得られる任意の方法
によって製造されるポリ(アリーレン fルファイド)
の回収に好適である。本発明の方法は、ポリ(アリーレ
ン サルファイド、)の回収用として特に好適である。
本発明のさらに別の実施態様においては、極性有機溶剤
中の粒状ポリ(アリーレン サルファイド)のスラリー
を製造後の反応混合物をさらに処理してアリーレン サ
ルファイIS  ポリマー粒子を分離し、回収し、そし
て反応混合物のその他の成分を分離および回収または廃
棄する0本発明の方法は、溶融ポリ(アリーレン サル
ファイド)、極性有機溶剤、種々の不純物および未反応
の反応体を含有する反応混合物を生成する任意の方法に
よって製造されたポリ(アリーレンサルファイド)の回
収法として好適に使用される。
最も普通の不純物は、主として塩化ナトリウム(Na(
J )であるアルカリ金属ノ・ライドおよびそれらの物
理的な性質のだめに〔スライム) (sxime)と普
通記載されるゼラチン状物質であるポリ(アリーレン 
サルファイド)オリゴマーの副生物であろう。かような
反応混合物を生成する方法は、米国特許第3,354,
129号に記載されてお如、そしてポリノ・口置換芳香
族化合物を極性有機溶剤中において硫黄含有化合物、所
望によシ重合謁節剤とバッチ式または連続式操作で反応
させるその誘導体も記載されている。本発明の方法によ
って・処理できる反応混合物は、全成分を重合条件下で
一緒にする前にその反応混合成分をプレミックスして複
合体にしたものも含まれる。
その他の成分をその反応混合物から除外はしないが、一
般に本発明の方法によって処理されるアリーレン サル
ファイド ポリマーは、少なくとモ一種類(D p −
シハロベンゼンヲ、フェニレンサルファイド ポリマー
を生成させるのに十分な時間、重合条件下で、少なくと
も一種類のアルカリ金属サルファイドまたはその他の硫
黄源と極性有機溶剤、しばしば少量の、分子当シ二個以
上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物およ
び/またはアルカリ金属カルボキシレートまだはリチウ
ム ハライドのような重合調節剤の添加を伴う混合物と
接触させることKよって生成するフェニレン サルファ
イP ポリマーである。これら反応混合物のさら如普通
の成分の若水を下記に示す。
本発明の方法において使用されるp−ジハロベンゼンは
、式、 (式中、各Xは、塩素、臭素および沃素から成る群から
選ばれ、そして各Rは、水素およびヒドロカルビル基が
アルキル、シクロアルキルまだはアリールの各基または
アルカリール、アラルキルなどのこれらの基の組合せで
あるヒドロカルビル基から成る群から選ばれ、各分子中
の炭素原子の合計数が6〜約24個の範囲内である、た
だし、使用されるp−ジハロベンゼンの少なくとも50
モルチにおいて各Rは水素であるものとする)、で示す
ことができる。
本発明において使用することができる若干のp−ジハロ
ベンゼンの例には、p−ジクロロベンゼン%  p−ジ
ブロモベンゼン、p−ジョー−ベンゼン、i−クロロ−
4−ブロモベンゼン、1−クロロ−4−ヨードベンゼン
、1−ブロモー4−ヨードベンゼン、2.5−ジクロロ
トルエン、2.5−ジクロロ−p−キシレン、1−エチ
ル−4−イソプロピル−2,5−47ブロモベンゼン、
1,2゜4.5−テトラメチル−6,6−ジクロロベン
ゼン、1−ブチル−4−シクロヘキシル−2,5−ジブ
ロモベンゼン、1−へキシル−3−h”テンルー2,5
−ジクロロベンゼン、1−オクタデシル−2,5−ショ
ートベンゼン、1−フェニル−2−クロロ−5−ブロモ
ベンゼン、1−’(p−)!Jル)−2,5−ジブロモ
ベンゼン、1−ベンジル−2,5−ジクロロベンゼン、
1−オクチル−4−(6−メチル シクロペンチル)−
2、5−ジクロロベンゼンなどおよびこれらの混合物が
含まれる。
本発明の方法において使用することができる、分子光シ
二個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合
物は、式R/ x/ n(式中、各X′は塩素、臭素か
ら成る群から選ばれ、好ましくは塩素であシ、nは6〜
6の整数、そしてR′は4個までのメチル置換基を有す
ることができるn価の多価芳香族基であシ、R′中の炭
素原子の合計数は6〜約16個の範囲内である)によっ
て表わすことができる。
本発明の方法において使用することができる分子光シ二
個以上のハロゲン置換基を有する若干のポリハロ芳香族
化合物には、1,2.3−)!Jジクロロベンゼン1,
2.4−)ジクロロベンゼン、1゜6−ジクロロ−5−
ブロモベンゼン、2,4゜6−トリクロロトルエン、1
 .2,3.5−テトラゾロモベンゼン、ヘキサクロロ
ベンゼン、1゜3.5−)ジクロロ−2,4,6−)リ
メチルベンゼン、2.2’、4.4’−テトラクロロビ
フェニル、2.2’ 、 6.6’−テトラブロモ−3
,3’、5゜5′−テトラメチルピフェニル、1,2,
