JPS6050373B2 - ポリフエニレンエ−テル共重合体 - Google Patents

ポリフエニレンエ−テル共重合体

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JPS6050373B2
JPS6050373B2 JP55042171A JP4217180A JPS6050373B2 JP S6050373 B2 JPS6050373 B2 JP S6050373B2 JP 55042171 A JP55042171 A JP 55042171A JP 4217180 A JP4217180 A JP 4217180A JP S6050373 B2 JPS6050373 B2 JP S6050373B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、新規なポリフェニレンエーテル共重合体に
係わるものであり、更に詳しくは、フェノールとアニリ
ン類との酸化カップリング共重合による新規な耐熱性高
分子に関する。
) ポリフェニレンエーテルは、フェノール類の酸化カ
ップリング重合によつて得られる高分子であり良好な機
械的性質を有し、特にポリスチレン系重合体とのブレン
ド物は、化学的性質、物理的性質、成形加工性などのバ
ランスに優れた熱可塑性;樹脂として広汎に使用されて
いる。
しかし、ポリフェニレンエーテルは、熱、光酸化劣化に
対して必ずしも良好でない。一方、最近各種の工ンジニ
アリング樹脂にファイバー、フィラー類を配合して、機
械的性質を改良する試みがなされているが、ファイバー
、フィラー類を表面処理して、物性を改良するのが」般
的である。この発明はポリフエ土レンエーテル構造を有
しつつも、改良された化学的性質を有する新規なポリフ
ェニレンエーテル共重合体を提供するものである。
ポiノフエニレンエーテルは、前述の様にフェノール類
の酸化カップリングによる脱水縮合反応によつて高分子
化する方法が一般的であるが、本来この反応が特殊な重
縮合反応である為に、適用されるモノマーは限定されて
いる。これ迄に提案されたポリフェニレンエーテルの酸
化カップリング共重合体は、ハロフエノール共重合体(
特公昭39−14833,40−22269)2,3,
6−トリメチルフェノール共重合体(特公昭52−17
880)、クレゾール共重合体(52−144097)
ビスフェノール共重合体(特公昭51−5864)、ナ
フトール共重合体(特開昭50−104298)、2,
6−ジフェニルフェノール共重合体(特開昭53−56
298)その他に代表される様に専らポリエーテル構造
の共重合体である。この発明は、公知のポリフェニレン
エーテル共重合体とは異なつた。フェノール類の重合単
位とアニリン類の重合単位とを含む共重合体に係わるも
のであり、改良された熱安定性、化学的性質を有する新
規なるポリフェニレンエーテル共重合体である。以下に
、詳細説明する。本発明で言うポリフェニレンエーテル
共重合体は、式(1)に示すフェノール類の繰り返し単
位と式(2)て示されるアニリン類の繰り返し単位を有
する.下記一般式(3)で表されるランダム共重合体で
あり、その共重合体中アニリン類が0.1〜5モル%、
フェノール頼が95〜99.9モル%であるポリフェニ
レンエーテル共重合体である。
式中、R1〜R8は、それぞれ水素、炭化水素基)また
は置換炭化水素基を表わし、R9は炭化水素基または置
換炭化水素基を表わす。
炭化水素基は炭素数1〜18s好ましくは1〜10のア
ルキル、アリールまたはアラルキル基である。n及びm
は正の整数n+m〉50、m/n+m=0.1〜5モル
・%。一般式(1)を有する代表的なフェノール類とし
ては、o−クレゾール、2,6−ジメチルフェノール、
2,6−ジエチルフェノール、2,6−ジフェニルフェ
ノール、2,3,6−トリメチルフエ″ノール、2,6
−ジブチルフェノール、2−メチルー6−シクロヘキシ
ルフェノール、2−メチルー6−エチルフェノールその
他が挙げられ、また一般式(2)を有するアニリン類と
しては、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N
−ブチルアニリン、ジフェニルアミン、2−メチルジフ
ェニルアミン、N−メチルー2−メチルアニリン、2,
6−ジメチルーN−メチルアニリン、3−メチルジフェ
ニルアミンその他のN置換体が挙げられ、それぞれ単種
もしくは2種以上混合して採用される。
本発明の共重合体は、公知のフェノール類の酸化カップ
リング重合とほS゛同様の方法で製造し得る。
即ち、一般的には、原料モノマー、触媒、助触媒、溶媒
を含む混合液を激しく攪拌しつつ酸素含有ガスを供給し
た重合を行なう。触媒としては、銅−アミン錯体、コバ
ルト−アミン錯体、マンガン−アルコキシド錯体、ビス
サリチルアルデヒドエチレンジイミナートコバルト、ビ
スサリチルアルデヒドエチレンジイミナートマンガン、
ビス(サリチルアルデヒドアルキルイミナート)マンガ
ン、マンガンーアミンーフエノキシド錯体、その他が使
