TWI723082B - 聚芳硫醚及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種聚芳硫醚及其製備方法。本發明聚芳硫醚具有與其他高分子材料或填充物間有更為改進的相容性，其特徵在於聚芳硫醚主鏈的至少一部份的末端基為羥基，而聚芳硫醚包含與其主鏈鍵結的碘以及自由碘，且與其主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量為10ppmw至10,000ppmw。

Description

聚芳硫醚及其製備方法
本發明係關於一種聚芳硫醚以及其製備方法，本發明聚芳硫醚具有與其他高分子材料或填充物間有更為改進的相容性。
目前，聚芳硫醚是一種典型的工程塑料，由於其高耐熱性、耐化學性、阻燃性、電絕緣性等諸如此者，用在高溫和腐蝕性的環境下的各式產品或用於電子產品中的需求不斷增加。
在聚芳硫醚中，聚苯硫醚(polyphenylene sulfide,PPS)是唯一有市售的。到目前為止，可實施的聚苯硫醚商業生產過程，包括在如N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)的極性有機溶劑中，對二氯苯(p-dichlorobenzene,pDCB)和硫化鈉進行溶液聚合。此方法即是眾所周知的Macallum製程。
然而，當聚芳硫醚以Macallum製程製備時，使用硫化鈉等諸如此者的溶液聚合過程中可能會形成鹽形式的副產物，因此，會有需要使用洗滌或乾燥過程來消除鹽形式的副產物或殘留的有機溶劑的缺點。此外，因為以Macallum製程製備的聚芳硫醚是粉末狀的，所以使其不易後處理並且其可加工性可能會下降。
因此，又提出將包括有二碘芳族化合物與硫元素的反應物熔融聚合的方法，以作為製備如聚苯硫醚的聚芳硫醚的方法。在此製備聚芳硫醚的方法中，不會產生鹽形式的副產物，也不使用有機溶劑，因此，不需要額外的製程來消除它們。再者，由於所製備的最終聚芳硫醚是顆粒的形狀，有易於後處理與良好可加工性的優點。
然而，在藉由熔融聚合方法製備聚芳硫醚的情況下，主鏈的末端由碘和多數芳基(以苯為代表)所組成。因此，這種聚芳硫醚由於其主鏈結構中的特性，而會有與其它高分子材料或各種增強物或如玻璃纖維等的填充物的相容性低的缺點。
據此，在藉由熔融聚合方法製備聚芳硫醚的情況下，是難以與其它高分子材料或填充物複合(compound)以展現適合於各種各樣的用途的最佳化的物理性質，且即使複合了，也難以展現最佳化的物理性質。
本發明的一個目的是提供一種聚芳硫醚以及其製備方法，該聚芳硫醚具有與其他高分子材料或填充物間有更為改進的相容性，以及其製備方法。
本發明的另一個目的是提供一種成形物，其包括此聚芳硫醚。
本發明提供一種聚芳硫醚，其主鏈的至少一部份的末端基為羥基(hydroxyl group,-OH)，其中聚芳硫醚包含與主鏈鍵結的碘以及自由碘，且與其主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量為10ppmw至10,000ppmw。
本發明也提供一種製備聚芳硫醚之方法，包括下列步驟：進行一聚合反應，以聚合一反應物，該反應物包括一二碘芳族化合物(diiodoaromatic compound)與一硫元素；以及在進行該聚合反應之步驟中，添加具有羥基的一芳香族化合物至該反應物中。
另外，本發明還提供一種成形物，其包括上述之聚芳硫醚。
在下文中，將詳細地說明本發明具體實例的聚芳硫醚、其製備方法及包括聚芳硫醚的成形物。然而，這些都只作為本發明的實例，本發明的權利範圍並不限於此，本技術領域中一般技藝者所作出的各種不背離本發明範圍的明顯修改與變化仍屬於本發明範圍內。
如本文所用，除非另有說明，術語「包括」或「包含」是指含有一個沒有特定限制的構成部件(或結構成分)，而不應該被解釋為排除增加其他構成部件(或結構成分)。
根據本發明的一具體實例，提供一種聚芳硫醚，其主鏈的至少一部份的末端基為羥基(-OH)，其中聚芳硫醚包含與其主鏈鍵結的碘以及自由碘，且與主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量為10ppmw至10,000ppmw。
本發明的發明人已發現到，在將包括有二碘芳族化合物與硫元素的反應物熔融聚合以製備聚芳硫醚的過程中，可以獲得能展現出與其他高分子材料或填充物間有較佳的相容性的聚芳硫醚，因此所製得的聚芳硫醚可以與各種材料複合(compound)並透過複合實現適合於各種用途的最佳化的物理性質，本發明是在此發現的基礎上完成的。
根據本案發明人的研究了解到，由傳統熔融聚合方法所製備的聚芳硫醚，其主鏈的末端基團是由碘和大部分芳基(以苯為代表)所組成，在主鏈中實質上不具有反應性基團。因此，此種聚芳硫醚與其它高分子材料或如玻璃纖維等的各種增強物或填充物有相容性低的缺點。
於此同時，還發現到本發明一實例的聚芳硫醚由於其主鏈的至少一部份的末端引入如羥基(-OH)的反應性基團，因此聚芳硫醚與其它高分子材料或填充物展示出優異的相容性，舉例而言，一實例的聚芳硫醚可展現出與高分子材料或具有親水基的無機材料間有優良的相容性，高分子材料例如為高分子鏈具有親水基的尼龍樹脂(nylon resin)、聚乙二醇樹脂(polyethylene glycol resin,PEG)、聚氧化乙烯樹脂(polyethylene oxide resin)、乙烯亞胺樹脂(polyethyleneimine resin)或聚乙烯醇樹脂(polyvinyl alcohol resin)或具有羥基反應性的乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯彈性體(ethyleneglycidylmethacrylate elastomer)，而具有親水基的無機材料例如玻璃纖維或滑石。此相容性可由形成在具有親水基或極性基的高分子材料或無機材料與位於聚芳硫醚末端的羥基之間的強極性或氫鍵所預測，舉例而言，在玻璃纖維的矽醇基中的羥基與鍵結在聚芳硫醚的主鏈的末端的羥基相連而形成氫鍵。另外，當高分子材料的環氧環具有環氧官能基例如氧化丙烯基(例如乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯彈性體)為 開放的，其可與鍵結在聚芳硫醚的主鏈的末端的羥基結合，藉此展現出強的結合力。就結果而言，一實例的聚芳硫醚可適合與各種高分子材料或填充物複合，且使其有提供可展現適用於各種用途的最佳化性質的樹脂組合物與成形物的可能。
