KR20200136316A - Method for preparing polyarylene sulfide - Google Patents

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정권수
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Abstract

The present invention provides a method for producing a polyarylene sulfide having excellent processability and improved kneading property with glass fibers used in a compounding composition by increasing the amount of carboxyl groups introduced at a terminal of a polyarylene sulfide and decreasing the residual content of sodium through the control of a polymerization process and washing process in the production of a polyarylene sulfide.

Description

폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING POLYARYLENE SULFIDE}Method for producing polyarylene sulfide TECHNICAL FIELD [METHOD FOR PREPARING POLYARYLENE SULFIDE]

본 발명은 폴리아릴렌 설파이드의 제조시, 중합 공정 및 세척 공정의 제어를 통해, 폴리아릴렌 설파이드 말단에 카르복실기 도입량을 증가시키고, 나트륨 양이온(Na+) 잔류 함량은 감소시킴으로써, 우수한 가공성을 가지며 컴파운딩 조성물에 사용되는 유리 섬유와의 혼련성이 개선된 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides excellent processability by increasing the amount of carboxyl group introduced at the end of the polyarylene sulfide and reducing the residual content of sodium cation (Na + ) through control of the polymerization process and washing process when producing polyarylene sulfide. It relates to a method for producing polyarylene sulfide having improved kneading properties with glass fibers used in a compounding composition.

폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene sulfide; PPS)로 대표되는 폴리아릴렌 설파이드(Polyarylene sulfide, PAS)는 우수한 강도, 내열성, 난연성 및 가공성으로 인해 자동차, 전기·전자 제품, 기계류 등에서 금속, 특히 알루미늄이나 아연과 같은 다이캐스팅(die casting) 금속을 대체하는 소재로 폭넓게 사용되고 있다. 또, PPS의 경우 유동성이 좋기 때문에 유리섬유 등의 필러나 보강제와 혼련하여 컴파운드로 사용하기에 유리하다. Polyarylene sulfide (PAS), represented by polyphenylene sulfide (PPS), has excellent strength, heat resistance, flame retardancy and workability. It is widely used as a material replacing the same die casting metal. In addition, since PPS has good fluidity, it is advantageous to use as a compound by kneading it with a filler or reinforcing agent such as glass fiber.

통상, PAS는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)과 같은 극성 유기 화합물 존재 하에 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물과의 중합 반응을 통해 제조되며, 상기 중합 반응시 알칼리 금속염과 같은 분자량 개질제가 선택적으로 더 사용되기도 한다. 상기와 같은 방법을 통한 PAS 제조시, 중합반응의 결과로 수득되는 반응생성물은 수상과 유기상을 포함하며, 생성된 PAS는 주로 유기상에 용해되어 포함된다. 이에 따라, 생성된 PAS의 분리를 위한 공정이 추가로 수행되는데, 주로 반응생성물을 냉각하여 PAS를 석출시키는 방법이 이용된다. Typically, PAS is prepared through a polymerization reaction between a sulfur source and a dihalogenated aromatic compound in the presence of a polar organic compound such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and in the polymerization reaction, a molecular weight modifier such as an alkali metal salt is Optionally, it may be used further. When preparing PAS through the above method, the reaction product obtained as a result of the polymerization reaction includes an aqueous phase and an organic phase, and the PAS produced is mainly dissolved and contained in the organic phase. Accordingly, a process for separating the generated PAS is additionally performed, and a method of depositing PAS by cooling the reaction product is mainly used.

폴리페닐렌 설파이드(PPS)의 경우, 중합 완료 후, 물로 희석되거나 또는 슬러리 상태 그대로 물과 수용성 용매를 이용한 세척 공정, 여과 공정, 및 건조 공정을 통해 고체상으로 수득된다. 그러나, 이와 같은 방법으로 수득된 PPS는 높은 소수성을 나타내기 때문에, 컴파운드 제품 제조를 위한 유리 섬유와의 혼련시, 낮은 혼련성을 나타내어 컴파운드 제품의 기계적 물성을 저하시키고, 또 용융 가공이 용이하지 않은 문제가 있다. In the case of polyphenylene sulfide (PPS), after completion of the polymerization, it is diluted with water or obtained as a solid through a washing process using water and an aqueous solvent as a slurry, a filtration process, and a drying process. However, since the PPS obtained by this method exhibits high hydrophobicity, when kneading with glass fibers for the production of compound products, it exhibits low kneading properties, deteriorating the mechanical properties of the compound product, and is not easy to melt processing. there is a problem.

이 같은 문제를 해결하기 위한 방법으로, PPS의 중합 제조시 클로로벤조산(chlorobemzoic acid)과 같은 카르복실기를 포함하는 단량체를 사용하여 PPS 내에 카르복실기를 도입하는 방법이 제안되었으나, 이 경우 PPS의 결정화도를 저하시키고, 물성에 악영향을 미칠 수 있다.As a method to solve such a problem, a method of introducing a carboxyl group into PPS using a monomer containing a carboxyl group such as chlorobemzoic acid in the polymerization of PPS has been proposed, but in this case, the crystallinity of PPS is reduced and , It may adversely affect the physical properties.

이에 따라 우수한 가공성을 가지며, 컴파운딩 조성물에 사용되는 유리 섬유와의 혼련성이 우수한 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 방법에 대한 연구 개발이 필요하다.Accordingly, there is a need for research and development on a method of producing polyarylene sulfide having excellent processability and excellent kneading property with glass fibers used in compounding compositions.

본 발명의 목적은 폴리아릴렌 설파이드 말단에 카르복실기 도입량을 증가시키고, Na+ 잔류 함량은 감소시킴으로써, 우수한 가공성을 가지며, 컴파운딩 조성물에 사용되는 유리 섬유와의 혼련성이 우수한 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to increase the amount of carboxyl group introduced at the end of the polyarylene sulfide and reduce the Na + residual content, thereby producing a polyarylene sulfide having excellent processability and excellent kneading property with glass fibers used in a compounding composition. To provide a way.

본 발명의 일 구현예에 따르면, According to an embodiment of the present invention,

알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을, 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에서 반응시켜, 알칼리 금속의 황화물, 및 상기 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매를 포함하는 황 공급원을 제조하는 단계;Reacting an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide compound to prepare a sulfur source including an alkali metal sulfide and a mixed solvent of the water and the amide compound;

상기 황 공급원에 대해 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하여 혼합물을 제조하고, 중합 반응시켜, 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 제조하는 단계; 및Preparing a mixture by adding a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the sulfur source, and performing a polymerization reaction to prepare a polyarylene sulfide-containing slurry; And

상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 세척하는 단계;를 포함하며,Including; washing the slurry containing the polyarylene sulfide,

상기 디할로겐화 방향족 화합물이 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1 초과, 1.07 이하의 몰비로 투입되고,The dihalogenated aromatic compound is added in a molar ratio of more than 1 and not more than 1.07 with respect to 1 mol of the alkali metal hydrosulfide,

상기 세척은, 상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리에 대해, 80℃ 이상 180℃ 이하 온도에서의 아미드계 화합물을 이용한 1차 세척, 물을 이용한 2차 세척, 0.3중량% 이상의 농도로 산을 포함하는 산 수용액을 이용한 3차 세척, 및 70℃ 이상의 물을 이용한 4차 세척의 순서로 수행되는, 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법을 제공한다.The washing is, for the polyarylene sulfide-containing slurry, a first washing using an amide compound at a temperature of 80°C or higher and 180°C or lower, a second washing using water, and an acid containing acid at a concentration of 0.3% by weight or more. It provides a method for producing polyarylene sulfide, which is performed in the order of a third washing using an aqueous solution and a fourth washing using water of 70° C. or higher.

본 발명의 제조방법에 따르면, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드 말단에 카르복실기 도입량이 증가되고, Na+ 잔류 함량은 감소되어, 우수한 가공성과 함께, 컴파운딩 조성물에 사용되는 유리 섬유와의 개선된 혼련성을 나타낼 수 있다. 그 결과, 상기 폴리아릴렌 설파이드가 적용된 컴파운딩 조성물을 이용한 사출 성형시, 제조되는 사출 성형품의 기계적 강도를 향상시키고, 색 변화를 최소화할 수 있으므로, 상기 폴리아릴렌 설파이드는 자동차, 전기전자 제품 또는 기계 부품에서의 금속 대체용 성형품의 제조, 특히 우수한 기계적 특성이 요구되는 자동차 램프용 리플렉터(Reflector) 또는 베이스 플레이트(base plate) 등의 제조에 유용할 수 있다.According to the production method of the present invention, the amount of carboxyl group introduced at the end of the polyarylene sulfide to be produced is increased, and the residual content of Na + is reduced, so that it has excellent processability and improved kneading property with glass fibers used in the compounding composition. Can be indicated. As a result, when injection molding using the compounding composition to which the polyarylene sulfide is applied, the mechanical strength of the manufactured injection molded product can be improved and color change can be minimized, so that the polyarylene sulfide is used in automobiles, electrical and electronic products, or It may be useful in the manufacture of a molded article for metal replacement in a mechanical part, particularly in the manufacture of a reflector or base plate for automobile lamps where excellent mechanical properties are required.

도 1은 실시예 1에서의 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대한 세척 공정을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 2는 비교예 1에서의 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대한 세척 공정을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 3은 폴리페닐렌 설파이드 내 Na+ 잔류 함량(Na contents, ppm)과 카르복시기 피크비(-COOH peak ratio)의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 폴리페닐렌 설파이드 내 Na+ 잔류 함량과 폴리페닐렌 설파이드의 반응성(PPS 반응성)의 관계를 나타낸 그래프이다.
1 is a flowchart schematically illustrating a washing process for a slurry containing polyphenylene sulfide in Example 1. FIG.
FIG. 2 is a process chart schematically showing a washing process for a slurry containing polyphenylene sulfide in Comparative Example 1. FIG.
3 is a graph showing the relationship between Na + residual content (Na contents, ppm) and carboxy group peak ratio (-COOH peak ratio) in polyphenylene sulfide.
4 is a graph showing the relationship between the Na + residual content in polyphenylene sulfide and the reactivity (PPS reactivity) of polyphenylene sulfide.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first and second are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, terms used in the present specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise", "include" or "have" are intended to designate the presence of implemented features, numbers, steps, components, or a combination thereof, and one or more other features or It is to be understood that the possibility of the presence or addition of numbers, steps, elements, or combinations thereof is not preliminarily excluded.

또한, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the present invention is a bar that can add various changes and have various forms, and will be described in detail below and exemplifying specific embodiments. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하 발명의 일 구현예에 따른 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법, 및 이에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for preparing polyarylene sulfide according to an embodiment of the present invention, and a polyarylene sulfide prepared according to the present invention will be described in more detail.

발명의 일 구현예에 따른 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법은, A method for producing polyarylene sulfide according to an embodiment of the present invention,

알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을, 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에서 반응시켜, 알칼리 금속의 황화물, 및 상기 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매를 포함하는 황 공급원을 제조하는 단계(단계 1);A step of reacting an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide compound to prepare a sulfur source including an alkali metal sulfide and a mixed solvent of the water and amide compound (step One);

상기 황 공급원에 대해 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하여 혼합물을 제조하고, 중합 반응시켜, 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 제조하는 단계(단계 2); 및Preparing a mixture by adding a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the sulfur source and performing a polymerization reaction to prepare a polyarylene sulfide-containing slurry (step 2); And

상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 세척하는 단계(단계 3);를 포함하며,Including; washing the slurry containing the polyarylene sulfide (step 3),

상기 디할로겐화 방향족 화합물은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1초과 1.07 이하의 몰비로 투입되고,The dihalogenated aromatic compound is added in a molar ratio of more than 1 and 1.07 or less with respect to 1 mol of the alkali metal hydrosulfide,

상기 세척은, 상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리에 대해, 80℃ 이상 180℃ 이하 온도에서의 아미드계 화합물을 이용한 1차 세척, 물을 이용한 2차 세척, 0.3중량% 이상의 농도로 산을 포함하는 산 수용액을 이용한 3차 세척, 및 70 ℃ 이상의 물을 이용한 4차 세척의 순서로 수행된다.The washing is, for the polyarylene sulfide-containing slurry, a first washing using an amide compound at a temperature of 80°C or higher and 180°C or lower, a second washing using water, and an acid containing acid at a concentration of 0.3% by weight or more. It is performed in the order of the third washing using an aqueous solution and the fourth washing using water of 70° C. or higher.

본 발명은 폴리아릴렌 설파이드의 제조를 위한 중합 공정시, 원료물질인 디할로겐화 방향족 화합물과 알칼리 금속의 수황화물의 사용량을 제어하고, 또 중합 완료 후 세척 공정시 세척액의 사용 순서 및 농도를 제어함으로써, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드에서의 말단에 친수성인 카르복실기 도입량은 증가시키고, 나트륨 양이온(Na+) 잔류 함량은 감소시킬 수 있다. 그 결과, 폴리아릴렌 설파이드의 가공성이 개선되고, 컴파운딩 조성물에 사용되는 유리 섬유와의 혼련성이 개선될 수 있다. 또 개선된 가공성으로 인해 용융 가공 조건을 다양하게 변화시킬 수 있고, 또, 유리 섬유와의 컴파운딩시 커플링제와의 반응성이 향상되어 최종 컴파운드 제품의 물성이 개선될 수 있다.The present invention controls the use of dihalogenated aromatic compounds and alkali metal hydrosulfides as raw materials during the polymerization process for the production of polyarylene sulfide, and controls the order and concentration of washing liquid in the washing process after polymerization is completed. , In the polyarylene sulfide to be prepared, the amount of hydrophilic carboxyl group introduced at the terminal may be increased, and the residual content of sodium cation (Na + ) may be decreased. As a result, processability of the polyarylene sulfide can be improved, and kneading properties with glass fibers used in the compounding composition can be improved. In addition, due to the improved processability, the melt processing conditions can be variously changed, and the reactivity with the coupling agent is improved during compounding with the glass fiber, so that the physical properties of the final compound product can be improved.

이하 발명의 일 구현예에 따른 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법을 각 단계별로 설명한다.Hereinafter, a method of preparing polyarylene sulfide according to an embodiment of the present invention will be described for each step.