3.4−テトラクロロナフタレン、1,2.4−)ジブ
ロモ−6−メチルナフタレンなどおよびこれらの混合物
が含まれる。
本発明の方法において使用することができるアルカリ金
属す/?ファイドには、硫化リチウム、硫化ナトリウム
、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムおよび
これらの混合物が含まれる。
好ましくは使用するアルカリ金属サルファイドは、水和
物として、または水性混合物として使用される。所望な
らば、そのアルカリ金属サルファイドは、水性溶液中に
おいてアルカリ金属水酸化物とアルカリ金属パイサルフ
ァイドとの反応によって水性溶液として製造できる。
本発明に使用することができるアルカリ金属カルボキシ
レートは、式R″CO2M(式中、R”はアルキル1、
シクロアルキルおよびアリールの各基およびアルカリー
ル基、アラルキル基などのようなこれらの基の組合せか
ら選ばれるヒドロカルぎル基であシ、前記のR//中の
炭素原子数は1〜約20個の範囲内であシ、そしてMは
、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルぎジウムおよび
セシウムから選ばれるアルカリ金属である)によって表
わすことができる。所望ならば、そのアルカリ金属カル
ボキシレートは、水和物として、または水溶液または水
分散体として使用することもできる。
本発明の方法に使用することができる若干のアルカリ金
属カルボキシレートの例には、酢酸リチウム、酢酸ナト
リウム、ゾロピオン酸リチウム、プロピオン酸ナトリウ
ム、リチウム 2−メチルゾロぎオネート、ルビジウム
 ブチレート、リチウム バレレート、ナトリウム バ
レレート、セシウム ヘキサノエート、リチウム ヘプ
タノエート、リチウム 2−メチル オクタノエート、
カリウム ドデカノエート、ルビジウム 4−エチル 
テトラ デカノエート、ナトリウム オクタノエート、
ナトリウム ヘンエーコサノエート、リチウム シクロ
ヘキサン カルボキシレート、ナトリウム 6−メチル
ーシク7ペンタ カルボキシレート、カリウム シクロ
ヘキシル アセテート、カリウム ベンゾエート、リチ
ウム ベンゾエート、ナトリウム ベンゾエート、カリ
ウムm−)ルエート、リチウム フェニル アセテート
、ナトリウム 4−フェニル シクロヘキサンカルボキ
シレート、カリウム p−トリル アセテート1 リチ
ウム 4−エチル シクロヘキシルアセテートなどおよ
びこれらの混合物が含まれる。
この重合反応において重合調節剤として一般的に使用さ
るアルカリ金属カルボキシレートの量は、(通常約0.
05〜約4、約0.1〜約2g−モルカルボキシレート
/11−モル p−ジハロベンゼンでアシ)本発明にお
いて必要とする分離剤(separatingagen
t )の量を減少させるであろう。
本発明の方法において使用することができるリチウム 
ハライPには、塩化リチウム、臭化リチウム、沃化リチ
ウムおよびこれらの混合物が含まれる。
本発明の方法において使用することができるアルカリ金
属水酸化物には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムお
よびこれらの混合物が含まれる。
本発明の方法に有用な極性有機溶剤は、アリーレン サ
ルファイド ポリマーの製造において使用されるポリハ
ロ芳香族化合物およびアルカリ金属サルファイドに対す
る溶剤である0かような極性有機溶剤の例には、ラクタ
ムを含むアミドおよびスルホンが含まれる。かような極
性有機溶剤の特定の例には、ヘキサメチル ホスフォ−
ルアミド、テトラメチル尿素 N 、 N/−エチレン
ジfロリドン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)
、ぎロリドン、カプロラクタム、N−エチル カプロラ
クタム、スルホラン、N、N’−ジメチル−アセトアミ
げ、低分子量ポリアミドなどが含まれる。現在のところ
好ましい極性有機溶剤は、N−メチル−2−ピロリドン
(NMP)である。
水は、極性有機溶剤から溶融ポリ(アリーレンサルファ
イド)の分離を生せしめるために好ましい薬剤であるが
、(1) 、その反応混合物中において使用される極性
有機溶剤に可溶である、(2)、それ自体はポリ(アリ
ーレン サルファイド)の溶剤ではない、そして(3)
9本方法の反応および回収条件に対して好適な沸点であ
る、任意の液体が使用できる。一般に、パラフィン系炭
化水素、比較的高沸点のアルコールおよび比較的高沸点
のエーテルが、単独または混合物としての使用に適して
いる〇 この重合が行なわれる反応温度は、広範囲に変化するが
、一般的には、約420〜約600°Fの範囲内、好ま
しくは約465〜約540’Fの範囲内でちろう。その
反応時間は、一部は、その反応温度によって広く変化し
うるが、一般的には、約40〜約72時間の範囲内、好