另外，當聚芳硫醚藉由熔融聚合包括有二碘芳族化合物與硫元素的反應物所獲得，其包括與其主鏈鍵結的碘以及自由碘，且與其主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量可為約10ppmw至10,000ppmw、約10ppmw至3,000ppmw、或約50ppmw至2,000ppmw。與其主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量可透過在高溫下熱處裡聚芳硫醚樣本並以離子層析量化的方式量測，如下文所詳述的範例。在本文中，自由碘可表示碘分子、碘離子或碘自由基的統稱，其產生在二碘芳族化合物與硫元素的聚合的過程中，並殘留在由化學分離所最終形成的聚芳硫醚的狀態中。
就結果而言，如此的聚芳硫醚解決了由傳統Macallum製程所製備的聚芳硫醚的問題，且可維持由熔融聚合方法所獲得的聚芳硫醚的優點，舉例而言，其優點例如在沒有產生副產物的條件下具有易於後處理與良好的機械性質。此外，聚芳硫醚可以表現出只有聚芳硫醚才有的良好的耐熱性、耐化學性和卓越的機械性質。
在本發明一實例中，當以傅里葉轉換紅外光譜法(FT-IR spectroscopy)進行本發明聚芳硫醚分析時，傅里葉轉換紅外光譜(FT-IR spectrum)可能會出現一個由主鏈的末端的羥基產生且範圍為約3,300cm-1至3,600cm-1的波峰，同時，在範圍為約3,300cm-1至3,600cm-1的波峰的強度可對應於鍵結到主鏈的末端基 的羥基的量。
根據一個實施例，在上述一實施例的聚芳硫醚的傅里葉轉換紅外光譜FT-IR中，當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，則顯示在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.0001%至10%、約0.005%至7%、約0.001%至4%、或約0.01%至3%。與此同時，顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰可以產生自伸芳基，例如在主鏈中包括有伸苯基的聚芳硫醚。由於在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中產生自羥基的波峰的高度強度相對於衍生自伸芳基(例如伸苯基)的波峰的高度強度為約0.0001%至10%、約0.005%至7%、約0.001%至4%、或約0.01%至3%，因此聚芳硫醚可以表現出與其它高分子材料或填充物(例如具有親水基的高分子材料或填充物)優異的相容性，而仍保持聚芳硫醚獨有的優異特性。
同時，根據本發明的一實例，聚芳硫醚具有約265℃至290℃、約270℃至285℃、或約275℃至283℃的熔點。由於上述熔點的範圍，具有由熔融聚合方法得到並引入的羥基的一實例的聚芳硫醚，可以表現出優異的耐熱性和阻燃性。
此外，聚芳硫醚的數目平均分子量可為約5,000至50,000、約8,000至40,000、或約10,000至30,000。另外，聚芳硫醚以重量平均分子量對數目平均分子量所定義的聚合分散度指標(polydispersity index)可以為約2.0至4.5、約2.0至4.0、或約2.0至3.5。因為一實例的聚芳硫醚具有上述的聚合分散度指標與分子量的範圍，故可表現出優良的機械性質與可加工性，並且可被加工成各種可用於各種用途的成型物。
另外，根據前述的一實例的聚芳硫醚，在300℃下用旋轉式黏度計測定時，聚芳硫醚可具有的熔融黏度為約10泊(poise)至50,000泊、約100泊至20,000泊、或約300泊至10,000泊。根據一實例具有如此熔融黏度的聚芳硫醚，可以表現出絕佳可加工性以及優良的機械性質。
舉例而言，根據ASTM D 638所測量的抗拉強度(tensile strength)，一實例的聚芳硫醚可具有約100kgf/cm2至900kgf/cm2、約200kgf/cm2至800kgf/cm2、或約300kgf/cm2至700kgf/cm2的抗拉強度，而根據ASTM D 638所測量的伸長率(elongation)，聚芳硫醚可具有約1%至10%、約1%至8%、或約1%至6%的伸長率。另外，根據ASTM D 790所測量的撓曲強度(flexural strength)，一實例的聚芳硫醚可具有約100kgf/cm2至2,000kgf/cm2、約500kgf/cm2至2,000kgf/cm2、或約1,000kgf/cm2至2,000kgf/cm2的撓曲強度，而根據ASTM D 256所測定的衝擊強度(impact strength)，聚芳硫醚可具有約1J/m至100J/m、約5J/m至50J/m或約10J/m至20J/m的衝擊強度。像這樣，一實例的聚芳硫醚可以表現出各種物理性質例如優異的機械性質，並表現出與其它高分子材料或填充物的優異相容性。
本發明一實例的聚芳硫醚可以展現出與各種的熱塑性樹脂、各種熱塑性彈性體或各種增強材料/填充物的優異相容性，熱塑性樹脂例如聚乙烯醇系的樹脂如聚乙烯醇樹脂、聚醚基系的樹脂如聚乙二醇樹脂或聚環氧乙烷樹脂、聚亞烷基亞胺基系的樹脂如聚乙烯亞胺樹脂、聚氯乙烯系的樹脂、聚醯胺系的樹脂如尼龍樹脂、聚烯烴系的樹脂或聚酯系的樹脂，熱塑性彈性體例如聚氯乙烯系的彈性體、聚(甲基)丙烯酸酯系的彈性體如乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯 彈性體、聚烯烴系的彈性體、聚胺酯系的彈性體、聚酯系的彈性體、聚醯胺系的彈性體或聚丁二烯系的彈性體，增強材料/填充物例如玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、玻璃珠、玻璃薄片、滑石、碳酸鈣等等。
在一特定的實施例中，一實例的聚芳硫醚可展現出與高分子材料或具有親水基的無機材料的優異相容性，高分子材料例如為在高分子鏈中具有親水基的尼龍樹脂、聚乙二醇樹脂、聚環氧乙烷樹脂、聚乙烯亞胺樹脂或乙烯醇樹脂或具有羥基反應性的乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯彈性體，而具有親水基的無機材料例如玻璃纖維或滑石。如上所述，此相容性由形成在具有親水基或極性基的高分子材料或無機材料與位於聚芳硫醚末端的羥基之間的強極性與氫鍵的形成所致，因此，一實例的聚芳硫醚可以與各種高分子材料或填充物複合，表現出優異的協同作用(synergistic effect)，並使得適用於各種應用的最佳化性質成為可能。
