JPS63152627A - 芳香族ポリエ−テルケトン及びその製造方法 - Google Patents
芳香族ポリエ−テルケトン及びその製造方法Info
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- JPS63152627A JPS63152627A JP11029387A JP11029387A JPS63152627A JP S63152627 A JPS63152627 A JP S63152627A JP 11029387 A JP11029387 A JP 11029387A JP 11029387 A JP11029387 A JP 11029387A JP S63152627 A JPS63152627 A JP S63152627A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は新規な結晶性ポリエーテルケトン重合体及びそ
の製造方法に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、エーテル基及びケトン基を介してフェニレン
基が連結した化学構造を可し、耐熱性、難燃性、耐溶剤
性、機械的性質、熱可塑成形性などの物性が優nた新規
な結晶性重合体及びそnyt−工業的に製造するための
方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、エーテル基及びケトン基を介してフェニレン
基が連結した化学構造を可し、耐熱性、難燃性、耐溶剤
性、機械的性質、熱可塑成形性などの物性が優nた新規
な結晶性重合体及びそnyt−工業的に製造するための
方法に関するものである。
従来の技術
これまで、エーテル基及びケトン基を介してフェニレン
基が連結さnている構造を有する高分子化合物としては
、例えば構造式 をもつものや、構造式 をもつものが知られておジこnらは優nた耐熱性、難燃
性、機械的強度を有するため、成形材料として注目さ扛
ている(特公昭57−22938号公報、特公昭56−
33419号公報、特公昭60−32642号公報)。
基が連結さnている構造を有する高分子化合物としては
、例えば構造式 をもつものや、構造式 をもつものが知られておジこnらは優nた耐熱性、難燃
性、機械的強度を有するため、成形材料として注目さ扛
ている(特公昭57−22938号公報、特公昭56−
33419号公報、特公昭60−32642号公報)。
これらのポリエーテルケトンは、一般にケトン基のさ有
量が多いほど融点が高くなり、したがって熱変形温度が
高くなる。そして、その製造方法としては、活性化さn
た芳香族シバライドとジヒドロキシ芳香族化合物とを、
アルカリ存在下に親核的重縮合させる方法(特公昭57
−22938号公報、特公昭60−32642号公報)
及び芳香族酸・・ライドと芳香族エーテル化合物とを7
リ一デルクラフト反応により親電子的重縮合させる方法
(特公昭56−33419号公報)などが提案さnてい
る。
量が多いほど融点が高くなり、したがって熱変形温度が
高くなる。そして、その製造方法としては、活性化さn
た芳香族シバライドとジヒドロキシ芳香族化合物とを、
アルカリ存在下に親核的重縮合させる方法(特公昭57
−22938号公報、特公昭60−32642号公報)
及び芳香族酸・・ライドと芳香族エーテル化合物とを7
リ一デルクラフト反応により親電子的重縮合させる方法
(特公昭56−33419号公報)などが提案さnてい
る。
ところで、前者の方法と後者の方法とは、反応形式が本
質的に異なるため、得らnる高分子化合物の物性も異な
る。例えば後者のフリーデルクラフト反応によシ得られ
る重合体 比べて結晶性が低く、このため200〜350℃のよう
な高己におけるモジュラスが低かったり、延伸フィルム
の熱収縮が著しく大きいなどの欠点がある。こnは、親
核的重縮合反応においては、パラ結合のみが独占的に生
成するのに対し、フリーデルクラフト反応に2いては、
パラ配向以外にオルト配向やメタ配向による結合が生成
し、重合体鎖に異種結合や分岐が生じるためである。そ
してこのような異種結合を有するポリマーは、機械的物
性が劣るため、所望の物性を確保するには、特に高分子
量にする必要があるが、その結果、成形性が低下するの
を免nない。
質的に異なるため、得らnる高分子化合物の物性も異な
る。例えば後者のフリーデルクラフト反応によシ得られ
る重合体 比べて結晶性が低く、このため200〜350℃のよう
な高己におけるモジュラスが低かったり、延伸フィルム
の熱収縮が著しく大きいなどの欠点がある。こnは、親
核的重縮合反応においては、パラ結合のみが独占的に生
成するのに対し、フリーデルクラフト反応に2いては、
パラ配向以外にオルト配向やメタ配向による結合が生成
し、重合体鎖に異種結合や分岐が生じるためである。そ
してこのような異種結合を有するポリマーは、機械的物
性が劣るため、所望の物性を確保するには、特に高分子
量にする必要があるが、その結果、成形性が低下するの
を免nない。
また、フリーデルクラフト反応においては、よす高融点
のポリエーテルケトン、例えば構造式のものも知られて
いるが、このものは融点が高すぎて熱可塑加工できない
上に、この反応では重合時末端に不安定なキサントヒト
ロール基を生成するため、安定化に還元処理とし、う特
別な操作が必要になる。
のポリエーテルケトン、例えば構造式のものも知られて
いるが、このものは融点が高すぎて熱可塑加工できない
上に、この反応では重合時末端に不安定なキサントヒト
ロール基を生成するため、安定化に還元処理とし、う特
別な操作が必要になる。
さらに、フリーデルクラフト反応における重合触媒、溶
媒としては、通常HF −BF 3が使用さnるが、こ
のHF−BF3は極めて有毒かつ腐食性の化合物である
ため、工業的に生産する場合には不適当な物質である。
媒としては、通常HF −BF 3が使用さnるが、こ
のHF−BF3は極めて有毒かつ腐食性の化合物である
ため、工業的に生産する場合には不適当な物質である。
また1通常使用さnるもう一つの触媒である塩化アルミ
ニウムを用いる場合には、前記のHF−BF3系に比べ
