KR101457745B1 - 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 이로부터 제조된 폴리페닐렌 설파이드 - Google Patents

폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 이로부터 제조된 폴리페닐렌 설파이드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 이로부터 수득된 폴리페닐렌 설파이드에 관한 것으로, 모노머와 폴리머간 열적 특성의 적절한 제어를 통하여 열 특성이 우수하고 적합한 물성을 구현가능한 기능성 선상 고분자량 폴리페닐렌 설파이드 수지를 중합할 수 있다.

Description

폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 이로부터 제조된 폴리페닐렌 설파이드 {A method for preparing polyphenylene sulfides and polyphenylene sulfides obtained from this method}
본 발명은 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법 및 이로부터 제조된 폴리페닐렌 설파이드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 중합 반응기에 증류 컬럼을 부착하고 공극율을 조절함으로써 모노머와 폴리머간 열적 특성을 적절하게 제어하여 열 특성이 우수하고 적합한 물성을 구현가능한 고기능성 엔지니어링 플라스틱인 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfides) 수지를 중합하는 방법 및 이로부터 제조된 폴리페닐렌 설파이드에 관한 것이다.
폴리(아릴렌) 설파이드로도 공지되어 있는 폴리페닐렌 설파이드 (PPS)는, 다양한 제조, 판매 및 소비 응용에서 원하는 형상으로 가열되어 성형될 수 있는 고-성능 엔지니어링 열가소성 물질이다. PPS는 섬유, 필름, 코팅, 사출 성형 화합물, 및 섬유-보강 복합재의 제조에서 사용될 수 있으며, 전기제품, 자동차 및 전기/전자 산업에서 요청되는 응용들에 매우 적합하다. PPS는 단독으로 또는, 탄성중합체 재료, 코폴리머, 수지, 보강제, 첨가제, 그 밖의 다른 열가소성 물질 등과 같은 다른 재료들과 혼합되어, 제조 성분으로서 혼입될 수 있다.
PPS의 일반 분자 구조는 교대하는 방향족(페닐렌) 고리 및 황 원자들로(파라 치환 패턴으로) 구성된다. 상기 분자 구조는 열적으로 안정한 결정질 격자로 용이하게 충진할 수 있으며, 약 285℃ 및 그 보다 더 높은 온도 이하의 높은 결정질 용융점을 가지는 반-결정질 폴리머인 PPS를 제공한다. 이러한 분자 구조로 인하여, PPS는 또한 연소하는 동안 까맣게 타기 쉬우며, 상기 언급한 바와 같이 재료를 고유한 난연제로 만든다.
반-결정질의 PPS를 포함하여, PPS 폴리머는, 탁월한 특성의 조합을 제공하므로 매력적인 엔지니어링 플라스틱이다. 예를 들면, PPS는 공격적인 화학적 환경에 대한 내성을 제공하며 또한 타이트한 허용오차에 대한 정밀한 몰딩을 제공한다.
더욱이, PPS는 열적으로 안정하며, 본래 난연제 첨가제가 없는 불연성이며, 탁월한 유전/절연 특성을 가진다. 그 밖의 다른 특성들에는 크기적 안정성, 높은 모듈러스, 및 내크리프성이 포함된다. PPS의 유리한 특성들은, 부분적으로는, 분자 구조의 안정한 화학적 결합에 기인하는데, 이러한 안정한 화학적 결합은, 예를 들면, 열분해 및 화학적 반응성 모두에 대하여 비교적 높은 정도의 분자적 안정성을 부여한다.
일반적으로, PPS는 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물을 직접 중합시키는 용융 중합에 의해 제조될 수 있다. 알칼리 금속염과 같은 분자량 개질제는 중합 혼합물에 선택적으로 첨가될 수 있다.
이와 같이 제조된 PPS수지는 고강도­고강성의 기계적 특성을 갖는 반면, 내충격성이 다른 EP보다 낮은 단점을 가지며, 일반 열가소성수지와는 다른 현상인 성형과정에서의 용융경화 특성으로 인해 가스가 발생되는 문제점이 있다. 이에 컴파운딩 기술개발 및 첨가제 개발 등의 방법이 개발되어 저온 충격강도 및 인장신도가 개선되고 있으나, 계속적인 노력이 요구되고 있다.