在一個實施例中，將羥基引入至一實例的聚芳硫醚之主鏈的末端，以約90%(重量)的聚芳硫醚和約10%(重量)的彈性體複合時，已證實伸長率會從約1.5%大幅提高至約18.0%。另外，將一實例的聚芳硫醚以約60%(重量)與約40%(重量)的玻璃纖維複合時，已證實衝擊強度會從約18J/m大幅提高至約92J/m。由這樣複合所造成物理性質的改善可以知道，一實例中的聚芳硫醚可以展現出與其它各種高分子材料或填充物的良好相容性，因此可以表現出優良的協同作用。
然而，當一實例的聚芳硫醚與其它高分子材料或填充物複合時，較佳是以約10%(重量)至99%(重量)或約50%(重量)至90%(重量)的聚芳 硫醚，與約1%(重量)至90%(重量)或約10%(重量)至50%(重量)的一種或多種選自由熱塑性樹脂、熱塑性彈性體和填充物所組成的成分混合，以保持聚芳硫醚獨有的物理性質。具有優異物理性質而適合各種用途的成形物可由將此等混合物用例如雙軸擠出等方法成型而製得。
同時，根據本發明的另一個實例，提供一種製備聚芳硫醚的方法。 此另一個實例的製備方法可包括以下步驟：進行一聚合反應，以聚合包括二碘芳族化合物與硫元素的反應物；以及在進行聚合反應之步驟中，添加具有羥基的芳香族化合物至反應物中。
在製備方法的另一個實例中，當二碘芳族化合物與硫元素之間的聚合反應進行到約90%或更高、或約90%以上且小於100%(例如在聚合反應的後期階段)時，可以添加具有羥基的芳香族化合物，其中聚合反應的進行程度(聚合度)係透過當前黏度與目標黏度的比值決定。聚合反應的進行程度可以是由當前的黏度對目標黏度的比值來決定。如此，可以設定所欲獲得的聚芳硫醚的分子量標的以及與分子量標的相應的聚合產物的目標黏度，來測量依據聚合反應進行的程度的當前黏度。在這個時候，當前黏度可以根據反應器的規模使用熟習本技藝人士所習知之方式來不同地測量。例如，如果聚合反應是在一個相對較小的聚合反應器中進行，在聚合反應進行時從聚合反應器採取樣品，並以黏度計來測量。相反的，如果聚合反應是在一個大的連續聚合反應器中進行的，當前黏度可被安裝在反應器中的黏度計連續地自動即時測量。
像這樣，在包括二碘芳族化合物與硫元素的反應物的聚合反應中，可以透過在聚合反應後期添加與反應具有羥基的芳香族化合物來製備一實例其 主鏈的至少一部分的末端基引入羥基的聚芳硫醚。特別是，由於具有羥基的化合物是在聚合反應的後期加入，適當量的羥基可被引入到主鏈的末端基，而可以有效地製備一實例的聚芳硫醚，其展現出與其它聚合物材料或填充物良好的相容性，且具有聚芳硫醚獨特的優良物理性質。
同時，在另一個實例的製備方法中，具有羥基的任意單體形式的化合物，可作為具有羥基的芳香族化合物來使用。具有羥基的芳香族化合物的具體例子可包括2-碘苯酚(2-iodophenol)、3-碘苯酚(3-iodophenol)、4-碘苯酚(4-iodophenol)、2,2’-二羧基二苯二硫醚(2,2'-dithiodiphenol)、3,3’-二羧基二苯二硫醚(3,3'-dithiodiphenol)或4,4’-二羧基二苯二硫醚(4,4'-dithiodiphenol)等。此外，也可使用其他種具有羥基的化合物。
此外，以二碘芳族化合物為100重量份計，加入具有羥基的芳香族化合物的量為約0.0001重量份至10重量份、約0.001重量份至7重量份、或約0.01重量份至2重量份。經由添加此份量的具有羥基的芳香族化合物，可在主鏈的末端引入適量的羥基，因此，根據一個實例的聚芳硫醚，不只可以與其它高分子材料或是填充物有良好的相容性，同時又可以有效地製備具有獨特的優良特性的聚芳硫醚。
同時，在另一實例的製備方法中，基本上經由聚合包括二碘芳族化合物和元素硫的反應物來製備的聚芳硫醚，與習知由Macallum方法所製備的聚芳硫醚相比，具有較優的機械性質等。此聚芳硫醚包括前述的與主鏈鍵結的碘以及自由碘，且與主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量為約10ppmw至10,000ppmw，與其主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量可透過在高溫熱處理聚芳硫醚樣本 並以離子層析量化的方式量測。自由碘表示碘分子、碘離子或碘自由基的統稱，其產生在二碘芳族化合物與硫元素的聚合的過程中，並殘留在由化學分離所最終形成的聚芳硫醚的狀態中。
在另一實例的製備方法中，可使用於聚合反應的二碘芳族化合物包括一種或多種選自以二碘苯(diiodobenzene,DIB)、二碘萘(diiodonaphthalene)、二碘聯苯(diiodobiphenyl)、二碘雙酚(diiodobisphenol)以及二碘二苯甲酮(diiodobenzophenone)所組成的群組中的化合物，但不以此為限，也可以使用以烷基、碸基等鍵結在上述化合物而作為取代基的二碘芳族化合物，或也可以使用芳族基團中含有如氧、氮等原子者的二碘芳族化合物。另外，二碘芳族化合物可根據碘原子的鍵結位置而包括各種異構體，其中，較佳可以使用具有碘鍵結在對位上的化合物，如對-二碘苯(para-diiodobenzene,pDIB)、2,6-二碘萘(2,6-diiodonaphthalene)或對，對’-二碘聯苯(p,p'-diiodobiphenyl)。
與二碘芳族化合物反應的硫元素的形式沒有特別的限制。一般說來，硫元素在室溫下以八個原子鍵結之八員環(S8)形式存在，然而，若不是這樣的形式，可以使用任何市售的固態形式或液態形式的硫，而沒有具體的限制。
再來，反應物還可以包括聚合起始劑、穩定劑、或其混合物。在具體例子中，聚合起始劑可以包括一種或多種選自以1,3-二碘-4-硝基苯(1,3-diiodo-4-nitrobenzene)、巰基苯並噻唑(mercaptobenzothiazole)、2,2'-二硫苯並噻唑(2,2'-dithiobenzothiazole)、環己基苯並噻唑次磺醯胺(cyclohexylbenzothiazole sulfenamide)以及丁基苯並噻唑次磺醯胺(butylbenzothiazole sulfonamide)所組成的群組中的起始劑，但不以此為限。
穩定劑只要為通常用於樹脂的聚合反應中的穩定劑就可以使用，而沒有特殊的限制。
同時，在前述的聚合反應中，當聚合反應已進展到一定程度時，可以添加聚合終止劑。此時，能去除經聚合的高分子中的碘基以終止聚合反應的任何聚合終止劑都可以使用，而沒有特別的限制。具體而言，可以使用一種或多種選自以二苯基硫醚(diphenyl sulfide)、二苯基醚(diphenyl ether)、聯苯(diphenyl)、二苯甲酮(benzophenone)、二苯並噻唑二硫醚(dibenzothiazole disulfide)、單碘芳基化合物(monoiodoaryl compound)、苯並噻唑(benzothiazole)、苯並噻唑次磺醯胺(benzothiazolesulfenamide)、秋蘭姆(thiuram)、二硫代胺基甲酸(dithiocarbamate)、二苯基二硫醚(diphenyl disulfide)所組成的群組中的化合物。