用可能であり、これらに助触媒としてアミン類、アルカ
リ類、アルコキシド、フエノキシド類を使用しても良い
。特に高重合度のポリマ一を得る事を目的とする場合は
、マンガン系の触媒を使用する事が好ましい。触媒の使
用量は通常のポリフェニレン長−デノン屯合の際と同等
もしくは、これより若干多い目である。反応溶媒はベン
ゼン、トルエン、クロロホルム、堪化メチレン、アセト
ン、メチルエチルゲ・トン、エタノール、メタノール、
イソプロパノール、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドその他あ
らゆる有機溶媒が使用可能で、これらは単種でもしくは
2種以上を混合して使用する事が出来る。重合温度は、
フェノール類の単独重合と同様の条件て良く、通常副反
応を制御する為に80℃以下の温度が適用される。反応
時間は3分〜6時間程度で、エンジニアリング樹脂とし
て使用可能な重合体が得られ、特に好ましくは5分〜1
時間である。勿論これは、バッチ重合の場合で、本発明
の高重合体は、連続重合法によつても製造し得る。その
方法は、例えは特公昭49−28919、特公昭52−
17077などに開示されたフェノール類の連続重合法
が適用可能で諸条件もほS゛同等である。生成物の回収
は、重合系との関連で変わり、反応系から溶液で得られ
た場合は、少量の酸(例えば塩酸など)を含むアルコー
ルを加えて回収され、一方特公昭49−29819の如
き析出重合法て重合した場合は、反応液から析出粒子を
、分離後、前記の酸−アルコール溶液などで洗浄する事
により無色〜淡黄色の粉末が得られる。この発明の共重
合体に於けるアニリン類からの重合単位はポリフェニレ
ンエーテルからの重合単位に対し0.1モル%以上てあ
れば特性を発揮し得るが、アニリン類の含率が高い場合
は褐色に着色しやすいので、通常5モル%以下に留める
のがよい。製品の着色を問題にするエンジニアリング樹
脂用途には、25モル%以下て使用する事が好ましい。
重合度は、製品の用途により異なり、特にエンジニアリ
ング樹脂用途には50以上を選ぶべきである。
分子量については特に限定されるものではないが、樹脂
用途には約5000以上、好ましくは約10000以上
てあり、加工性等からは約40000以下にするのがよ
い。その共重合体を構成式で表わせば されるランダム共重合体であり、R1〜R9は前述の通
りであり、n及びmは正の整数n+m〉50、m/n+
m=0.1〜5モル%である。
本発明の共重合体は、アニリン類からの重合単位を含む
ことにより諸特性を改善したものであり、該重合単位が
所定の比率内で存在すれば、共重合体の特性を損わない
範囲、通常共重合体中5モル%以下で他の共重合体モノ
マーからの重合単位を更に含んでいてもよい。
また、フェノール類とアニリン類を含む共重合体の存在
下に他のモノマーをグラフト共重合させることにより、
更に改質された共重合体を得ることができる。他のモノ
マーは共重合体の使用目的に応じて適宜選択できるが、
塩化ビニル、アクリロニトリル、スチレン、アクリル酸
、アクリル酸エステル、ブタジエン及それらの誘導体等
のラジカル重合可能な炭素−炭素2重結合を有するもの
が使用できる。該グラフト共重合体を得るには、特開昭
50−1268001特公昭43−17812、特公昭
46−41383及び本発明者が既に提案した特願昭5
4−111177等に記載の方法において、ポリフェニ
レンエーテルに代えて上記フェノール類とアニリン類を
含む共重合体を使用すればよい。この様にグラフト重合
により更に改質された本発明の共重合体は、使用モノマ
ーに応じて耐熱性、難燃性、機械的特性、耐薬品性を備
え、同時に優れた成形加工性を付与されたものとなる。
このポリマーの構造は赤外線吸収スペクトル、核磁気共
鳴スペクトル、元素分析、GPCその他により確認した
これらの結果によると、例えば2,6−ジメチルフエノ
ールージフエニルアミン共重合体では、ジフェニルアミ
ンの大部分の芳香核は二置換構造であり、分枝の存在が
認められ』た。一方、フェノール類の側鎖にアニリン類
がカップリングした構造も認められ、この構造を有する
ポリフェニレンエーテル自身も新規な高分子である。生
成ポリマー中のアニリン類の比率は、元素分析により求
められるが、特にエンジニアリング樹脂を目的とする場
合0.1〜5モル%の範囲で好ましく、物理的性質、化
学的性質、ポリマー自身の異常着色などから1〜3モル
%含む場合が最も好ましい。この重合体は、各種の成形
方法で実用に供せられるが、成形に際し熱劣化防止剤を
併用する事が好ましい。
熱劣化防止剤としては、亜リン酸エステル類(例えば、
亜リン酸トリフェニル、亜リン酸トリクレジル、その他
)、亜リン酸アミド類(亜リン酸トリフェニルアミド、
その他)、酸化ホウ素、ホウ酸エステル類(例えばピロ
カテキンホウ酸)、リン酸アミド類(例えば、ヘキサメ
チルホスホルアミド、その他)、スルフィド類(例えば
硫化亜鉛、その他)、ヒンダードフエノール類その他、
及びこれらの混合物等ポリフェニレンエーテルの熱劣化
防止剤として知られているものはすべて使用可能であり
