JPS6176523A - ポリアリ−レンポリエ−テル類の製造方法 - Google Patents

ポリアリ−レンポリエ−テル類の製造方法

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JPS6176523A
JPS6176523A JP59196723A JP19672384A JPS6176523A JP S6176523 A JPS6176523 A JP S6176523A JP 59196723 A JP59196723 A JP 59196723A JP 19672384 A JP19672384 A JP 19672384A JP S6176523 A JPS6176523 A JP S6176523A
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川原 宏
Iwahiro Otsuka
大塚 厳弘
Kiyoteru Kashiwame
浄照 柏女
Tomoe Yasuda
安田 智江
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はジハロベンゼノイド化合物とジフェノール類お
よび/またはアルカリ金属硫化物とを触媒の存在下反応
させることによるポリアリーレンポリエーテル類の製造
方法に関する。
〔従来の技術] ポリアリーレンポリエーテル類は耐熱性および機械的特
性に優れた熱可塑性樹脂として、公知であり、例えばR
,N、 Johnaon他: J、 polym。
Sci、、A−1,5,2375(I967年)に記載
されている。かかるポリアリーレンポリエーテル類は二
価フェノールのジアルカリ塩と活性化すれたジハロベン
ゼノイド化合物とを非プロトン性極性溶媒中で反応させ
ることによυ線状のポリアリーレンポリエーテルとして
得ることができる。
また、ポリアリーレンポリエーテルにおいて、主鎖テイ
オウ?含むポリチオエーテルスルホンが、活性化さie
ハロゲン原子を有するチオフェノールのアルカリ金属塩
の自己縮合によって得られることが特開昭47−133
47号公報によって開示され、更に芳香族ポリチオエー
テルスルホンの製造方法として、ジノ・口芳香族スルホ
ンとアルカリ金属硫化物との反応による方法が特公昭5
3−2−5880号公報に、同反応においてアルカリ金
属カルボキシレートを添加することによシ高分子量の芳
香族ポリチオエーテルスルホンを得る方法が特公昭53
−25879号公報に記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ポリアリーレンポリエーテル類は高温における機械的特
性は優れているが成形時の成形流動性は必らずしも十分
でなく、成形流動性を要求される精密成形品の成形には
適当ではない。特に成形品の機械的特性、その他の特性
をより向上せしめたり、コスト低減などを目的として配
合される充填剤の配合された樹脂組成物において充填剤
の量?増加すると溶融粘度は更に上昇し、ある配合量に
達するともはや溶融ブレンド。
浴融底形が困難となるという欠点を有している。
一方、芳香族ポリチオエーテルスルホンハ成形加工性に
優れているが、機械的特性、特に衝撃強度については必
らずしも十分でなく、これらが欠点となって、成形品の
用途が制約されるという問題がある。
従って、ポリアリーレンポリエーテル類および芳香族ポ
リチオエーテルスルホンにおいて、成形流動性が良好で
あシ、しかも成形品の高温における機械的強度の優れた
高分子量の重合体の開発が望まれている。而して両者の
重合体の製造を同時に行なった共取合体はそれぞれの欠
点を補ない、上記目的を達放し得るものと推測されるが
好適な製造方法は見い出されていない。
その理由は両者のそね、それの重合体の製造方法におい
て好適な反応条件が異なることによる。
即ちポリアリーレンポリエーテル類の製造方法は、一般
に;価フェノールのジアルカリ金属塩と活性化され之ジ
ハロベンゼノイド化合物とを非プロトン性極性溶媒中で
反応させるが、この際反応系内を実質的に無水の状態に
保たないと高分子量の取合体は得られない。一方、芳香
族ポリチオエーテルスルホンはアルカリ金R5J’L化