먼저, 폴리아릴렌 설파이드 제조를 위한 단계 1은 폴리아릴렌 설파이드 중합에 사용되는 황 공급원을 준비하는 단계이다.First, step 1 for preparing polyarylene sulfide is a step of preparing a source of sulfur used for polymerization of polyarylene sulfide.

구체적으로, 상기 단계 1은 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을, 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에서 탈수 반응(dehydration) 시킴으로써 수행될 수 있다. 상기와 같은 반응의 결과로서 생성되는 황 공급원은, 상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응에 의해 생성된 알칼리 금속의 황화물을 포함하고, 또 반응 후 잔류하는 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매를 포함한다. Specifically, step 1 may be performed by dehydrating an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide compound. The sulfur source generated as a result of the reaction as described above includes a sulfide of an alkali metal generated by the reaction of the hydroxide of the alkali metal and the hydroxide of the alkali metal, and the mixture of water remaining after the reaction and an amide compound Contains a solvent.

상기 알칼리 금속의 황화물은, 반응에 사용된 알칼리 금속의 수황화물의 종류에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로 상기 알칼리 금속의 황화물은 황화리튬, 황화나트륨, 황화칼륨, 황화루비듐 또는 황화세슘 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 포함될 수 있다. The alkali metal sulfide may be determined according to the type of alkali metal hydrosulfide used in the reaction. Specifically, the sulfide of the alkali metal may be lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide or cesium sulfide, and any one or a mixture of two or more of them may be included.

또 상기 알칼리 금속의 황화물의 제조에 사용가능한 알칼리 금속의 수황화물로는 구체적으로 황화수소리튬, 황화수소나트륨, 황화수소칼륨, 황화수소루비듐 또는 황화수소세슘 등을 들 수 있으며, 이들의 무수물 또는 수화물도 사용 가능하다. 상기 예시된 화합물 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.In addition, examples of the alkali metal hydrosulfides that can be used in the preparation of the alkali metal sulfide include lithium hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, potassium hydrogen sulfide, rubidium hydrogen sulfide, cesium hydrogen sulfide, etc., and anhydrides or hydrates thereof may be used. Any one or a mixture of two or more of the compounds exemplified above may be used.

또, 상기 알칼리 금속의 수산화물의 구체적인 예로는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐, 또는 수산화세슘 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 알칼리 금속의 수산화물은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.90 이상, 혹은 1.0 이상이고, 2.0 이하, 혹은 1.5 이하, 혹은 1.2 이하의 당량비로 사용될 수 있다. In addition, specific examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, or cesium hydroxide, and any one or a mixture of two or more of them may be used. The alkali metal hydroxide may be used in an equivalent ratio of 0.90 or more, or 1.0 or more, 2.0 or less, or 1.5 or less, or 1.2 or less with respect to 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide.

한편, 본 발명에 있어서, 당량은 몰 당량(eq/mol)을 의미한다.Meanwhile, in the present invention, the equivalent means a molar equivalent (eq/mol).

또, 상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응에 의한 황 공급원의 제조시, 중합 조제로서 알칼리 금속의 유기산염이 선택적으로 더 투입될 수 있다. 상기 알칼리 금속의 유기산염은 이후 중합 반응을 촉진시켜 단시간 내에 폴리아릴렌 설파이드의 중합도를 높일 수 있다. 상기 알칼리 금속의 유기산염은 구체적으로, 아세트산 리튬 또는 아세트산 나트륨 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 알칼리 금속의 유기산염은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대해 0.01 이상, 혹은 0.05 이상이고, 1.0 이하, 혹은 0.8 이하, 혹은 0.5 이하의 당량비로 사용될 수 있다. In addition, when preparing the sulfur source by the reaction of the alkali metal hydroxide and the alkali metal hydroxide, an organic acid salt of an alkali metal may be optionally further added as a polymerization aid. The organic acid salt of the alkali metal can then accelerate the polymerization reaction to increase the degree of polymerization of the polyarylene sulfide within a short time. The organic acid salt of the alkali metal may specifically be lithium acetate or sodium acetate, and any one or a mixture of two or more of them may be used. The organic acid salt of the alkali metal may be used in an equivalent ratio of 0.01 or more, or 0.05 or more, 1.0 or less, or 0.8 or less, or 0.5 or less with respect to 1 equivalent of hydrosulfide of the alkali metal.

또, 상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응은, 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에서 수행될 수 있는데, 이때 상기 아미드계 화합물의 구체적인 예로는 N,N-디메틸포름아미드 또는 N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드 화합물; N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 또는 N-시클로헥실-2-피롤리돈 등의 피롤리돈계 화합물; N-메틸-ε-카프로락탐 등의 카프로락탐 화합물; 1,3-디알킬-2-이미다졸리디논 등의 이미다졸리디논 화합물; 테트라메틸 요소 등의 요소 화합물; 또는 헥사메틸인산 트리아미드 등의 인산 아미드 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 반응 효율 증가, 및 폴리아릴렌 설파이드 제조를 위한 중합시 중합 용매로의 공용매 효과를 고려할 때 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)이 보다 바람직하게 사용될 수 있다. In addition, the reaction of the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal hydroxide may be carried out in a mixed solvent of water and an amide-based compound. In this case, specific examples of the amide-based compound include N,N-dimethylformamide or N, Amide compounds such as N-dimethylacetamide; Pyrrolidone compounds such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or N-cyclohexyl-2-pyrrolidone; Caprolactam compounds such as N-methyl-ε-caprolactam; Imidazolidinone compounds such as 1,3-dialkyl-2-imidazolidinone; Urea compounds such as tetramethyl urea; Or phosphoric acid amide compounds such as hexamethylphosphoric acid triamide, and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) may be more preferably used when considering the increase in reaction efficiency and the effect of a co-solvent as a polymerization solvent during polymerization for the production of polyarylene sulfide.

또, 상기 혼합 용매 중 물은 상기 아미드계 화합물 1 당량에 대하여 1 이상, 혹은 1.5 이상, 혹은 2 이상이고, 8 이하, 혹은 5 이하, 혹은 4 이하의 당량비로 사용될 수 있다.In addition, water in the mixed solvent may be used in an equivalent ratio of 1 or more, 1.5 or more, or 2 or more, 8 or less, or 5 or less, or 4 or less with respect to 1 equivalent of the amide compound.

상기와 같은 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응의 결과로, 알칼리 금속의 황화물이 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에 고체상으로 석출된다. 이에 따라 본 발명에 따른 폴리아릴렌 설파이드 제조시 황 공급원으로, 상기한 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물을 반응시켜 제조한 황 공급원이 사용될 경우, 황 공급원의 몰비는 반응 시 투입한 알칼리 금속의 수황화물의 몰비로 한다.As a result of the reaction of the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal hydroxide as described above, the alkali metal sulfide is precipitated as a solid in a mixed solvent of water and an amide compound. Accordingly, when the sulfur source produced by reacting the above-described alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide is used as the sulfur source in the production of the polyarylene sulfide according to the present invention, the molar ratio of the sulfur source is the alkali metal introduced during the reaction. It is taken as the molar ratio of hydrosulfide of

한편, 상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응 완료 후, 반응 생성물 중에 포함된 물 등의 용매를 제거하기 위한 탈수 공정이 수행될 수 있다. 이에 따라 발명의 일 구현예에 따른 제조방법은 상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속 수산화물의 반응 완료 후 반응 생성물에 대해 탈수 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 탈수 공정은 이 분야에 잘 알려진 방법에 따라 수행될 수 있다.Meanwhile, after the reaction of the alkali metal hydroxide and the alkali metal hydroxide is completed, a dehydration process for removing a solvent such as water contained in the reaction product may be performed. Accordingly, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include performing a dehydration process on the reaction product after completion of the reaction between the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal hydroxide. The dehydration process may be performed according to a method well known in the art.

상기 탈수 공정 동안에 반응 생성물 중의 용매, 구체적으로 물과 함께 아미드계 화합물의 일부가 증류, 배출된다. 또 상기 탈수 공정 동안의 열에 의해 황 공급원 내 포함된 일부 황이 물과 반응하여 황화수소와 알칼리 금속 수산화물을 생성할 수 있으며, 이때 생성된 황화수소는 기체로서 휘산될 수 있다. 이에 따라, 탈수 공정 후 계 내에 잔존하는 황 공급원 중의 황의 양은 감소될 수 있다. 일례로, 알칼리 금속 수황화물을 주성분으로 하는 황 공급원을 사용할 경우, 탈수 공정 후에 계 내에 잔존하는 황의 양은, 투입한 황 공급원 내 존재하는 황의 몰 양에서 계 외로 휘산한 황화수소의 몰 양을 뺀 값과 동일하다. 이에 따라 계 외로 휘산한 황화수소의 양으로부터 탈수 공정 후 계 내에 잔존하는 황 공급원 중에 포함된 유효 황의 양을 정량하는 것이 필요하다. 이에 따라 발명의 일 구현예에 따른 제조방법이 탈수 공정을 더 포함하는 경우, 상기 탈수 공정은 유효 황 1몰에 대하여 물이 1.5 몰비 이상이고 3.5 몰비 이하가 될 때까지 수행될 수 있다. 또 상기 탈수 공정에 의해 황 공급원 내 물 양이 지나치게 감소하는 경우에는, 중합 공정에 앞서 물을 첨가하여 수분량을 조절하는 단계를 선택적으로 더 수행할 수도 있다. During the dehydration process, a part of the amide compound is distilled and discharged together with the solvent in the reaction product, specifically water. In addition, some sulfur contained in the sulfur source may react with water due to heat during the dehydration process to generate hydrogen sulfide and alkali metal hydroxide, and the generated hydrogen sulfide may be volatilized as a gas. Accordingly, the amount of sulfur in the sulfur source remaining in the system after the dehydration process may be reduced. For example, in the case of using a sulfur source containing alkali metal hydrosulfide as a main component, the amount of sulfur remaining in the system after the dehydration process is the value obtained by subtracting the molar amount of hydrogen sulfide volatilized out of the system from the amount of sulfur present in the introduced sulfur source. same. Accordingly, it is necessary to quantify the amount of effective sulfur contained in the sulfur source remaining in the system after the dehydration process from the amount of hydrogen sulfide volatilized out of the system. Accordingly, when the manufacturing method according to an embodiment of the present invention further includes a dehydration process, the dehydration process may be performed until the water is at least 1.5 molar ratio and less than 3.5 molar ratio to 1 mol of effective sulfur. In addition, when the amount of water in the sulfur source is excessively reduced by the dehydration process, a step of controlling the amount of water by adding water prior to the polymerization process may be optionally further performed.

상기한 바와 같은 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응 및 선택적인 탈수 공정을 통해 제조된 황 공급원은, 알칼리 금속의 황화물과 함께, 물 및 아미드계 화합물의 혼합 용매를 포함할 수 있으며, 상기 물은 황 공급원내 포함된 황 1몰에 대해 구체적으로 1.5 몰비 이상이고, 3.5 몰비 이하, 혹은 2.0 몰비 이하로 포함될 수 있다. 또, 상기 아미드계 화합물은 상기 황 공급원내 포함된 황 1몰에 대해 1 몰비 이상이고, 3.5 몰비 이하, 혹은 3.45 몰비 이하, 혹은 2.0 몰비 이하로 포함될 수 있다. 추가로, 상기 황 공급원은 황과 물의 반응에 의해 생성된 알칼리 금속의 수산화물을 더 포함할 수 있다.The sulfur source prepared through the reaction of an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide as described above and a selective dehydration process may include a mixed solvent of water and an amide-based compound together with the alkali metal sulfide, The water may be included in a specific ratio of 1.5 molar or more, 3.5 molar ratio or less, or 2.0 molar ratio or less with respect to 1 mol of sulfur contained in the sulfur source. In addition, the amide-based compound may be contained in a molar ratio of 1 or more, 3.5 molar ratio or less, 3.45 molar ratio or less, or 2.0 molar ratio or less with respect to 1 mol of sulfur contained in the sulfur source. In addition, the sulfur source may further include a hydroxide of an alkali metal produced by the reaction of sulfur and water.

다음으로, 폴리아릴렌 설파이드 제조를 위한 단계 2는 단계 1에서 준비한 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물을 중합 반응시켜, 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 제조하는 단계이다.Next, step 2 for preparing polyarylene sulfide is a step of polymerizing a sulfur source prepared in step 1 with a dihalogenated aromatic compound to prepare a polyarylene sulfide-containing slurry.

구체적으로 단계 2는 상기 단계 1에서 제조한 황 공급원에, 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하고 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 중합 반응시킴으로써 수행될 수 있다.Specifically, step 2 may be carried out by adding and mixing a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the sulfur source prepared in step 1 to prepare a mixture, followed by polymerization.

상기 폴리아릴렌 설파이드의 제조를 위해 사용 가능한 디할로겐화 방향족 화합물은, 방향족 고리에서의 두 개의 수소가 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자로 치환된 화합물이다. 구체적인 예로는 o-디할로벤젠, m-디할로벤젠, p-디할로벤젠, 디할로톨루엔, 디할로나프탈렌, 디할로비페닐, 디할로벤조산, 디할로디페닐에테르, 디할로디페닐설폰, 디할로디페닐설폭사이드 또는 디할로디페닐 케톤 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 폴리아릴렌 설파이드 제조시 반응성 및 부반응 생성 감소 효과 등을 고려할 때, 파라-디클로로벤젠(p-DCB)이 사용될 수 있다.The dihalogenated aromatic compound usable for the production of the polyarylene sulfide is a compound in which two hydrogens in the aromatic ring are substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine or iodine. Specific examples include o-dihalobenzene, m-dihalobenzene, p-dihalobenzene, dihalotoluene, dihalonaphthalene, dihalobiphenyl, dihalobenzoic acid, dihalodiphenyl ether, dihalodiphenylsulfone, dihalodiphenyl Sulfoxide or dihalodiphenyl ketone, and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. Among them, para-dichlorobenzene (p-DCB) may be used in consideration of the reactivity and the effect of reducing the generation of side reactions when preparing polyarylene sulfide.