또한 성형시 가스 발생억제를 위해 베이스 수지의 분자량 제어 및 수지와 유리섬유의 밀착성을 향상시키는 첨가제 개발 등의 연구가 행해지고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 수지의 적합한 물성을 구현할 수 있는 PPS 수지 제조용 용융 중합 관련 연구를 계속하던 중 중합 반응기에 증류 컬럼을 부착하고 공극율을 조절하면 모노머와 폴리머간 열적 특성을 적절하게 제어하여 열 특성이 우수하고 적합한 물성을 구현가능한 고기능성 엔지니어링 플라스틱인 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfides) 수지를 제조하는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 목적은 열 특성이 우수하고 적합한 물성을 구현가능한 고기능성 엔지니어링 플라스틱인 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfides) 수지를 제조하는 방법을 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 유리전이온도가 70 ℃ 이상, 결정화온도가 170 ℃ 이상이고 용융온도가 260 ℃ 이상을 동시에 만족하는, 폴리페닐렌 설파이드를 제공하려는데 있다.
본 발명에 따르면, 파라-할로겐화 벤젠(para-halogenated benzene)와 황(elementary sulfur)로부터 폴리페닐렌 설파이드를 중합하기 위한 중합 반응기 외부에, 컬럼을 구비한 폴리페닐렌 설파이드용 중합 장치를 사용하여 중합하되, 상기 컬럼 내 공극율을 20 내지 95 % 범위 내로 조절하는 것을 특징으로 하는, 폴리페닐렌 설파이드 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 방법에 의해 제조되며, 유리전이온도가 70 ℃ 이상, 결정화온도가 170 ℃ 이상이고 용융온도가 260 ℃ 이상인, 폴리페닐렌 설파이드를 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 중합 반응기에 증류 컬럼을 부착하고 공극율을 조절함으로써 모노머와 폴리머간 열적 특성을 적절하게 제어하여 열 특성이 우수하고 적합한 물성을 구현가능한 고기능성 엔지니어링 플라스틱인 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfides) 수지를 제조하는 것을 기술적 특징으로 한다.
구체적으로는, 파라-할로겐화 벤젠(para-halogenated benzene)와 황(elementary sulfur)로부터 폴리페닐렌 설파이드를 중합하기 위한 중합 반응기 외부에, 자켓 타입의 컬럼을 구비한 폴리페닐렌 설파이드용 중합 장치를 사용하여 중합한다.
특히 본 발명에 따르면, 각기 이종 이상의 모노머를 축중합의 형태로 제조하여 수지가 좀 더 우수한 열 특성을 갖게 할 수 있으며, 이를 위하여 파라-할로겐화 벤젠(para-halogenated benzene)과 황(elementary sulfur)를 몰 비 기준으로 0.6 ~ 1.45, 더욱 바람직하게는 1~1.4의 비로 투입된 것이 요오드를 제거하기 위한 감압 조건에서 충분한 반응성을 고려할 때 바람직하다. 나아가 오르소- 및 메타-할로겐화 벤젠으로부터 선택된 1종 이상을 파라-할로겐화 벤젠 함량 100 중량부 기준으로 50 중량부 이하 범위 내로 더 포함할 경우 곁가지 구조를 유도하여 비결정 부분의 비율을 높일 수 있어 수지의 강성을 상승시킬 수 있으므로 더욱 바람직한 것이다.
이때 중합용 촉매로는 이에 한정하는 것은 아니나, 니트로기 함유 모노요오도벤젠, 또는 니트로기 함유 디요오도벤젠 중에서 선택된 유기 촉매를 포함하며, 투입량은 바람직하게는 투입되는 황 함량 기준 5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량% 범위 내이다.
또한, 상기 중합 공정에는 디페닐설파이드, 2,2-디티오비스벤즈티아졸의 모노, 디-티오 화합물, 및 카바메이트 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 분자량 조절제를 디할로겐화 벤젠 몰 기준으로 0.1 내지 5 몰%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3몰% 범위 내로 사용하는 것이 바람직하며, 특히 디페닐설파이드, 또는 2,2-디티오비스벤트티아졸을 사용하는 것이 반응성, 수지의 순도, 색상 등을 고려할 때 보다 바람직하다.