物トジハロジフェニルスルホントヲ非フロトン性極性溶
媒中で反応させることによって得られるが、この際反応
系内に若干の水が存在した方が高分子量の重合体を得る
のには好適である。
従って、両者を同一反応系内にて同時に行ない、ポリア
リーレンポリエーテル類において主鎖にイオウを含むポ
リアリーレンポリエーテル類を製造する場合、二価フェ
ノールのジアルカリ金属塩とアルカリ金属硫化物を同−
反応系内でジハロベンゼノイド化合物と反応せしめるこ
ととなり、非プロトン性の極性溶媒中では無水状態にお
いても、あるいは若干の水の存在下においても高分子量
の取合体は得られないこ七となる。
〔問題を解決するための手段〕
本発明者は、上記の問題点に^み、イオウを主鎖に含む
ポリアリーレンポリエーテル類の高分子量の取合体につ
いて製造方法を種々研究。
検討した。その結果、反応に際し、特定の触媒を存在さ
せることによって、若干の水が存在していても高分子量
のポリアリーレンポリエーテル類が得られ、またイオウ
含有のポリアリーレンポリエーテル類も高分子量の重合
体として得られることを見い出し、本発明を完成するに
至つたものである。
即ち、本発明はハロゲン原子に対しオルトま危はパラの
少なくとも1つの位置に電子吸引基ヲ有するジハロベン
ゼノイド化合物とジフェノール類のジアルカリ金属塩お
よび/ま次はアルカリ金属硫化物を四級ホスホニウム塩
触媒の存在下に反応させて、一般式(I) (式中、12は互いに同一または異なる水素、ハロゲン
、炭素数1〜8の炭化水素基を示し、a、bは0〜4の
整数で同一でも異なってもよい;ムrlf二価の芳香族
残基を示し、より選ばれ、ここでR3−R7は水素、炭
素数1〜8の炭化水素基を示し、互いに同一または異な
っていてもよ(、c−eけ0〜4の整数、f。
gは0〜3の整数で同一または異なっていてもよく、Y
は単結合、  −o−、−s−、−5o−。
OR 炭素数1〜6の炭化水素基を示す: Z Fi−80−
−SO意−、−c−より選ばれ:m、nは重合度を示し
0≦m/m+n≦1である) で表わされるポリアリーレンポリエーテル類の製造方法
である。
本発明において、用いられるジハロベンゼノイド化合物
は、一般式(II)で表わされる。
(式中、Xはハロゲンで2に対しオルトまたはバラ位に
あり、2は−80−、−80,−、−C−よシ選ばれ:
R1,R”は互いに同一ま念は異なる水素、ハロゲン、
炭素数1〜8の炭化水素基を示し、a、boo〜4の整
数で同一でも異なっていてもよい) 上記一般式(II)で表わされるジハロベンゼノイド化
合物を例示すると、ビス(4−クロロフェニル)スルホ
ン、ビス(4−フルオロフェニル)スルホン、ビス(4
−ブロモフェニル)スルホン、ビス(4−ヨードフェニ
ル)スルホン、ビス(2−クロロフェニル)スルホン、
ビス(2−フルオロフェニル)スルホン、ビス(A5−
ジメチル−4−クロロフェニル)スルホン、ヒス(55
−ジメチル−4−フルオロフェニル)スルホン、ビス(
4−クロロフェニル)ケトン。
ビス(4−フルオロフェニル)ケトン、ビス(4−ブロ
モフェニル)ケトン、ビス(4−ヨードフェニル)ケト
ン、ビス(2−クロロフェニル)ケトン、ビス(2−フ
ルオロフェニル)ケトン。
ビス(工5−ジメチル−4−り00フエニル)ケトン、
ビス(ムラ−ジメチル−4−フルオロフェニル)ケトン
、ビス(4−クロロフェニル)スルホキシド、ビス(4
−フルオロ7エール)スルホキシド、ビス(4−ブロモ
7エエル)スルホキシド、ヒス(4−ヨードフェニル)
スルホキシド、ビス(2−クロロフェニル)スルホキシ
ド、ビス(2−フルオロフェニル)スルホキシド、ビス
(五5−ジメチルー4−クロロフェニル)スルホキシド
、ビス(&5−ジメチルー4−フルオロフェニル)スル
ホキシドナトカ挙げられる。かかるジハロベンゼノイド
化合物において、特に好ましいものはビス(4−クロロ
フェニル)スルホン、ビス(4−フルオロフェニル)ス
ルホン、ビス(4−フルオロフェニル)ケトンなどであ
る。また、上記ジハロベンゼノイド化合物は単独でも2
種以上を併用してもよい。
本発明においてジハロベンゼノイド化合物と反応させる
ジフェノール類は一般式(2)で表わされるものである