상기 디할로겐화 방향족 화합물은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1 초과 1.07 이하의 몰비로 투입될 수 있다. 상기한 함량 범위 내로 투입될 경우, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드의 용융점도 저하 및 폴리아릴렌 설파이드 내에 존재하는 클로린 함량의 증가에 대한 우려 없이, 우수한 물성적 특징을 갖는 폴리아릴렌 설파이드를 제조할 수 있다. 그러나, 상기 함량범위를 벗어나, 상기 디할로겐화 방향족 화합물의 투입량이 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1몰비 이하인 경우, 폴리아릴렌 설파이드 제조 수율이 80% 이하, 구체적으로는 70% 이하로 까지 크게 저하되게 되므로 바람직하지 않고, 또 상기 디할로겐화 방향족 화합물의 투입량이 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.07몰비를 초과하는 경우, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드의 점도가 크게 저하되어 용융 흐름 속도의 측정이 불가능하다. 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물의 첨가량 제어에 따른 개선 효과의 우수함을 고려할 때, 보다 구체적으로는 디할로겐화 방향족 화합물은 1.02 이상, 혹은 1.04 이상이고, 1.07 이하, 혹은 1.06 이하, 혹은 1.05 이하의 몰비로 투입될 수 있다.The dihalogenated aromatic compound may be added in a molar ratio of more than 1 and not more than 1.07 with respect to 1 mol of the alkali metal hydrosulfide. When added within the above content range, polyarylene sulfide having excellent physical properties can be prepared without fear of lowering the melt viscosity of the prepared polyarylene sulfide and increasing the chlorine content present in the polyarylene sulfide. have. However, outside the above content range, when the amount of the dihalogenated aromatic compound added is 1 mole ratio or less with respect to 1 mole of the alkali metal hydrosulfide, the production yield of polyarylene sulfide is 80% or less, specifically up to 70% or less. It is not preferable because it is greatly reduced, and when the amount of the dihalogenated aromatic compound added exceeds 1.07 molar ratio with respect to 1 mol of the hydrosulfide of the alkali metal, the viscosity of the polyarylene sulfide to be produced is greatly reduced, and thus the melt flow rate Measurement is impossible. Considering the excellence of the improvement effect by controlling the sulfur source and the amount of the dihalogenated aromatic compound added, more specifically, the dihalogenated aromatic compound is 1.02 or more, or 1.04 or more, and 1.07 or less, or 1.06 or less, or 1.05 or less. Can be put in.

또, 상기 디할로겐화 방향족 화합물은 고온에서 쉽게 기화되기 때문에, 발명의 일 구현예에 따른 제조방법은, 상기 제2 단계 진행 전에, 즉 디할로겐화 방향족 화합물의 투입 전 상기 황 공급원을 포함하는 반응기의 온도를 200 ℃ 이하, 혹은 180 ℃ 이하, 혹은 170 ℃ 이하이고, 150 ℃ 이상의 온도 범위로 낮추는 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다.In addition, since the dihalogenated aromatic compound is easily vaporized at a high temperature, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes the temperature of the reactor including the sulfur source before the second step, that is, before the addition of the dihalogenated aromatic compound. The step of lowering to a temperature range of 200° C. or less, 180° C. or less, or 170° C. or more, and 150° C. or more may be optionally further included.

상기한 디할로겐화 방향족 화합물과, 상기 단계 1에서 제조한 황 공급원의 중합반응은, 비프로톤성 극성 유기용매로서, 고온에서 알칼리에 대해 안정적인 아미드계 화합물의 용매 중에서 수행될 수 있다. The polymerization reaction of the dihalogenated aromatic compound and the sulfur source prepared in Step 1 may be performed in a solvent of an amide-based compound that is stable against alkali at high temperature as an aprotic polar organic solvent.

상기 아미드계 화합물의 구체적인 예는 앞서 설명한 바와 같으며, 예시된 화합물들 중에서도 우수한 반응 효율 등을 고려할 때, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 또는 N-시클로헥실-2-피롤리돈 등의 피롤리돈계 화합물이 보다 바람직할 수 있다. Specific examples of the amide compound are as described above, and when considering excellent reaction efficiency among the exemplified compounds, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or N-cyclohexyl-2-pyrrolidone A pyrrolidone-based compound such as may be more preferable.

또, 상기 단계 2에서 첨가되는 아미드계 화합물은, 단계 1에서 제조한 황 공급원 중에 포함된 아미드계 화합물이 공용매로서 작용할 수 있으므로, 중합 반응계 내, 즉, 상기 단계 1에서 제조한 황 공급원에 디할로겐화 방향족 화합물과 아미드계 화합물의 투입한 후 혼합을 통해 제조되는 혼합물에 존재하는 아미드계 화합물에 대한 물(H2O)의 몰비(H2O/아미드계 화합물의 몰비)가 0.85 미만이 되도록 하는 양으로 첨가될 수 있다. In addition, since the amide-based compound added in step 2 may function as a co-solvent in the amide-based compound included in the sulfur source prepared in step 1, the amide-based compound added in the polymerization reaction system, that is, the sulfur source prepared in step 1 The molar ratio of water (H 2 O) to the amide compound present in the mixture prepared by mixing after the addition of the halogenated aromatic compound and the amide compound (the molar ratio of H 2 O/amide compound) is less than 0.85. Can be added in amounts.

구체적으로, 상기 아미드계 화합물은, 단계 1에서 제조한 황 공급원에 디할로겐화 방향족 화합물과 아미드계 화합물의 투입한 후 혼합을 통해 제조되는 혼합물에서의 황(S) 1몰에 대한 물(H2O)의 몰비(H2O/S의 몰비)가 1.5 이상, 혹은 1.7 이상, 혹은 1.9 이상이고, 3.5 이하, 혹은 3 이하, 혹은 2 이하이고, 황(S) 1몰에 대한 아미드계 화합물의 몰비(아미드계 화합물/S의 몰비)가 1 이상, 혹은 2 이상이고, 3.5 이하, 혹은 3.4 이하가 되도록 하는 양으로 투입될 수 있다. 상기한 조건으로 투입시 우수한 수율로 폴리페닐렌 설파이드를 제조할 수 있으며, 동시에 미반응 원료물질 및 부산물 함량을 감소시킬 수 있다.Specifically, the amide-based compound is water (H 2 O) per 1 mol of sulfur (S) in a mixture prepared by adding a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the sulfur source prepared in step 1 and mixing ) Of (molar ratio of H 2 O/S) is 1.5 or more, or 1.7 or more, or 1.9 or more, 3.5 or less, or 3 or less, or 2 or less, and the molar ratio of the amide compound to 1 mol of sulfur (S) It may be added in an amount such that (the molar ratio of the amide compound/S) is 1 or more, or 2 or more, and 3.5 or less, or 3.4 or less. When added under the above conditions, polyphenylene sulfide can be prepared in an excellent yield, and at the same time, the content of unreacted raw materials and by-products can be reduced.

또, 상기 혼합물에 대해, 분자량 조절제 또는 가교제와 같이 중합 반응이나 중합체의 분자량을 조절하기 위한 첨가제가, 최종 제조되는 폴리아릴렌 설파이드의 물성 및 제조 수율을 저하시키지 않는 범위 내의 함량으로 더 첨가될 수도 있다.In addition, with respect to the mixture, an additive for controlling the polymerization reaction or the molecular weight of the polymer, such as a molecular weight modifier or a crosslinking agent, may be further added in an amount within a range that does not lower the physical properties and production yield of the finally produced polyarylene sulfide. have.

다음으로, 상기 황 공급원과 디할로겐화 방향족 화합물을 포함하는 혼합물에서의 중합 반응은, 200℃ 이상, 혹은 250℃ 이상이고, 300℃ 이하, 혹은 270℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 상기한 온도 범위에서 수행시 우수한 효율로 폴리아릴렌 설파이드를 제조할 수 있으며, 동시에 미반응 원료물질 및 부반응 생성물의 양을 감소시킬 수 있다.Next, the polymerization reaction in the mixture containing the sulfur source and the dihalogenated aromatic compound may be performed at a temperature of 200°C or higher, or 250°C or higher, and 300°C or lower or 270°C or lower. When performed in the above temperature range, polyarylene sulfide can be produced with excellent efficiency, and at the same time, the amount of unreacted raw materials and side reaction products can be reduced.

상기와 같은 단계 2에서의 중합 반응의 결과로 생성된 반응생성물은 폴리아릴렌 설파이드가 용해된 슬러리 상태로 수득된다.The reaction product produced as a result of the polymerization reaction in step 2 as described above is obtained as a slurry in which polyarylene sulfide is dissolved.

다음으로, 단계 3은 단계 2에서 수득한 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 세척하여 폴리아릴렌 설파이드를 분리 정제하는 단계이다.Next, Step 3 is a step of separating and purifying the polyarylene sulfide by washing the polyarylene sulfide-containing slurry obtained in Step 2.

구체적으로 상기 단계 3에서의 세척 공정은, 상기 단계 2에서 수득한 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리에 대해, 80℃ 이상 180℃ 이하의 온도에서의 아미드계 화합물을 이용한 1차 세척, 물을 이용한 2차 세척, 0.3중량% 이상의 농도로 산을 포함하는 산 수용액을 이용한 3차 세척, 및 물을 이용한 4차 세척의 순서로 수행될 수 있으며, 각 세척 단계에서의 세척 공정은 각각 2회 이상 반복 수행될 수 있다.Specifically, the washing process in step 3 is, for the polyarylene sulfide-containing slurry obtained in step 2, the first washing using an amide compound at a temperature of 80°C or more and 180°C or less, and the second washing with water. Washing, the third washing using an acidic aqueous solution containing an acid at a concentration of 0.3% by weight or more, and the fourth washing using water, and the washing process in each washing step may be repeated two or more times each. I can.

이와 같이, 발명의 일 구현예에 따른 제조 방법에 있어서 세척 공정은 적어도 4단계의 다단계로 수행된다. 또 상기 세척 공정은, 유기 용매를 이용한 세척 후 산 세척 공정이 수행되는 종래 방법과는 달리, 상기 산 수용액을 이용한 3차 세척 공정 직전에 물을 이용한 2차 세척 공정이 수행된다. 이와 같이 산 세척 공정에 선행하여 물을 이용한 세척 공정이 수행됨에 따라, 폴리아릴렌 설파이드 내 잔류하는 나트륨 양이온의 잔류 함량을 크게 감소시킬 수 있으며, 결과로서 후속의 산 세척 공정을 통한 카르복시기 도입시 도입이 보다 용이해져 도입량을 증가시킬 수 있다. 또 산 세척시 사용되는 산 농도 제어를 통해 도입량을 용이하게 제어할 수도 있다. As described above, in the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the washing process is performed in multiple steps of at least four steps. In addition, in the washing process, unlike a conventional method in which an acid washing process is performed after washing using an organic solvent, a second washing process using water is performed immediately before the third washing process using the acid aqueous solution. As the washing process using water is performed prior to the pickling process as described above, the residual content of sodium cations remaining in the polyarylene sulfide can be greatly reduced, and as a result, introduced when introducing a carboxy group through the subsequent pickling process. This becomes easier and the amount of introduction can be increased. In addition, the amount of introduction can be easily controlled by controlling the acid concentration used during pickling.

또한, 상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리에 대한 산 세척 단계 이후, 반응하지 않은 산의 중화를 위해 물을 이용한 4차 세척 공정이 1회 이상 수행되기 때문에, 상기 산 세척 공정 이후, 추가로 유기 용매를 사용하지 않아도 된다.In addition, after the acid washing step of the polyarylene sulfide-containing slurry, since the fourth washing process using water is performed at least once to neutralize the unreacted acid, after the acid washing process, an organic solvent is additionally used. You don't have to use it.

구체적으로, 발명의 일 구현예에 따른 제조방법에 있어서, 상기 1차 세척은 아미드계 화합물을 이용한 세척 공정을 통해 수행될 수 있다. Specifically, in the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the first washing may be performed through a washing process using an amide compound.

상기 아미드계 화합물로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등 앞서 설명한 바와 같은 화합물들이 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 중합 반응시 사용된 아미드계 화합물과 동일한 화합물이 사용되는 것이 바람직할 수 있다. As the amide compound, compounds as described above, such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), may be used, and more specifically, it is preferable to use the same compound as the amide compound used in the polymerization reaction. I can.

통상 폴리아릴렌 설파이드 분리 정제를 위한 세척시, 케톤계, 니트릴계, 알코올계 등의 유기 화합물들이 사용되고 있으나, 본 발명에서는 중합 반응시 사용된 아미드계 화합물과 동일한 화합물을 사용함으로써, 슬러리 내 포함된, 미반응 원료물질들의 제거가 용이하고, 또 이종의 유기 용매 분리 제거를 위한 별도 공정이 불필요 하다. Usually, when washing for separation and purification of polyarylene sulfide, organic compounds such as ketone, nitrile, and alcohol are used, but in the present invention, by using the same compound as the amide compound used in the polymerization reaction, , It is easy to remove unreacted raw materials, and a separate process for separating and removing heterogeneous organic solvents is unnecessary.

상기 1차 세척시 세척수로서 아미드계 화합물은 상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피에 대하여 5배 이상, 7배 이하의 부피비로 사용될 수 있다. 사용량이 5배 미만이면 충분한 세척 효과를 나타내기 어렵고, 7배를 초과하면 생성된 폴리아릴렌 설파이드의 재 용해 우려가 있다. In the first washing, the amide compound may be used in a volume ratio of 5 times or more and 7 times or less with respect to the total volume of the polyarylene sulfide-containing slurry. If the amount is less than 5 times, it is difficult to exhibit a sufficient cleaning effect, and if it exceeds 7 times, there is a risk of re-dissolution of the produced polyarylene sulfide.

