WO2017130798A1 - ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法 - Google Patents

ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017130798A1
WO2017130798A1 PCT/JP2017/001427 JP2017001427W WO2017130798A1 WO 2017130798 A1 WO2017130798 A1 WO 2017130798A1 JP 2017001427 W JP2017001427 W JP 2017001427W WO 2017130798 A1 WO2017130798 A1 WO 2017130798A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substituent
group
carbon atoms
general formula
alkyl group
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/001427
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊 荒木
渡辺 創
小川 智
十志和 高田
Original Assignee
Dic株式会社
国立大学法人岩手大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dic株式会社, 国立大学法人岩手大学 filed Critical Dic株式会社
Publication of WO2017130798A1 publication Critical patent/WO2017130798A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • C07C315/02Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides by formation of sulfone or sulfoxide groups by oxidation of sulfides, or by formation of sulfone groups by oxidation of sulfoxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • C07C315/04Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides by reactions not involving the formation of sulfone or sulfoxide groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C317/00Sulfones; Sulfoxides
    • C07C317/14Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/14Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of sulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C321/00Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C321/24Thiols, sulfides, hydropolysulfides, or polysulfides having thio groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C07C321/28Sulfides, hydropolysulfides, or polysulfides having thio groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • C08G75/025Preparatory processes

Definitions

  • the problem to be solved by the present invention is to provide a polyarylene sulfide resin having crystallinity and high heat resistance that satisfies the above characteristics, and a method for producing the same.
  • Still another aspect of the present invention relates to a sulfoxide compound represented by the following general formula (8.1).
  • the polyarylene sulfide resin according to an embodiment is a polymer having a main chain including a structural unit represented by the following general formula (1.1).
  • the main chain of the polyarylene sulfide resin may be substantially composed only of the structural unit represented by the general formula (1.1). More specifically, the proportion of the structural unit represented by the general formula (1.1) in the main chain of the polyarylene sulfide resin may be 95 to 100% by mass, or 98 to 100% by mass.
  • the reaction for dealkylating or dearylating the poly (arylenesulfonium salt) produced by the polymerization reaction can be efficiently advanced in a reaction solution containing a dealkylating agent or a dearylating agent.
  • dealkylating or dearylating agents include nucleophiles and reducing agents.
  • the nucleophile include nitrogen-containing aromatic compounds, amine compounds, and amide compounds.
  • the reducing agent include metal potassium, metal sodium, potassium chloride, sodium chloride, and hydrazine. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the dealkylating agent or dearylating agent may be set so that the reaction proceeds appropriately.
  • the amount of the dealkylating agent or dearylating agent is 100 to 50,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of poly (arylenesulfonium salt). Set by range.
  • the aliphatic amide compound functions as a dealkylating agent or dearylating agent, and can also be used as a reaction solvent because of its excellent solubility. Only an aliphatic amide compound may be used as the reaction solvent, or another solvent such as toluene may be used in combination.
  • the reaction of the diaryl disulfide represented by the formula (5.1) and the sulfide compound represented by the formula (6.1) can be carried out in a suitable solvent.
  • the solvent used for this reaction can be appropriately selected from those described above.
  • the reaction temperature may be, for example, ⁇ 100 to 100 ° C., or ⁇ 78 to 10 ° C.
  • An aromatic compound represented in the formula: and a halogenated hydrocarbon represented by R 1 Y 2 can be obtained by reacting in the presence of sulfur.
  • R 1 include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, and the like, and An aryl group having a structure such as phenyl, naphthyl, biphenyl and the like can be mentioned.
  • the polyarylene sulfide resin composition can be obtained in the form of a pellet-like compound or the like by a method of melt-kneading the polyarylene sulfide resin and other components.
  • the temperature of melt kneading is, for example, 300 to 450 ° C.
  • the time for melting and kneading is, for example, 5 to 30 seconds. Melting and kneading can be performed using a twin screw extruder or the like.