Ho−Ar−OHan) 素、炭素敬1〜8の炭化水素基を示し、互いに同一また
は異なっていてもよく、Q −8はO〜4の整数、f、
  gは0〜3の整数で同一でも異なっていてもよ<、
Yは単結合、−〇−,−S−。
一5o−、−so、−、−c−、−a−よや選ばれ、R
OR は水素、炭素数1〜6の炭化水素基金示す)かかるジフ
ェノール類を具体的に例示すると、ハイドロキノン、1
,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシ
ナフタレン、1.7−シヒドロキシナフタレ7.2.7
−ジヒドロキシナフタレン、4.4’−ジフェノール、
2.2’−ジフェノール、ビス(4−ヒドロキンフェニ
ル)エーテル、ビス(2−ヒドロキシフェニル)ニーチ
ル、2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フロパン
、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−
ヒドロキシフェニル)スルフィト、ヒス(4−ヒドロキ
シフェニル)スルホン。
ビス(ムラ−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)スル
ホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、2.2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)へキサフルオロプロ
パン、1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン
などを挙げることができる。かかるジフェノール類は単
独でも2種以上の混合物で用いることもできる。特に好
ましいジフェノール類としては、ハイドロキノン。
4.47−ジフェノール、乙2−ビス(4−とドロキシ
フェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)
スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトンなど
挙げられる。上記例示のジフェノール類は実際の反応に
際してはジアルカリ金属塩として使用される。従って、
ジフェノール類のジアルカリ金属塩を別途に製造して使
用するか、重合反応前または重合反応時に塩を形成しな
がら反応を進めることができる。アルカリ金属のf4 
Hとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジ
ウムなどが挙げられるが、特に好ましいのはナトリウム
、カリウムである。ま念、アルカリ塩を形成する丸めに
用いられる金属化合物としては水酸化物、炭酸塩。
炭酸水素塩が挙げられ、特に水酸化物または炭酸塩であ
るのが好ましい。
本発明において用いられるアルカリ金属硫化物としては
リチウム、ナトリウム、カリウム。
ルビジウムの硫化物であり、特に好ましいのはナトリウ
ムの硫化物である。マタ、アルカリ金属硫化物は無水物
または水和物を使用することもできる。
本発明の方法に用いられる反応物のモル比はジハロベン
ゼノイド化合物のジフェノール類とアルカリ金属硫化物
との和に対し0.7〜1.3の範囲に入ることが望まし
く、更に好ましくは185〜1.15の範囲である。特
に高分子量の重合体を得るためにはモル比は1に近くな
るようにするのが好ましい。ジフェノール類のアルカリ
金属硫化物に対するモル比は希望する重合体の組成比に
よって任意に変化させることができる。
本発明において重要なことは触媒として四級ホスホニウ
ム塩を用いて、該触媒の存在下に反応させることである
。四級ホスホニウム塩は、下記一般式(ロ)で表わされ
るものである。
R4PX         拍 (式中、R6炭素数1〜20の炭化水素基、フェニル基
、アラルキル基金示し、同一であっても異なっていても
よい;Xは)・ロゲン、水酸基。
スルホン酸基を示す) 上記、一般式(転)で表わされる四級ホスホニウム塩を
例示すると、セチルトリブチルホスホニウムブロマイド
、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチル
ホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムア
イオダイド。
ベンシルトIJフェニルホスホニウムクロライド。
テトラブチルホスホニウムスルフェート、テトラブチル
ホスホニウムハイドロキサイド、ラウリルトリエチルホ
スホニウムクロライド、ラウリルトリエチルホスホニウ
ムブロマイド、セチルトリプチルホスホニウムクaライ
ド、セチルトリブチルホスホニウムハイドロキサイドな
どが挙げられる。
使用する触媒の凌げ、ジハロベンゼノイド化合物に対し
て11〜100モルチの範囲であυ、好ましくは1〜5
0モル係の範囲である。
本発明の方法において溶媒が用いられる。かかる溶媒と
しては種々のものが使用できる。例えば、ジプロピルエ
ーテル、ジー2−プロピルエーテル、シフチルエーテル
、ジー2−プ+ルエーテル、シペンチルエーテル、シヘ
キシルエーテル、ジオクチルエーテル、ジシクロヘキシ
ルエーテル、ジフェニルエーテル、り17コールエーテ
ルナトのエーテル類;トルエン、キシレン、クロルベン
ゼン、0−ジクロルベンゼン。
1、 A 5− トリクロルベンゼン、1,2.4−ト
リクロルベンゼン、ニトロベンゼンなどの不活性芳香族
溶剤;テトラメチルスルファミド、テトラエチルスルフ
ァミド、テトラプロピルスルファミド、テトラブチルス
ルファミド、テトラヘキシルスルファミド、テトラオク
チルスルファミドなど一般式(R鵞N)ISOI C式
中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を示す)で示される
スルファミド類などが挙げられる。かかる溶媒に分いて
、特に好ましいものとして0−ジクロルベンゼン、テト
ラエチルスルファミドが挙げられる。
溶媒の使用thジハロベンゼノイド化合物の取量を基準
にしてα05〜20倍の範囲であり、更に好ましくは(
I1〜10倍の範囲である。
本発明の製造方法によりポリアリーレンポリエーテル類
を得る之めの反応方法は以下に示す手段により実施する
ことができる。歌合反応は溶媒を使用しなくても進行す
るが、反応速度の調整などの点から前記溶媒の使用が好
ましい。
また、反応原料のジフェノール類のジアルカリ塩は別途
調整したものを用いるか、重合反応前に反応系内でジフ
ェノール類とアルカリ金属化合物とを反応させて得られ
る水溶液ま之は濃縮物を用いることができる。本発明の
製造方法においては、水溶液または儂縮物を用いた場合
のいずれにおいても脱水する必要はなく、むしろ完全に
無水の系よシも若干の水の存在によυ高分子量の重合体
が得られる。
本発明の製造方法における反応温度は、反応原料成分の
種類、使用する溶媒の種類などによシ異なるが、通常5
0〜400℃の範囲であり、好ましくは100〜saa
℃の範囲である。反応時間は反応温度によって異なり温
度が低い場合に長時間を必要とし、温度が高い場合は短
時間で終了する。通常10分〜100時間の範囲であり
、好ましくは30分〜24時間の範囲で行なわれる。反
応終了後の重合体の分離および精製は芳香族ポリスルホ
ン系重合体についての公知の方法を採用することができ
る。例えば反応溶液を重合体の非溶媒中に滴下すること
により重合体を析出させ、続いて、水洗することによっ
て副生ずるアルカリハライドを除去することができる。
本発明の方法によって製造される主鎖にイオウを含む高
分子量のポリアリーレンポリエーテル類は、溶融粘度が
低く、従って成形流動性に優れていて、種々の無機質あ
るいけ有機質の充填剤を高密度に充填させることができ
る。また、通常の成形加工法による成形加工が可能であ
シ、従って、従来、成形品が得らfl、なかった、耐熱
性を要する精密部品、例えば電気・電子部品などへ応用
が拡大されるものである。
〔実施例〕
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本
発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
実施例1 攪拌機、冷却管を装着した内容積100−の三つロフラ
スコに乙2−ビス(4−ヒトミキシフェニル)フロパン
(以下、とスフエノールAと略す) 1.141 ? 