이뿐 아니라 안정제 및 기타 첨가제로서 산화방지제, 레올로지제 등 통상적인 첨가제를 더 첨가할 수 있다.
본 발명의 중합 공정은 쉘 앤드 튜브 반응기를 사용하여 220 ℃, 120 torr에서 승온 및 감압 시켜 320 ℃ 및 0 torr 이하에서 용융 중합으로 수행될 수 있다.
특히 본 발명에 사용되는 중합 장치는 하기 실시예에서 규명된 바와 같이, 중합 반응기 외부에, 내경이 반응기 내경 대비 0.1 내지 0.5배이고, 높이가 반응기 높이 대비 1 내지 4배를 만족하는 자켓 타입의 컬럼을 구비하여 이루어지는 것이 반응 효율 및 함수율 측면을 함께 감안할 때 보다 바람직한 것이다.
특히 수직 형태의 컬럼 높이는 반응기 높이의 2.5 내지 3.5배이고, 내경의 크기는 반응기 크기의 0.3 내지 0.45배인 것이 반응 효율을 극대화할 수 있어 가장 바람직하다.
특히 본 발명에서는 상기 컬럼 내 공극율을 20 내지 95 % 범위 내로 조절하여 폴리페닐렌 설파이드를 수득하는데 기술적 특징을 갖는다. 보다 바람직하게는 30 내지 70 % 범위 내로 조절한 것이다.
이같은 공극율은 SUS, 글라스 비드로부터 선택된 1종 이상의 충진물을 충진하여 달성될 수 있으며, 반드시 충진재의 재질이나 형태를 규정하는 것은 아니나, 직경이 5 내지 30mm 내인 글라스 비드, 및 SUS로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 컬럼에 충진하는 것이 모노머와 부산물의 분리능을 감안할 때 보다 바람직하다.
이렇게 제조된 수지의 유리전이온도는 하기 실시예에서도 규명된 바와 같이, 70 ℃ 이상, 바람직하게는 75 ℃ 이상, 결정화 온도(냉각) 및 용융온도는 각각 바람직하게는 170 ℃, 260 ℃이상, 더욱 바람직하게는 180 ℃, 270 ℃ 이상을 동시에 만족하게 된다. 또한 이러한 열 특성을 구현하는 수지의 원활한 가공성과 생산성을 감안하여 분자량은 2만 이상인 것이 바람직하다.
이들 폴리페닐렌 설파이드는 고기능성 엔지니어링 수지로서 전자제품의 부속품, 자동차 내장제, 각종 필터, 방열 소재, 기타 다양한 목적의 컴파운딩 재료 등으로 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 모노머와 폴리머간 열적 특성을 적절하게 제어하여 열 특성이 우수하고 적합한 물성을 구현가능한 기능성 선상 고분자량 폴리페닐렌 설파이드 수지를 중합할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
실시예 1
PPS(폴리페닐렌-설파이드) 1kg을 중합함에 있어, 파라-디요오도벤젠 948.46g과 엘리먼터리 황 73.76g 및 1,4-디요오도-2-니트로벤젠 2.21 g을 2L 반응기(쉘 앤 튜브 반응기)에 일괄 투입하고 반응 온도 및 압력을 230 ℃, 120 torr 에서 320 ℃, 0 torr 이하까지 차등 적용하였다. 반응기에 부착된 컬럼은 내경이 40 mm이고 높이가 550 mm인 자켓 형태이며, 내부에 직경이 10mm인 글라스비드를 50 cm (500mm) 높이로 충진하였으며, 이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도 89.67 ℃, 결정화온도 228.83 ℃, 용융온도 276.63 ℃를 나타냈고, 분자량(Mn)은 26,000 이었다.
실시예 2
PPS(폴리페닐렌-설파이드) 1kg을 중합함에 있어, 파라-디요오도벤젠 948.46g과 엘리먼터리 황 73.76g 및 1,4-디요오도-2-니트로벤젠 2.21 g을 2L 반응기(쉘 앤 튜브 반응기)에 일괄 투입하고 반응 온도 및 압력을 230 ℃, 120 torr 에서 320 ℃, 0 torr 이하까지 차등 적용하였다. 반응기에 부착된 증류 컬럼은 내경이 40 mm이고 높이가 550 mm인 자켓 형태이며, 내부에 직경이 10mm, 8mm, 5mm인 글라스비드를 500mm 높이로 충진하였으며, 이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도 92.35 ℃, 결정화온도 213.25 ℃, 용융온도 269.31 ℃를 나타냈고, 분자량(Mn)은 22,000 이었다.