또, 상기 1차 세척 공정은 80℃ 이상, 혹은 120℃ 이상이고, 180℃ 이하, 혹은 170℃ 이하, 혹은 150℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 종래 NMP, 케톤 등의 유기 용매를 이용한 세척 공정은 100 ℃ 이하, 구체적으로는 50 내지 80 ℃의 온도 범위에서 수행되는데 비해, 본 발명에서의 아미드계 화합물을 이용한 세척 공정은, 아미드계 화합물의 높은 끓는점으로 인해 상기와 같이 종래 대비 높은 온도 범위에서 수행됨으로써, 저분자량 PPS 또는 올리고머 세척에 보다 용이하다. 만약 1차 세척 공정시의 온도가 80℃ 미만이면 세척 효과 저하의 우려가 있고, 180℃를 초과하면 반응계내 압력이 크게 증가하고, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드가 아미드계 화합물에 용해되기 때문에 바람직하지 않다.In addition, the first washing process may be performed at a temperature of 80°C or more, or 120°C or more, and 180°C or less, or 170°C or less, or 150°C or less. Conventionally, the washing process using an organic solvent such as NMP or ketone is performed at a temperature range of 100° C. or less, specifically 50 to 80° C., whereas the washing process using an amide compound in the present invention has high Due to the boiling point, it is easier to clean low molecular weight PPS or oligomer by performing in a higher temperature range than the conventional one. If the temperature during the first washing process is less than 80°C, there is a risk of deterioration of the cleaning effect, and if it exceeds 180°C, the pressure in the reaction system increases significantly, and the polyarylene sulfide produced is not preferable because it is dissolved in the amide compound. not.

다음으로, 상기 아미드계 화합물을 이용한 1차 세척 공정 후에는 물을 이용한 2차 세척 공정이 수행된다.Next, after the first washing process using the amide-based compound, a second washing process using water is performed.

상기 물을 이용한 세척을 통해, 슬러리 내 잔류하고 있는 수용성 부산물, 특히 다량의 NaCl과 잔류 유기 용매를 제거할 수 있다.Through washing with water, water-soluble by-products remaining in the slurry, particularly a large amount of NaCl and residual organic solvents, can be removed.

상기 물로는 정수(clean water), 증류수(distilled water), 탈이온수(deionized water), 초수순 (ultrapure water; 18.2 Mohm 이상, 3차수), 또는 극초순수 (ultra-hyper pure water; 25 Mohm 이상, 4차수) 등이 사용될 수 있으며, 이중에서도 증류수 또는 탈이온수가 바람직할 수 있다. The water may be clean water, distilled water, deionized water, ultra-pure water (18.2 Mohm or more, tertiary water), or ultra-hyper pure water; 25 Mohm or more, Quaternary water) and the like may be used, among which distilled water or deionized water may be preferable.

상기 물을 이용한 2차 세척 공정은 70℃ 이상, 또는 80℃ 이상 이고, 100℃ 미만, 또는 90℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 2차 세척시 온도가 70℃ 미만이면 충분한 세척 효과를 얻기 어렵고, 100℃를 이상이면, 세척수의 증발 등으로 인해 세척 효과가 저하될 수 있다. 또 상기 2차 세척 공정은 상기 1차 세척 공정에 비해 낮은 온도에서 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 1차 세척 공정에 비해 낮은 온도에서 수행됨으로써, 슬러리 내 잔류하는 수용성 부산물의 용해도를 높여 제거 효과를 높일 수 있다.The second washing process using water may be performed at a temperature of 70° C. or more, or 80° C. or more, and less than 100° C., or 90° C. or less. When the temperature is less than 70° C. during the secondary washing, it is difficult to obtain a sufficient washing effect, and when the temperature is higher than 100° C., the washing effect may be reduced due to evaporation of the washing water. In addition, the second washing process may be preferably performed at a lower temperature than the first washing process. By performing at a lower temperature than the first washing process, it is possible to increase the removal effect by increasing the solubility of water-soluble by-products remaining in the slurry.

다음으로, 상기 2차 세척 공정의 완료 후에는 산 수용액을 이용한 3차 세척 공정이 수행된다.Next, after completion of the second washing process, a third washing process using an aqueous acid solution is performed.

상기 산으로는 아세트산 등의 카르복실산이 사용될 수 있으며, 이중에서도 사용 용이성 및 세척 효과 면에서 아세트산이 보다 바람직할 수 있다.As the acid, a carboxylic acid such as acetic acid may be used, and among them, acetic acid may be more preferable in terms of ease of use and washing effect.

또, 상기 산 세척시 사용되는 산의 농도 제어를 통해 폴리아릴렌 설파이드 내 도입되는 카르복실기의 도입량을 제어할 수 있는데, 본 발명에서 구현하고자 하는 효과, 즉 후술하는 수학식 1에 따라 결정되는 실란계 커플링제와의 반응성이 2 이상이고, 더 나아가 용융 흐름 지수(ASTM-D1238-70에 따라 315℃, 4분, 5kg의 조건에서 측정)가 200 g/10min 이상, 1000 g/10min 이하이며, Na+ 잔류 함량이 100 ppm 이하인 폴리아릴렌 설파이드 제조를 위해서는, 산 수용액 총 중량에 대하여 산의 함량이 3중량% 이상, 보다 구체적으로는 4중량% 이상이고, 7중량% 이하, 혹은 5중량% 이하일 수 있다. 산의 함량이 3중량% 미만이면, Na+ 잔류 함량이 증가하고, 폴리아릴렌 설파이드내 도입되는 카르복시기 양의 감소로 커플링제에 대한 반응성이 감소하고, 유리 섬유와의 혼련성이 저하될 수 있다. In addition, the amount of the carboxyl group introduced into the polyarylene sulfide can be controlled by controlling the concentration of the acid used during the pickling. An effect to be realized in the present invention, that is, a silane-based system determined according to Equation 1 to be described later The reactivity with the coupling agent is 2 or more, and further, the melt flow index (measured under the conditions of 315°C, 4 minutes, 5 kg according to ASTM-D1238-70) is 200 g/10min or more and 1000 g/10min or less, and Na + For the production of polyarylene sulfide having a residual content of 100 ppm or less, the acid content is 3% by weight or more, more specifically 4% by weight or more, 7% by weight or less, or 5% by weight or less based on the total weight of the acid aqueous solution. I can. If the acid content is less than 3% by weight, the Na + residual content increases, the reactivity to the coupling agent decreases due to a decrease in the amount of carboxyl groups introduced into the polyarylene sulfide, and the kneading property with the glass fiber may decrease. .

또, 상기 산 세척 공정은 50℃ 이상, 혹은 70℃ 이상이고, 100℃ 이하, 혹은 90℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 산 세척시 온도 조건이, 50℃ 미만이면, 세척 효과가 저하될 우려가 있고, 100℃를 초과하면, 많은 양의 산이 투입 후 증발될 우려가 있다. 또, 상기 산 세척 공정은 상기한 온도 범위에서 15분 이상, 혹은 30분 이상이고, 60분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 또, 산 세척 시간이 15분 이하이면 충분한 세척이 진행되지 못하고, 폴리아릴렌 설파이드와 산과의 반응 시간이 충분하지 않아, 폴리아릴렌 설파이드에 대한 카르복실기의 도입량이 저하될 우려가 있고, 60분을 초과하면 세척 시간의 증가로 폴리아릴렌 설파이드의 전체 제조 공정이 길어지게 된다.In addition, the pickling process may be performed at a temperature of 50° C. or more, or 70° C. or more, and 100° C. or less, or 90° C. or less. When the temperature condition during the pickling is less than 50°C, the washing effect may be deteriorated, and when it exceeds 100°C, there is a risk that a large amount of acid may be evaporated after the injection. In addition, the pickling process may be performed for 15 minutes or more, or 30 minutes or more, and 60 minutes or less in the above temperature range. In addition, if the acid washing time is 15 minutes or less, sufficient washing cannot be performed, and the reaction time between the polyarylene sulfide and the acid is not sufficient, so that the amount of carboxyl group introduced into the polyarylene sulfide may decrease, and 60 minutes may be If it is exceeded, the entire manufacturing process of polyarylene sulfide becomes longer due to an increase in washing time.

다음으로, 상기 3차 세척 공정 후에는 물을 이용한 4차 세척 공정이 수행된다.Next, after the third washing process, a fourth washing process using water is performed.

4차 세척 공정은 상술한 바와 같이 3차 세척 공정에서 사용된 산 중 반응하지 않고 잔류하는 산의 제거를 위한 것으로, 70℃ 이상, 또는 80℃ 이상의 온도에서, 1회 이상, 혹은 2회 이상 수행될 수 있으며, 공정성 및 세척 효율을 고려할 때, 70℃ 이상, 또는 80℃ 이상이고, 100℃ 미만, 또는 90℃ 이하의 온도에서 2회 또는 3회 반복 수행될 수 있다. 상기한 온도 범위에서 수행시 세척수의 증발 없이 우수한 효율로 폴리아릴렌 설파이드내 포함된 미반응 반응물 및 불순물을 제거할 수 있고, 특히 Na+ 잔류 함량을 낮출 수 있다.The fourth washing process is for removing unreacted acid remaining in the acid used in the third washing process as described above, and is performed at least once or twice or more at a temperature of 70°C or higher or 80°C or higher. In consideration of fairness and cleaning efficiency, it may be performed twice or three times at a temperature of 70° C. or more, or 80° C. or more, and less than 100° C., or 90° C. or less. When performed in the above temperature range, unreacted reactants and impurities contained in the polyarylene sulfide can be removed with excellent efficiency without evaporation of the washing water, and in particular, the Na + residual content can be reduced.

만약 4차 세척 공정시 물의 온도가 70℃ 미만이면, 산 제거 효율이 낮아 폴리아릴렌 설파이드 내 잔류 산의 함량이 증가할 수 있고, 결과로서 반응성, 구체적으로는 실란계 커플링제와의 반응성이 저하될 수 있다. If the water temperature in the fourth washing process is less than 70°C, the acid removal efficiency is low, so the content of residual acid in the polyarylene sulfide may increase, and as a result, the reactivity, specifically, with the silane-based coupling agent, decreases. Can be.

한편, 상기한 각 세척 공정은 세정조에서 진행될 수 있으며, 산 세척 공정에 사용되는 세정조는 아세트산 수용액이 투입될 수 있는 별도의 이송라인이 연결 설치될 수 있다.Meanwhile, each of the above-described washing processes may be performed in a washing tank, and a washing tank used in the pickling process may be connected to and installed with a separate transfer line into which an aqueous acetic acid solution can be injected.

상기 세척 공정의 완료 후에는 건조 공정을 거쳐 폴리아릴렌 설파이드를 회수할 수 있다. 상기 건조 공정은 이 분야에 잘 알려진 방법에 의해 수행될 수 있는 바, 그 조건이 크게 제한되지는 않는다.After completion of the washing process, polyarylene sulfide may be recovered through a drying process. The drying process may be performed by a method well known in the art, and the conditions are not limited thereto.

상기한 바와 같은 제조방법에 의해, 최적 범위의 MFR과 함께, 말단에 카르복실기 도입량은 증가되고, 나트륨 양이온의 잔류 함량은 감소됨으로써, 우수한 가공성을 나타내는 폴리아릴렌 설파이드가 높은 수율로 제조될 수 있다.By the production method as described above, the amount of carboxyl group introduced at the terminal is increased and the residual content of sodium cation is decreased, together with the MFR of the optimum range, so that polyarylene sulfide exhibiting excellent processability can be produced in high yield.

구체적으로, 상기 폴리아릴렌 설파이드는 ASTM-D1238-70에 따라 315℃, 4분, 5kg의 조건에서 측정한 용융 흐름 지수가 200 g/10min 이상, 혹은 400 g/10min 이상, 혹은 450 g/10min 이상, 혹은 470 g/10min 이상이고, 1000 g/10min 이하, 혹은 800 g/10min 이하, 혹은 600 g/10min 이하이다. Specifically, the polyarylene sulfide has a melt flow index of 200 g/10min or more, or 400 g/10min or more, or 450 g/10min, measured under the conditions of 315°C, 4 minutes, and 5kg according to ASTM-D1238-70. Or more, or 470 g/10min or more, 1000 g/10min or less, 800 g/10min or less, or 600 g/10min or less.

또 상기 폴리아릴렌 설파이드는, 카르복실기의 도입량 증가 및 Na+ 잔류 함량의 감소로 실란계 커플링제에 대해 우수한 반응성을 나타낼 수 있다. 구체적으로 상기 폴리아릴렌 설파이드는 하기 수학식 1에 따라 결정되는 실란계 커플링제와의 반응성이 2 이상, 혹은 2.05 이상, 혹은 2.09 이상, 혹은 2.10 이상일 수 있다. 이때 상기 실란계 커플링제는 통상 커플링제로서 사용되는 실란계 화합물이라면 특별한 한정없이 사용될 수 있으며, 일례로 본 발명에서는 Silquest A-187™으로 시판되는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용하였다.In addition, the polyarylene sulfide may exhibit excellent reactivity to a silane-based coupling agent by increasing the amount of carboxyl group introduced and decreasing the amount of Na + residual. Specifically, the polyarylene sulfide may have a reactivity of 2 or more, or 2.05 or more, or 2.09 or more, or 2.10 or more, with a silane-based coupling agent determined according to Equation 1 below. At this time, the silane-based coupling agent may be used without particular limitation as long as it is a silane-based compound commonly used as a coupling agent. For example, in the present invention, gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane marketed as Silquest A-187™ was used. .

[수학식 1][Equation 1]

반응성= MFRPPS / MFRPPS_CA 반응물 Reactivity = MFR PPS / MFR PPS_CA reactant

상기 수학식 1에서, MFRPPS는 폴리아릴렌 설파이드 자체의 용융 흐름 속도이고, MFRPPS_CA 반응물은 폴리아릴렌 설파이드와 실란계 커플링제와의 반응의 결과로 수득된 반응물의 용융 흐름 속도이며, 이들 용융 흐름 속도는 ASTM-D1238-70에 따라 315℃, 4분, 5kg의 조건에서 측정한 값이다.In Equation 1, MFR PPS is the melt flow rate of the polyarylene sulfide itself, and the MFR PPS_CA reactant is the melt flow rate of the reactant obtained as a result of the reaction between the polyarylene sulfide and the silane-based coupling agent. The flow rate is a value measured at 315°C, 4 minutes, and 5kg according to ASTM-D1238-70.