更佳地，聚合終止劑可以是一種或多種選自以碘聯苯(iodobiphenyl)、碘苯酚(iodophenol)、碘苯胺(iodoaniline)、碘苯甲酮(iodobenzophenone)、2-巰基苯並噻唑(2-mercaptobenzothiazole)、2,2'-二硫雙苯並噻唑(2,2'-dithiobisbenzothiazole)、N-環己基苯並噻唑-2-次磺醯胺(N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide)、2-嗎啉硫代苯並噻唑(2-morpholinothiobenzothiazole)、N,N-二環己基苯並噻唑-2-次磺醯胺(N,N-dicyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide)、一硫化四甲基秋蘭姆(tetramethylthiuram monosulfide)、二硫化四甲基秋蘭姆(tetramethylthiuram disulfide)、二甲基二硫代胺基甲酸鋅(zinc dimethyldithiocarbamate)、二乙基二硫代胺基甲酸鋅(zinc diethyldithiocarbamate)、二苯基二硫醚所組成的群組中的化合物。
同時，考慮最終聚合的聚芳硫醚的分子量，可以決定聚合終止劑引入的時機。例如，引入的時機可以是初始反應物中的二碘芳族化合物約70%(重量)至100%(重量)反應掉並耗盡時。
聚合反應可以在任何條件下進行，只要能夠引發包括二碘芳族化合物與硫元素的反應物的聚合反應即可。舉例而言，聚合反應可在升溫和減壓的反應條件下進行，在這種情況下，聚合反應可以進行1小時至30小時，由溫度180℃至250℃與壓力50托(torr)至450托的起始反應條件改變為溫度270℃至350℃與壓力0.001托至20托的最終反應條件。更具體地例子而言，聚合反應可以以溫度為約280℃至300℃和壓力為約0.1托至0.5托的最終反應條件下進行。
同時，根據另一個實例製備聚芳硫醚的方法還可以包括：在聚合反應之前將包括二碘芳族化合物與硫元素的反應物融化混合的步驟。融化混合的條件沒有特別的限制，只要所有前述反應物融化並混合即可，例如，可在溫度約130℃至200℃、或約160℃至190℃下進行。
像這樣，藉由在聚合反應之前進行融化混合步驟，就可以更容易地進行隨後的聚合反應。
再者，根據另一個實例製備聚芳硫醚的方法中，聚合反應可以在有硝基苯系的催化劑的存在下進行。當融化混合步驟是在如上所述的聚合反應之前進行時，可以在融化混合程序中添加催化劑。硝基苯系的催化劑可以使用1,3-二碘-4-硝基苯(1,3-diiodo-4-nitrobenzene)或1-碘-4-硝基苯 (1-iodo-4-nitrobenzene)，但不以此為限。
同時，本發明的另一個實例提供一種包括前述實例的聚芳硫醚的成形物。此成形物件可以僅由聚芳硫醚所組成，或更進一步包含其他的高分子材料及/或增強材料/填充物。聚芳硫醚可以顯示出和其它高分子材料及/或增強材料/填充物良好的相容性，而有可能可以經由與其混合(例如複合)而提供具有較佳物理性質的樹脂組合物或成形物。此時，可以與聚芳硫醚複合之高分子材料及/或增強材料/填充物則相同於如前所述者。
此成形物可包含約10%(重量)至99%(重量)或約50%(重量)至90%(重量)的聚芳硫醚，與約1%(重量)至90%(重量)或約10%(重量)至50%(重量)的一種或多種選自以熱塑性樹脂、熱塑性彈性體和填充物所組成的成分。可以藉由以例如雙軸擠出等方法將滿足上述範圍的樹脂組合物成型而製得具有優異性質而適合各種用途的成形物。
另一實例的所成形物可以是各種形式的，例如膜、片材、纖維等。 成形物件可以是射出成形物、擠出成型物或吹塑成型物。對於射出成形製程而言，考慮結晶時，模具溫度可以是約50℃或更高、約60℃或更高、或約80℃或更高，而考慮測試樣品的變形時，溫度可以是約190℃或更低、約170或更低、或約160℃或更低。
如果成形物是膜或片材的形式時，可以製備成各種膜或片材，例如無取向(undrawn)的、單軸取向的或雙軸取向的膜或片材。如果成形物是纖維形式時，可以製備成各種纖維，如未拉伸(undrawn)、拉伸或特拉伸(ultradrawn)纖 維，等，並且可以作為織物、針織物、非織造物(紡絲黏合、熔噴、肘釘)、繩或網。
此等成形物可以用作電氣與電子零組件，如計算機零組件、建材、汽車零組件、機械零組件、日用品、接觸部分化學品的塗層、工業化學抗性纖維等。
必要時，本發明可以進一步增加前述未提及的細節，而在本發明中沒有特別的限制。
本發明可以提供一種具有與其它高分子材料、增強材料/填充物有優良相容性的熔融聚合的聚芳硫醚，是因為其主鏈的末端包括有羥基。
此聚芳硫醚可以經由與其它各種高分子材料或填充物複合，而表現出對各種用途最佳化，與聚芳硫醚獨有的優異性質。
因此，此聚芳硫醚可使用在包含有複合用途的多種場合，從而表現出優異的性質與效應。
在下文中，提出較佳的實施例以幫助理解本發明，然而，這些實施例僅僅是為了說明本發明，本發明的範圍並不以此限制。
實施例1：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量反應器內溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入50克的2,2'-二硫雙苯並噻唑作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入51克的4-碘苯酚並在氮氣氛圍下反應10分鐘。 反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器(strand cutter)將其製成顆粒。
將實施例1的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.4%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述 的方法量測，且其含量被確認為約1,500ppmw。