て重合体構造において異種結合や分岐を生じやすいとい
う欠点がある上に。
ニウムを用いる場合には、前記のHF−BF3系に比べ
て重合体構造において異種結合や分岐を生じやすいとい
う欠点がある上に。
生成したポリマーの中に塩化アルミニウムが混入し、こ
の除去が困難なため、該ポリマーは熱安定性が劣ったも
のとなるのを免nない。
の除去が困難なため、該ポリマーは熱安定性が劣ったも
のとなるのを免nない。
このように、フリーデルクラフト反応により得られる芳
香族ポリエーテルケトンは、ポリマー構造的に親核的重
合反応により得られた同等物とは異なり、また実用的性
能においても劣るため、こnlでのところ工業化される
に至っていない。
香族ポリエーテルケトンは、ポリマー構造的に親核的重
合反応により得られた同等物とは異なり、また実用的性
能においても劣るため、こnlでのところ工業化される
に至っていない。
一方、親核的重合反応については、前記構造式(1)や
(n)の重合体を製造することは可能であるが(特公昭
57 22938号公報、特公昭6(1−32642号
公報)、それらよりケトン基の含有量が多くて融点の高
い重合体、例えば で表わさnる繰ジ返し単位を有する重合体を製造するに
は重合温度をより高くする必要があり、ジフェニルスル
ホンを溶媒とする従来の重合方法では、重合体鎖に分岐
を生じたり、ゲル化するため、所望の重合体を製造する
ことができない(特開昭5.2−96700号公報)。
(n)の重合体を製造することは可能であるが(特公昭
57 22938号公報、特公昭6(1−32642号
公報)、それらよりケトン基の含有量が多くて融点の高
い重合体、例えば で表わさnる繰ジ返し単位を有する重合体を製造するに
は重合温度をより高くする必要があり、ジフェニルスル
ホンを溶媒とする従来の重合方法では、重合体鎖に分岐
を生じたり、ゲル化するため、所望の重合体を製造する
ことができない(特開昭5.2−96700号公報)。
発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、構造式(1)やCI+)で示さnる従
来の芳香族ポリエーテルケトンよりも融点、ガラス転移
温度が高くて、耐熱性、難燃性、耐溶剤性、機械的性質
、熱可塑成形性などに優n、かつ高い結晶化度をもつ新
規な芳香族ポリエーテルケトンを提供することにある。
来の芳香族ポリエーテルケトンよりも融点、ガラス転移
温度が高くて、耐熱性、難燃性、耐溶剤性、機械的性質
、熱可塑成形性などに優n、かつ高い結晶化度をもつ新
規な芳香族ポリエーテルケトンを提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明者らは鋭意研究を重ね几結果、原料としテ、 4
.4’−ビス(p−ヒドロキシベンゾイル)ジフェニル
ニーテルト4.4’−ジフルオロテレフタロフェノンと
を用い、これらを特定の重合溶媒を使用して、特定の条
件下で重縮合させることにより、式 で表わさnる繰り返し単位を有する結晶性重合体が得ら
n、前記目的を達成しうろことを見出し、この知見に基
づいて本発明?完成するに至った。
.4’−ビス(p−ヒドロキシベンゾイル)ジフェニル
ニーテルト4.4’−ジフルオロテレフタロフェノンと
を用い、これらを特定の重合溶媒を使用して、特定の条
件下で重縮合させることにより、式 で表わさnる繰り返し単位を有する結晶性重合体が得ら
n、前記目的を達成しうろことを見出し、この知見に基
づいて本発明?完成するに至った。
すなわち、本発明は、式
で表わさnる繰ジ返1.単位を有し、かつ極限粘度0.
7以上、結晶融解熱8 cal/ f以上の、ゲルを含
まない濃硫酸可溶性芳香族ポリエーテルケトンを提供す
るものであり、このものは、芳香族ケトン溶媒を用い、
アルカリの存在下、実質上等モルの4.4′−ビス(p
−ヒドロキシベンゾイル)ジフェニルエーテルと4.4
’−ジフルオロテレフタロフェノンとを250〜400
℃の範囲の温度において重縮合させ念のち、生成1.た
重合体のフェノール末端を活性ハロゲン化合物で安定化
することによって、製造することができる。
7以上、結晶融解熱8 cal/ f以上の、ゲルを含
まない濃硫酸可溶性芳香族ポリエーテルケトンを提供す
るものであり、このものは、芳香族ケトン溶媒を用い、
アルカリの存在下、実質上等モルの4.4′−ビス(p
−ヒドロキシベンゾイル)ジフェニルエーテルと4.4
’−ジフルオロテレフタロフェノンとを250〜400
℃の範囲の温度において重縮合させ念のち、生成1.た
重合体のフェノール末端を活性ハロゲン化合物で安定化
することによって、製造することができる。
本発明において原料単量体として用いらnる4゜4′−
ビス(p−ヒドロキシベンゾイル)ジフェニルエーテル
は、 で表わさn、例えば4,4′−ビス(p−ジメトキシベ
ンソイル)ジフェニルエーテル又i 4.4’ −ヒス
(p−フルオロベンゾイル)ジフェニルエーテルを加水
分解するか、式 で表わさnる芳香族ジエステルをフリース転位させるこ
とによって、製造することができる。
ビス(p−ヒドロキシベンゾイル)ジフェニルエーテル
は、 で表わさn、例えば4,4′−ビス(p−ジメトキシベ
ンソイル)ジフェニルエーテル又i 4.4’ −ヒス
(p−フルオロベンゾイル)ジフェニルエーテルを加水
分解するか、式 で表わさnる芳香族ジエステルをフリース転位させるこ
とによって、製造することができる。
この4.4′−ビス(p−ヒドロキンペノン゛イルンジ
フェニルエーテルと組み合わせて用いらnる1゜4′−
ジフルオロテレフタロフェノンは、式で表わさnる公知
の化合物である。
フェニルエーテルと組み合わせて用いらnる1゜4′−
ジフルオロテレフタロフェノンは、式で表わさnる公知
の化合物である。
このような本発明における単量体の組合せは、従来の芳
香族ジフルオリドと芳香族ジヒドロキン化合物との組合
せに比較して、極めて反応性に富み、短時間の反応で高
重合体が得らnやすZ0当初、本発明の重合体は結晶融
点が高く1重合溶媒に溶けにくい之め、重合度が上がり
にくく、かつゲルの生成が予想さnたにもかかわらず、
本発明に係るIvL量体の組合せと芳香族ケトン溶媒の