ましくは約1時間〜約8時間の範囲内であろう。その圧
力は、N−メチル−2−ピロリドン、使用する場合のp
−ジハロベンゼンおよび分子当シ二個以上のハロゲン置
換基を有するポリハロ芳香族化合物を実質的に液相に維
持するのに十分な圧力であるべきである0前記の各種成
分の重合は、当業界で周知のその他の成分と共に行なわ
れ、ポリ(アリーレン サルファイド)が溶融相にある
温度よシ高い温度における反応混合物になる、これは主
要成分として、ポリ(アリーレン サルファイド)、極
性有機希釈剤1.アリーレン サルファイド オリゴマ
ー〔スライム〕、塩化ナトリウムおよび未反応の反応体
を含む。商業的の目的のためKは、現在最も普通には、
ポリ(アリーレン サルファイド)は、ポリ(フェニレ
ン サルファイド)(PPS)、そしてその極性有機溶
剤は、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)であろう
。溶融ポリ(アリーレンサルファイド)を、その反応混
合物の他の成分から容易に分離できる比較的大きい、粗
い粒状のポリ(アリーレン サルファイド)に転化させ
る方法が最近提供された。この方法においては、その反
応混合物が分離剤のおる量、すなわちその極性有機溶剤
には溶けるが、それ自体はポリ(アIJ−レン サルフ
ァイド)に対する溶剤ではない液体、好ましくは水が、
その極性溶剤に対して溶融ポリ(アリーレン サルファ
イド)の相分離を生ぜしめるのに十分な量で存在する間
に、その重合反応混合物の温度を粒状のポリ(アリーレ
ン サルファイド)と極性有機溶剤とを含む反応混合物
がスラリーを形成しうるように十分に低くすることであ
る。アルカリ金属カルボキシレートを使用するポリ(ア
リーレン サルファイド)の製造において、溶融ポリ(
アリーレン サルファイド)と極性有機溶剤との間の相
分離を生せしめるために、その反応混合物中に十分な分
離剤が存在しているが、好ましくは脱イオン水である分
離剤の添加がその分離を促進する。アルカリ金属カルボ
キシレートが存在する場合は、相分離を生せしめるのに
必要な分離剤の量は比較的少量である。相分離が達成さ
れた後で、その分離相の温度を、ポリ(アリーレン サ
ルファイド)が溶融している範囲からその固体化の範囲
すなわち約500〜600下の範囲内から550′F以
下、一般には約600〜650°Fの範囲内に低下させ
る。そのポリマーを回収するその他の公知の方法で生成
される微細な粉末とは対照的に約0.04〜約4騙の比
較的太きい、粗い粒子が形成される。
本発明の方法は、特に前記の方法によって生成された反
応混合物スラリーから粒状のポリ(アリ    ゛−レ
ン サルファ・イド)を分離するには目下のとこる好ま
しい方法であるのみならず同様な混合物を生成するであ
ろう任意のその他の製造方法にも好ましい方法である0 本発明の詳細な説明するために、その反応混合物から粒
状ポリ(フェニレン サルファイド)(pps)を分離
する方法を略図で示しである図面を参照にして連続法に
おける好ましい操作を以下に説明する。
図面を参照にすると、極性有機溶剤、Na(J、ポリ(
フェニレン サルファイド)オリゴマー、未反応の反応
体および水も含有している反応混合物中において粗い粒
状ポリ(フェニレン サルファイド)のスラリーを生成
させるのに好適な条件下にある反応ベッセル3中に2イ
ン1を通して好適な反応体を導入する0かような混合物
を生成する方法は、本発明の部分を構成していないが、
典型的には次のように実施できる。
NaoHおよびNaH8の水性溶液を、中和用として主
として溶解したNa2Elを生成させるため反応ベッセ
ル3に供給した。脱水および重合反応器の役目をするベ
ッセル3にラインからの全物質をフラッジするために、
次いでN−メチル−2−ピロリドン(NMP)をこのベ
ッセルに供給した0この攪拌根付ベッセルへの供給ライ
ンを窒素でフラッジし、これはベッセルを通って2イン
5に放出した。追加のNM、Pおよび酢酸ナトリウムを
2イン1を通して脱水/重合ベッセル3へ装填し、その
ベッセル中ニおいて水、NMP、硫化ナトリウムおよび
酢酸ナトリウムの混合物を作った。所望にょシ、この酢
酸ナトリウムはこの脱水/重合ベッセル3へNaoHお
よび酢酸を装填して現場において酢酸ナトリウムを製造
することに置換えてもよい。水、IMF、硫化ナトリウ
ムおよび酢酸ナトリウムの混合物を、熱油な含有する伝
熱コイル(図示していない)によって加熱する。すすぎ
洗用の蒸気を、ライン5を通して分別用として蒸留塔(
図示せず)に通す。脱水工程の後に、p−ジクロロベン
ゼン(DOB)をライン1を通してベッセル3に添加し
、所望によ、?1,2.4−トリクロロベンゼン(TO
B)をライン1を通して反応器3に添加する。
この混合物を、重合条件下で加熱し、溶融PPS樹脂、
未反応の反応体、フェニレン サルファイド オリゴマ
ー〔スライム〕およびIMF中に溶解している塩化ナト