(αoosmo1’)+水酸化ナトリウム水溶液(4a
00屯fi%)0.84F。
セチルトリブチルホスホニウムブロマイド0.51r(
loolmol)、テトラエチルスルファミド5−を秤
取し、反応系内を窒素ガスで置換後、攪拌しながら15
0℃まで加熱し、その温度に10分間保持した。次に反
応液を100℃以下にまで冷却して、硫化ナトリウム(
純度60%’)cL647?Cα005 mol )、
  4.4’−ンクロロジフェニルスルホン2.872
tCα01DIOL )l テトラエチルスルファミド
5Mtとt添力口し、再び加熱して150℃にて14時
間反応させ念。得られ之反応混合物を大量のメタノール
中に江別して白色の重合体を析出させ、これ全戸取扱メ
タノールで2回、熱水で2回それぞれ洗浄して、減圧下
100’CiCで5時間乾燥した。得られた重合体は5
soy<収率96%)であった。得られた重合体をフェ
ノール/テトラクロルエタン=3/2(重量比)にて濃
度o、5y/lhし、30℃で固有粘度1c測定したと
ころQ、48であった。ま念、見かけ溶融粘度を高化式
フローテスタにて320℃、荷重50に9/σ2で測定
した結果、13000ボイズであり、熱重量分析計(理
学電機社製)により重量減少開始温度を測定し念ところ
空気中で425℃であった。
この重合体は工Rスペクトル、NMRスペクトルより下
記の構造を有するものであることが確認さfl、た。
比較例1 市販品のポリスルホン(Udel F−1700:ユニ
オンカーバイド社製品)について、見かけ溶融粘度およ
び重量減少開始温度を測定し六ところ、見かけ溶融粘度
は+9000ボイズ、重量減少開始温度は430℃であ
つ之。
実施例2〜6 実施例1におけるビスフェノールAと硫化ナトリウムを
第1表に示す量(mob )に変えた以外は、実施例1
と同様の方法で反応、させて、種々の組成のす合体を得
た。得られた重合体の固有粘度を実施例1と同様の方法
で測定し次。
反応結果および測定結果を第1表に示す。
第  1  表 実施例7〜9 実施例1と同様の方法において、ビスフェノールAと硫
化ナトリウムの栖(mob )および触媒の種類を第2
表に示すように変化略せて反応せしめ重合体を得た。得
られた重合体の固有粘凹?実施例1と同様の方法で測定
した。
反応結果および測定結果を第2表に示す。
第2表 比較例2〜3 実施例1と同様の方法において、ビスフェノールAと硫
化ナトリウムの量(mol ) f第3表に示すように
変化させて、触媒を用いずに反応せしめ重合体を得た。
得られた重合体の固有粘度を実施例1と同様の方法で測
定した。
反応結果および測定結果を第3表に示す。
第  3  表 実施例10 実施例1における溶媒のテトラエチルスルファミド0−
ジクロルベンゼンに代えた他は実施例1と同様に反応さ
せて重合体五55?(怪事97%)を得た。得られた重
合体の実施例1と同様の方法で測定し次固有粘度はα3
oであった。
実施例11 実施例1における硫化ナトリウム【変えてビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)スルホン2.5031(α01 m
o’l ) を用い、反応温度1230℃とした他は実
施例1と同様に反応させて重合体2−25 P (収率
97%)を得た。得られた重合体をジメチルフォルムア
ミドにて濃度α2 y/lとし、30℃で固有粘度を測
定したところQ、25であり、tた工Rスペクトルより
、下記の構造を有するものであることが確認された。
実施例12 実施例1における硫化す) IJウムに変えてP。
1−ジフェノール1.862 f (αo 1mo1”
) を用い、反応温度を200℃とした他は実施例1と
同様に反応させて重合体t86f(収率93%)を得た
。得られた重合体の実施例1と同様の方法で測定した固
有粘度は131であシ、工Rスペクトルよシ、下記の構
造を有するものでちることが確認された。
K)・Ox%O@ボ)・癖 実施例13 横拌機、冷却管?装着し念内容指100−の三つロフラ
スコにビスフェノールAt141F。