使用により、ゲルのない高分子量重合体が得らnること
は、予想外のことであった。
香族ジフルオリドと芳香族ジヒドロキン化合物との組合
せに比較して、極めて反応性に富み、短時間の反応で高
重合体が得らnやすZ0当初、本発明の重合体は結晶融
点が高く1重合溶媒に溶けにくい之め、重合度が上がり
にくく、かつゲルの生成が予想さnたにもかかわらず、
本発明に係るIvL量体の組合せと芳香族ケトン溶媒の
使用により、ゲルのない高分子量重合体が得らnること
は、予想外のことであった。
また、別の単量体の組合せ、すなわち4,4′−ビス(
p−フルオロベンゾイル)ジフェニルエーテル(!:4
,4’−ジヒドロキシテレフタロフェノンとの組合せか
らも重合体を製造しうるが、この方法は、本発明の方法
に比べて反応速度が遅1ハ上に、得られる重合体は、そ
の構造が不規則となジ、本発明の重合体とは異なったも
のとなる。
p−フルオロベンゾイル)ジフェニルエーテル(!:4
,4’−ジヒドロキシテレフタロフェノンとの組合せか
らも重合体を製造しうるが、この方法は、本発明の方法
に比べて反応速度が遅1ハ上に、得られる重合体は、そ
の構造が不規則となジ、本発明の重合体とは異なったも
のとなる。
本発明におAては、4,47−ジフルオロテレフタロフ
ェノン?!:4,4’−ビス(p−ヒドロキシベンゾイ
ル)ジフェニルエーテルとを、実質的に等モルすなわち
モル比で100 : 105ないし105 : 100
の範囲で用いることが必要であるが、4,4′−ジフル
オロテレフタロフェノンを若干過剰にするのが好ましい
。
ェノン?!:4,4’−ビス(p−ヒドロキシベンゾイ
ル)ジフェニルエーテルとを、実質的に等モルすなわち
モル比で100 : 105ないし105 : 100
の範囲で用いることが必要であるが、4,4′−ジフル
オロテレフタロフェノンを若干過剰にするのが好ましい
。
また、所望(て応じ1本発明の重合体の特徴である高融
点、高結晶化度をそこなわない範囲で、各種芳香族シバ
ライドやジヒドロキシ芳香族化合物を、前記の単量体混
合物に加えることもできる。
点、高結晶化度をそこなわない範囲で、各種芳香族シバ
ライドやジヒドロキシ芳香族化合物を、前記の単量体混
合物に加えることもできる。
このような芳香族シバライドとしては、例えば4.4′
−ジハロベンゾフェノン、4,4′−ビス(p−ハロゲ
ノベンゾイル)シフェニルエーテルナトカあり、また、
ジヒドロキシ芳香族化合物としては、例えハ4.4’−
ジヒドロキシベンゾフェノン、 4.4’−ジヒドロキ
シテレフタロフエノン、ハイドロキノン、p−ヒドロキ
シチオフェノールなどがある。
−ジハロベンゾフェノン、4,4′−ビス(p−ハロゲ
ノベンゾイル)シフェニルエーテルナトカあり、また、
ジヒドロキシ芳香族化合物としては、例えハ4.4’−
ジヒドロキシベンゾフェノン、 4.4’−ジヒドロキ
シテレフタロフエノン、ハイドロキノン、p−ヒドロキ
シチオフェノールなどがある。
サラに、4−ハロー4′−ヒドロキシベンゾフェノンも
併用することができる。
併用することができる。
本発明において、溶媒として用いらnる芳香族ケトン化
合物には1例えばフェニレン基がケトン基又はケトン基
とエーテル基を介して結合しているもの、例えばキサン
トン、ベンゾフェノン、テレフタロフェノン、イソフタ
ロフェノン、ベンゾイルジフェニルエーテル及びそれら
の脂肪族基。
合物には1例えばフェニレン基がケトン基又はケトン基
とエーテル基を介して結合しているもの、例えばキサン
トン、ベンゾフェノン、テレフタロフェノン、イソフタ
ロフェノン、ベンゾイルジフェニルエーテル及びそれら
の脂肪族基。
芳香族基置換体などがあるが、これらの中で好ましいの
けキサントン、ベンゾフェノンであり、特にベンゾフェ
ノンは融点及び沸点が比1咬的低くて、実質的に液体溶
媒としての取扱いが可能な点で、またキチントンは高い
重合度のものが得やすいという点で有利である。
けキサントン、ベンゾフェノンであり、特にベンゾフェ
ノンは融点及び沸点が比1咬的低くて、実質的に液体溶
媒としての取扱いが可能な点で、またキチントンは高い
重合度のものが得やすいという点で有利である。
前記芳香族ケトン溶媒を使用した場合、従来の芳香族ス
ルホン溶媒を使用した場合(で比べ、生成重合体は、濃
硫酸不溶のゲルの含量がはるかに少なく、またポリマー
の分岐を示すその濃硫酸溶液ンておける赤色度もはるか
に少なく、熱安定性に浸几ている。
ルホン溶媒を使用した場合(で比べ、生成重合体は、濃
硫酸不溶のゲルの含量がはるかに少なく、またポリマー
の分岐を示すその濃硫酸溶液ンておける赤色度もはるか
に少なく、熱安定性に浸几ている。
このように、芳香族ケトン溶媒全使用した場合(・て、
ゲルや分肢のない重合体が得らnることは予想外のこと
であった。この理由は必ずしも明確ではないが1本発明
の重合体はケトン基の@M緬が多くて芳香族ケトン溶媒
との親和性が高く、生成重合体がよく溶媒に溶解し、均
一な重合が可能であることや、溶媒に酸化性がなくて単
量体のビスフェノールの副反応が抑制さnるためと思わ
nる。
ゲルや分肢のない重合体が得らnることは予想外のこと
であった。この理由は必ずしも明確ではないが1本発明
の重合体はケトン基の@M緬が多くて芳香族ケトン溶媒
との親和性が高く、生成重合体がよく溶媒に溶解し、均
一な重合が可能であることや、溶媒に酸化性がなくて単
量体のビスフェノールの副反応が抑制さnるためと思わ
nる。
本発明において用いらnるアルカリとしては、アルカリ
金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ金属水酸
化物などが挙げられるが、アルカリ金属炭酸塩とアルカ
リ金属重炭酸塩が好適である。具体的には、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、
炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビ
ジウム、炭酸水素セシウムなどが挙げられ、と汎らはそ
れぞれ単独で用いてもよいし、炭酸ナトリウムと炭酸カ