リウムを含有する反応混合物を形成する。
酢酸す) ’J 宍多安は、その反応混合物中に存在し
ているから重合反応が完結したときにNMP。
フェニレン サルファイド オリゴマー、塩化ナトリウ
ムおよび未反応の反応体を含む第二の液体相から溶融F
PS相の分離を容易にするために、所望によシ少量の脱
イオン水をライン1を通17て重合ベッセル3に装填す
ればよいOその反応に酢酸ナトリウムが使用されていな
いか、無水の反応混合物またはその反応の結果束じた水
を比較的少量しか含まない反応混合物のときは、第二液
相から溶融Preの分離を生せしめるために十分な蛍の
脱イオン水をライン1を通して添加するのがよい。この
相分離の間は、攪拌機7によってその反応混合物をはげ
しく攪拌し、そして分離後の液体FPS相が、その温度
がその転移温度よシ低くなるにつれて徐々に固体化する
ようにその反応器の温度を低下させる0それで、その反
応混合物中に粗い粒状のPP8のスラリーが生成する。
本発明の方法によるこの混合物を、次いで2イン9を通
ってエバポレーター11に移す、このエバポレーターは
、ライン13を通ってこのベッセルに送られた熱交換物
質によって間接的に加熱され、そして熱交換後にその物
質はライン15を通ってこのベッセルから除去される。
その温度を、NMP、水および揮発性不純物を蒸発させ
る好適な条件下に維持し、これらの蒸発物質をライン1
7を通して除去し、コンデンサー19およびライン21
を通シ凝縮物集収タンク23に入シ、ここから凝縮した
水、NMPおよびその他の凝縮物質をライン25を通し
て除去し、さらに精製する。
その他の非凝縮蒸気は、ライン27を通して凝縮物タン
ク23から除去する○ エバポレーター11が、蒸発工程の間、減圧条件に維持
されているときは、その極性溶剤の標準沸点より低い温
度において蒸発した流出気体(すなわち、NMPの場合
760朋H,gにおいては696下でちる)は前記のよ
うに直接処理する。エバポレーター11が大気圧または
これよシ高い圧力に維持されているときは、例えば窒素
のような不活性気体をライン10を通して導入し、極性
有機溶剤の標準沸点よシ低い温度における揮発性成分が
蒸発するに伴って制御した圧力に維持する。この不活性
気体は、最終的にその他の非凝縮性物質と共に2イン2
7を通して除去する。この不活性気体を分離し、ライン
10を通して再循環することもできる。
不活性気体がエバポレーター11に添加されるときには
、バグ フィルター(bagfilter ) l 2
の使用が特に適切である。このバグフィルタ−は減圧工
程においても使用できる0 エバポレーター11からの固体流出物は、FPS、PP
SオリゴマーおよびNaC’Aの乾燥混合物であシ、ラ
イン29を通して再スラリー化クンク31に運ばれる0
ライン33を通して水、好ましくは脱イオン水を再スラ
リー化タンク33に供給し、ここで粗い粒状PP8.分
散されたPPSオリゴマーおよび水性N%、(J溶液を
含有する再スラリー化混合物を攪拌機35によって攪拌
する。
所望により、この再スラリー化混合物を、ライン37、
バルブ39およびライン41を通ってデ  。
カンチージョンタンク43に送シ、ここで粗いポライン
45を通してデカントし、廃棄するかまたはさらに処理
する。粗いPPS粒子は、ライン47、バルブ49およ
びライン51を通ってスクリーンにかける。
デカンテーション工程を使用しないときは、再スラリー
化タンク31からの粗いPPS粒子は、ライン37、バ
ルブ53およびライン51を経て多孔性金属スクリーン
55に送られ、ここで水性Na(J溶液およびPPSオ
リゴマー〔スライム〕は、ライン57を通して供給され
た洗浄水と共に濾液としてスクリーンを通過し、一方粗
いPPSポリマーをスクリーン上に集め、そして生成物
としてライン59を通って取出す。所望によシ、ライン
59中の物質は、生成物乾燥工程(図示せず)に行く前
に再スラリー化およびスクリーニングの重復工程に通す
こともできるO スクリーン55からの濾液は、ライン61に通し、所望
姉よシデカンテイングクンク43からの分散した〔スラ
イム〕を含むデカントされた水性Na(J溶液と共に、
珪藻土のような適当な濾過助剤をプレコートしたセル口
・−ス繊維製のバキュームrラム フィルター63に通
す。分散した〔スライム〕は、フィルター コーチング
上に保留される、これはある時間々隔でかき落し、新し
いコーチングに取替える。かき落された濾過助剤/〔ス
ライム〕廃物は、ライン67を通って廃棄される。
−力説〔スライム〕した水性Na(J溶液は、ライン6
9を通って廃棄するか、さらに処理する。
次の実施例は、本発明をさらに説明するものである。こ
れらは説明のだめのものであシ、限定するものではない
実施例1 本実施例においては、硫化ナトリウム、N−メチル−2
−ピロリドン(NMP)およびp−ジクロロベンゼン(
DOB)の水性混合物からのポリ(フェニレン サルフ
ァイド)の製造および通常の溶剤フラッシングに引続<