實施例2：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量反應器內溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入50克的2,2'-二硫雙苯並噻唑作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入25克的4-碘苯酚並在氮氣氛圍下反應10分鐘。 反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將實施例2的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.24%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約2000ppmw。
實施例3：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量反應器內溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入50克的2,2'-二硫雙苯並噻唑作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入51克的4,4’-二羧基二苯二硫醚並在氮氣氛圍下反應10分鐘。反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將實施例3的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.62%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約500ppmw。
實施例4：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量反應器內溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣 和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入50克的2,2'-二硫雙苯並噻唑作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入25克的4,4’-二羧基二苯二硫醚並在氮氣氛圍下反應10分鐘。反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將實施例4的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.33%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約1200ppmw。
實施例5：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量在反應器內的溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的 起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入30克的二苯基二硫醚作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入25克的4-碘苯酚並在氮氣氛圍下反應10分鐘。反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將實施例5的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.27%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約1800ppmw。
實施例6：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量在反應器內的溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進 展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入30克的二苯基二硫醚作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入51克的4,4’-二羧基二苯二硫醚並在氮氣氛圍下反應10分鐘。反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將實施例6的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.58%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約600ppmw。
實施例7：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量在反應器內的溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)， 加入35克的二苯基二硫醚作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入25克的4-碘苯酚並在氮氣氛圍下反應10分鐘。反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將實施例7的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.29%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約800ppmw。
實施例8：主鏈末端包括羥基的聚芳硫醚之合成
在一個配有能夠測量在反應器內的溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入35克的二苯基二硫醚作為聚合終止劑，且反應進行了1小時。接著，在聚合反應進展到了90%時，加入13克的4,4’-二羧基二苯二硫醚並在氮氣氛圍下反應10 分鐘。反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將實施例8的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中確認羥基峰的存在，而當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，也可證實在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的波峰的相對高度強度為約0.26%。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約700ppmw。