또, 상기 수학식 1에 있어서, 폴리아릴렌 설파이드와 실란계 커플링제와의 반응의 결과로 수득된 반응물의 용융 흐름 속도는 구체적으로, 180 g/10min 이상, 또는 200 g/10min 이상, 또는 210 g/10min 이상이고, 270 g/10min 이하, 또는 260 g/10min 이하, 또는 250 g/10min 이하, 또는 245 g/10min 이하이다. In addition, in Equation 1, the melt flow rate of the reactant obtained as a result of the reaction between the polyarylene sulfide and the silane-based coupling agent is specifically 180 g/10 min or more, or 200 g/10 min or more, or 210 g/10min or more, 270 g/10min or less, or 260 g/10min or less, or 250 g/10min or less, or 245 g/10min or less.

또, 상기한 제조방법에 따라 제조되는 폴리아릴렌 설파이드는 산 세척 공정 후 물 세척 공정의 수행으로 인해 낮은 잔류 산 함량을 갖는다. 폴리아릴렌 설파이드에서의 잔류 산 함량은, 제조한 폴리아릴렌 설파이드를 상온, 또는 18 내지 25℃의 온도에서 증류수에 넣고 3일간 교반한 후 여과하여 수득한 증류수의 pH 값으로부터 확인할 수 있다. 잔류 산 함량이 낮을수록 산에 의한 분해 반응이 발생하지 않기 때문에, 우수한 반응성을 가짐을 의미한다. In addition, polyarylene sulfide prepared according to the above-described manufacturing method has a low residual acid content due to the water washing process after the acid washing process. The residual acid content in the polyarylene sulfide can be determined from the pH value of the distilled water obtained by placing the prepared polyarylene sulfide in distilled water at room temperature or at a temperature of 18 to 25°C, stirring for 3 days, and filtering. The lower the residual acid content is, the less acid-induced decomposition reaction occurs, which means that it has excellent reactivity.

구체적으로 상기한 제조방법에 따라 제조되는 폴리아릴렌 설파이드는 상온, 또는 18 내지 25℃의 온도에서 증류수에 3일간 침지한 후 측정한 증류수의 pH가 6 이상, 혹은 6 이상 8 이하, 또는 6 이상 7 이하, 또는 중성인 pH 7을 나타낸다. 만약 폴리아릴렌 설파이드를 침지한 상기 증류수의 pH가 6 미만이면 폴리아릴렌 설파이드에서의 잔류 산 농도가 높아 반응성이 크게 저하된다. 또, 상기 침지 증류수의 pH가 pH 8을 초과하여 염기성을 띄는 경우에는 산 처리가 불충분하기 때문에 말단기의 Na가 치환 효과가 적어 반응성이 저하되게 된다.Specifically, the polyarylene sulfide prepared according to the above manufacturing method has a pH of 6 or more, or 6 or more and 8 or less, or 6 or more, after being immersed in distilled water at room temperature or 18 to 25°C for 3 days. 7 or less, or a neutral pH of 7. If the pH of the distilled water immersed in polyarylene sulfide is less than 6, the residual acid concentration in the polyarylene sulfide is high, and the reactivity is greatly reduced. In addition, when the pH of the immersion distilled water exceeds pH 8 and exhibits basicity, the acid treatment is insufficient, so that the Na at the end group has little substitution effect, resulting in reduced reactivity.

또, 상기 폴리아릴렌 설파이드는 100 ppm 이하, 혹은 95 ppm 이하의 낮은 나트륨 양이온(Na+) 잔류 함량을 갖는다. Na+ 잔류 함량은 낮을수록 바람직하지만, 공정 조건 등을 고려할 때, 최소 10 ppm 이상, 혹은 30 ppm 이상, 혹은 50 ppm 이상, 혹은 65 ppm 이상일 수 있다. In addition, the polyarylene sulfide has a low sodium cation (Na + ) residual content of 100 ppm or less, or 95 ppm or less. The lower the Na + residual content is, the more preferable, but may be at least 10 ppm or more, or 30 ppm or more, or 50 ppm or more, or 65 ppm or more in consideration of process conditions.

한편, 본 발명에 있어서 폴리아릴렌 설파이드에서의 Na+ 잔류 함량은, 건조가 끝난 각각의 폴리아릴렌 설파이드에 대해 유도결합플라즈마 분광광도계(ICP-OES)를 이용하여 양이온 분석을 수행함으로써 측정할 수 있다. Meanwhile, the Na + residual content in the polyarylene sulfide in the present invention can be measured by performing a cation analysis using an inductively coupled plasma spectrophotometer (ICP-OES) for each of the dried polyarylene sulfides. have.

또 상기 폴리아릴렌 설파이드는 산 세척에 의해 말단에 도입된 카르복실기(-COOH)를 포함한다. 이에 따라, 결정화도의 저하 없이 우수한 물성을 갖는 컴파운드 제품을 제조하는데 기여할 수 있으며, 또 상기 폴리아릴렌 설파이드가 적용된 컴파운딩 조성물을 이용한 사출 성형시, 제조되는 사출 성형품의 기계적 강도를 향상시키고, 색 변화를 최소화할 수 있다. 구체적으로, 발명의 일 구현예에 따른 제조방법에 의해 제조된 상기 폴리아릴렌 설파이드는, 1900 cm-1 피크를 기준으로 한 카르복실기(-COOH)의 피크비가 0.09 이상, 혹은 0.092 이상, 혹은 0.095 이상, 혹은 0.097 이상으로, 산 세척을 하지 않고 제조되는 폴리아릴렌 설파이드에서의 카르복실기 피크비와 비교하여 4배 이상 높다.In addition, the polyarylene sulfide includes a carboxyl group (-COOH) introduced at the terminal by acid washing. Accordingly, it can contribute to manufacturing a compound product having excellent physical properties without lowering the crystallinity, and when injection molding using the compounding composition to which the polyarylene sulfide is applied, the mechanical strength of the manufactured injection molded article is improved, and the color change Can be minimized. Specifically, the polyarylene sulfide prepared by the manufacturing method according to an embodiment of the present invention has a peak ratio of a carboxyl group (-COOH) based on a 1900 cm -1 peak of 0.09 or more, or 0.092 or more, or 0.095 or more. , Or 0.097 or more, which is 4 or more times higher than the carboxyl group peak ratio in the polyarylene sulfide prepared without acid washing.

본 발명에 있어서, 상기 폴리아릴렌 설파이드의 카르복실기 피크비(-COOH peak ratio)는, FT-IR 장비인 FTS-7000 (varian 사)를 이용하여 폴리아릴렌 설파이드의 -COOH 피크 크기를 관찰하고, 그 결과로부터 산출할 수 있다. 구체적으로는, 폴리아릴렌 설파이드의 -COOH 피크 크기를 관찰하기 위하여 1705 cm-1 peak (또는 1712 cm-1)을 사용하고, 측정 간 편차를 보정하기 위해 1900 cm-1 peak 기준으로 하여, 피크비를 산출한다.In the present invention, the peak ratio of the carboxyl group (-COOH peak ratio) of the polyarylene sulfide is observed using the FTS-7000 (Varian), an FT-IR device, and the -COOH peak size of the polyarylene sulfide is observed, It can be calculated from the result. Specifically, 1705 cm -1 peak (or 1712 cm -1 ) was used to observe the -COOH peak size of polyarylene sulfide, and 1900 cm -1 peak was used to correct the deviation between measurements. Calculate the ratio.

상기와 같은 물성들로 인해 폴리아릴렌 설파이드는 우수한 가공성과 함께, 컴파운딩 조성물에 사용되는 유리 섬유와의 개선된 혼련성을 나타낼 수 있다. 그 결과, 자동차, 전기전자 제품 또는 기계 부품에서의 금속 대체용 성형품의 제조, 특히 우수한 기계적 특성이 요구되는 자동차 램프용 Reflector, base plate 의 제조에 유용할 수 있다.Due to the above-described physical properties, polyarylene sulfide can exhibit excellent processability and improved kneading properties with glass fibers used in the compounding composition. As a result, it may be useful in the manufacture of a molded article for metal replacement in automobiles, electrical and electronic products, or mechanical parts, particularly in the manufacture of reflectors and base plates for automobile lamps that require excellent mechanical properties.

이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the action and effect of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, this is presented as an example of the invention, and the scope of the invention is not limited to any meaning.

실시예 1 Example 1

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 1.95 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.95 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150 rpm으로 교반하면서 200 ℃까지 110분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 200° C. for 110 minutes while stirring at 150 rpm, followed by dehydration after completion of the reaction to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.04 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.04 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.73이며, NMP/S의 몰비는 3.24이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.04 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.04 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.73, The molar ratio of NMP/S was 3.24.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 3시간 동안 반응시키고, 다시 260 ℃까지 승온하여 1시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 3 hours, and the temperature was raised to 260° C. and further reacted for 1 hour.

결과로 수득된 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대해 하기 도 1에 제시된 공정도에 따라 세척 공정을 수행하였다. 구체적으로는 상기 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 포함 슬러리를 NMP(상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하였다. 그 후 0.4중량% 아세트산 수용액(Aq.AcOH)으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 30분간 물로 세척하는 공정을 2회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed according to the process chart shown in FIG. 1 below. Specifically, the polyphenylene sulfide (PPS)-containing slurry was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry), followed by filtration, and then at 90° C. for 30 minutes. Washed with water. Thereafter, a 0.4% by weight aqueous acetic acid solution (Aq.AcOH) was washed at 90° C. for 30 minutes, filtered, and washed twice at 90° C. with water for 30 minutes. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1에서 황공급원 제조 조건 및 폴리페닐렌 설파이드 중합 반응시 원료물질의 함량 조건을 변화시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.In Example 1, polyphenylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except that the conditions for preparing the sulfur source and the content condition of the raw material during the polymerization reaction of polyphenylene sulfide were changed.

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 1.80 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.80 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150 rpm으로 교반하면서 200 ℃까지 100분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 200° C. for 100 minutes while stirring at 150 rpm, and after completion of the reaction, dehydration was performed to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.04 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.65 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.04 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.95이며, NMP/S의 몰비는 3.38이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.04 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.65 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.04 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.95, The molar ratio of NMP/S was 3.38.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 2시간 동안 반응시키고, 다시 255 ℃까지 승온하여 2시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 2 hours, and the temperature was raised to 255° C. and further reacted for 2 hours.

결과로 수득된 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대해 도 1에 제시된 공정도에 따라 세척 공정을 수행하였다. 구체적으로는 상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리를 NMP (상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하였다. 그 후 0.4중량% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 30분간 물로 세척하는 공정을 2회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed according to the process chart shown in FIG. 1. Specifically, the polyphenylene sulfide-containing slurry was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry), followed by filtration, and then washed with water at 90° C. for 30 minutes. . Thereafter, washing was performed at 90° C. for 30 minutes with a 0.4% by weight aqueous acetic acid solution, followed by filtration, followed by washing with water at 90° C. for 30 minutes twice. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 1Comparative Example 1

폴리페닐렌 설파이드의 제조 후 도 2에 제시된 공정도에 따라 세척 공정을 수행하였다. After the preparation of polyphenylene sulfide, a washing process was performed according to the process chart shown in FIG. 2.

구체적으로는, 30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 1.65 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Specifically, sodium hydrogen sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.65 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150 rpm으로 교반하면서 200 ℃까지 110분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 200° C. for 110 minutes while stirring at 150 rpm, followed by dehydration after completion of the reaction to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.04 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.65 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.04 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.91이며, NMP/S의 몰비는 3.25이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.04 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.65 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.04 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.91, The molar ratio of NMP/S was 3.25.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 3시간 동안 반응시키고, 다시 260 ℃까지 승온하여 1시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 3 hours, and the temperature was raised to 260° C. and further reacted for 1 hour.

결과로 수득된 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대해 도 2에 제시된 공정도에 따라 세척 공정을 수행하였다. 구체적으로는 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리를 NMP (상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 0.4중량% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하였다. 다시 90 ℃에서 30분간 물로 세척하는 공정을 3회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed according to the process diagram shown in FIG. 2. Specifically, the polyphenylene sulfide-containing slurry was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry), and then filtered, and a 0.4 wt% acetic acid aqueous solution was used at 90° C. for 30 minutes. After washing for a minute, it was filtered. The process of washing with water at 90° C. for 30 minutes was performed three times. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 2Comparative Example 2

상기 비교예 1에서 황공급원 제조 조건 및 폴리페닐렌 설파이드 중합 반응시 원료물질의 함량 조건을 변화시킨 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다. In Comparative Example 1, polyphenylene sulfide was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the conditions for preparing the sulfur source and the content condition of the raw material during the polymerization reaction of polyphenylene sulfide were changed.

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 1.95 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.95 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150 rpm으로 교반하면서 195 ℃까지 110분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 195° C. for 110 minutes while stirring at 150 rpm, and after completion of the reaction, dehydration was performed to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.04 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.04 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.89이며, NMP/S의 몰비는 3.22이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.04 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.04 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.89, The molar ratio of NMP/S was 3.22.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 3시간 동안 반응시키고, 다시 260 ℃까지 승온하여 1시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 3 hours, and the temperature was raised to 260° C. and further reacted for 1 hour.

결과로 수득된 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리를 도 2에서와 같이 NMP (상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 0.4중량% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하였다. 다시 90 ℃에서 30분간 물로 세척하는 공정을 3회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry) as shown in FIG. 2 and then filtered, and 0.4 wt% acetic acid After washing with an aqueous solution at 90° C. for 30 minutes, it was filtered. The process of washing with water at 90° C. for 30 minutes was performed three times. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 3Comparative Example 3

상기 실시예 1에서 황 공급원 제조 조건 및 산 세척시 산의 농도를 변화시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.Polyphenylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except that the conditions for preparing the sulfur source in Example 1 and the concentration of the acid were changed during acid washing.

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 2.25 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 2.25 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150 rpm으로 교반하면서 200 ℃까지 110분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 200° C. for 110 minutes while stirring at 150 rpm, followed by dehydration after completion of the reaction to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.04 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.04 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.84이며, NMP/S의 몰비는 3.45이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.04 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.04 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.84, The molar ratio of NMP/S was 3.45.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 3시간 동안 반응시키고, 다시 260 ℃까지 승온하여 1시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 3 hours, and the temperature was raised to 260° C. and further reacted for 1 hour.