 ppsの回収を説明する。
この方法で製造したpps樹脂は、スクリーニング試験
の比較用の対照ポリマーとして使用する。
72.2ポンドの50.35重量%の1JaoHと58
.91重量%の水硫化ナトリウム(NaH8)および0
.62  。
重量愛のNa2Sを含有する溶液87.6ポンドを混合
して水性硫化ナトリウム溶液を製造した。この硫化ナト
リウム溶液、23.5ポンドの酢酸ナトリウムおよび6
5.7ガロンのNMPを、攪拌しているパイロット プ
ラント反応器に装填し、次いで窒素でパージした。この
混合物を最初に、約668〜6406F7、そして’l
 7 psigの圧力において約10分間加熱し、次い
で、17psigにおいて約220分の時間の間に徐々
に454’Fに温度を上昇させた。
続いてi32.1ポンドのDOBを反応器に装填し、そ
して全反応器混合物を約454’Fの温度において2時
間加熱した、雲の間圧力は17 psigから70 p
aigに上昇した。次いで、反応器の温度を510’F
に上昇させ、そしてその圧力を60分の間に145 p
sigに上昇させた0約510°Fおよび145〜15
0 psigにおいて約1時間反応器混合物の加熱を続
けた。
この反応器に約55 pMのco2を装填し、約511
 ’F/ 2 Ill 5 pSlgにおいて約60分
間維持した。
この重合混合物を、約505’Fにおいて部分的溶剤フ
ラッシングによって濃縮した、この間圧力は205 p
sigから約80 psjgK減少した0最終的に1部
分的に脱溶剤されたスラリーを約540下、約158 
psigの圧力において加熱し、そしてブレンダーに移
し、ここで550〜544’Fにおいて約60分の間に
本質的に全部の液体を蒸発させた。
乾燥した、塩の充填されたPPSを、最初に約80ガロ
ンの冷脱イオン水で、次いで約350 ’F/150 
psigにおいてほぼ同量の熱脱イオン水で2回洗浄し
た0濾過後、このPPSフィルターケーキを、200〜
300″F、および大気圧条件で約6時間乾燥させた。
本質的に前記と同様な条件で行った60回の重合実験で
得られた乾燥PPSポリマーを混合し、各種の試験に供
した。この対照ポリマーの混合物を実験1 (Run 
1 )と称する0実施例■ 本実施例においては、分子量調節剤として酢酸ナトリウ
ムを使用し、引続いて水の存在における粗い、粒状pp
sを沈殿させるポリ(フェニレンサルファイド)の製法
を説明する。
50.75重量%のNaoH溶液を72.0ポンドと5
8.75重量矛のNa5sおよび0.66重量%のNa
2Sを含有する溶液87.8ポンドとを混合して水性硫
化ナトリウム溶液を製造した。この溶液を、26.5ポ
ン−の酢酸ナトリウムおよび27.7ガロンのN−メチ
ル−2−ピロリドン(NMP)を窒素雰囲気下で含有し
ている攪拌しているパイロットプラント反応器に装填し
、次いで8.0ガロンのNMPで7ラツシングした0全
部合物を最初に、蒸発表しで約664〜338’Fの温
渡、そして約17 psigの圧力において約17分間
加熱し、そして次いで、17psigの本質的に一定の
圧力において約100分の時間をかけて約458’Fの
最終温度にまで徐々に温度を上昇させることによって脱
水した。
引続いて、その反応器に133.4ボンrのp−ジクロ
ロ ベンゼン(DOB)を装填し、そして全混合物を、
446°F(最初)乃至450’Fの範囲の温度、30
 paig(最初)乃至68 psigの範囲の圧力に
おいて2時間加熱した。60分の間にその反応器の温度
を約508〜5106Fに上昇させ、そして約165〜
146 psigの圧力に上昇させた。その重合反応を
完結させるためにこれらの条件において6時間加熱を続
けた0 その後、2時間の間に反応器の温度を約250下に、そ
して、その圧力を12 psigに低下させた。ロータ
ー速度が、約650〜400 r、plm。
における攪拌下で行なったこの運転によって反応混合物
は、PPS相および本質的に全不純物を合宿するNMP
相の二相に分離した。最終的10ガロンのNMPを添加
し、そして本質的にさらに圧力を変化させずにその温度
を約1606Fまでさらに低下させた。
実施例■ 本実施例は、実施例■の窒素でパージした反応器スラリ
ーから減圧下での揮発物質の蒸発を説明する。粒状PP
S、ポリ(フェニレンサルファイP)オリゴマー〔スラ
イム〕、NMP 1水、未反応の反応体および塩化ナト
リウム副生物を含有する前記の反応器のスラリー約4.
1〜4,8kyを窒素でパージした2ガロンのステンレ
ス鋼反応器に入れた。約250 r、p、m、で攪拌し
ながらこのスラリーを加熱した。大気圧条件下で約24
3’F(117℃)において若干の水が蒸発し始めた。
窒素流をスラIJ−に通り、テイル間、約350OF(
117°C)において6時間以内にその圧力を約760
トルから約5トルに減圧後に大部分の液体は蒸発した。
冷却したオーバーへラド アキュムレーター中に約6.