リウムとの併用など、2種以上組み合わせて用いてもよ
い。また、こnらの中で特に炭酸ナトリウム、炭酸カリ
ウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムが好適で
ある。
金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ金属水酸
化物などが挙げられるが、アルカリ金属炭酸塩とアルカ
リ金属重炭酸塩が好適である。具体的には、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、
炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビ
ジウム、炭酸水素セシウムなどが挙げられ、と汎らはそ
れぞれ単独で用いてもよいし、炭酸ナトリウムと炭酸カ
リウムとの併用など、2種以上組み合わせて用いてもよ
い。また、こnらの中で特に炭酸ナトリウム、炭酸カリ
ウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムが好適で
ある。
アルカリの使用縫は、 4.4’−ビス(p−ヒドロキ
ンベンゾイル)ジフェニルエーテルのAモルに対し、ア
ルカリ金属原子の量が(1,3〜2グラム原子、好壕し
くけ0.5〜1.5グラム原子になるよう:’I−’J
IJ合で用いられる。該アルカリ金gl過剰に使用する
と反応が激しく起り、好ましくない副反応が生じる原因
となるばかりか、コスト面でも不利になるので、できる
だけ少ない量の使用が好ましい。
ンベンゾイル)ジフェニルエーテルのAモルに対し、ア
ルカリ金属原子の量が(1,3〜2グラム原子、好壕し
くけ0.5〜1.5グラム原子になるよう:’I−’J
IJ合で用いられる。該アルカリ金gl過剰に使用する
と反応が激しく起り、好ましくない副反応が生じる原因
となるばかりか、コスト面でも不利になるので、できる
だけ少ない量の使用が好ましい。
一方、0.3グラム原子未満では反応速度が遅く、所望
の高分子量の重合体が得らnにくい。したがって、反応
速度と副反応抑制とのバランスから最適使用量が選ばn
る。
の高分子量の重合体が得らnにくい。したがって、反応
速度と副反応抑制とのバランスから最適使用量が選ばn
る。
また、本発明の芳香族ポリエーテルケトンの製造に際し
ては、あらかじめ、アルカリとジヒドロキシ芳香族化合
物である4、4′−ビス(p−ヒドロキシベンゾイル)
ジフェニルエーテルとk 反G サせて、ジヒドロキシ
芳香族化合物のジアルカリ金属塩を調製し、こnに芳香
族ジフルオリドを反応させてもよい。
ては、あらかじめ、アルカリとジヒドロキシ芳香族化合
物である4、4′−ビス(p−ヒドロキシベンゾイル)
ジフェニルエーテルとk 反G サせて、ジヒドロキシ
芳香族化合物のジアルカリ金属塩を調製し、こnに芳香
族ジフルオリドを反応させてもよい。
本発明の重合体のフェノール末端の安定化に使用さnる
活性ノ・ロゲン化合物としては1例えばジクロロジフェ
ニルスルホン、モノクロロジフェニルスルホン、シクロ
ロベノゾフエノン、ジフルオロベンゾフェノン、モノフ
ルオロベンゾフェノン、モノクロロベンゾフェノン、ジ
フルオロテレフタロフェノン、ジフルオロインフタロフ
ェノン、モノフルオロテレフタロフェノン、モノフルオ
ロインフタロフェノン、ベンジルクロリド、塩化メチル
、tert−ブチルクロリドなどを使用することができ
る。
活性ノ・ロゲン化合物としては1例えばジクロロジフェ
ニルスルホン、モノクロロジフェニルスルホン、シクロ
ロベノゾフエノン、ジフルオロベンゾフェノン、モノフ
ルオロベンゾフェノン、モノクロロベンゾフェノン、ジ
フルオロテレフタロフェノン、ジフルオロインフタロフ
ェノン、モノフルオロテレフタロフェノン、モノフルオ
ロインフタロフェノン、ベンジルクロリド、塩化メチル
、tert−ブチルクロリドなどを使用することができ
る。
次ンこ、本発明における重合の好ましい実施態様を示す
と、まず前記単量体の実質的等モル混合物と溶媒とアル
カリとを反応器に仕込み、例えば窒素、アルゴンなどの
不活性ガス雰囲気下で加熱し。
と、まず前記単量体の実質的等モル混合物と溶媒とアル
カリとを反応器に仕込み、例えば窒素、アルゴンなどの
不活性ガス雰囲気下で加熱し。
250〜400℃、好壕しくけ250〜350℃の範囲
の温度で重合反応を行う。この温度が250℃未満では
重合中にポリマーが析出して、高分子量ポリマーが得ら
nず、一方400℃を超えると生成ポリマーの劣化によ
る着色がひどくなる。
の温度で重合反応を行う。この温度が250℃未満では
重合中にポリマーが析出して、高分子量ポリマーが得ら
nず、一方400℃を超えると生成ポリマーの劣化によ
る着色がひどくなる。
また、重合時の昇温は穏やかにし、かつ重合系が均一な
温度に保たれるように工夫することがゲルや着色のない
良好なポリマーを得るために重要である。
温度に保たれるように工夫することがゲルや着色のない
良好なポリマーを得るために重要である。
さらに、最終重合温度は250℃以上にすることが必要
であるが、そnより低い温度で予備重合することも有利
な方法である。筐た、重合中に発生する水分は系外に除
去することが望ましい。この除去方法としては、例えば
反応器のガス置換やガスフローによる方法、水と共沸す
る溶媒を重合系に加えて、これを系外へ留去する方法な
どが用いらnる。
であるが、そnより低い温度で予備重合することも有利
な方法である。筐た、重合中に発生する水分は系外に除
去することが望ましい。この除去方法としては、例えば
反応器のガス置換やガスフローによる方法、水と共沸す
る溶媒を重合系に加えて、これを系外へ留去する方法な
どが用いらnる。
重合終了後、活性・・ロゲン化合物を重合溶液に加え、
通常重合温度と同じ温度に維持して反応させることによ
り、重合体中に含まnるフェノール末端をなくし、安定
化させる。
通常重合温度と同じ温度に維持して反応させることによ
り、重合体中に含まnるフェノール末端をなくし、安定
化させる。
このようにして得らnfc本発明の重合体は、式%式%
() で表わさする繰り返し単位をもつ高分子重合体である。