  • reaction solution was poured into 10% hydrochloric acid to stop the reaction. After filtration through celite, extraction with dichloromethane, and liquid separation, the organic layer was dehydrated over anhydrous magnesium sulfate. After filtration, the solvent was removed from the filtrate with a rotary evaporator and dried under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was separated by column chromatography using hexane as a developing solvent. A solution containing the separated target product was recovered. The solvent was removed from the solution with a rotary evaporator and dried under reduced pressure to obtain 4-bromo-4 ′-(methylthio) biphenyl in a yield of 43%. The product was confirmed by 1 H-NMR and 13 C-NMR.
  • the obtained poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide) was subjected to thermal analysis.
  • the glass transition temperature (T g ) was 159 ° C.
  • the melting point was 348 ° C.
  • the 5% thermal decomposition temperature (T 5% d) was 507 ° C..
  • FIG. 2 shows an infrared absorption spectrum of the obtained poly (p-phenylenethio-p, p′-biphenylylene sulfide).
  • no absorption peak derived from the S ⁇ O stretching vibration of the sulfonyl group was observed near the wave number of 1160 cm ⁇ 1 .

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂が開示される。当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されない。一般式(1.1)中、Ar及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。

Description

ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法
 本発明は、ビフェニル骨格等のビアリーレン骨格を有するポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法に関する。また、本発明は該ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造するために用いることができる化合物及びその製造方法に関する。
 ポリフェニレンスルフィド樹脂(以下「PPS樹脂」と略すことがある。)に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂(以下「PAS樹脂」と略すことがある。)は、耐熱性、耐薬品性等に優れ、電気電子部品、自動車部品、給湯機部品、繊維、フィルム用途等に幅広く利用されている。
 従来、ポリフェニレンスルフィド樹脂は、例えば、p-ジクロロベンゼンと、硫化ナトリウム又は水硫化ナトリウムと、水酸化ナトリウムとを原料として、有機極性溶媒中で重合反応させる溶液重合により製造されている(例えば、特許文献1参照)。現在市販されているポリフェニレンスルフィド樹脂は、一般にこの方法により生産されている。
 しかしながら、当該方法は、モノマーにジクロロベンゼンを用いることから、合成後の樹脂中に残存するハロゲン濃度が高くなる傾向にあった。また、高温高圧・強アルカリという過酷な環境下で重合反応を行う必要があるため、接液部に高価で難加工性のチタン、クロム又はジルコニウムを用いた重合容器を使用する必要があった。
 そこで、重合モノマーにジクロロベンゼンを用いることなく、かつ、温和な重合条件で、ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法が知られている。例えば、特許文献2には、ポリアリーレンスルフィド樹脂を合成する前駆体として溶媒可溶性のポリ(アリーレンスルホニウム塩)が開示されている。ポリ(アリーレンスルホニウム塩)は、メチルフェニルスルホキシドのようなスルフィニル基を1つ有するスルホキシド(以下、「1官能性スルホキシド」ということがある。)を酸存在下で単独重合させる方法により製造される(例えば、特許文献2、非特許文献1参照)。
米国特許第3,354,129号明細書 特開平10-182825号公報
JOURNAL OF MACROMOLECULAR SCIENCE Part A-Pure and Applied Chemistry、Volume 40、Issue 4、p.415-423
 上記のポリフェニレンスルフィド樹脂は、その高い耐熱性及び結晶性に基づく寸法安定性から、主に自動車のエンジン廻り部品として使用されている。しかし、近年部品の小型化に伴い、更に高度な寸法安定性が要求されるようになりつつあり、ポリフェニレンスルフィド樹脂を超える耐熱性及び寸法安定性を有する樹脂の開発が望まれている。
 また、非特許文献1にて示す重合反応において、トリフルオロメタンスルホン酸を溶媒として用いることが一般的だが、上記の酸は強い腐食性があるため、安全面及び工業的な観点から、重合溶液中の酸性度を下げる製法が希求されている。
 そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記特性を満たす、結晶性で高度な耐熱性を有するポリアリーレンスルフィド樹脂、及びその製造方法を提供することにある。
 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究した結果、ビフェニル骨格等のビアリーレン骨格を有するポリアリーレンスルフィド樹脂に関して、スルホニル基を実質的に無くすことにより、上記課題を解決できることを見出した。
 すなわち、本発明の一側面は、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂に関する。当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基に由来する吸収ピークが観測されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式中、Ar及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。