3〜6.5ノの液体(主としてNMPおよび水)が集ま
った0 反応器内容物を、窒素雰囲気下で一晩冷却してから約1
ガロンの脱イオン水をその乾燥ポリマー/リプ−フィル
ターケーキプラス1ガロンの脱イオン水を反応器に再び
戻した。得られたスラリーを攪拌し、約50〜60分以
内に約350′Fに加熱し、冷却後濾過した。前記の熱
脱イオン水による洗浄をさらに一回行った。洗浄したP
PSを、250’Fにおいて強制通風炉中で乾燥した。
前記のように処理した5個の試料を混合し、そしてスク
リーニングおよび紡糸試験に供した。このPPSブレン
ドを実験2と称する。
実施例■ 本実施例においては、常法の溶剤ンラツシングによって
回収したPPS樹脂(実験1、実施例■)および水およ
び酢酸ナトリウムの存在における沈殿、そして続いて減
圧熟発による樹脂(実験2、実施例■)の粒子寸法分布
を比較した。
スクリーニング分析は次のように行った。
PPS樹脂を、水およびアセトンで洗浄し、炉中で25
0’Fにおいて乾燥させた。乾燥PPSを、先づ5ガロ
ンのドラム タンブラ−(’drumtum’bler
 )中で60分間混合した。約200gの試料を、20
0’F″における乾燥炉中におき、水分の減少がなくな
るまで約60分乾燥させた。pps試料に少量のカーボ
ンブラック(100〜200Iv)を帯電防止剤として
添加し、次いでジャーに入れ手で振った〇 乾燥したPPS試料を、電動式センコマインザー シー
プ シェーカー(0−enco Mei=nzer 5
ieve     ’5haker ) (カタログ番
号18480 )の最上部スクリーン上に注ぎ込み、速
度セツティング〔5〕(650サイクル/分)で30分
振動させた。各スクリーン上の量を秤量後に、振動運転
を重量変化が起らなくなるまで10〜15分間繰返した
各秤量の前にスクリーンに付着している粒子をゆるめる
ためにふるいの枠組を木製用具で叩いた。
スクリーニングのデータを第1表に示す。
第1表 実験1 実験2す (対照) (発明) 1.2071!711以上%      5.3  1
2,60.85關以上チ     19,4  39.
40.60mm以上チ     32.1  66、D
O,50mm以上%     66.7  91.00
.15朋以上%     78,3  96,7a)1
2回のスクリーニング分析の平均第1表のデータは、本
発明の減圧蒸発法にヨッて回収した実験2のPPEI樹
脂が、通常の溶剤フラッシングによって回収した実験1
のPPS樹脂よシ粗く、従って濾過性が良く且つ粉層性
が少ないことを明らかに示している。
実施例V 本実施例においては、実施例■に記載のように、実施例
■のスラリーを窒素パージを行って減圧蒸発して回収し
九PPBでおるが、乾燥PP8および冷水のスラリーを
濾過する前に、その水性溶液を、デカントして〔スライ
ム] (PPSオリゴ−−)の主要部分を除去したもの
である。前記方法に基づいた5回の蒸発で得た試料を混
合した。この混合物を、実験6と称する。
実施例■ 本実施例においては、実施例Hの反応器スラリーからの
揮発物質の蒸発を実施例■の方法に基づいて減圧条件下
で実施した。但し、このスラリーのパージを窒素の代シ
に空気で行った。空気パージによる4回の減圧蒸発実験
の乾燥PPS試料を混合した。このブレンドを実験4と
称する。
実施例■ 本実施例においては、実施例■の反応スラリーからの揮
発物質の蒸発を、実施例■に記載のように空気パージで
実施した、但し、減圧蒸発の間の最終温度は280’F
(138℃)であシ、そして乾燥PPSおよび冷水のス
ラリーの濾過の前に、その水相をデカントして〔スライ
ム〕の主要部分を除去した(実施例■を参照)。空気パ
ージを行った280’Fにおける二回の蒸発実験の試料
を混合した。このブレンドを実験5と称する。
実施例■ 本実施例は、水の存在において沈殿させることによシ回
収し、引続いて減圧乾燥したPPS樹脂を用いて繊維に
押出す方法を説明する。粒状PPEI樹脂を約110℃
において15時間減圧条件下で乾燥し、次いで前取てペ
レット化せずに繊維に紡糸した。水冷却したポリマー供
給物を1“ウニインマシン アンド ダイ社(Wayn
e Machine andDie Co、)製の押出
機で60/100/200/ダイナロイ(Dynall
oy ) X 11 L / 60メツシユパツク ス
クリーン(Pack 5creens )を通し、64
個の長さ0.048“、そして直径o、o 12#の孔
を有する紡糸口金(61pinnelet )から約4
,497cm27分の速度で押出した。ニューシャーシ
ー州、モリスタウン、タイヤモンド ジャムロック社の