결과로 수득한 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리를 NMP (상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하였다. 그 후 0.1중량% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 30분간 물로 세척하는 공정을 2회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry), followed by filtration, and then washed with water at 90° C. for 30 minutes. . Thereafter, washing was performed at 90° C. for 30 minutes with 0.1% by weight aqueous acetic acid solution, followed by filtration, followed by washing with water at 90° C. for 30 minutes twice. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 4 Comparative Example 4

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여 황화나트륨 (Na2S)을 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산 나트륨 (NaOAc) 분말, 1.65 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalents of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalents of sodium hydroxide (NaOH) in a 30L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.65 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150rpm으로 교반하면서 195 ℃까지 100분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 195° C. for 100 minutes while stirring at 150 rpm, followed by dehydration after completion of the reaction to obtain a residual mixture as a source of sulfur.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.04 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.65 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.04 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 2.02이며, NMP/S의 몰비는 3.28이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.04 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.65 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.04 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 2.02, The molar ratio of NMP/S was 3.28.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 3시간 동안 반응시키고, 다시 255 ℃까지 승온하여 1시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 3 hours, and the temperature was raised to 255° C. and further reacted for 1 hour.

결과로 수득한 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리를 물(상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 50℃에서 60분간 아세톤으로 세척하였다. 그 후 0.4중량% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 30분간 물로 2회 반복 세척하는 공정을 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed with water (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry) for 30 minutes and then filtered, followed by washing with acetone at 50° C. for 60 minutes. I did. Thereafter, a 0.4 wt% aqueous acetic acid solution was washed at 90° C. for 30 minutes, filtered, and washed twice with water at 90° C. for 30 minutes. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 5 Comparative Example 5

상기 실시예 1에서, 황 곱급원의 제조 조건, 폴리페닐렌 설파이드 중합 반응시 원료물질의 함량 조건, 그리고 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대한 1차 세척 공정을 50℃에서 수행하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다. In Example 1, except that the conditions for preparing the sulfur product, the content conditions of the raw material in the polymerization reaction of polyphenylene sulfide, and the primary washing process for the slurry containing polyphenylene sulfide were performed at 50°C, Polyphenylene sulfide was prepared by performing the same method as in Example 1.

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 1.65 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.65 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150rpm 으로 교반하면서 200 ℃까지 80분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 200° C. for 80 minutes while stirring at 150 rpm, followed by dehydration after completion of the reaction to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후, 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.04 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.65 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.04 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.89이며, NMP/S의 몰비는 3.24이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.04 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.65 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.04 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.89, The molar ratio of NMP/S was 3.24.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 2시간 동안 반응시키고, 다시 255 ℃까지 승온하여 2시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 2 hours, and the temperature was raised to 255° C. and further reacted for 2 hours.

결과로 수득한 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대해, NMP (상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 50 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하였다. 그 후 0.4중량% 아세트산 수용액으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 30분간 물로 세척하는 공정을 2회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed at 50° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry) and then filtered, followed by water at 90° C. for 30 minutes. Washed. Thereafter, washing was performed at 90° C. for 30 minutes with a 0.4% by weight aqueous acetic acid solution, followed by filtration, followed by washing with water at 90° C. for 30 minutes twice. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 6 Comparative Example 6

상기 실시예 1에서 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대한 세척 공정을 하기와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.Polyphenylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except that the washing process for the polyphenylene sulfide-containing slurry was changed as follows.

구체적으로는 상기 실시예 1에서 수득한 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 포함 슬러리를 물과 NMP의 혼합 용액(물: NMP 혼합 부피비=1:1)(상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하고 여과하였다. 이어서 100℃에서 10분간 NMP로 세척하고 여과하였으며, 이후 0.4중량% 아세트산 수용액(Aq.AcOH)으로 120 ℃에서 30분간 세척하고 여과하였다. 이어서 100 ℃에서 10분간 물로 세척하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.Specifically, the polyphenylene sulfide (PPS)-containing slurry obtained in Example 1 was mixed with water and NMP (water: NMP mixing volume ratio = 1:1) (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry) Volume) was washed at 150° C. for 30 minutes and then filtered, followed by washing with water at 90° C. for 30 minutes and filtered. Subsequently, the mixture was washed with NMP for 10 minutes at 100° C. and filtered, and then washed with 0.4 wt% acetic acid aqueous solution (Aq.AcOH) at 120° C. for 30 minutes and filtered. Then, it was washed with water at 100° C. for 10 minutes. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 7 Comparative Example 7

상기 실시예 1에서 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대한 세척 공정을 하기와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.Polyphenylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except that the washing process for the slurry containing polyphenylene sulfide in Example 1 was changed as follows.

구체적으로는 상기 실시예 1에서 수득한 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 포함 슬러리를 100℃로 가열된 NMP에 넣고 30분간 교반한 후, 여과하였다. 이어서 90 ℃의 물을 이용하여 4회 세척 및 여과를 반복하였다. 결과의 세척물을 90℃로 가열된 pH 6의 아세트산 수용액 중에 투입하고 30분간 교반하고 여과한 후, 진공 오븐에서 150 ℃에서 5시간 동안 건조하여 PPS를 회수하였다.Specifically, the polyphenylene sulfide (PPS)-containing slurry obtained in Example 1 was placed in NMP heated to 100° C., stirred for 30 minutes, and filtered. Subsequently, washing and filtration were repeated 4 times using 90° C. water. The resulting washed product was added to an aqueous acetic acid solution of pH 6 heated to 90° C., stirred for 30 minutes, filtered, and dried in a vacuum oven at 150° C. for 5 hours to recover PPS.

비교예 8 Comparative Example 8

상기 실시예 1에서 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대한 세척 공정을 하기와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하여 폴리페닐렌 설파이드를 제조하였다.Polyphenylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except that the washing process for the polyphenylene sulfide-containing slurry was changed as follows.

구체적으로는 상기 실시예 1에서의 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 포함 슬러리를 NMP(상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하였다. 그 후 0.4중량% 아세트산 수용액(Aq.AcOH)으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 60 ℃에서 30분간 물로 세척하는 공정을 2회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.Specifically, the polyphenylene sulfide (PPS)-containing slurry in Example 1 was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry), and then filtered. It was washed with water at 90° C. for 30 minutes. Thereafter, a 0.4 wt% aqueous acetic acid solution (Aq.AcOH) was washed at 90° C. for 30 minutes, filtered, and washed twice at 60° C. with water for 30 minutes. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

비교예 9 Comparative Example 9

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 1.95 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.95 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150 rpm으로 교반하면서 200 ℃까지 90분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 200° C. for 90 minutes while stirring at 150 rpm, and after completion of the reaction, dehydration was performed to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.00 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.00 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.76이며, NMP/S의 몰비는 3.25이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.00 equivalent of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalent of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.00 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.76, The molar ratio of NMP/S was 3.25.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 2시간 동안 반응시키고, 다시 255 ℃까지 승온하여 2시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 2 hours, and the temperature was raised to 255° C. and further reacted for 2 hours.

결과로 수득된 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대해 하기 도 1에 제시된 공정도에 따라 세척 공정을 수행하였다. 구체적으로는 상기 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 포함 슬러리를 NMP(상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하였다. 그 후 0.4중량% 아세트산 수용액(Aq.AcOH)으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 10분간 물로 세척하는 공정을 2회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed according to the process chart shown in FIG. 1 below. Specifically, the polyphenylene sulfide (PPS)-containing slurry was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry), followed by filtration, and then at 90° C. for 30 minutes. Washed with water. Thereafter, a 0.4% by weight aqueous acetic acid solution (Aq.AcOH) was washed at 90° C. for 30 minutes, filtered, and washed twice at 90° C. with water for 10 minutes. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

결과 수율이 62.3%로 크게 감소하였고, ASTM-D1238-70에 따라 MI-4 (Gottfert 사)를 이용하여 315℃, 4분, 5kg 하중 조건에서 측정한 PAS의 MFR 값은 432.4 g/10min이었다. As a result, the yield was greatly reduced to 62.3%, and the MFR value of PAS was 432.4 g/10min, measured at 315°C, 4 min, and 5kg load using MI-4 (Gottfert) according to ASTM-D1238-70.

비교예 10 Comparative Example 10

30L 반응기 내에서 1.00 당량의 황화수소나트륨 (NaSH)과 1.05 당량의 수산화나트륨 (NaOH)을 혼합하여, 황화나트륨 (Na2S)를 제조하였다. 이때, 0.44 당량의 아세트산나트륨 (NaOAc) 분말, 1.95 당량의 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 및 4.72 당량의 증류수를 상기 반응기에 첨가하였다. Sodium sulfide (Na 2 S) was prepared by mixing 1.00 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalent of sodium hydroxide (NaOH) in a 30 L reactor. At this time, 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) powder, 1.95 equivalents of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 4.72 equivalents of distilled water were added to the reactor.

상기 반응기를 150 rpm으로 교반하면서 195 ℃까지 60분 동안 가열하고, 반응 완료 후 탈수하여 잔존 혼합물을 황 공급원으로서 수득하였다.The reactor was heated to 195° C. for 60 minutes while stirring at 150 rpm, and after completion of the reaction, dehydration was performed to obtain a residual mixture as a sulfur source.

탈수 완료 후 온도를 170 ℃ 미만으로 낮추고, 1.08 당량의 파라-디클로로벤젠 (p-DCB)과 1.35 당량의 NMP를 상기 반응기에 첨가하였다. 이때 상기 p-DCB의 투입량은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1.08 몰비에 해당하며, 상기 p-DCB 및 NMP 투입 후, 결과의 혼합물 내에서의 H2O/S의 몰비는 1.90이며, NMP/S의 몰비는 3.24이었다. After completion of dehydration, the temperature was lowered to less than 170° C., and 1.08 equivalents of para-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.35 equivalents of NMP were added to the reactor. At this time, the input amount of p-DCB corresponds to 1.08 molar ratio with respect to 1 mol of hydrosulfide of the alkali metal, and after the addition of p-DCB and NMP, the molar ratio of H 2 O/S in the resulting mixture is 1.90, The molar ratio of NMP/S was 3.24.

p-DCB 용액 투입이 끝난 혼합물을 230 ℃까지 가열하여 2시간 동안 반응시키고, 다시 255 ℃까지 승온하여 2시간 더 반응시켰다. The mixture after the addition of the p-DCB solution was heated to 230° C. and reacted for 2 hours, and the temperature was raised to 255° C. and further reacted for 2 hours.

결과로 수득된 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리에 대해 하기 도 1에 제시된 공정도에 따라 세척 공정을 수행하였다. 구체적으로는 상기 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 포함 슬러리를 NMP(상기 폴리페닐렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피 대비 5배 부피)를 이용하여 150 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 이어서 90 ℃에서 30분간 물로 세척하였다. 그 후 0.4중량% 아세트산 수용액(Aq.AcOH)으로 90 ℃에서 30분간 세척한 후 여과하고, 다시 90 ℃에서 10분간 물로 세척하는 공정을 2회 수행하였다. 세척이 끝난 PPS는 진공 오븐에서 150 ℃에서 8시간 동안 건조하여 회수하였다.The resulting polyphenylene sulfide-containing slurry was washed according to the process chart shown in FIG. 1 below. Specifically, the polyphenylene sulfide (PPS)-containing slurry was washed at 150° C. for 30 minutes using NMP (5 times the total volume of the polyphenylene sulfide-containing slurry), followed by filtration, and then at 90° C. for 30 minutes. Washed with water. Thereafter, a 0.4% by weight aqueous acetic acid solution (Aq.AcOH) was washed at 90° C. for 30 minutes, filtered, and washed twice at 90° C. with water for 10 minutes. The washed PPS was recovered by drying in a vacuum oven at 150° C. for 8 hours.

결과 수율은 90.8%로 높았으나, ASTM-D1238-70에 따라 MI-4 (Gottfert 사)를 이용하여 315℃, 4분, 5kg 하중 조건에서 측정한 PAS의 MFR 값은 2495.4 g/10min로 매우 높았다. As a result, the yield was as high as 90.8%, but the MFR value of PAS measured at 315°C, 4 minutes, and 5kg load conditions using MI-4 (Gottfert) according to ASTM-D1238-70 was very high as 2495.4 g/10min. .

시험예 1Test Example 1

폴리페닐렌 설파이드에서의 -COOH 피크비와 Na+ 잔류 함량의 상관관계, 그리고 Na+ 잔류 함량과 반응성의 상관 관계를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1에서의 산 세척시 산 수용액의 농도(0~0.4wt%), 세척 용매(NMP 또는 아세톤) 또는 세척 순서 등을 다양하게 변화시키며 폴리페닐렌 설파이드를 제조한 후, 제조된 폴리페닐렌 설파이드에 대해 하기 방법으로 -COOH 피크비와 Na+ 잔류 함량, 그리고 반응성을 각각 측정하였다. 그 결과를 도 3 및 도 4에 각각 나타내었다.In order to confirm the correlation between the -COOH peak ratio and the Na + residual content, and the correlation between the Na + residual content and the reactivity in polyphenylene sulfide, the concentration of the acid aqueous solution during the pickling in Example 1 (0 ~ 0.4wt%), the washing solvent (NMP or acetone), or the washing sequence, and the like, and after preparing polyphenylene sulfide, the -COOH peak ratio and Na + residual content of the prepared polyphenylene sulfide were prepared by the following method. , And the reactivity were measured respectively. The results are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.

(1) COOH peak ratio(1) COOH peak ratio

FT-IR 장비인 FTS-7000 (varian 사)를 이용하여 제조한 PPS 시료의 COOH peak 크기를 관찰하고, 그 결과로부터 COOH peak ratio 를 산출하였다.The COOH peak size of the PPS sample prepared using the FT-IR equipment FTS-7000 (Varian) was observed, and the COOH peak ratio was calculated from the result.

구체적으로는, 시료의 COOH peak 크기를 관찰하기 위하여 1705 cm-1 peak (또는 1712 cm-1)을 사용하였으며, 측정 간 편차를 보정하기 위해 1900 cm-1 peak 기준으로 하여, peak ratio를 산출하였다. Specifically, 1705 cm -1 peak (or 1712 cm -1 ) was used to observe the COOH peak size of the sample, and the peak ratio was calculated based on 1900 cm -1 peak to correct the deviation between measurements. .