水酸化ナトリウム水溶液(48,011重量係)168
?、  セチルトリブチルホスホニウムブロマイドCL
51P(Q、001mol)、  テトラエチルスルフ
ァミド5wtおよびP、 P’−ジフェノール1932
 r ((L O05mol ’) を秤取し、系内金
窒素ガスで置換した後、攪拌しながら200℃まで加熱
し、その温度に10分間保持した。
次に、反応液を100℃以下まで冷却後、4゜47−シ
クロロジフエニルスルホン2.8721(I01mol
)、  テトラエチルスルファミド5mlを添加し、再
びガロ熱し、200℃にて14時間反応させた。その後
反応混合液を実施例1と同様に処理して重合体2.05
9 (収率97%)を得た。得られた重合体の実施例1
と同様の方法によシ測定した固有粘度は0.7’5であ
り、工Rスペクトルよシ実施例12と同様の構造のもの
であることが確認された。
実施例14 攪拌機、冷却管を装着した内容fi100Rtの三つロ
フラスコにビスフェノールA 1.141F(α005
mol)、水酸化ナトリウム水溶液(AaOOiJi景
(+)0.84F、−f=チルトリプチルホスホニウム
プロー1イドQ、 254 ? (CLOOO5mol
)、 およびテトラエチルスルファミド2.5−を秤取
し、反応系内を窒素ガスで置換後、攪拌しながら150
℃まで加熱し、その温度に10分間保持した。次に反応
液を100℃以下にまで冷却して、クロルベンゼン10
−を加え、再び加熱して、共沸によシ系中の水?除去し
、その後160℃まで昇温し、残ったクロルベンゼンを
完全に留去した。反応液を再び1001:以下に冷却し
て4.4′−ジクロロジフェニルスルホン1.4 S 
6 t (痔oosmo1)、テトラエチルスルファミ
ド2.5di添加し、150℃に14時間保持して反応
させた。その後反応混合液を実施例1と同様に処理して
重合体112F(収率96%)を得た。得られた重合体
の実施例1と同様の方法で測定した固有粘度は121で
あった。
〔発明の効果〕
本発明の製造方法は、従来、高分子量のポリアリーレン
ポリエーテル類の製造において、反応系内を脱水すると
いう煩Mな処理を必要とすることがないため、製造コス
トが格段に低減されるという効果を有するものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ハロゲン原子に対しオルトまたはパラの少なくとも1つ
    の位置に電子吸引基を有するジハロベンゼノイド化合物
    とジフエノール類のジアルカリ金属塩および/またはア
    ルカリ金属硫化物を四級ホスホニウム塩触媒の存在下に
    反応させて、一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1、R^2は互いに同一または異なる水素
    、ハロゲン、炭素数1〜8の炭化水素基を示し、a、b
    は0〜4の整数で同一でも異なつてもよい;Arは二価
    の芳香族残基を示し、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
    より 選ばれ、ここでR^3〜R^7は水素、炭素数1〜8の
    炭化水素基を示し互いに同一または異なつていてもよく
    、c〜eは0〜4の整数、f、gは0〜3の整数で同一
    または異なつていてもよくYは単結合、−O−、−S−
    、−SO−、−SO_2−、▲数式、化学式、表等があ
    ります▼、▲数式、化学式、表等があります▼より選ば
    れ、Rは水素、炭素数1〜6の炭化水素基を示し;Zは
    −SO−、−SO_2−、▲数式、化学式、表等があり
    ます▼より選ばれ;m、nは重合度を示し0≦m/m+
    n≦1である) で表わされるポリアリーレンポリエーテル類の製造方法
JP59196723A 1984-09-21 1984-09-21 ポリアリ−レンポリエ−テル類の製造方法 Granted JPS6176523A (ja)

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