プロセスケミカルス デビジョン(ProcessCh
emictLIB Division  of  Di
amona  ShamrockGorporati、
on、 Morrietown、 N、J、)から販売
されているノゾコスタット(Nopco atat )
 2152−Pの15重量%溶液を紡糸した糸の仕上げ
に使用した。64本の黄色のpPsフィラメントの押出
されたストランド(19tran、d )を最終延伸比
4.0〜4.2tで100℃の熱板上で延伸した。
実施例■ 減圧蒸発忙よって回収した洗浄した粒状PPS樹脂の性
質および実施例■の方法に基づいて上記のPPSから製
造した繊維の性質を第■表に要約した。
a)、直径0,0825”、長さ0.315” ノ、t
リフイス、および5.Okgの有効重量(ピストンの重
量も含めて)を使用するA、STMD1238法の変法
に基づき616℃において測定した。
b)、α−クロロナフタレンに不溶物、40gのPPS
を約1000cr:、のα−クロロナフタレンと共に約
240℃、約2時間加熱した。
C)、パーキン エルマー (Perkin Elme
r )Dsa −2c差動走査熱量計(differe
ntialscanning calorimeter
 )で測定、660℃で溶融しはじめるポリマーの冷却
、冷却速度は20℃/分であった。
a)、9ooomの糸の重量、IO θ)、インストロン(工nstrom ) 1122引
張試験機で測定した。この糸を約200xi/分の速度
で引張った。
第■表のデーターは、 1)、PPSおよび冷水のスラリーの濾過前の〔スライ
ム〕の除去は、(実験3対実験2)は、灰分含量を低下
させ、不溶解物量を低下させ、糸の強力を高め、紡糸性
を良好にする(断糸がよシ少ない)。
2)、空気の代1)K窒素の存在における減圧蒸発は、
(実験2対実験4)紡糸性を著しく良好にする(断糸が
よシ少ない)0 3)、蒸発の量温度を低くシ、冷水/PPSスラリーの
濾過前の〔スライム〕の除去(実験5対実験4)は、強
力を高め、そして著しく紡糸性(断糸がよシ少ない)を
良好にする。実験5が目下のところ好ましい操作方式で
ある。
実施例X 本実施例においては、本発明の減圧蒸発方法によって回
収した粒状PPS樹脂からのフィルムの押出を説明する
。約6ポンーの粒状樹脂を、ブルー M (B:Lue
 −M )炉中において約350’Fで約5時間乾燥し
、1/2“ディビス−スタンダード押出機(Davis
−8tandarcl extruder )を用い、
約599°Fのダイ温度においてストランドに押出し、
これを次いでペレットに細断した。
これらのペレットを、約2500Fにおいて一晩減圧乾
燥し、次いでケニイ シート ライン エクトルーダー
(Kenny Elheet Line extruc
Ler )で約640′F′の溶融温度において0,0
25 〃のダイギャップ(aie gap)を有する6
“中のダイから押出した。押出したフィルムを約116
’Fの温度のロール上を通過させ、そして約100γp
mの速度において巻取ロールによって約0.015//
の厚さに延伸した。生成されたフィルムは良好な外観を
示し、そして気泡は極めて少なかった。
実施例M この計算実施例は、非減圧条件における商業的PPSス
シリーから揮発物質を除去する操作を説明する。約67
00ポンドのPPS (5〜8重量%のスライムを含め
て)、約7200ポンドのNa1J、。
約14,000ボンドのNMPプラス約6500ポンド
のH2Oから成シ、そして約250°Ill″(121
℃)の温度のプラント規模のパッチを攪拌つきドライヤ
ーで約248’F(120℃)および約80ONmHg
の全圧において乾燥するまで蒸発させた。
6〜5時間の蒸発運転を実施するのに約5,4X106
BTU 7時間の入熱(heat 1nput )を要
した0この蒸発工程の初めにおけるN MpおよびH2
Oの蒸気圧の合計は、約248’Fの本質的に一定の温
度において80C1nmHgの全運転圧力を与えるのに
十分なものである。蒸発の進行および液相中の揮発性の
大きい成分(H2O)の量の減少に伴い全蒸気圧は低下
する、約800闘Hg (15,5pSi)の制御した
全圧力を維持するために、そのドライヤー中に不活性気
体、好ましくは窒素の量を増加して導入しなければなら
ない。その液相、気相の組成の漸進的の変化を、第■表
に計算したデータによって示す。
第■表 0.50  0,50 0.0375 0,9625 
0.00.55  0.45 0.041  0.86
60.0930.61  0.39 0.0460,7
50  0.2040.67  0.33 0,05.