() で表わさする繰り返し単位をもつ高分子重合体である。
本発明の重合体は、実施例1に示さnるように、高いモ
ノマー7−クエノスの規則性を有していることが、その
15C−NMRヌベクトルから明らかである。一方、比
較例に示さnる重合体は、重合時の副反応により、前記
式(V)で表わさnる操ジ返し単位以外の単位を含む構
造のランダム化さ、へたモノマーシーフェンスとなって
いる。本発明の重合体は、前記のように規則性に富むた
め、結晶性に優れ、高い結晶融点と結晶融解熱を有して
いる。
ノマー7−クエノスの規則性を有していることが、その
15C−NMRヌベクトルから明らかである。一方、比
較例に示さnる重合体は、重合時の副反応により、前記
式(V)で表わさnる操ジ返し単位以外の単位を含む構
造のランダム化さ、へたモノマーシーフェンスとなって
いる。本発明の重合体は、前記のように規則性に富むた
め、結晶性に優れ、高い結晶融点と結晶融解熱を有して
いる。
本発明の重合体の極限粘度は0.7以上、好ましくは0
.7〜1.2の範囲である。この極限粘度が0.7未満
では成形材料やフィルムにし之場合の機械的強度が低下
するし、極限粘度が1.2を超えると溶融流動性の低下
や結晶化度の低下を生じやすくまた分岐を形成する傾向
が大きくなる。不発明の重合体は溶融流動性が高く、シ
かも分岐を有しないため、機械的物性が優nている。
.7〜1.2の範囲である。この極限粘度が0.7未満
では成形材料やフィルムにし之場合の機械的強度が低下
するし、極限粘度が1.2を超えると溶融流動性の低下
や結晶化度の低下を生じやすくまた分岐を形成する傾向
が大きくなる。不発明の重合体は溶融流動性が高く、シ
かも分岐を有しないため、機械的物性が優nている。
この極限粘度は濃硫酸中で25℃の温度で測定したもの
であり、この条件で本発明の重合体ハ濃硫酸に可溶であ
る。こnに対(−、ゲルを含む重合体は濃硫酸lこ部分
的にしか溶解せず、このようなポリマーは熱安定性が劣
り1例えば400℃の温度で30分間プレスするとゲル
化して、a硫酸、′こ不溶となる。
であり、この条件で本発明の重合体ハ濃硫酸に可溶であ
る。こnに対(−、ゲルを含む重合体は濃硫酸lこ部分
的にしか溶解せず、このようなポリマーは熱安定性が劣
り1例えば400℃の温度で30分間プレスするとゲル
化して、a硫酸、′こ不溶となる。
また1本発明の重合体は、結晶融点及び后晶注が高く、
DSC(示差走査熱僅計)でall尼した結晶融解熱l
i 8 cal / 9以上、好ましくは9 cal
/ を以上である。この結晶融解熱が8cal/f未満
のものは、結晶性が低くて高温でのモジュラスが低く、
かつガラス徴維と混合した場合の繊維補強効果が劣り1
例えばガラス繊維光てんによる熱変形温度改良効果がな
く、したがって結晶性ポリマーとしての特徴が十分に発
揮さnない。
DSC(示差走査熱僅計)でall尼した結晶融解熱l
i 8 cal / 9以上、好ましくは9 cal
/ を以上である。この結晶融解熱が8cal/f未満
のものは、結晶性が低くて高温でのモジュラスが低く、
かつガラス徴維と混合した場合の繊維補強効果が劣り1
例えばガラス繊維光てんによる熱変形温度改良効果がな
く、したがって結晶性ポリマーとしての特徴が十分に発
揮さnない。
本発明の重合体の融点(Tm) 、 ガラス転移温度
(Tg) 、結晶融解熱(△H)は重合体の分子量に依
存するが、例えば極限粘度的0.9においては、Tm
381 C,Tg 157℃、△H11、Ocal /
?である。こnは、フリーデルクラフト法の芳香族ポ
リエーテルケトン 報、特開昭60−155228号公報)のTm 365
℃、ΔH5,5cal/?より融点が高く結晶化度もは
るかに高い。
(Tg) 、結晶融解熱(△H)は重合体の分子量に依
存するが、例えば極限粘度的0.9においては、Tm
381 C,Tg 157℃、△H11、Ocal /
?である。こnは、フリーデルクラフト法の芳香族ポ
リエーテルケトン 報、特開昭60−155228号公報)のTm 365
℃、ΔH5,5cal/?より融点が高く結晶化度もは
るかに高い。
発明の効果
本発明の新規な芳香族ポリエーテルケトンは、分岐のな
い構造を有し高融点、高分子量、高結晶性でゲルを含ま
ず、かつ熱可塑性の重合体であジ、優nた耐熱性及び優
nた機械的性質を有し、また濃硫酸以外の溶剤には室温
でほとんど溶解せず、極めて優六た耐溶剤性を示す。
い構造を有し高融点、高分子量、高結晶性でゲルを含ま
ず、かつ熱可塑性の重合体であジ、優nた耐熱性及び優
nた機械的性質を有し、また濃硫酸以外の溶剤には室温
でほとんど溶解せず、極めて優六た耐溶剤性を示す。
したがって、本発明の結晶性芳香族ポリエーテルケトン
は高温での厳しい条件で使用さnる。成形材料として好
適である。この重合体は任意の所望の形状、例えば成形
品、被覆、フィルム、繊維などにして用いることができ
、さらに各種のエンジニアリングプラスチソク、酊熱注
旬脂、ガラス繊維、炭素繊維、無機質などと混合し、ア
ロイ化やコンポジット化して使用することができる。
は高温での厳しい条件で使用さnる。成形材料として好
適である。この重合体は任意の所望の形状、例えば成形
品、被覆、フィルム、繊維などにして用いることができ
、さらに各種のエンジニアリングプラスチソク、酊熱注
旬脂、ガラス繊維、炭素繊維、無機質などと混合し、ア
ロイ化やコンポジット化して使用することができる。
実施例
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが1本
発明はこnらの例によってなんら限定さ几るものではな
い。
発明はこnらの例によってなんら限定さ几るものではな
い。
なお、本発明の重合体は、わずかに濃硫酸にとけるのみ
で、一般の有機溶媒には不溶であるので、平均分子量を
求めることが困難である。したがつて、極限粘度をもっ
て分子量の尺度とする。
で、一般の有機溶媒には不溶であるので、平均分子量を
求めることが困難である。したがつて、極限粘度をもっ
て分子量の尺度とする。
また、重合体の物性は次のようにして測定した。
測定サンプルは1重合によジ得らnた固体若しぐは粉末