比較實施例1
在一個配有能夠測量反應器內溫度的熱電偶，和配有用以填充氮氣和真空抽氣的真空線的5升反應器中，藉由加熱至180℃將包括有5130克的對二碘苯(p-DIB)與450克的硫的反應物完全熔化並混合，然後由220℃和350托的起始反應條件，藉由進行一步步的升溫和減壓，至最終反應溫度為300℃和1托或更低的壓力，以進行聚合反應，然後一點一點地額外加入硫。當聚合反應進展至80%時(聚合反應的進行程度，由相對黏度比的式“(當前黏度/目標黏度)×100%”來鑑定，且當前黏度的測定是由聚合過程中採集樣品後以黏度計測量)，加入50克的2,2'-二硫雙苯並噻唑作為聚合終止劑，並在氮氣氛圍下反應10分鐘。 反應繼續在緩慢真空抽氣至0.5托或更低的狀態下進行，在其黏度達到目標黏度時終止，藉此合成了主鏈的末端有羥基的聚芳硫醚樹脂。反應所得的最後樹脂，使用小的線料裁切器將其製成顆粒。
將比較實施例1的聚芳硫醚樹脂通過傅里葉轉換紅外光譜FT-IR的分析，結果上，可確認在光譜中約3,300cm-1至3600cm-1的範圍中沒有羥基峰。
另外，與聚次芳基的主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量藉由下文所述的方法量測，且其含量被確認為約2500ppmw。
比較實施例2
以DIC股份有限公司的名為Z200的商品作為比較實施例2，其聚芳硫醚藉由Macallum製程所製備且與彈性體複合。
實驗例1：對聚芳硫醚的基本性質的評估
通過以下的方法對於實施例1至8和比較實施例1、2中的聚芳硫醚的物理性質進行評估：熔點(Tm)
熔點的量測是利用示差掃描熱量計(differential scanning calorimeter,DSC)，藉由以10℃/min的掃描速度將待測樣品從30℃升溫到320℃，接著將其冷卻回30℃，然後再次以10℃/min的掃描速度將待測樣品從30℃升溫到320℃。
數目平均分子量(Mn)與分散性指數(PDI)
將聚芳硫醚在250℃下攪拌25分鐘以溶解於1-氯萘(1-chloronaphthalene)中，使得配成0.4%(重量)的溶液，然後溶液以1mL/min的流速將具有不同分子量的聚芳硫醚在高溫凝膠滲透色譜(gel permeation chromatography,GPC)系統的管柱中(溫度為210℃)被依序分開，對應於分開的聚芳硫醚的分子量的強度以RI檢測器測量。在以分子量是已知的標準樣品(聚苯乙烯)製作校準線後，對測量樣品的相對數目平均分子量(Mn)與分散性指數(PDI)進行計算。
熔融黏度(泊)
熔體黏度(M.V.)是在300℃下使用旋轉圓盤黏度計測定的。在頻率掃描測量方法中，測量的角頻率從0.6rad/s至500rad/s，且在1.84rad/s的黏度定義為熔融黏度(M.V.)。
與主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量(ppmw)
與主鏈鍵結的碘以及自由碘的含量(ppmw)以如下方式測定。樣品藉由在自動預處理系統(automatic pretreatment system,AQF)中的燃燒爐於高溫下將樣品燃燒所製備，然後碘會游離並溶解於蒸餾水中，在樣品中的碘含量會藉由樣品於先前經由離子層析所分析的校準曲線量測。
根據上述方法測得的物理性質列於下表1：
Figure 105138321-A0305-02-0027-1
Figure 105138321-A0305-02-0028-2
實驗例2：對聚芳硫醚機械性質的評估
經由以下的方法對實施例1至8和比較實施例1的聚芳硫醚的機械性質進行評估，當量測各個物理性質時，其試樣在下列的條件下獲得：
測試試樣的製造條件
測試試樣由3公斤的聚芳硫醚透過射出成形機器(Engel ES75P，80噸的合模力，25毫米的直徑)所製備，且其測試根據ASTM D638進行。在製程中，料筒溫度由進給口開始依序被設定為270℃/300℃/300℃，噴嘴溫度為300℃，模具溫度為150℃。
抗拉強度與伸長率
根據ASTM D 638的方法測定依據實施例1至8和比較實施例1所製備的聚芳硫醚的試樣的抗拉強度與伸長率。
撓曲強度與撓曲強度保留率
根據ASTM D 790的方法測定依據實施例1至8和比較實施例1所製備的聚芳硫醚的試樣的撓曲強度。然後，在烘箱中以280℃老化100小時後，再次測定撓曲強度，而撓曲強度保留率則以下列式子計算：
撓曲強度保留率(%)=[(老化後的撓曲強度)/(老化前的撓曲強度)] x 100
衝擊強度(Izod)
根據ASTM D 256的方法測定依據實施例1至8和比較實施例1所製備的聚芳硫醚的試樣的衝擊強度。
根據上述方法測得的機械性質列於下表2：
Figure 105138321-A0305-02-0029-3
按照下列方法藉由複合實施例1至8和比較實施例1的聚芳硫醚與其它成分以製備試樣： 複合聚芳硫醚和玻璃纖維
聚合的樹脂乾燥後，用一個小型雙螺桿擠出機在擠出模頭溫度300℃與螺軸轉速200rpm的條件下進行複合，同時加入40重量份的玻璃纖維910(由歐文斯康寧(Owens Corning)股份有限公司所製)與60重量份的樹脂。
複合聚芳硫醚和彈性體
在擠出模頭溫度300℃與螺軸轉速200rpm的條件下進行混合擠出，同時將10重量份的Lotader(AX-8840級，Arkema公司製)彈性體加入90重量份的樹脂中。
以與量測聚芳硫醚試樣相同的方式評估由前述所製備的複合試樣以及比較實施例2的試樣的機械性質，並列於下表3。
Figure 105138321-A0305-02-0030-9
Figure 105138321-A0305-02-0031-6
Figure 105138321-A0305-02-0032-10
根據表2和表3，可以證實，藉由複合主鏈的末端引入羥基的實施例1的聚芳硫醚與玻璃纖維，其衝擊強度由約18J/m大幅提升至約92J/m。並且，也可以證實，藉由複合主鏈的末端引入羥基的實施例1的聚芳硫醚與彈性體，其拉伸伸長由約1.5%大幅提升至約18.0%，且其衝擊強度由約18J/m提升至約55J/m。還可以證實藉由複合而改進的物理性質在其他實施例中也是等效的。
藉由如此複合而改善的物理性質，可以證實實施例的聚芳硫醚可展現出與其他高分子材料與填充物的優良相容性是，所以可展現出優異的協同作用。
相反的，可以證實比較實施例1的聚芳硫醚與其他高分子材料與填充物的相容性較差，且藉由複合所造成的協同作用並沒有很大。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (17)

