JPS6088034A - ポリフエニレンエーテルのブロムメチル化方法 - Google Patents

ポリフエニレンエーテルのブロムメチル化方法

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JPS6088034A
JPS6088034A JP59195870A JP19587084A JPS6088034A JP S6088034 A JPS6088034 A JP S6088034A JP 59195870 A JP59195870 A JP 59195870A JP 19587084 A JP19587084 A JP 19587084A JP S6088034 A JPS6088034 A JP S6088034A
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JP
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polyphenylene ether
formaldehyde
hydrogen bromide
carboxylic acid
reaction
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JP59195870A
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ラーバン・グルントマン
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Huels AG
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Chemische Werke Huels AG
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Publication date
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/48Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/485Polyphenylene oxides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S525/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S525/905Polyphenylene oxide

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  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (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】 米国特許第3,806,874号および第3,806,
875号またはドイツ特許出願P 3,813,864
.8に従って好ましくけアルキル置換フェノールから錯
体形成剤、例えば臭化銅およびジブチルアミンを用い、
酸化的縮合下に製造されるポリフェニレンエーテル(P
PE)は、特にプラスチックの配合物に使用されそして
出発物質、置換基、共縮合または混合法によって様々々
性質を示すよく知られた物質である。
下記の理由から、フェニレン核にブロムメチル基を有す
るPPEを使用することが望ましい。
文献、例えばドイツ特許公告第2,009,065号お
よび第2,047,618号各公報から、RないしR5
について挙げられた多数の異なった置換基のうちでブロ
ムメチル基もまた挙げられている概括的記載は、々る程
知られているが、そのような基の実際の位置も何か他の
置換基もまた記載されておらず、それどころかこの物質
を製造する方法も開示されていない。
それに対して、原則的にハロゲン化炭化水素残基の場合
には、置換基として少くとも2個の炭素原子をハロゲン
原子とフェノール核との間に必要としまたブロムメチル
基を挿入する可能性も少ない多数の文献が目につき、そ
の中にはドイツ特許公告第2.Ca7.510号および
同第2,616,746号各公報がある。
従って、本発明の特許請求の範囲の第1項〜第5項に記
載された方法によってPPEがブロムメチル化されうろ
ことは驚くべきことであった。
ブロムメチル化は、それ自体よく知られた芳香族化合物
の反応である。ホーペン−ワイル編「有機化学の方法J
 (Houben−Weyl、 Methoden d
er organischenChemie)第V4巻
(1960年)第484−487頁に総括的記載がなさ
れている。しかしながら、第487頁には、フェノール
は、ホルムアルデヒドとの重縮合によって転位すること
が教示されている。例となれば、この公知の、そしてこ
の場合全く望ましくないフェノール樹脂形成もまたフェ
ノールエーテルと共に現われるので〔合成樹脂便覧第1
0巻第22頁(Kunststoff −Handbu
eh、 Carl −Hauser −Verlag 
1968)およびウルマン編工業化学百科事典第4版1
979年第18巻第248頁(Ul1manru+ E
ncyklopidie der teahnisch
enChemie)参照〕%PPEがホルムアルデヒド
との望ましく々い網状化を起すとと々〈反応しうろこと
は予想外のことであった。
この重合体物質が通常用いられるカルボン酸(酢酸、プ
ロピオン酸)に全くまたはほとんど溶解しないとしても
、重合体PPEのブロムメチル化を良好表変換惠で実施
しつることは驚くべきことであった。
エーテルがハロゲン化水素によって開裂されうろことは
、結局は公知に属すゐことである。
ブロムメチル化は、か々りの量の臭化水素の存在を前提
としているので、PPEの反応が著しい開裂を伴々うこ
と々〈進行しうるということは予想外のことであった。
出発物質とi、ては、一般式 (上式中、R1卦よびR2はメチル、エチル、プロピル
またはブチルを意味し、R3はHであるかまたはHlt
、−よびR2と同じ意味を有し、そしてnけ8ないし6
00である)で表わされるPPEが好適であり、そして
特にn=10ないし3o。
の重合度を有するポリ(2,6−シメチルー1.4−フ
ェニレン)−エーテルが使用される。
使用しうるPPEの分子量は、原則として限定され々い
。80℃においてクロロホルム中で測定して、J=0.
1&l、−+しo、9 dA/g、好ましくは0.4な
いし0.65dl1gの溶液粘度を有するPPEが極め
て好適に使用されうる。しかしながら、この方法は、n
=8/zいし30の重合度を有する低分子量のPPEに
対しても特に好適である。