 本発明の更に別の側面は、下記一般式(2.1)で表される構成単位を含む主鎖を有する、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式中、Ar及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Xはアニオンを表す。
 本発明の更に別の側面は、下記一般式(3.1)で表されるスルホキシド化合物に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表す。
 本発明の更に別の側面は、下記一般式(4.1)で表されるスルフィド化合物に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表す。
 本発明の更に別の側面は、下記一般式(8.1)で表されるスルホキシド化合物に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は炭素原子数1~10のアルキル基を置換基として有していてもよいアリール基を表し、Yはハロゲン原子を表す。
 本発明の更に別の側面は、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂を含む、成形品に関する。
 本発明によれば、構成単位の設計の自由度が高く、高い融点を有するポリアリーレンスルフィド樹脂、及びその製造方法を提供することができる。いくつかの形態に係る方法によれば、十分に高い分子量のポリアリーレンスルフィド樹脂を容易に得ることができる。
実施例5-2で得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルである。 実施例6で得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルである。 実施例7で得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルである。 実施例8-2で得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルである。 比較例1-2で得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルである。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
<ポリアリーレンスルフィド樹脂>
 一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂は、下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリマーである。ポリアリーレンスルフィド樹脂の主鎖は、実質的に、一般式(1.1)で表される構成単位のみから構成されていてもよい。より具体的には、ポリアリーレンスルフィド樹脂の主鎖のうち、一般式(1.1)で表される構成単位の割合が95~100質量%、又は98~100質量%であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式中、Ar及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。
 Ar及びAr2bの結合の態様は特に制限されるものではないが、Ar及びAr2bは、アリーレン基中の遠い位置でS及びArと結合することが好ましい。例えば、Ar及びAr2bがフェニレン基である場合、Ar及びAr2bは、パラ位で結合する単位(1,4-フェニレン基)、又はメタ位で結合する単位(1,3-フェニレン基)であることが好ましく、パラ位で結合する単位であることがより好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の耐熱性及び結晶性の面で、Ar及びAr2bは、パラ位で結合する単位で構成されることが好ましい。
 Ar又はAr2bで表されるアリーレン基が有し得る置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1~10のアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、メルカプト基、エステル基、及びカルボキシ基が挙げられる。
 一般に、このような主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂中には、後述のスルホキシド化合物に由来すると考えられる少量のスルホニル基が残存していることがあるが、本実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂は、スルホニル基を実質的に含まない。本発明者らの知見によれば、スルホニル基を実質的に無くすことで、高い融点を有するポリアリーレンスルフィド樹脂が得られる。これは、残存するスルホニル基に起因する非晶部分の割合が小さくなるためであると推察される。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂がスルホニル基を実質的に含まないことを反映して、このポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されない。スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークは、通常、波数1170~1140cm-1の領域に観測される。本明細書において、「スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されない」とは、波数1170~1140cm-1の領域に、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収のピークトップが観測されないことを意味する。ここで、波数1170~1140cm-1の領域において、極小値又は平坦部に挟まれている極大値がある場合であっても、その極小値又は平坦部からの極大値の高さと、波数1200~1170cm-1に観測される吸収ピークの極小値からの極大値の高さとの比が0.1以下のものはピークとはみなさない。赤外吸収スペクトルの測定は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂を400℃のホットプレートで加熱して溶融させ、急冷する方法により作製した非晶フィルムを測定サンプルとして用いて測定される。
 一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の重量平均分子量は、8,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましい。重量平均分子量がこのような範囲にあることにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂がより優れた耐熱性及び機械特性を発揮し得る。本明細書において、「重量平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される値(標準ポリスチレンによる換算値)を意味する。ゲル浸透クロマトグラフィーの測定条件は、重量平均分子量の測定値に実質的な影響を及ぼさない範囲で、適宜設定できる。