(2) Na+ 잔류 함량(2) Na + residual content

PPS 제조시 건조가 끝난 각각의 PPS 시료에 대해 ICP-OES 장비인 Optima 8300DV (Perkin Elmer사)를 사용하여 양이온 분석을 수행하고, Na+ 잔류 함량을 확인하였다.For each PPS sample that had been dried during PPS production, cation analysis was performed using an ICP-OES equipment Optima 8300DV (Perkin Elmer), and Na + residual content was confirmed.

(3) 실란계 커플링제와의 반응성(3) Reactivity with silane coupling agent

PPS의 실란계 커플링제에 대한 반응성을 측정하였다.The reactivity of PPS to the silane-based coupling agent was measured.

구체적으로, 상기 실시예 또는 비교예에서 제조한 PPS 각각 5g, 실란계 커플링제(Silquest A-187™) 0.025g, 디클로로메탄 10ml를 바이알에 넣고 충분히 교반한 후 24시간 동안 자연 건조하였다. 결과로 수득한 PPS와 커플링제의 반응물(이하 간단히 PPS_CA 반응물'이라 함)에 대해 ASTM-D1238-70에 따라 MI-4 (Gottfert 사)를 이용하여 315℃, 4분, 5kg 하중 조건에서 MFR을 측정하고, 하기 수학식 1에 따라 반응성을 계산하였다. 상기 MFR 측정시, standard die의 내경은 2.1mm이며, 길이는 8mm이었다.Specifically, 5 g of each of the PPS prepared in Examples or Comparative Examples, 0.025 g of a silane coupling agent (Silquest A-187™), and 10 ml of dichloromethane were placed in a vial, sufficiently stirred, and then naturally dried for 24 hours. For the resulting reactant of PPS and the coupling agent (hereinafter simply referred to as PPS_CA reactant), MFR at 315°C, 4 minutes, and 5kg load conditions using MI-4 (Gottfert) according to ASTM-D1238-70. It was measured, and the reactivity was calculated according to Equation 1 below. When measuring the MFR, the inner diameter of the standard die was 2.1 mm and the length was 8 mm.

[수학식 1][Equation 1]

반응성= MFRPPS / MFRPPS_CA 반응물 Reactivity = MFR PPS / MFR PPS_CA reactant

상기 수학식 1에서, MFRPPS 는 PPS 자체의 MFR이고, MFRPPS_CA 반응물 는 PPS와 커플링제 반응물의 MFR을 의미한다.In Equation 1, MFR PPS is the MFR of PPS itself, and the MFR PPS_CA reactant refers to the MFR of PPS and the coupling agent reactant.

도 3은 폴리페닐렌 설파이드내 Na+ 잔류 함량(Na Contents, ppm)과 카르복시기 피크비(-COOH peak ratio)의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 4는 폴리페닐렌 설파이드 내 Na+ 잔류 함량(Na Contents, ppm)과 폴리페닐렌 설파이드의 반응성(PPS 반응성) 간의 관계를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between Na + residual content (Na Contents, ppm) and carboxy group peak ratio (-COOH peak ratio) in polyphenylene sulfide, and FIG. 4 is a graph showing Na + residual content (Na Contents) in polyphenylene sulfide. , ppm) and the reactivity of polyphenylene sulfide (PPS reactivity).

실험결과, 폴리페닐렌 설파이드 내 Na+ 잔류 함량이 증가할수록 COOH 피크비와 반응성이 감소하는 경향을 나타냄을 확인하였다. 또, Na+ 잔류 함량이 200ppm 이하일 때, 1.7 이상의 반응성을, 그리고 Na+ 잔류 함량이 150ppm 이하일 때, 2.0 이상의 높은 반응성을 나타냄을 확인할 수 있다. 이로부터 폴리페닐렌 설파이드내 Na+ 잔류 함량 감소를 통해 반응성을 높일 수 있음을 알 수 있다. As a result of the experiment, it was confirmed that the COOH peak ratio and reactivity tended to decrease as the Na + residual content in the polyphenylene sulfide increased. In addition, it can be seen that when the Na + residual content is 200 ppm or less, the reactivity is 1.7 or more, and when the Na + residual content is 150 ppm or less, the high reactivity is 2.0 or more. From this, it can be seen that the reactivity can be increased by reducing the Na + residual content in polyphenylene sulfide.

시험예 2Test Example 2

상기 실시예 및 비교예에 따른 폴리페닐렌 설파이드의 제조 수율 및 물성을 하기와 같은 방법으로 측정, 평가하였다. The production yield and physical properties of polyphenylene sulfide according to the Examples and Comparative Examples were measured and evaluated in the following manner.

(1) 수율(1) yield

실시예 및 비교예에서의 폴리페닐렌 설파이드 제조 수율은, 탈수 공정 후 반응기 내에 존재하는 유효 황원 전부가 중합체로 전환되었다고 가정했을 때의 중합체 중량(이론량)을 기준치로 하고, 이 기준치에 대하여 실제 회수한 중합체 중량의 비율(중량%)을 산출하였다.The production yield of polyphenylene sulfide in Examples and Comparative Examples is based on the weight of the polymer (theoretical amount) when it is assumed that all of the effective sulfur sources present in the reactor have been converted into a polymer after the dehydration process. The ratio (weight%) of the recovered polymer weight was calculated.

(2) 용융 흐름 속도(melt flow rate, MFR)(2) melt flow rate (MFR)

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 PPS에 대하여, ASTM-D1238-70에 따라 MI-4 (Gottfert 사)를 이용하여 315℃, 4분, 5kg 하중 조건에서 MFR을 측정하였다. 이때, standard die의 내경은 2.1mm이며, 길이는 8mm이었다.For the PPS prepared in Examples and Comparative Examples, MFR was measured at 315° C., 4 minutes, and 5kg load using MI-4 (Gottfert) according to ASTM-D1238-70. At this time, the inner diameter of the standard die was 2.1 mm and the length was 8 mm.

(3) COOH peak ratio(3) COOH peak ratio

FT-IR 장비인 FTS-7000 (varian 사)를 이용하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 PPS 시료의 COOH peak 크기를 관찰하고, 그 결과로부터 COOH peak ratio 를 산출하였다.Using the FT-IR equipment FTS-7000 (Varian) was used to observe the COOH peak size of the PPS samples prepared in the Examples and Comparative Examples, and the COOH peak ratio was calculated from the results.

구체적으로는, 시료의 COOH peak 크기를 관찰하기 위하여 1705 cm-1 peak (또는 1712 cm-1)을 사용하였으며, 측정 간 편차를 보정하기 위해 1900 cm-1 peak 기준으로 하여, peak ratio를 산출하였다. Specifically, 1705 cm -1 peak (or 1712 cm -1 ) was used to observe the COOH peak size of the sample, and the peak ratio was calculated based on 1900 cm -1 peak to correct the deviation between measurements. .

(4) Na+ 잔류 함량(4) Na + residual content

상기 실시예 및 비교예에 따른 PPS 제조시 건조가 끝난 각각의 PPS 시료에 대해 ICP-OES 장비인 Optima 8300DV (Perkin Elmer사)를 사용하여 양이온 분석을 수행하고, Na+ 잔류 함량을 확인하였다.When preparing PPS according to the above Examples and Comparative Examples, for each PPS sample after drying, a cation analysis was performed using an ICP-OES equipment Optima 8300DV (Perkin Elmer), and Na + residual content was confirmed.

(5) 실란계 커플링제와의 반응성(5) Reactivity with silane coupling agent

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 PPS의 실란계 커플링제에 대한 반응성을 측정하였다.The reactivity of the PPS prepared in Examples and Comparative Examples with respect to the silane-based coupling agent was measured.

구체적으로, 상기 실시예 또는 비교예에서 제조한 PPS 각각 5g, 실란계 커플링제(Silquest A-187™) 0.025g, 디클로로메탄 10ml를 바이알에 넣고 충분히 교반한 후 24시간 동안 자연 건조하였다. 결과로 수득한 PPS와 커플링제의 반응물(이하 간단히 PPS_CA 반응물'이라 함)에 대해 상기에서와 동일한 방법으로 MFR을 측정하고, 하기 수학식 1에 따라 반응성을 계산하였다.Specifically, 5 g of each of the PPS prepared in Examples or Comparative Examples, 0.025 g of a silane coupling agent (Silquest A-187™), and 10 ml of dichloromethane were placed in a vial, sufficiently stirred, and then naturally dried for 24 hours. For the resulting reaction product of PPS and the coupling agent (hereinafter simply referred to as PPS_CA reaction product), MFR was measured in the same manner as above, and the reactivity was calculated according to Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

반응성= MFRPPS / MFRPPS_CA 반응물 Reactivity = MFR PPS / MFR PPS_CA reactant

상기 수학식 1에서, MFRPPS 는 PPS 자체의 MFR이고, MFRPPS_CA 반응물 는 PPS와 커플링제 반응물의 MFR을 의미한다. In Equation 1, MFR PPS is the MFR of PPS itself, and the MFR PPS_CA reactant refers to the MFR of PPS and the coupling agent reactant.

상기와 같이, PPS의 MFR에 대한, PPS와 커플링제의 반응물의 MFR의 비로부터 PPS의 반응성을 평가할 수 있으며, 이 비율이 클수록 PPS의 커플링제에 대한 반응성이 높음을 의미한다.As described above, the reactivity of PPS can be evaluated from the ratio of the MFR of the reactant of PPS and the coupling agent to the MFR of PPS, and the higher this ratio, the higher the reactivity of PPS to the coupling agent.

상기 실험 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The experimental results are shown in Table 1 below.

수율(%)yield(%) -COOH Peak ratio-COOH Peak ratio Na+ 잔류 함량 (ppm)Na + residual content (ppm) MFR (g/10min)
(@315℃, 4min)
MFR (g/10min)
(@315℃, 4min)
반응성Reactive
PPSPPS PPS_CA 반응물PPS_CA reactant 실시예 1Example 1 85.285.2 0.0970.097 6565 511.2511.2 244.6244.6 2.092.09 실시예 2Example 2 86.386.3 0.0950.095 9595 476.8476.8 213.8213.8 2.232.23 비교예 1Comparative Example 1 84.784.7 0.0120.012 400400 366.6366.6 230.6230.6 1.591.59 비교예 2Comparative Example 2 85.685.6 0.0070.007 545545 400.5400.5 247.2247.2 1.621.62 비교예 3Comparative Example 3 88.488.4 0.0200.020 500500 251.6251.6 156.3156.3 1.611.61 비교예 4Comparative Example 4 84.984.9 0.0010.001 810810 806.6806.6 650.5650.5 1.241.24 비교예 5Comparative Example 5 87.187.1 확인 안됨Not checked 12051205 1655.21655.2 1504.71504.7 1.101.10

본 발명에서의 폴리페닐렌 설파이드의 중합 및 세척 공정을 통해 제조된 실시예 1 및 2의 폴리페닐렌 설파이드는, 비교예와 비교하여 200 내지 1000 g/10min, 구체적으로는 450 내지 550 g/10min의 MFR와 함께 100 ppm 이하의 현저히 감소된 Na+ 잔류 함량을 나타내었으며, 또 0.095 이상의 -COOH 피크의 비 (1900 cm-1 피크 기준)와 함께 2 이상의 높은 반응성을 나타내었다. The polyphenylene sulfide of Examples 1 and 2 prepared through the polymerization and washing process of polyphenylene sulfide in the present invention was 200 to 1000 g/10min, specifically 450 to 550 g/10min compared to the comparative example. It exhibited a significantly reduced Na + residual content of 100 ppm or less with an MFR of, and exhibited a high reactivity of 2 or more with a ratio of -COOH peak of 0.095 or more (based on 1900 cm -1 peak).

한편, 본 발명에서의 폴리페닐렌 설파이드의 중합 공정은 충족하지만, 도 2에서와 같이, NMP 세척->산 세척->물 세척의 순서로 세척공정을 수행한 비교예 1 및 2의 폴리페닐렌 설파이드의 경우, 실시예 1 및 2와 비교하여 Na+ 잔류 함량이 400ppm 이상으로 크게 증가하고, -COOH 피크의 비가 0.02 이하로 크게 감소하였으며, 반응성 또한 1.65 이하로 크게 감소되었다. On the other hand, although the polymerization process of polyphenylene sulfide in the present invention is satisfied, as shown in FIG. 2, the polyphenylene of Comparative Examples 1 and 2 in which the washing process was performed in the order of NMP washing -> acid washing -> water washing. In the case of sulfide, compared with Examples 1 and 2, the Na + residual content was greatly increased to 400 ppm or more, the ratio of the -COOH peak was significantly reduced to 0.02 or less, and the reactivity was also significantly reduced to 1.65 or less.

또, 물 세척-> 아세톤 세척 -> 산 세척 -> 물 세척의 순서로 세척 공정을 수행한 비교예 4의 경우, 세척 순서 및 세척 용매의 차이로 인해, Na+ 잔류 함량이 800ppm으로 급격하게 증가하고, -COOH 피크의 비가 0.01로 크게 감소하였으며, 실란계 커플링제 반응성 역시 1.24로 크게 저하되었다. 아세톤과 같은 케톤계 용매는 통상 폴리아릴렌 설파이드 분리 정제를 위한 세척 공정시 세척 용매로서 사용되는 것이지만, 중합 반응시에 사용된 아미드계 화합물을 세척용 유기 용매로 사용하는 것이 슬러리내 포함된 미반응 원료물질의 제거 효과가 우수하여, 본 발명에 따른 효과, 특히 Na+ 잔류 함량 감소 효과 및 실란계 커플링제 반응성 증가의 효과 구현에 보다 유리할 수 있음을 알 수 있다.In addition, in the case of Comparative Example 4 in which the washing process was performed in the order of water washing -> acetone washing -> acid washing -> water washing, due to the difference in washing order and washing solvent, the Na + residual content rapidly increased to 800 ppm. And, the ratio of the -COOH peak was greatly reduced to 0.01, and the reactivity of the silane-based coupling agent was also significantly reduced to 1.24. Ketone-based solvents such as acetone are usually used as washing solvents in the washing process for separation and purification of polyarylene sulfide, but the use of the amide-based compound used in the polymerization reaction as an organic solvent for washing is not contained in the slurry. It can be seen that since the raw material removal effect is excellent, it can be more advantageous to realize the effect according to the present invention, particularly the effect of reducing the Na + residual content and increasing the reactivity of the silane-based coupling agent.

