JPS63297423A - ポリスルホン共重合体およびその製造方法 - Google Patents

ポリスルホン共重合体およびその製造方法

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JPS63297423A
JPS63297423A JP13304987A JP13304987A JPS63297423A JP S63297423 A JPS63297423 A JP S63297423A JP 13304987 A JP13304987 A JP 13304987A JP 13304987 A JP13304987 A JP 13304987A JP S63297423 A JPS63297423 A JP S63297423A
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JP13304987A
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English (en)
Inventor
Kazumi Tsubaki
椿 和身
Koichi Maeda
幸一 前田
Hideki Uchida
秀樹 内田
Fusaji Shoji
房次 庄子
Ryoichi Sudo
須藤 亮一
Tetsuo Tajima
田島 哲夫
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Hitachi Ltd
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Nissan Chemical Corp
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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、ジフェニルスルホンを主鎖中に含有する新規
なポリスルホン共重合体およびその製造方法に関する。
更に詳しくは成形加工時の溶融流動性が極めて高く精密
な加工ができ、しかも透明性、耐熱性、機械的強度が優
れた、ジフェニルスルホンを主鎖中に含有する新規なポ
リスルホン共重合体およびその製造方法に関する。
(従来の技術及び発明が解決しようとする問題点)従来
ジフェニルスルホンを主鎖中に含む重合体は、透明で耐
熱性が高く機械的特性の優れた樹脂となることが知られ
ており、一般に下式の構造を有したものがポリスルホン
樹脂(口座化学工業社製)として、市販されている。
この樹脂は、耐熱性エンジニアリング樹脂として広範囲
の分野に利用されているが、しかし、精密加工を行う際
には、成形加工時の溶融流動性が充分に満足できるもの
ではない為、精密な加工製品を得る為には、まだ充分で
はなかった。
この問題を解決する方法として、重合体の分子量を下げ
、成形時の溶融流動性を高くする方法が考えられるが、
その方法では機械的性質が低下するので、好ましくない
、また、溶融流動性を上げる為、より高温で成形する方
法もあるが、樹脂の劣化が激しくなり、種々の物性が低
下したり、成形品の色が悪くなったりするので好ましく
ない。
そこで本発明者らは、従来のジフェニルスルホンを主鎖
中に含有する樹脂の持つ熱的、機械的特性、透明性等、
優れた特質を保持し、かつ成形時の溶融流動性の高い重
合体を得るため研究を鋭意重ねた。
(問題点を解決する為の手段) その結果、本発明者らは上記問題を解決する、ジフェニ
ルスルホンを主鎖中に含有する新規なポリスルホン共重
合体を得、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は式 で表される繰り返し単位[1] (但し、式中Rは脂環
式2価アルコールの残基である。)及び式で表される繰
り返し単位[I]を有し、かつ前記繰り返し単位[I]
のモル分率が1〜80%である透明性が高く、高耐熱、
高強度で、かつ成形時の溶融流動性の高い新規なポリス
ルホン共重合体と、その製造方法を提供するものである
前記繰り返し単位[I]のRは脂環式2価アルコールの
残基を示し、脂環式2価アルコールの具体例としては1
.4−シクロヘキサンジオール、1.3−シクロヘキサ
ンジオール、(ビシクロヘキシル)−4,4’−ジオー
ル、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2
,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン
及び1.1−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)エ
タンなどが挙げられる。
本発明におけるポリスルホン共重合体中の繰り返し単位
[■]のモル分率は、1〜80%、好ましくは、5〜5
0%とするのが良い、この値が1%未満では、成形時の
溶融流動性の改善がなされず、80%を越えると耐熱性
及び機械的強度が低下するので好ましくない。
また、本共重合体の重合度は、使用目的に応じて適宜定
めればよいが、クロロホルムを溶媒とする0、2 g/
dj!濃度溶液の25°Cにおける還元粘度(η、、/
C)が0.20〜1.0 dl/g、好ましくは、0.
25〜0.80dj!/gの範囲になるように重合する
のが好ましい、還元粘度(ηsp/c)が0.20dl
/g未満であると、機械的強度及び耐熱性の低下が大き
く、また1、0dJ!/gを越えると成形時の溶融流動
性の低下が著しいので好ましくない。
本共重合体は好ましくは一般式[nl](但し、Mはア
ルカリ金属原子を示す、)で表される化合物aモルに 一般式[IV]で表される化合物bモルと、(但し、X
はフッ素、塩素、または臭素、nは平均で1〜4の数、
Rは前記と同じ) (但し、Xは前記と同じ。) で表される化合物Cモルとを、モル数a、b、cが0.