실시예 3
PPS(폴리페닐렌-설파이드) 1kg을 중합함에 있어, 파라-디요오도벤젠 948.46g과 엘리먼터리 황 73.76g 및 1,4-디요오도-2-니트로벤젠 2.21 g을 2L 반응기(쉘 앤 튜브 반응기) 에 일괄 투입하고 반응 온도 및 압력을 230 ℃, 120 torr 에서 320 ℃, 0 torr 이하까지 차등 적용하였다. 반응기에 부착된 컬럼은 내경이 40 mm이고 높이가 550 mm인 자켓 형태이며, 내부에 직경이 5mm인 글라스비드를 500 mm 높이로 충진하였으며, 이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도 90.36 ℃, 결정화온도 208.21 ℃, 용융온도 256.34 ℃를 나타냈고, 분자량(Mn)은 17,800 이었다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 반응기 내 공급된 단량체 몰비 p-DIB/S=1.25를 1.3으로 대체한 것을 제외하고는 동일한 실험을 반복하였다.
이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도는 나타나지 않았으며, 결정화온도 268.34 ℃, 용융온도 264.64 ℃를 나타냈고, 분자량(Mn)은 17,000 이었다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 컬럼 내 충진물의 높이를 300 mm로 대체한 것을 제외하고는 동일한 실험을 반복하였다.
이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도는 나타나지 않았으며, 결정화온도 199.98 ℃, 용융온도 248 ℃를 나타냈고, 분자량(Mn)은 4,500 이었다.
비교예 1
PPS(폴리페닐렌-설파이드) 1kg을 중합함에 있어, 파라-디요오도벤젠 948.46g과 엘리먼터리 황 73.76g 및 1,4-디요오도-2-니트로벤젠 2.21 g을 2L 반응기(쉘 앤 튜브 반응기) 에 일괄 투입하고 반응 온도 및 압력을 230 ℃, 120 torr 에서 320 ℃, 0 torr 이하까지 차등 적용하였다. 반응기에 부착된 컬럼은 내경이 40 mm이고 높이가 350 mm인 자켓 형태이며, 내부에 직경이 10mm인 글라스비드를 300 mm 높이로 충진하였으며, 이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도, 결정화온도, 용융온도가 나타나지 않았고, 분자량(Mn)은 1,200 이었다.
비교예 2
PPS(폴리페닐렌-설파이드) 1kg을 중합함에 있어, 파라-디요오도벤젠 948.46g과 엘리먼터리 황 73.76g 및 1,4-디요오도-2-니트로벤젠 2.21 g을 2L 반응기(쉘 앤 튜브 반응기) 에 일괄 투입하고 반응 온도 및 압력을 230 ℃, 120 torr 에서 320 ℃, 0 torr 이하까지 차등 적용하였다. 반응기에 부착된 증류 컬럼은 내경이 40 mm이고 높이가 350 mm인 자켓 형태이며, 내부에 직경이 각각 10mm, 8mm, 5mm인 글라스비드를 300mm 높이로 충진하였으며, 이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도가 없었으며, 결정화온도 179.99 ℃, 용융온도 241.66 ℃를 나타냈고, 분자량(Mn)은 6,800 이었다.
비교예 3
PPS(폴리페닐렌-설파이드) 1kg을 중합함에 있어, 파라-디요오도벤젠 948.46g과 엘리먼터리 황 73.76g 및 1,4-디요오도-2-니트로벤젠 2.21 g을 2L 반응기(쉘 앤 튜브 반응기) 에 일괄 투입하고 반응 온도 및 압력을 230 ℃, 120 torr 에서 320 ℃, 0 torr 이하까지 차등 적용하였다. 반응기에 부착된 컬럼은 내경이 40 mm이고 높이가 350 mm인 자켓 형태이며, 내부에 직경이 5mm인 글라스비드를 300 mm 높이로 충진하였으며, 이러한 조건에서 제조된 수지는 유리전이온도는 없었으며 결정화온도는 184.07 ℃, 용융온도 249.55 ℃를 나타냈고, 분자량(Mn)은 5,800이었다.