反応媒質と1.ては、極めて一般的な脂肪族または芳香
族の、2ないし12個の炭素原子を有するカルボン酸、
例えば酢酸、プロピオン酸、酪酸、クロル酢酸、安息香
酸が使用される。塩素化炭化水素、エーテル、エステル
または炭化水素のような他の溶媒との混合物もまた良い
結果に導く。好ましくは、酢酸、プロピオン酸または酢
酸/クロロホルム混合物中で操作する。液体反応媒質の
使用量は、 PPEQ量の2fXL41,20倍。
好ましくは5ないし10倍である。
PPEは1本発明による反応条件下では一般に不溶性で
ある。この理由から懸濁液中で操作するので、PPEを
粉砕された形で、好ましくは2ないし200μm、特に
約5にいし50μmにお込て使用することが推奨される
。低分子量のPPEは、特により犬きた希釈度および比
較的高い温度においては、大部分あるいは一部溶解され
うる。
しかるに1本発明による反応は、溶解されていないPP
Eを用いても、また正にそれを用いて、高い変換車でも
ってうまくいくことは、予想外のことであった。
ホルムアルデヒド°をガス状で、ならびに溶解された形
で、しかし特にバラホルムアルデヒドとして固体の重合
体の形で、反応混合物に添加することができる。全量を
PPEとの反応の始めに仕込むかまたは反応の経過中に
連続的に、あるLth )t 1514 m lf出ル
ム丁ルヂ)! ドft 移fzh k K−力nするこ
とかできる。フェノール1単位当りポルムアルデヒド”
0.02ないし4モル、好ましくけ1ないし2.5モル
が添加される。
臭化水素は1反応の進行中にガス状であるいは溶液とし
て、好ましくはカルボン酸中の溶液として供給される。
反応は、HBrの過圧下に行なわれる。例えば、強酸(
例えばH2SO4)の添加によって無機臭化物(例えd
 NaB r、 KB r 、 NH4B r)から1
(Brを遊離させるとともできる。この場合には、PP
Eを例えば酢酸中にパラホルムアルデヒド°および微細
粉末状の臭化ナトリウムと共に懸濁しそして濃硫酸と酢
酸との混合物を60ないし8(lにお−て滴加する。全
部で7エノール1単位当り)IBrO,02ないし5モ
ル、好ましくは1ないし2.5モルが使用される。反応
温度は、20々いし150℃、好ましくは60ないし1
80℃そして特に70にいし100℃である。反応時間
は、バッチの大きさおよび考慮されるブロムメチル化度
に応じて、0.5なL/1 l。
8時間の配量時間訃よび1々いし12時間の反応経続時
間から合計されるー 反応をバッチ式のみならずまた連続式に実施することが
できる。
ブロムメチル化生成物は、濾過または遠心分離によって
分離され、希薄力性ソーダ溶液でそして水で中性になる
まで洗滌されそして乾燥される。精製のためには、再結
晶が推奨され、その際例えば、溶媒としてクロロホルム
か、そして沈殿剤としてメタノールが使用されうる。
反応生成物は、工ないし87.6 %、好ましくは10
々いし80%の臭素含量を有する。これらの生成物にと
って特徴的方ことは、250ないし825℃の温度範囲
における熱重量分析試験の際の重量損失であり、それは
2ないし40%であり、実施例に関連する下記の表から
明らかである。
本発明に従ってブロムメチル化されたPPEは、官能性
化された重合体の製造のための中間生成物として使用さ
れうる。すなわち、例えば、ブロムメチルのヒドロキシ
メチルまたはメチルホスホン酸への化学的変換が可能で
あり、従って多数の変化したPPEが入手できる。
本発明によるPPEは、プラスチックのだめの防炎剤と
してそのltで特に好適である。何故々らば、それらは
、一方ではその重合体構造のゆえに移行を起す傾向が々
いが、他方におりて望ましい範囲にかける分解温度を示
すからである。
例1 滴下漏斗および還流冷却器を備えN2でパージされた2
1の攪拌装置において、微細粉末状のボり(2,6−シ
メチルー1.4−フェニレン)エーテル(80℃ニおい
てCHCl3中でJ = 0.6dA!z僧の溶液粘度
を有するもの)144g(l、2モル)を70℃におい
て酢酸ll中に懸濁させる。
パラホルムアルデヒド45g(1,5モル)を添加し、
2時間の間に酢酸中)IBrの30%溶液400g(H
Br 1.5モル)を滴加する。バッチを90℃におい
て10時間攪拌を続ける。冷却後、固形物を分離し、吸
引漏斗上で多量の水で洗滌を続け、そして次に真空棚で
50℃において乾燥する。淡黄色の固体が得られる。収
量: 152g(理論量の86%);臭素含量: 13
.9%;粘度数J = 0.54dl/g 。
熱安定性は、表に示されている。
例2 例1と同様にして、プロピオン酸500m1中のPPE
(J = 0.55dl/g) 60g(0,5モル)
を、プロピオン酸aooma中に溶解されたパラホルム
アルデヒド60g(2モル)訃よびHBr t22g(
1,5モル)と90℃において8時間反応せしめる。バ
ッチを110℃にかいて6時間攪拌を続ける。精製は、
例1と同様にして行なわれる。
収量:黄灰色の固体88g;臭素含量=26%、臭素か
らそれぞれ第2のフェニレン核以上に1個のブロムメチ
ル基を有することが明らかに々る。
熱安定性は、表から明らかである。
例8 PPE(J = 0.55dA/g) 60gをりoo
ホルム500祠中に溶解し、酢酸800m1と混合し、
そしてこの溶液を、21の攪拌装置中で60℃において
いくつかの部分ニ分けて、パラホルムアルデヒド全部で
90g(8モ→および酢酸中の40%HBr 426g
(2,1モル)と8時間の間に反応せしめる。後攪拌時
間は、85℃にかいて8時間である。淡褐色の固体物質
を吸引しそして洗滌した後に、クロロホルムに溶解しそ
して10倍過剰量のアセトン中で沈殿せしめる。淡灰色
の最終生成物を50℃にかいて乾燥する。
収量: sxg :臭素含量: 29.8%:粘度数:
 J=0.51dlJ/g。
例4 滴下漏斗を備えた1ノの攪拌装置において、PPE(J
=0.28dl/g) 15g(0,125モル)を、
溶融された安息香酸200g中に125℃において窒素
下に溶解し、パラホルムアルデヒド15g(0,5モル
)を添加1−、そしてプロピオン酸中の27XHBr 
150gを8時間の間に滴下する。次に更にバラホルム
アルデヒド5g才よびHBr溶液50gを配量する。混
合物を110℃において8時間攪拌を続ける。
酢酸700m/で希釈し、固体物質を吸引濾過しそして
多量の水で後洗滌する。乾燥された生成物は、 収量: 26g :臭素含量: ryo、sCX:粘度
数J−=0.18dl/を単純にブロムメチル化された
PPEについて87.69cの臭素含量が算出された。
熱安定性り1表から認められる。
熱重量分析は、TGA 950 (デュポン社製)を用
いて10℃/分の加熱速度において行なわれた(窒素雰
囲気中):