をよく粉砕して測定に供した。
をよく粉砕して測定に供した。
(1)極限粘度
f、q 1 、849 / erdの濃硫酸を使用し、
溶液100d当り重合体0.17を含む溶液と溶液10
0a+f当り重合体0.59 f!:、含む溶液全調製
し、その粘度を25℃で測定し、式 %式% 〔ただし、ηrelは相対粘度、Cは濃度(2/100
−)であり、c→0は(7)ret−+ ) /Cの値
を濃度CがOの点に外挿したことを意味する〕を用いて
求めた。
溶液100d当り重合体0.17を含む溶液と溶液10
0a+f当り重合体0.59 f!:、含む溶液全調製
し、その粘度を25℃で測定し、式 %式% 〔ただし、ηrelは相対粘度、Cは濃度(2/100
−)であり、c→0は(7)ret−+ ) /Cの値
を濃度CがOの点に外挿したことを意味する〕を用いて
求めた。
(2)結晶融点QTm) 、ガラス転移温度(Tg)
、結晶融解熱(ΔH) 重合体扮禾をいったん4001−まで昇温したのち1、
急冷1−たサンプルについて、つSG(示差走査熱l計
り((より昇温速度10’C/111inで測定した。
、結晶融解熱(ΔH) 重合体扮禾をいったん4001−まで昇温したのち1、
急冷1−たサンプルについて、つSG(示差走査熱l計
り((より昇温速度10’C/111inで測定した。
実施例1
4.4′−ビス(p−ヒドロキ7ベンゾイル)ジフェニ
ルエーテ#69.79 (170mrnol)と4.4
’−ジフルオロテレフタロフェノン56.9 r (1
76,8r1mol)と炭酸カリウム2’4.21 (
175,0+nrnol )とベンゾフェノン3002
をかきまぜ機、窒素導入管及びガスのパージラインを備
えた1tオートクンーブに仕込んだ。オートクレーブ内
を窒素置換(−1窒素雰囲気下加熱を開始した。45分
間で300℃まで昇温したのち、300℃に30分間深
持した。この間ずつと、オートクレーブに窒素ガス金連
続的に供給L、反応中に生成する水分を万一トクレーブ
外へ留去した。その後、窒素ガスの供給会停止し、オー
トクレープ全密閉系にして、30分かけて300℃から
320℃まで昇温し、320℃に到達後1時間そつ温度
に保持した。その後、4.4’−ジフルオロベノゾフエ
ノン82を加え、20分間!え応した。オートクレーブ
を今加し、オートクレーブより冷却固1とした反応物を
取り出し、粉砕した。次いで、粉砕した粉末1.4s、
アセトンで2回、温水で2回さらに温アセトンで1回洗
浄し、ベンゾフェノンやフッ化カリウムを取り除き、重
合体を得た。この重合体は収率が96%でゲルを含まず
、その極限粘度1’l:0.90であった。また重合体
の融点、ガラス転移温度、結晶融解熱はそnぞれTm
380℃、Tg 157℃、ΔH11、Ocal /
?であった。
ルエーテ#69.79 (170mrnol)と4.4
’−ジフルオロテレフタロフェノン56.9 r (1
76,8r1mol)と炭酸カリウム2’4.21 (
175,0+nrnol )とベンゾフェノン3002
をかきまぜ機、窒素導入管及びガスのパージラインを備
えた1tオートクンーブに仕込んだ。オートクレーブ内
を窒素置換(−1窒素雰囲気下加熱を開始した。45分
間で300℃まで昇温したのち、300℃に30分間深
持した。この間ずつと、オートクレーブに窒素ガス金連
続的に供給L、反応中に生成する水分を万一トクレーブ
外へ留去した。その後、窒素ガスの供給会停止し、オー
トクレープ全密閉系にして、30分かけて300℃から
320℃まで昇温し、320℃に到達後1時間そつ温度
に保持した。その後、4.4’−ジフルオロベノゾフエ
ノン82を加え、20分間!え応した。オートクレーブ
を今加し、オートクレーブより冷却固1とした反応物を
取り出し、粉砕した。次いで、粉砕した粉末1.4s、
アセトンで2回、温水で2回さらに温アセトンで1回洗
浄し、ベンゾフェノンやフッ化カリウムを取り除き、重
合体を得た。この重合体は収率が96%でゲルを含まず
、その極限粘度1’l:0.90であった。また重合体
の融点、ガラス転移温度、結晶融解熱はそnぞれTm
380℃、Tg 157℃、ΔH11、Ocal /
?であった。
この重合体は400℃で30分間プレスにはさんで保持
したのちも、濃硫酸によく溶解し、極限粘度も変化しな
かった。ま之、300℃のギヤーオープン中2こ40時
間保持し之のちの極限粘度[0,94でゲルを含壕なか
った。
したのちも、濃硫酸によく溶解し、極限粘度も変化しな
かった。ま之、300℃のギヤーオープン中2こ40時
間保持し之のちの極限粘度[0,94でゲルを含壕なか
った。
さらに、得らn7を重合体は次に示す元素分析結果より
、式 で表わさnる繰り収し単位を有するものであることが確
認された。
、式 で表わさnる繰り収し単位を有するものであることが確
認された。
元素分析結果(C46H2807として)CH○
測定値(%) 79.8 4.2 16.0
計算値(%) 79.7 4.1 16.1
この重合体を小型射出成形機を用いて400℃で試験片
を射出成形し、その物性を測定した。結果を下記に示す
。
計算値(%) 79.7 4.1 16.1
この重合体を小型射出成形機を用いて400℃で試験片
を射出成形し、その物性を測定した。結果を下記に示す
。
引張強度 1 、050 K9/d曲げモジュ
ラス 480に9/+nJ(ASTM D−79
0)熱変形温度 178℃ (ASTM D−648,
荷重18.6に9)また、得らnf7:、重合体のX線
回折チャー1− 、 工R分析チャートをそnぞれ第1
図、第2図に示す。
ラス 480に9/+nJ(ASTM D−79
0)熱変形温度 178℃ (ASTM D−648,
荷重18.6に9)また、得らnf7:、重合体のX線
回折チャー1− 、 工R分析チャートをそnぞれ第1
図、第2図に示す。
さらに、第3図及び第4図に、この重合体の130−
NMRノスペクトル(a硫酸中50℃)を示す。カルボ
ニル炭素領域には201.44.201.82ppmに
2本のピークが観測さn、また、エーテル結合炭素領域
には162.78. 165.03,168.67pp
mに3本のピークが観測さnた。こnらはそれぞ7’L