、ポリフェニレンエーテル単独重合体の場合よりも、添
加量が少なくて良く、この為に、より高性能の製品が得
られる。又その他に、光劣化安定剤、加工性改良剤など
の添加も可能てあり、異種の重合体(例えはポリスチレ
ン、ハイインパクトポリスチレン、AS樹脂、ABS樹
脂、ポリカーボネート、ポリスルホン、EPDM,,S
Bゴム、その他)をブレンドしてポリマーアロイ化する
事も可能である。更に、他の特一徴は、フィラー類(例
えばガラス繊維、炭酸カルシウム、硅酸カルシウム、ク
レーその他)を混合した場合にも発揮される。本発明者
らは、これらの特質が三級アミノ基の導入によるものと
考えている。この発明により、ポリフェニレンエーテル
の次点を改良されて、より広汎なエンジニアリング樹脂
としての応用が可能となるの工業的促進が大である。
次に実施例により実施例を説明する。
実施例1〜4 2,6−キシレノール48y1ジフェニルアミン12y
1ビスサリチルアルデヒドエチレンジイミナートマンガ
ン(■)エチレンジアミン9q1トルエン210m11
メタノール90m1の混合液を500m1のフ4ラスコ
に採り、50℃の水浴中で激しく攪拌しつつ酸素ガスを
吹き込んで重合した。
反応開始後1吟でポリマー粒子の析出が観察された。反
応時間10分、2吟、4吟でサンプリングし、少量の塩
酸を含むメタノールで洗滌し淡黄色のポリマー得た。こ
のポリマーをトルエン、メタノールで5回再沈精製した
。この結果、〔η〕が0.30〜1.81迄変化しても
ジフェニルアミンの共重合モル%には変化が無く、かつ
〔η〕が0.1のサンプルでは、もとんどアミンが検出
されていない事からアミンの共重合がほぼランダムであ
ると考えられる(アミンの共重合モル%は、CI(NO
元素分析値から求めた)。
実施例3の詳細な赤外線吸収スペクトルの検討によると
、一置換ベンゼン核はほとんど認められず、二置換及び
四置換ベンゼン核が認められた。前者は、ジフェニルア
ミンの取込みによるものであり、後者は2,6−キシレ
ノールの取込みによるものである。又、このサンプルの
GPC分析によると、分子量42000(PS標準)に
一つだけピークを有する単一のポリマーである事が判つ
た。比較例1実施例3に於て、ジフェニルアミン12y
の代りに2,6−キシレノール12yを使用し、以下同
様に操作した。
この結果CI(NΩ元素分析値からはNは全く検出され
ず〔η〕は0.86であつた。比較例2実施例3におい
て、2.6−キシレノール48qの代りにジフェニルア
ミン48Jを使用して同様操作したが、実施例1〜4、
比較例1と異なり、ポリマー粒子の析出が起こらなかつ
た、そこで反応液に11のメタノールを加えたがポリマ
ーは得られなかつた。
実施例5 2,6−ジメチルフェノール54ゾ、N−メチルアニリ
ン6y1ビスサリチルアルデヒドエチレンジイミナート
マンガン(■)エチレンジアミン9y1トルエン210
m11エタノール90m1の混合液を500m1のフラ
スコに採り、40℃の水浴中で激しく攪拌しつ酸素ガス
を吹き込んで2紛間重合した。
反応開始後、約1吟でポリマー粒子の析出が観察された
。反応終了後、析出粒子を分離し、少量の塩酸を含むメ
タノールで洗滌して淡黄色のポリマーを得た。これをト
ルエン−メタノールで5回再沈して分析を行つた。その
結果、ポリマーの〔η〕は0.55て、CHNO元素分
析値から1.8モル%のN−メチルアニリンが取り込ま
れていた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記の一般式(1)で示されるフェノール類の繰り
    返し単位と一般式(2)で示されるアニリン類の繰り返
    し単位を有する下記一般式(3)で表されるランダム共
    重合体であり、その共重合体中アニリン類が0.1〜5
    モル%、フェノール類が95〜99.9モル%であるポ
    リフェニレンエーテル共重合体。 ▲数式、化学式、表等があります▼(1)▲数式、化学
    式、表等があります▼(2)▲数式、化学式、表等があ
    ります▼(3)(式中、R_1,R_2,R_3,R_
    4,R_5,R_6,R_7及びR_8はそれぞれ水素
    、炭化水素基または置換炭化水素基を示し、R_9は炭
    化水素基または置換炭化水素基を示す。 n及びmは正の整数n+m≧50、m/n+m=0.1
    〜5モル%)2 フェノール類が2,6−ジ置換体であ
    る特許請求の範囲第1項記載の共重合体。 3 アニリン類がN−置換アニリンである特許請求の範
    囲第1項記載の共重合体。 4 アニリン類の置換基が炭素数1〜18のアルキル、
    アリール及びアラルキル基から選ばれる基である特許請
    求の範囲第3項記載の共重合体。 5 共重合体がフェノール類とアニリン類の酸化カップ
    リングによる共重合体からなり分子量が5000〜40
    000である特許請求の範囲第1項記載の共重合体。
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