비교예 4-6
실시예 1-3에서 각각 반응기에 컬럼을 부착하지 않은 것을 제외하고는 동일한 실험을 반복하였다. 이러한 조건에서 제조된 수지는 각각 유리전이온도, 결정화온도, 용융온도가 나타나지 않았고, 분자량은 측정 불가수준이었다.
이들 실시예 1-5 및 비교예 1-6의 컬럼 형태/크기 및 충진물 형태/크기 등을 측정된 유리전이온도(Tg), 결정화온도(Tc), 용융온도 (Tm)및 분자량 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.
*측정 항목
1)유리전이온도(Tg), 결정화온도(Tc), 용융온도 (Tm)는 TA Instrument 사의 DSC (차등 주사 열량계)를 사용하여 측정하였다.
2)분자량(Mn)은 TA Instrument 사의 ARES를 이용하여 점도를 측정한 후 하기 식으로 환산하여 결과값을 얻었음.
[식 1]
Log(n) = 1.473 + 0.2873*log(melt viscosity)
상기 식에서 n은 중합도이다.
3) 공극율은 하기 식에 의해 계산하였다.
[식 2]
공극율(%) = 비드 체적의 합/컬럼 내부 체적 x 100
일례로, 이하 실시예 1, 실시예 4, 비교예 1 등에서 직경 10mm 비드를 사용할 경우 공극율 40%는 다음과 같이 계산되었다:
10 mm 비드를 컬럼높이 100 mm까지 채우고 증류수 100 cc를 채워 총량이 160 cc로 측정되면 공극율은 40%가 된다.
한편, 실시예 2, 비교예 2 등에서 직경이 10mm인 비드와 8mm인 비드와 5mm인 비드를 모두 사용할 경우 공극율 30%는 다음과 같이 계산되었다.
10 mm 비드와 8 mm 비드, 그리고 5 mm 비드를 각각 컬럼높이 50 mm씩 3단으로 채우고 증류수 150 cc를 채워 총량이 255 cc로 측정되면 공극율은 30%가 된다.
구분 p-DIB/S*
(몰비)
컬럼 높이(mm) 충진물 형태 및 크기 공극율
(%)
충진물 높이(mm) Tg(℃) Tc(℃) Tm(℃) 분자량
(Mn)
실시예 1 1.25 550 글라스 비드 (직경 10mm) 40 500 89.67 228.83 276.63 26,000
실시예 2 1.25 550 글라스 비드(직경 10mm, 8mm, 5mm) 30 500 92.35 213.25 269.31 22,000
실시예 3 1.25 550 글라스 비드(직경 5mm) 37 500 90.36 208.21 256.34 17,800
실시예 4 1.3 550 글라스 비드(직경 10mm) 40 500 - 268.34 264.64 17,000
실시예 5 1.25 550 글라스 비드(직경 10mm) 70 300 - 199.98 248 4500
비교예 1 1.25 350 글라스 비드(직경 10mm) 40 300 - - - 1200
비교예 2 1.25 350 글라스 비드(직경 10mm,8mm, 5mm) 30 300 - 179.99 241.66 6800
비교예 3 1.25 350 글라스 비드 (직경 5mm) 37 300 - 184.07 249.55 5800
비교예 4 1.25 - - - - - - - -
비교예 5 1.25 - - - - - - - -
비교예 6 1.25 - - - - - - - -
*P-DIB는 파라-디요오도벤젠을 그리고 S는 설퍼를 의미한다.
상기 표 1에서 보듯이, 중합 반응기에 부착된 컬럼은 반응기와 컬럼의 길이 비가 2.11이었고, 내경의 비는 2.5 수준으로 그리고 충진물은 글라스 비드로 직경이 10mm, 8mm, 5mm를 각각 혹은 혼합형태로 사용한 실시예 1-5의 경우, 컬럼의 길이 비가 1.35이고 내경의 비는 2.5 수준에서 충진물의 조건이 같은 비교예 1 내지 3 혹은 증류 컬럼을 부착하지 않은 비교예 4 내지 6 대비 열특성(유리전이온도, 냉각온도, 용융온도) 측면과 분자량이 현저하게 향상되었음을 확인할 수 있었다.