  1. 一種聚芳硫醚，該聚芳硫醚的主鏈的至少一部份的末端基為羥基(-OH)，其中該聚芳硫醚包含與該主鏈鍵結的碘以及自由碘，且與該主鏈鍵結的該碘以及該自由碘的含量為10ppmw至10,000ppmw，以及其中該聚芳硫醚在傅里葉轉換紅外光譜(FT-IR spectrum)中顯示出的波峰的範圍為3,300cm-1至3,600cm-1，且在該聚芳硫醚的傅里葉轉換紅外光譜中，當顯示在1,400cm-1至1,600cm-1的範圍中的環伸縮峰的高度被假定為100%的強度時，則顯示在3,300cm-1至3,600cm-1的範圍中的該波峰的相對高度強度為0.01%至3%。
  2. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中與該主鏈鍵結的該碘以及該自由碘的含量為10ppmw至3,000ppmw。
  3. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中該聚芳硫醚的熔點為265℃至290℃。
  4. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中該聚芳硫醚的數目平均分子量為5,000至50,000。
  5. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中在300℃下用旋轉圓盤黏度計量測該聚芳硫醚的熔融黏度為10泊(poise)至50,000泊。
  6. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中根據ASTM D 638量測方法，該聚芳硫醚的抗拉強度為100kgf/cm2至900kgf/cm2。
  7. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中根據ASTM D 638量測方法，該聚芳硫醚的伸長率為1%至10%。
  8. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中根據ASTM D 790量測方法，該聚芳硫醚的撓曲強度為100kgf/cm2至2,000kgf/cm2。
  9. 如請求項1所述之聚芳硫醚，其中根據ASTM D 256量測方法，該聚芳硫醚的衝擊強度為1J/m至100J/m。
  10. 一種製備如請求項1至9中任一項所述之聚芳硫醚之方法，包括下列步驟：進行一聚合反應，以聚合一反應物，該反應物包括一二碘芳族化合物(diiodoaromatic compound)與一硫元素；以及在進行該聚合反應之步驟中，添加具有羥基的一芳香族化合物至該反應物中，其中添加具有羥基的該芳香族化合物至該反應物的時機係在該聚合反應的進行程度90%或更高時，且該聚合反應的進行程度係透過當前黏度與目標黏度的比值所決定。
  11. 如請求項10所述之製備聚芳硫醚之方法，其中具有羥基的該芳香族化合物包括一種或多種選自以2-碘苯酚(2-iodophenol)、3-碘苯酚(3-iodophenol)、4-碘苯酚(4-iodophenol)、2,2’-二羧基二苯二硫醚(2,2'-dithiodiphenol)、3,3’-二羧基二苯二硫醚(3,3'-dithiodiphenol)以及4,4’-二羧基二 苯二硫醚(4,4'-dithiodiphenol)所組成的群組中的化合物。
  12. 如請求項10所述之製備聚芳硫醚之方法，其中以該二碘芳族化合物為100重量份計，向其加入的具有羥基的該芳香族化合物的量為0.0001重量份至10重量份。
  13. 如請求項10所述之製備聚芳硫醚之方法，其中該二碘芳族化合物為一種或多種選自以二碘苯(diiodobenzene)、二碘萘(diiodonaphthalene)、二碘聯苯(diiodobiphenyl)、二碘雙酚(diiodobisphenol)以及二碘二苯甲酮(diiodobenzophenone)所組成的群組中的化合物。
  14. 如請求項10所述之製備聚芳硫醚之方法，其中該聚合反應步驟進行1小時至30小時，由溫度180℃至250℃與壓力50托(torr)至450托的起始反應條件改變為溫度270℃至350℃與壓力0.001托至20托的最終反應條件。
  15. 如請求項10所述之製備聚芳硫醚之方法，還包括在進行該聚合反應步驟之前，先將包含該二碘芳族化合物與該硫元素的該反應物融化混合的步驟。
  16. 一種成形物，包括如請求項1至9中任一項所述之聚芳硫醚。
  17. 如請求項16所述之成形物，其中該成形物為膜、片材或纖維的形式。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180346721A1 (en) * 2015-11-23 2018-12-06 Sk Chemicals Co., Ltd. Polyarylene sulfide resin composition and molded article
WO2017090958A1 (ko) 2015-11-23 2017-06-01 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드 수지 및 그의 제조 방법
US12024596B2 (en) 2021-09-08 2024-07-02 Ticona Llc Anti-solvent technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge
WO2023038889A1 (en) 2021-09-08 2023-03-16 Ticona Llc Extraction technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015030138A1 (ja) * 2013-08-30 2015-03-05 Dic株式会社 多層成形体及びそれを用いた燃料用部品

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0826149B2 (ja) * 1987-08-19 1996-03-13 東ソー株式会社 ポリアリ−レンスルフィドの製造方法
US4786713A (en) 1987-11-06 1988-11-22 Eastman Kodak Company Copoly(arylene sulfidex-disulfide)