95≦a/(b+c)≦1.05を満足する範囲で反応
させる方法が、高分子量体を得やすいので好ましい。
前記の一般式[IV]で表される化合物は、一般式[V
I] MO−R−OM         [VI](但し、R
,Mは前記と同じ、)で表される化合物と前記一般式[
V]で表される化合物を、(一般式[V] )/(一般
式[■])のモル比が1.25〜2.0で反応させる方
法で得られる反応生成物である。
上記方法において、一般式[IV]で表される反応生成
物の製造、並びに前記繰り返し単位[1]及び[I[]
からなる共重合体の製造に、溶媒として特に限定されな
いが、たとえばジメチルスルホキシド、ジメチルスルホ
ン、スルホラン等の高極性溶媒もしくは、これら高極性
溶媒を含む不活性炭化水素又はハロゲン化炭化水素溶媒
等を用いることができる。その際、反応温度は、特に限
定されないが120〜200°Cの温度を用いることが
できる。
こうして得られた新規共重合体は、NMRによる構造解
析の結果、前記繰り返し単位[I]と前記繰り返し単位
[■1からなる骨格構造を有することが認められた。
(発明の効果) このようにして得られた本発明のポリスルホン共重合体
は、従来知られているジフェニルスルホンを主鎖中に含
む重合体、例えばポリスルホン樹脂よりも成形加工時の
溶融流動性が極めて高く、しかも透明性、耐熱性、機械
的強度も満足できる範囲にあるものである。更に、成形
加工後の残留応力が小さく成形歪が小さくなる。したが
って耐熱性精密成形用樹脂として有効に利用できるもの
である。
故に、この新規重合体は精密成形を必要とする光ディス
ク、光学用レンズ、光ファイバーなどの光学用途用樹脂
として最適である。また、フィラー等の添加された複合
樹脂用の樹脂として有用である。
以下に実施例及び比較例により、本発明をさらに詳しく
説明する。
尚、実施例及び比較例において、還元粘度(ηsr/C
)は重合体の濃度0.2g/cR1のクロロホルム溶液
を調整し、ウベローデ型粘度計を用い25°Cにおいて
測定し、次式で算出した。
還元粘度(Lap/C) = (ts  to) / 
(CXto)t、−溶媒の流出時間(秒) t8−重合体溶液の流出時間(秒) C−重合体溶液の濃度(g / djりまた、溶融流動
性の指標であるメルトインデックスは、260℃で荷重
2.16Kgで測定した。
ガラス転位温度は、DSCにより昇温速度10℃/論i
n  で求めた。
実施例1 撹拌機、温度計、水冷コンデンサーを備えた11のフラ
スコに2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)
プロパン(以後HBPAと略ス)199.46 g (
0,830Il+ol ) 、49.6重量%濃度の苛
性ソーダ水溶液133.87g(苛性ソーダとして1.
660 mol) 、ジメチルスルホキシド150m!
、クロルベンゼン400mlを仕込み、系内を窒素で充
分に置換した。その後、該混合液を加熱しながら、溶液
中に含まれる水をクロルベンゼンとの共沸により連続的
に留去し、最終的にクロルベンゼンを留去しながら、混
合液の温度を160°Cまで昇温した。
ついで4.4′−ジクロルジフェニルスルホン(以後D
CDPSと略す) 416.56g(1,660mol
)を添加し160°Cで3時間反応させた後、室温まで
冷却しクロルベンゼン200mff1を添加し希釈した
。その後、水200mj!と濃塩酸40mff1を添加
撹拌し、系内を酸性とし静置後、上層を分離した。下層
を水で充分洗浄した後62のエタノール中に投入し、得
られた粉末をエタノールで充分洗浄した後、乾燥し28
6.26 gの粉末を得た(以後該粉末をモノマーAと
略す)。
該モノマーAの分子量をGPC法によって測定したとこ
ろ736であって、化学式 の分子量741.73とよ(一致した。また、未反応の
)IBPA及びDCDPSは含まれていなかった0次に
上記モノマーAを合成した時と同一の反応装置に、2.
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以後B
PAと略す) 62.78 g (0,275mol 
)、49.6重量%濃度の苛性ソーダ水溶液44.35
g(苛性ソーダとして0.550 mol)、ジメチル
スルホキシド150mj!、クロルベンゼン400m1
を仕込み、系内を窒素で充分に置換した。その後、該混
合液を加熱しながら、溶液中に含まれる水をクロルベン
ゼンとの共沸により連続的に留去し、最終的にクロルベ
ンゼンを留去しながら、混合液の温度を160°Cまで
昇温した。
ついで、前記のモノマーA20.40 g(0,027
5mol)を添加し160℃で30分重合させた後、D
CDP370.36 g (0,245sol )を添
加し160℃で30分重合させた。
その後、該混合液をクロルベンゼン500mj!で希釈
し、室温まで冷却した後、副成した塩化ナトリウムを濾
別し、71のエタノール中に投入した。得られた粉末を
エタノールで充分に洗浄した後、乾燥し128.90g
の共重合体を得た。
この共重合体の還元粘度(η、IP/C)は0.43 
d1/gであり、メルトインデックスは3.5g/1O
−jnであった。また、DSCより求めたガラス転位温
度は180°Cであった。
この共重合体をクロロホルム(cDCls)に溶解し、
プロトンNMRを測定したところ、第1図に示すスペク
トルが得られ、この共重合体がBPA、)(BPA、D
CDPSの縮合物の骨格を有することが認められた。
(化学シフト0.77PPMにHBPA残基にもとづく
シクロヘキサン環にはさまれた炭素原子に結合したメチ
ル基のプロトンの特性ピークが見られ、化学シフト1.