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 カルボン酸の存在下に20ないし150℃の温度
    においてホルムアルデヒド0訃よび臭化水素と反応させ
    ることによりポリフェニレンエーテルをブロムメチル化
    する方法において、ボリフェニレンエーテルトシテ一般
    式 (上式中、RlbよびR2はメチル、エチル、プロピル
    またはブチルを意味し、R3はHまだはRlbよびR2
    と同じ意味を有し、そしてnは8ないし600である)
    で表わされるそれを使用しそしてフェニレン核当り0.
    02ないし1個のブロムメチル基を導入することを特徴
    とする上記ポリフェニレンエーテルのブロムメチル化方
    法。 2、 出発物質としてn=10々い1,800の重合度
    を有するボ17(2,6−シメチルー1.4−フェニレ
    ン)エーテルを使用する特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 3、 カルボン酸として酢酸、プロピオン酸または安息
    香酸を使用する特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の方法。 4、ホルムアルデヒドをパラホルムアルデヒドとして加
    える特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の
    方法。 5、 ポリフェニレンエーテルおよびホルムアルデヒド
    からなる反応混合物中にガス状の臭化水素を導入するか
    またはカルボン酸中の臭化水素の溶液を配量する特許請
    求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の方法。 6、 カルボン酸の存在下に20々いし150℃の温度
    においてホルムアルデヒドおよび臭化水素と反応させる
    ことによりポリフェニレンエーテルをブロムメチル化す
    るKあたり、一般式0式中、Rlf、−よびR2はメチ
    ル、エチル、プロピルまたはブチルを意味し、R3はH
    またはRlbよびR2と同じ意味を有し、そしてnは8
    ないし600である)で表わされるポリフェニレンエー
    テルを使用シソシてフェニレン核当り0.02ないし1
    個のブロムメチル基を導入するという方法により製造さ
    れ、そしてまたいし87.6%の臭素含量および熱重量
    分析により250ないし825℃の温度にかいて2ない
    し40%の重量損失を示すことを特徴とするブロムメチ
    ル化されたポリフェニレンエーテル。 7、 カルボン酸の存在下に20ないし150℃の温度
    におりてホルムアルデヒドおよび臭化水素と反応させる
    ことによりポリフェニレンエーテルをブロムメチル化す
    るにあたり、一般式吐式中、R1−bよびR2はメチル
    、エチル、プロピルまたはブチルを意味し、R3はHま
    たはR1およびR2と同じ意味を有し、そしてnは8な
    いし600である)で表わされるポリフェニレンエーテ
    ルを使用しそしてフェニレン核当り0.02ないし1個
    のブロムメチル基を導入するという方法により製造され
    、そして1ないし87.6%の臭素含量および熱重量分
    析により250々いし325℃の温度において2ないし
    40%の重量損失を示す、ブロムメチル化されたポリフ
    ェニレンエーテルをプラスチック用の防炎剤として使用
    する方法。
JP59195870A 1983-09-21 1984-09-20 ポリフエニレンエーテルのブロムメチル化方法 Pending JPS6088034A (ja)

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