式(l/)の構造における2種類のカルボニル炭素及び
3種類のエーテル結合炭素に対応するものである。
NMRノスペクトル(a硫酸中50℃)を示す。カルボ
ニル炭素領域には201.44.201.82ppmに
2本のピークが観測さn、また、エーテル結合炭素領域
には162.78. 165.03,168.67pp
mに3本のピークが観測さnた。こnらはそれぞ7’L
式(l/)の構造における2種類のカルボニル炭素及び
3種類のエーテル結合炭素に対応するものである。
なお、154ppm以下のピークについては省略した。
実施例2
4.4′−ビス(p−ヒドロキノベンゾイル)ジフェニ
ルエーテルの使用量7il−69,79(170mrn
ol )から71.85’ (175mmol )に変
えた以外は、実施例1と同様な方法で重合し、極限粘度
1.1の濃硫酸可溶でゲルを含まない重合体を得た。こ
の重合体の融点、ガラス転移温度、結晶融解熱はそnぞ
jLTm378℃、Tg 156℃、△H10,6ca
l / 9であった。
ルエーテルの使用量7il−69,79(170mrn
ol )から71.85’ (175mmol )に変
えた以外は、実施例1と同様な方法で重合し、極限粘度
1.1の濃硫酸可溶でゲルを含まない重合体を得た。こ
の重合体の融点、ガラス転移温度、結晶融解熱はそnぞ
jLTm378℃、Tg 156℃、△H10,6ca
l / 9であった。
実施例3
ぺ/シフエノン3002の代りに、キサントン3002
を使用(−た以外な実施flJ 1と同様な方法で重合
し、極限粘度0.97の濃硫酸可溶でゲルを含゛士ない
重合体を得た。この重合体の融点、ガラス転移温度、結
晶融解熱(1そ几ぞjlTrn379℃、Tg 157
℃、△H1o、!5 Ca’l / 9であった。
を使用(−た以外な実施flJ 1と同様な方法で重合
し、極限粘度0.97の濃硫酸可溶でゲルを含゛士ない
重合体を得た。この重合体の融点、ガラス転移温度、結
晶融解熱(1そ几ぞjlTrn379℃、Tg 157
℃、△H1o、!5 Ca’l / 9であった。
実施例4
炭酸カリウムの代りに炭酸水素カリウム352(350
mmol )を使用し、かつベンゾフェノンの使用量を
3002から3502に変えた以外は実施例2と同様に
重合し、極限粘度0.95 、 Tm 380℃。
mmol )を使用し、かつベンゾフェノンの使用量を
3002から3502に変えた以外は実施例2と同様に
重合し、極限粘度0.95 、 Tm 380℃。
△H10,8cal / ?のゲルを@まない濃硫酸l
JT@性ポリマーを得た。
JT@性ポリマーを得た。
実施例5
ベンゾフェノン3002の代すに、ベンゾフェノン40
09 ’(使用した以外は、実施例1と同様:て重合全
行い、極限粘度0.80、Tm382 C1△H11,
3cal/fのゲルをざまない濃硫酸可溶性ポリマーを
得た。
09 ’(使用した以外は、実施例1と同様:て重合全
行い、極限粘度0.80、Tm382 C1△H11,
3cal/fのゲルをざまない濃硫酸可溶性ポリマーを
得た。
実施例6
炭酸カリウムの代りに炭酸ナトリウム10.6fC10
0mmol )と炭酸カリウム10.35’(75pm
ol )の混合物を便用した以外は、実施ψす1と同様
)こ重合して、極限粘度U、92 、 Tm 380℃
、ムH10、9cal/97)ゲルに含1ない儂R2’
ET :B aボリマーを得た。
0mmol )と炭酸カリウム10.35’(75pm
ol )の混合物を便用した以外は、実施ψす1と同様
)こ重合して、極限粘度U、92 、 Tm 380℃
、ムH10、9cal/97)ゲルに含1ない儂R2’
ET :B aボリマーを得た。
比較例
4.4’−ヒス(p−フルオロベンゾイル)ジフェニル
エーテル8.5f (20,5mmol )、4,4′
−ジヒドロキノテレフタロフェノン6.4F(20mr
nol ) 、炭酸カリウム2.82(20mmol)
及びジフェニルスルホン302を、かきまぜ機、窒素導
入管及び冷却器を備えたセパラブルフラスコに仕込んだ
のち、窒素置換し、窒素雰囲気下加熱を開始した。1時
間15分かけて320℃まで昇温したのち、その臨度で
6時間反応させた。反応中に生成する水はフラスコ中の
窒素ガスを新鮮な窒素ガスで連続的に置換することによ
って、系外へ留去した。
エーテル8.5f (20,5mmol )、4,4′
−ジヒドロキノテレフタロフェノン6.4F(20mr
nol ) 、炭酸カリウム2.82(20mmol)
及びジフェニルスルホン302を、かきまぜ機、窒素導
入管及び冷却器を備えたセパラブルフラスコに仕込んだ
のち、窒素置換し、窒素雰囲気下加熱を開始した。1時
間15分かけて320℃まで昇温したのち、その臨度で
6時間反応させた。反応中に生成する水はフラスコ中の
窒素ガスを新鮮な窒素ガスで連続的に置換することによ
って、系外へ留去した。
反応後、重合溶液に4.4′−ジフルオロベンゾフェノ
ン12を加え、40分間320℃に保持したのち冷却し
た。フラスコより冷却固化した反応物を取り出1−1粉
砕したのち温アセトンで2回、温水で2回、さらに温ア
セトンで1回洗浄し重合体を得た。
ン12を加え、40分間320℃に保持したのち冷却し
た。フラスコより冷却固化した反応物を取り出1−1粉
砕したのち温アセトンで2回、温水で2回、さらに温ア
セトンで1回洗浄し重合体を得た。
得られた重合体は濃硫酸に完全に溶解すす、溶液は小さ
な不B物(ゲル)を多数含んでいた。
な不B物(ゲル)を多数含んでいた。
ゲルをろ過して除いた重合体の”O−NMRスペクトル
を第5図及び第6図に示す。
を第5図及び第6図に示す。
こnらの図から、実施例1のポリマーに比べて。
ピークのシャープさがなく、また実施例jのポリマーに
ないピークが2つ(202,2,164,8ppm )
明確に観察さするが、これにより、比較例のポリマーハ
、ソのモノマーシーフェンスの規則性が低・ハ構造であ
って、一部ランダム化していることが明らかである。
ないピークが2つ(202,2,164,8ppm )
明確に観察さするが、これにより、比較例のポリマーハ
、ソのモノマーシーフェンスの規則性が低・ハ構造であ
って、一部ランダム化していることが明らかである。