69PPMにBPA残基にもとづ(ベンゼン環にはさま
れた炭素原子に結合したメチル基のプロトンの特性ピー
クが見られる。尚、図中のOPPHのピークは、基準物
質として用いたテトラメチルシランにもとずくものであ
る。)また、HBPA残基にもとずく化学シフト0.7
7 PPMのピークの積分値と、BPA残基にもとずく
化学シフト1.69 PPMのピークの積分値の比が1
 : 10であり、仕込みモノマーA中のHBPA相当
分と仕込みBPAのモル比1:10とよく一致した。
実施例2 実施例1において、BPAの仕込量63.50g(0,
278sol )、BPAのジナトリウム塩を合成する
際の49.6重量%濃度の苛性ソーダ水溶液の仕込量4
4.84g(苛性ソーダとして0.556mof) 、
モノマーAの仕込量41.26 g (0,0556s
ol ) 、BPAのジナトリウム塩と、七ツマ−Aの
重合物と重合させるDCDPSの仕込量66.34 g
 (0,231s+ol )とした以外は、実施例1と
同様の方法で145.29gの共重合体を得た。
各種物性の測定結果は表−1に示す。
比較例1 撹拌機、温度計、水冷コンデンサー、を備えた12のフ
ラスコに、BPA63.60 g(0,279sol)
 、49.6重量%濃度の苛性ソーダ水溶液45.00
g(苛性ソーダとして0.558 mol)、ジメチル
スルホキシド150ml、クロルベンゼン400+nj
!を仕込み、系内を窒素で充分に置換した。
その後、該混合液を加熱しながら、溶液中に含まれる水
をクロルベンゼンとの共沸により連続的に留去し、最終
的にクロルベンゼンを留去しながら、混合液の温度を1
60 ’Cまで昇温した。ついで、DCDPS80.O
Ig(0,279mol )を添加し160℃で30分
重合させた。
その後、クロルベンゼン500+/!を添加、希釈した
後室温まで冷却し、副成した塩化ナトリウムを濾別し、
71.のエタノール中に投入した。得られた粉末をエタ
ノールで充分に洗浄した後、乾燥し120.16gの重
合体を得た。各種物性の測、定結果は表−1に示す。
比較例2 比較例1において、DCDPSの仕込量を78゜97 
g (0,275taol )  とした以外は、比較
例1と同様の方法で117.12gの重合体を得た。
各種物性の測定結果は表−1に示す。
表−1 上表から、実施例では比較例に比べてガラス転位温度が
大きく低下しないで、メルトインデックス(溶融流動性
)が、約1桁大きくなっていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1で製造した共重合体のプロトンNM
Rのスペクトルを示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 で表される繰り返し単位[ I ] (但し、式中のRは脂環式2価アルコールの残基である
    。)及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔II〕 で表される繰り返し単位[II]を有し、かつ前記繰り返
    し単位[ I ]のモル分率が1〜80%であることを特
    徴とするポリスルホン共重合体。
  2. (2)繰り返し単位[ I ]におけるRが1,4−シク
    ロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール
    、(ビシクロヘキシル)−4,4′ジオール、ビス(4
    −ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(
    4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン及び1,1−
    ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)エタンから選ば
    れる脂環式2価アルコールの残基である特許請求の範囲
    第1項記載のポリスルホン共重合体。
  3. (3)一般式[III] ▲数式、化学式、表等があります▼[III] (但し、Mはアルカリ金属原子を示す。)で表される化
    合物aモルに、 一般式[IV]で表される化合物bモルと、 ▲数式、化学式、表等があります▼〔IV〕 (但し、Xはフッ素、塩素、または臭素、nは平均で1
    〜4の数、Rは脂環式2価アルコールの残基を示す。) 一般式[V] ▲数式、化学式、表等があります▼[V] (但し、Xは前記と同じ。)で表される化合物cモルと
    を、モル数a、b、cが0.95≦a/(b+c)≦1
    .05を満足する範囲で反応させることを特徴とする式 ▲数式、化学式、表等があります▼[ I ] で表される繰り返し単位[ I ](但し、式中のRは前
    記と同じ。)及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔II〕 で表される繰り返し単位[II]を有し、かつ前記繰り返
    し単位[ I ]のモル分率が1〜80%であるポリスル
    ホン共重合体の製造方法。
  4. (4)繰り返し単位[ I ]及び化合物[IV]における
    Rが1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロ
    ヘキサンジオール、(ビシクロヘキシル)−4,4′ジ
    オール、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン
    、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロ
    パン及び1,1−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル
    )エタンから選ばれる脂環式2価アルコールの残基であ
    る特許請求の範囲第3項記載のポリスルホン共重合体の
    製造方法。
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Cited By (3)

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