Claims (12)

  1. 파라-할로겐화 벤젠(para-halogenated benzene)와 황(elementary sulfur)로부터 폴리페닐렌 설파이드를 중합하기 위한 중합 반응기 외부에, 컬럼을 구비한 폴리페닐렌 설파이드용 중합 장치를 사용하여 중합하되,
    상기 컬럼 내 공극율을 20 내지 95 % 범위 내로 조절하는 것을 특징으로 하는, 폴리페닐렌 설파이드 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공극율은 30 내지 70% 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파라-할로겐화 벤젠(para-halogenated benzene)와 황(elementary sulfur)은 0.6 내지 1.45의 몰비로 투입된 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    나아가 오르소- 및 메타-할로겐화 벤젠으로부터 선택된 1종 이상을 파라-할로겐화 벤젠 함량 100 중량부 기준으로 50 중량부 이하 범위 내로 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중합은 니트로기 함유 모노요오도벤젠, 또는 니트로기 함유 디요오도벤젠 중에서 선택된 유기 촉매를 황 함량 기준으로 5 중량% 이하 투입하여 수행하는 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중합은 쉘 앤드 튜브 반응기를 사용하여 220 ℃, 120 torr에서 승온 및 감압 시켜 320 ℃ 및 0 torr 이하에서 용융 중합시킨 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중합은 디페닐설파이드, 2,2-디티오비스벤즈티아졸의 모노, 디-티오 화합물, 및 카바메이트 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 디할로겐화 벤젠 몰 기준으로 0.1 내지 5 몰% 범위 내로 사용하는 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 설파이드용 중합 장치는 중합 반응기 외부에, 내경이 반응기 내경 대비 0.1 내지 0.5배이고, 높이가 반응기 높이 대비 1 내지 4배를 만족하는 자켓 타입의 컬럼을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컬럼은 SUS(Steel Use Stainless), 또는 글라스로부터 선택된 1종 이상의 충진물로 충진된 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 충진물은 직경이 5 내지 30 mm인 글라스 비드, 및 SUS(Steel Use Stainless)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 컬럼에 충진한 것을 특징으로 하는, 폴리페닐렌 설파이드 제조 방법.
  11. 제1항의 제조 방법에 의해 제조되며, 유리전이온도가 70 ℃ 이상, 결정화온도가 170 ℃ 이상이고 용융온도가 260 ℃ 이상인, 폴리페닐렌 설파이드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폴리페닐렌 설파이드는 전자제품의 부속품, 자동차 내장재, 필터, 방열 소재, 컴파운딩 재료로 적용되는 것을 특징으로 하는,
    폴리페닐렌 설파이드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101630905B1 (ko) * 2013-05-23 2016-06-15 주식회사 엘지화학 폴리페닐렌 설파이드 수지의 명도 조절 겸용 개질제, 이를 이용한 제조 방법 및 폴리페닐렌 설파이드 수지
KR101673048B1 (ko) * 2013-09-03 2016-11-04 주식회사 엘지화학 폴리페닐렌 설파이드 수지의 제조방법
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5840830A (en) * 1996-02-21 1998-11-24 Kureha Kagaku Kogyo K.K. Process for producing poly(arylene sulfide)
KR100513115B1 (ko) 1998-05-28 2005-12-21 에스케이케미칼주식회사 고분자량의 폴리아릴렌설파이드 공중합체의 제조방법
KR20100073733A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법
KR20100079253A (ko) * 2008-12-31 2010-07-08 에스케이케미칼주식회사 유리 요오드 저감 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5840830A (en) * 1996-02-21 1998-11-24 Kureha Kagaku Kogyo K.K. Process for producing poly(arylene sulfide)
KR100513115B1 (ko) 1998-05-28 2005-12-21 에스케이케미칼주식회사 고분자량의 폴리아릴렌설파이드 공중합체의 제조방법
KR20100073733A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법
KR20100079253A (ko) * 2008-12-31 2010-07-08 에스케이케미칼주식회사 유리 요오드 저감 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101887654B1 (ko) 2017-04-28 2018-08-10 한국화학연구원 폴리페닐렌 설파이드 공중합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 폴리페닐렌 설파이드 공중합체

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