また、得らnた重合体音400℃で5分間プレスしたフ
ィルムは褐色不均一でもろいものであった。
ィルムは褐色不均一でもろいものであった。
さらに、400℃で30分間プレスしたフィルムは完全
にゲル化し、濃硫酸不起であった。なお得られた重合体
の融点は374℃と実施例】に比べ低いものであった。
にゲル化し、濃硫酸不起であった。なお得られた重合体
の融点は374℃と実施例】に比べ低いものであった。
第1図実施例で得らfL7′c本発明重合体TIX線回
折チャート、第2図はそのIR分析チャート、第3図及
び第4図は同じ重合体の130−NMRスペクトル図、
第5図及び第6図は、比較例で得らn之ゲル除去後の重
合体の”C−NMRスペクトル図である。
折チャート、第2図はそのIR分析チャート、第3図及
び第4図は同じ重合体の130−NMRスペクトル図、
第5図及び第6図は、比較例で得らn之ゲル除去後の重
合体の”C−NMRスペクトル図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる操り返し単位を有し、かつ極限粘度0.7
以上、結晶融解熱8cal/g以上の、ゲルを含まない
濃硫酸可溶性芳香族ポリエーテルケトン。 2、芳香族ケトン溶媒を用い、アルカリの存在下、実質
上等モルの4,4′−ビス(p−ヒドロキシベンゾイル
)ジフェニルエーテルと4,4′−ジフルオロテレフタ
ロフェノンとを250〜400℃の範囲の温度において
重縮合させたのち、生成した重合体のフェノール末端を
活性ハロゲン化合物で安定化することを特徴とする、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる繰り返し単位を有し、かつ極限粘度0.7
以上、結晶融解熱8cal/g以上の、ゲルを含まない
濃硫酸可溶性芳香族ポリエーテルケトンの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10805886 | 1986-05-12 | ||
JP61-108058 | 1986-05-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63152627A true JPS63152627A (ja) | 1988-06-25 |
Family
ID=14474840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11029387A Pending JPS63152627A (ja) | 1986-05-12 | 1987-05-06 | 芳香族ポリエ−テルケトン及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63152627A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6465130A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Asahi Chemical Ind | Aromatic polyether-ketone and its production |
EP0480200A2 (de) * | 1990-09-13 | 1992-04-15 | Hoechst Aktiengesellschaft | Schmelzklebstoff auf Basis von Polyarylenetherketonen und seine Verwendung |
US20100021094A1 (en) * | 2008-07-25 | 2010-01-28 | Christopher Alan Kaufman | High-temperature bearing assemblies and methods of making the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0038028A1 (de) * | 1980-04-14 | 1981-10-21 | BASF Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von ketogruppenhaltigen Polyäthern |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP11029387A patent/JPS63152627A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0038028A1 (de) * | 1980-04-14 | 1981-10-21 | BASF Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von ketogruppenhaltigen Polyäthern |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6465130A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Asahi Chemical Ind | Aromatic polyether-ketone and its production |
EP0480200A2 (de) * | 1990-09-13 | 1992-04-15 | Hoechst Aktiengesellschaft | Schmelzklebstoff auf Basis von Polyarylenetherketonen und seine Verwendung |
US20100021094A1 (en) * | 2008-07-25 | 2010-01-28 | Christopher Alan Kaufman | High-temperature bearing assemblies and methods of making the same |
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