또, 본 발명에 따른 세척 공정을 수행하더라도, 산 세척시 산 농도 조건을 충족하지 않는 비교예 3의 경우, Na+ 잔류 함량이 500ppm으로 증가하고, -COOH 피크의 비가 0.02로, 그리고 실란계 커플링제와의 반응성이 1.61로 크게 저하되었다. 이 같은 결과로부터, 본 발명에 따른 효과 구현을 위해서는 세척 순서와 더불어, 산 세척시의 농도 제어가 필요함을 알 수 있다.In addition, even if the washing process according to the present invention is performed, in the case of Comparative Example 3, which does not satisfy the acid concentration condition during acid washing, the Na + residual content is increased to 500 ppm, the ratio of the -COOH peak is 0.02, and the silane-based couple The reactivity with the ring agent was greatly reduced to 1.61. From these results, it can be seen that in order to realize the effect according to the present invention, concentration control during pickling is necessary in addition to the washing sequence.

또, 비교예 5의 결과로부터, 본 발명에 따른 세척 공정을 수행하더라도, 유기 용매를 이용한 1차 세척 공정시 온도 조건을 충족하지 않을 경우, 유기용매에 의한 1차 세척이 충분히 이루어지지 않음으로써 제조되는 PPS 의 MFR이 1600 g/10min 초과로 크게 증가하였고, 또 PPS 내 Na+ 잔류 함량이 1000ppm 초과로 급격하게 증가하고, -COOH 피크는 확인되지 않으며, 실란계 커플링제와의 반응성이 1.10으로 크게 저하되었다. 이 같은 결과로부터 1차 세척시 온도 조건이 본 발명의 효과 구현에 영향을 미침을 확인할 수 있다. In addition, from the results of Comparative Example 5, even if the washing process according to the present invention is performed, when the temperature conditions are not satisfied during the first washing process using an organic solvent, the first washing with an organic solvent is not sufficiently performed. The MFR of the PPS increased significantly to more than 1600 g/10min, and the Na + residual content in the PPS rapidly increased to more than 1000ppm, the -COOH peak was not confirmed, and the reactivity with the silane-based coupling agent was greatly increased to 1.10. Fell down. From these results, it can be confirmed that the temperature conditions during the first washing influence the implementation of the effects of the present invention.

또 상기 실험예에 포함되지 않았으나, 세척 공정시 유기 용매에 의한 1차 세척 공정이 180℃를 초과하는 고온에서 수행될 경우, 반응계 내 압력이 증가하여, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드가 아미드계 화합물에 용해되어 버렸다. In addition, although not included in the above experimental examples, when the first washing process with an organic solvent during the washing process is performed at a high temperature exceeding 180°C, the pressure in the reaction system increases, so that the produced polyarylene sulfide is added to the amide-based compound. It has dissolved.

시험예 3 Test Example 3

PPS에서의 잔류 산의 양이 반응성에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 상기 실시예 1, 2 및 비교예 6 내지 8에서 제조한 PPS에 대해 잔류 산의 양 및 실란계 커플링제와의 반응성을 각각 평가하였다.In order to evaluate the effect of the amount of residual acid in PPS on the reactivity, the amount of residual acid and the reactivity with the silane-based coupling agent were respectively evaluated for the PPS prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 6 to 8 above. I did.

PPS에서의 잔류 산의 양은, 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 PPS를 각각 상온의 증류수에 넣고 3일간 교반한 후 여과하여, PPS는 분리하고, 남아있는 증류수에 대해 pH 측정기를 이용하여 pH를 측정함으로써 평가하였다.To determine the amount of residual acid in PPS, the PPS prepared in Examples and Comparative Examples were added to distilled water at room temperature, stirred for 3 days, and then filtered, PPS was separated, and the pH of the remaining distilled water was measured using a pH meter. It was evaluated by measuring.

또 PPS의 반응성은 상기 시험예 2에서의 (5) 실란계 커플링제와의 반응성 평가와 동일한 방법으로 수행하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.In addition, the reactivity of PPS was performed in the same manner as in (5) evaluation of the reactivity with the silane-based coupling agent in Test Example 2. The results are shown in Table 2.

pHpH 반응성Reactive 실시예 1Example 1 6.06.0 2.092.09 실시예 2Example 2 6.56.5 2.232.23 비교예 6Comparative Example 6 4.54.5 1.401.40 비교예 7Comparative Example 7 4.24.2 1.241.24 비교예 8Comparative Example 8 5.55.5 1.741.74

본 발명에 따른 제조방법은, PPS의 제조시, PPS의 말단기 Na+를 치환하기 위해 산 처리를 하고, 이후 산을 물로 제거하게 되는데, 건조 후 PPS에서의 잔류 산은 세척 및 건조 공정에서 제거되지 못한 것을 의미한다. 이에 따라 증류수의 pH는 중성에 가까울수록 좋으며, pH 6 미만이거나 또는 pH 8 초과의 경우 반응성이 떨어지는 것을 의미한다.In the manufacturing method according to the present invention, in the manufacture of PPS, acid treatment is performed to replace the terminal group Na+ of PPS, and then the acid is removed with water.After drying, residual acid in PPS is not removed in the washing and drying process. Means that. Accordingly, the closer the pH of the distilled water is to neutral, the better, and when the pH is less than 6 or more than 8, the reactivity is poor.

실험결과, 산 세척 전 유기 용매에 의한 세척 공정을 수행한 비교예 6의 경우 pH가 4.5이었고, 반응성이 1.40을 나타내었다. As a result of the experiment, in the case of Comparative Example 6 in which the washing process with an organic solvent was performed before pickling, the pH was 4.5 and the reactivity was 1.40.

또, 산 세척 이후 물 세척을 수행하지 않은 비교예 7의 경우, 잔류 산의 함량이 높아 pH 4.2를 나타내었고, 결과로서 반응성 또한 1.24로 크게 낮아졌다.In addition, in the case of Comparative Example 7 in which water washing was not performed after acid washing, the content of the residual acid was high, indicating a pH of 4.2, and as a result, the reactivity was also significantly lowered to 1.24.

또, 산 세척 이후 물 세척시, 물의 온도가 70℃ 미만인 비교예 8의 경우에도, 낮은 물 세척 온도로 인해 잔류 산이 충분히 제거되지 않음에 따라 pH 5.5 및 1.74 수준의 낮은 반응성을 나타내었다. In addition, when washing with water after acid washing, even in the case of Comparative Example 8 in which the water temperature was less than 70° C., the residual acid was not sufficiently removed due to the low water washing temperature, thus exhibiting low reactivity at pH 5.5 and 1.74 levels.

Claims (14)

알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을, 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매 중에서 반응시켜, 알칼리 금속의 황화물, 및 상기 물과 아미드계 화합물의 혼합 용매를 포함하는 황 공급원을 제조하는 단계;
상기 황 공급원에 대해 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하여 혼합물을 제조하고, 중합 반응시켜, 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 제조하는 단계; 및
상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리를 세척하는 단계;를 포함하며,
상기 디할로겐화 방향족 화합물은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1몰에 대하여 1 초과 1.07 이하의 몰비로 투입되고,
상기 세척은, 상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리에 대해, 80℃ 이상 180℃ 이하 온도에서의 아미드계 화합물을 이용한 1차 세척, 물을 이용한 2차 세척, 0.3중량% 이상의 농도로 산을 포함하는 산 수용액을 이용한 3차 세척, 및 70 ℃ 이상의 물을 이용한 4차 세척의 순서로 수행되는, 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
Reacting an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide compound to prepare a sulfur source including an alkali metal sulfide and a mixed solvent of the water and the amide compound;
Preparing a mixture by adding a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the sulfur source, and performing a polymerization reaction to prepare a polyarylene sulfide-containing slurry; And
Including; washing the slurry containing the polyarylene sulfide,
The dihalogenated aromatic compound is added in a molar ratio of more than 1 and not more than 1.07 with respect to 1 mol of the alkali metal hydrosulfide,
The washing is, for the polyarylene sulfide-containing slurry, a first washing using an amide compound at a temperature of 80°C or higher and 180°C or lower, a second washing using water, and an acid containing acid at a concentration of 0.3% by weight or more. A method for producing polyarylene sulfide, which is performed in the order of a third washing using an aqueous solution and a fourth washing using water of 70° C. or higher.
제1항에 있어서,
상기 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물의 첨가 후, 상기 혼합물에서의 황 1몰에 대한 물의 몰비가 1.5 이상 3.5 이하이고, 황 1몰에 대한 아미드계 화합물의 몰비가 1 이상 3.5 이하인, 제조방법.
The method of claim 1,
After the addition of the dihalogenated aromatic compound and the amide compound, the molar ratio of water to 1 mole of sulfur in the mixture is 1.5 or more and 3.5 or less, and the molar ratio of the amide compound to 1 mole of sulfur is 1 or more and 3.5 or less.
제1항에 있어서,
상기 디할로겐화 방향족 화합물은 파라-디클로로벤젠을 포함하는, 제조방법.
The method of claim 1,
The dihalogenated aromatic compound comprises para-dichlorobenzene.
제1항에 있어서,
상기 아미드계 화합물은 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하는, 제조방법.
The method of claim 1,
The amide-based compound includes N-methyl-2-pyrrolidone.
제1항에 있어서,
상기 알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물과의 반응시 알칼리 금속의 유기산염이 더 투입되는, 제조방법.
The method of claim 1,
When the alkali metal hydrosulfide and the alkali metal hydroxide are reacted, an organic acid salt of an alkali metal is further added.
제1항에 있어서,
상기 1차 세척은 상기 폴리아릴렌 설파이드 포함 슬러리 총 부피에 대하여 5 배 이상, 7배 이하의 부피비로 아미드계 화합물을 이용하여 수행되는, 제조방법.
The method of claim 1,
The first washing is performed using an amide compound in a volume ratio of 5 times or more and 7 times or less with respect to the total volume of the polyarylene sulfide-containing slurry.
제1항에 있어서,
상기 1차 세척은 120 ℃ 이상이고, 170 ℃ 이하의 온도에서 수행되는, 제조방법.
The method of claim 1,
The first washing is 120 ℃ or more, and is performed at a temperature of 170 ℃ or less, the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 2차 세척은 70 ℃ 이상이고, 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는, 제조방법.
The method of claim 1,
The secondary washing is more than 70 ℃, and is carried out at a temperature of less than 100 ℃, the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 3차 세척은 50 ℃ 이상이고, 100 ℃ 이하의 온도에서, 상기 산 수용액 총 중량에 대하여 산을 0.4 중량% 이상이고, 0.7 중량% 이하의 농도로 포함하는 산 수용액을 이용하여 수행되는, 제조방법.
The method of claim 1,
The third washing is performed at a temperature of 50° C. or higher and 100° C. or lower, using an acid aqueous solution containing 0.4% by weight or more of acid and at a concentration of 0.7% by weight or less based on the total weight of the acid aqueous solution. Way.
제1항에 있어서,
상기 3차 세척은 아세트산을 이용하여 수행되는, 제조방법.
The method of claim 1,
The third washing is performed using acetic acid.
제1항에 있어서,
상기 4차 세척은 70 ℃ 이상이고, 100 ℃ 미만의 온도에서, 2회 이상 수행되는, 제조방법.
The method of claim 1,
The fourth washing is at least 70 ℃, at a temperature of less than 100 ℃, carried out two or more times, the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 폴리아릴렌 설파이드는, ASTM-D1238-70에 따라 315℃, 4분, 5kg의 조건에서 측정한 용융 흐름 지수가 200 g/10min 이상 1000 g/10min 이하이고, 하기 수학식 1에 따라 결정되는 실란계 커플링제와의 반응성이 2 이상인, 제조방법:
[수학식 1]
반응성= MFRPPS / MFRPPS_CA 반응물
(상기 수학식 1에서, MFRPPS는 폴리아릴렌 설파이드 자체의 용융 흐름 속도이고, MFRPPS_CA 반응물는 폴리아릴렌 설파이드와 실란계 커플링제와의 반응의 결과로 수득된 반응물의 용융 흐름 속도이며, 이들 용융 흐름 속도는 ASTM-D1238-70에 따라 315℃, 4분, 5kg의 조건에서 측정한 값이다)
The method of claim 1,
The polyarylene sulfide has a melt flow index of 200 g/10min or more and 1000 g/10min or less, measured under the conditions of 315°C, 4 minutes, and 5kg according to ASTM-D1238-70, and is determined according to Equation 1 below. The manufacturing method, wherein the reactivity with the silane-based coupling agent is 2 or more:
[Equation 1]
Reactivity = MFR PPS / MFR PPS_CA reactant
(In Equation 1, MFR PPS is the melt flow rate of the polyarylene sulfide itself, and MFR PPS_CA reactant is the melt flow rate of the reactant obtained as a result of the reaction of the polyarylene sulfide and the silane-based coupling agent, The melt flow rate is a value measured under the conditions of 315°C, 4 minutes, and 5kg according to ASTM-D1238-70)
제1항에 있어서,
상기 폴리아릴렌 설파이드는 나트륨 양이온의 잔류 함량이 100 ppm 이하이고, 1900 cm-1 피크를 기준으로 한 -COOH 피크의 비가 0.095 이상인, 제조방법.
The method of claim 1,
The polyarylene sulfide has a residual content of sodium cation of 100 ppm or less, and a ratio of -COOH peak based on 1900 cm -1 peak of 0.095 or more.
제1항에 있어서,
상기 폴리아릴렌 설파이드를 18 내지 25℃의 온도에서 증류수에 3일간 침지한 후 측정한 증류수의 pH가 6 이상인, 제조방법.
The method of claim 1,
The polyarylene sulfide is immersed in distilled water at a temperature of 18 to 25° C. for 3 days and the pH of the distilled water measured is 6 or higher.
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