0  0.640  0,3100.735 0.26
5 0,055  0,510  0.4350.85
  0.15 0,064  0.290   G、6
460.965 0,035 0,072  0.06
7  0,861本質的に全部の水および約92チのN
MPが蒸発した後で、NMPの除去を促進するために、
その温度を約400’Fの最大値まで上昇することがで
きる。
排出する窒素ガスはバグ フィルターを通過し、固体微
細物を捕集し、気−液セパレーター中におけるNMPお
よび五20の凝縮のために約100〜110’T″に冷
却される0溶剤を含まない再循環窒素および適当量の窒
素供給ガスは、550 HPのブロアーでポンフ0輸送
され約2.5 x 10’ BTU容量の熱交換機に入
シ、この気体がドライヤーに導入される前に約250’
Fに加熱する。乾燥が完結すると塩の充填されたポリマ
ーは、次いで第1図に記載の方法に従って冷却そして洗
浄される0
【図面の簡単な説明】
第1図は、粒状ポリ(フェニレン サルファイド)(P
PS)をその反応混合物スラリーから分離する方法の略
図である。 代理人 浅  村   皓 手続補正書(方式) 昭和58年12月7 日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和58  年特許願第 1386党   号3、補正
をする者 事件との関係 特ごr出願人 住  所 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和58年 11月 29日 8、補正の内容  別紙のとおり 明細書第1頁第3行及び第4行の1(アリーレンサルフ
ァイv)」を「アリーレン サルファイド」に訂正する

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)粒状ポリ(アリーレン サルファイド)、極性有
    機溶剤、アルカリ金属ハライド、ポリ(了り−レン サ
    ルファイド)オリゴマー、未反応の反応体および水を含
    むスラリーから粒状ポリ(アリーレン サルファイド)
    を回収する方法において、(a)  前記のスラリーを
    、前記の極性有機溶剤の標準沸点よシ低い温度において
    、極性有機溶剤、水および揮発性不純物を蒸発させるの
    に十分な圧力条件下で加熱し、それによってポリ(アリ
    ーレン サルファイド)、ポリ(アリーレン サルファ
    イド)オリゴマーおよびアルカリ金属ハライドを含む乾
    燥混合物を生成させ、 (b)  前記の乾燥混合物を水で再スラリー化し、ア
    ルカリ金属ハライrを抽出し、そして再スラリー化混合
    物中にポリ(アリーレン サル7アイr)オリコマ−を
    分散させ、そして、 (c)  再スラリー化した混合物を分級し、それKよ
    って粒状ポリ(アリーレン サルファイド)を回収し、
    そしてポリ(アリーレン サルファイP)オリゴマーお
    よびアルカリ金属ハライr水性溶液を含む最初の濾液を
    通過させる、 諸工程から成ることを特徴とする前記粒状ポリ(アリー
    レン サルファイド)の回収方法。
  2. (2)前記の圧力条件が、減圧を含む特許請求の範囲第
    1項に記載の方法。
  3. (3)前記の圧力条件が、少なくとも大気圧を含み、そ
    して前記の圧力を、前記の極性有機溶剤、水および揮発
    性不純物が蒸発するように不活性気体の添加によってほ
    ぼ一定の水準に制御する特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。
  4. (4) (d)最初の濾液を、濾過助剤をコートしたフ
    ィルターで濾過し、それによってポリ(アリーレンサル
    ファイP)オリゴマーをその上に回収し、そして水性ア
    ルカリ金属を含む第二濾液を通過させる工程をさらに含
    む特許請求の範囲M2または第6項に記載の方法。
  5. (5)  粒状ポリ(アリーレン サルファイr)、極
    性有機溶剤、アルカリ金属ハライIF、ポリ(アリーレ
    ン サルファイド)オリゴマー、未反応の反応体および
    水を含む前記のスラリーが、その極性有機溶剤には溶け
    るがそれ自体はポリ(アリーレン サルファイド)の溶
    剤ではない液体のある量〔前記の量は、溶融ポリ(アリ
    ーレン サルファイド)の極性有機溶剤からの相分離を
    生せしめるに十分な量である〕の存在において、前記の
    反応混合物の温度を、粒状ポリ(アリーレン サルファ
    イド)が極性有機溶剤中に訃いてスラリーを形成しうる
    ように十分に低くすることによって極性有機溶剤と溶融
    ポリ(アリーレン サルファイド)とを含む重合体反応
    混合物を処理することから成る方法によって得られたも
    のである特許請求の範囲第1項または第4項に記載の方
    法。
  6. (6)  ポリ(アリーレン サルファイド)が、ポリ
    (フェニレン サルファイド)でアシ、極性有機溶剤が
    N−メチル−2−ピロリドン(NMP)でち夛、そして
    アルカリ金属ハライドがNa(Jである特許請求の範囲
    第1または第4項に記載の方法。
  7. (7)  ポリ(アリーレン サルファイド)が、ポリ
    (フェニレン サルファイド)であシ、極性有機溶剤が
    、N−メチル−2−ピロリドンであシ、アルカリ金属ハ
    ライドがNaCJであシ、そして極性有機溶剤に可溶の
    前記の液体が水である特許請求の範囲第5項に記載の方
    法。
  8. (8)  (b)の再スラリー化した混合物を、(1)
    、前記の粒状ポリ(アリーレン サルファイド)を沈降
    させ、そして(l+)、抽出されたアルカリ金属ハライ
    ドおよび分散されたポリ(アリ−1/ン サルファイド
    )オリゴマーを含有する水の少なくとも一部を濾過の前
    に除去する ことによって処理する特許請求の範囲第1項または第6
    項に記載の方法。
  9. (9)蒸発工程(a)の間、前記スラリーに気体流を通
    過させる特許請求の範囲第1または第4項に記載の方法
    。 αOその気体を、空気および窒素の中から選ぶ特許請求
    の範囲第9項に記載の方法。 0■ 前記の回収した粒状ポリ(アリーレン サルファ
    イP)を乾燥し、そしてフィルム、シート、繊維、成型
    品または押出物品を製造するだめの適当な処理をさらに
    行う特許請求の範囲第1.2または6項に記載の方法。
JP58138658A 1982-09-27 1983-07-28 蒸発を利用した粒状ポリアリ−レンサルフアイドの回収方法 Granted JPS5989327A (ja)

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