JPH06100692A (ja) * 1992-09-21 1994-04-12 Mitsubishi Petrochem Co Ltd ヒドロキシアルキル基含有ポリフェニレンスルフィドの製造方法
JPH09228145A (ja) * 1996-02-19 1997-09-02 Toyobo Co Ltd 改質ポリエステル繊維
US6001934A (en) 1997-09-03 1999-12-14 Tonen Chemical Co. Process for the preparation of a functional group-containing polyarylene sulfide resin
JP4307908B2 (ja) 2003-06-05 2009-08-05 ポリプラスチックス株式会社 ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物および塗装成形品
KR101549205B1 (ko) * 2008-12-23 2015-09-02 에스케이케미칼 주식회사 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법
KR101554010B1 (ko) * 2008-12-31 2015-09-18 에스케이케미칼 주식회사 유리 요오드 저감 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법
KR101780404B1 (ko) * 2010-02-01 2017-09-21 에스케이케미칼 주식회사 요오드 저감 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법
JP5969925B2 (ja) 2010-03-09 2016-08-17 エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド 再利用可能なポリアリーレンスルフィドの製造方法
US20130273799A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Ticona Llc Polyarylene Sulfide Fibers and Composites Including the Fibers
US9394430B2 (en) 2012-04-13 2016-07-19 Ticona Llc Continuous fiber reinforced polyarylene sulfide
WO2013161321A1 (ja) * 2012-04-27 2013-10-31 東レ株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、該樹脂組成物の製造方法、および該樹脂組成物の成形品
KR101944898B1 (ko) 2012-06-11 2019-02-01 에스케이케미칼 주식회사 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물 및 이의 제조 방법
WO2014025190A1 (ko) * 2012-08-07 2014-02-13 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드 수지 및 그의 제조 방법
KR20140037776A (ko) 2012-09-19 2014-03-27 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드계 수지 조성물 및 성형품
CN111073286A (zh) 2013-03-25 2020-04-28 Dic株式会社 聚芳硫醚树脂的制造方法和聚芳硫醚树脂组合物
CN104283422A (zh) 2013-07-12 2015-01-14 华硕电脑股份有限公司 升压转换电路及其驱动控制模块
JP6655392B2 (ja) 2013-08-09 2020-02-26 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品
KR102654004B1 (ko) * 2013-08-30 2024-04-04 디아이씨 가부시끼가이샤 워터 섹션 부품용 수지 조성물 및 유체용 배관
KR20210132235A (ko) * 2013-09-05 2021-11-03 디아이씨 가부시끼가이샤 폴리아릴렌설피드 섬유 및 그 제조 방법
CN110283457B (zh) 2013-09-26 2023-03-31 Dic株式会社 聚芳硫醚树脂组合物及其成形品、以及表面安装电子部件
CN109096761B (zh) 2013-10-01 2021-05-11 Dic株式会社 聚芳硫醚树脂组合物及其成形品、以及电动汽车部件
EP3103841B1 (en) 2014-02-05 2018-09-26 Teijin Limited Polyarylene sulfide resin composition
KR101681682B1 (ko) 2015-07-31 2016-12-01 에스케이케미칼 주식회사 유리 요오드 저감 폴리아릴렌 설파이드의 제조 방법
US20180346721A1 (en) 2015-11-23 2018-12-06 Sk Chemicals Co., Ltd. Polyarylene sulfide resin composition and molded article
WO2017090958A1 (ko) 2015-11-23 2017-06-01 에스케이케미칼주식회사 폴리아릴렌 설파이드 수지 및 그의 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015030138A1 (ja) * 2013-08-30 2015-03-05 Dic株式会社 多層成形体及びそれを用いた燃料用部品

Also Published As

Publication number Publication date
US20210002428A1 (en) 2021-01-07
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JP2018534408A (ja) 2018-11-22

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