 一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂のガラス転移温度は、70~200℃であることが好ましく、80~180℃であることがより好ましく、120~180℃であることが更に好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)によって決定することができる。
 一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の融点は、100~450℃であることが好ましく、180~420℃であることがより好ましく、280~400℃であることが更に好ましく、330~380℃であることが更に好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の融点は、示差走査熱量測定(DSC)によって決定することができる。
 一実施形態に係るポリアリーレンスルフィド樹脂の5%熱分解温度(T5%d)は、200~800℃であることが好ましく、300~650℃であることがより好ましく、350~600℃であることが更に好ましい。ポリアリーレンスルフィド樹脂の5%熱分解温度は、熱重量・示差熱分析(TG-DTA)により測定される値のことを示す。
<ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法>
 以上のようなポリアリーレンスルフィド樹脂は、例えば、
 下記一般式(3.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
で表されるスルホキシド化合物を酸の存在下で重合して、下記一般式(2.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
で表される構成単位を含む主鎖を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を生成させる工程と、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)を脱アルキル化又は脱アリール化して、上記式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂を生成させる工程と、を含む方法により、製造することができる。式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を得る方法に関しては後述される。
 これら式中のAr及びAr2bは、式(1.1)中のAr及びAr2bと同様に定義される。Rは、炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Xは、アニオンを表す。Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、これは式(1.1)中のAr2bに対応するアリール基である。Ar2aで表されるアリール基が有し得る置換基は、Ar2bと同様である。
 Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1~10のアルキル基、並びに、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。当該アリール基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1~10のアルキル基を、芳香環に結合した置換基として1~4個の範囲で有していてもよい。
 Xのアニオンとしては、例えば、スルホネート、カルボキシレート、リン酸イオン、過塩素酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、及びハロゲンイオンが挙げられる。
 式(3.1)で表されるスルホキシド化合物の重合反応は、酸を含む反応液中で行うことができる。酸は、有機酸、又は無機酸のいずれであってもよい。酸としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、青酸、テトラフルオロほう酸等の非酸素酸;硫酸、リン酸、過塩素酸、臭素酸、硝酸、炭酸、ホウ酸、モリブデン酸、イソポリ酸、ヘテロポリ酸等の無機オキソ酸;硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、プロトン残留ヘテロポリ酸塩、モノメチル硫酸、トリフルオロメタン硫酸等の硫酸の部分塩若しくは部分エステル;蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、コハク酸、安息香酸、フタル酸等の1価若しくは多価のカルボン酸;モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、モノフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸等のハロゲン置換カルボン酸;メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸等の1価若しくは多価のスルホン酸;ベンゼンジスルホン酸ナトリウム等の多価のスルホン酸の部分金属塩;五塩化アンチモン、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、四塩化チタン、四塩化スズ、塩化亜鉛、塩化銅、塩化鉄等のルイス酸を挙げることができる。これらの酸のうち、反応性の観点から、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸の使用が好ましく、スルホニル基を含まないポリアリーレン樹脂が得られ易いという観点から、メタンスルホン酸がより好ましい。酸としてトリフルオロメタンスルホン酸を用いる際は、後述する溶媒と共に用いることが好ましい。これらの酸は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 重合反応に用いられる酸の量は、式(3.1)で表されるスルホキシド化合物100質量部に対して、好ましくは100~2000質量部、より好ましくは200~1000質量部である。
 式(3.1)で表されるスルホキシド化合物の重合反応は、酸と共に脱水剤の存在下で行ってもよい。脱水剤の使用も、スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂の生成に寄与し得る。脱水剤としては、例えば、酸化リン、五酸化二リン等のリン酸無水物;ベンゼンスルホン酸無水物、メタンスルホン酸無水物、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、パラトルエンスルホン酸無水物等のスルホン酸無水物;無水酢酸、無水フルオロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸等のカルボン酸無水物;無水硫酸マグネシウム、ゼオライト、シリカゲル、塩化カルシウムを挙げることができる。これらの脱水剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂を得るために、メタンスルホン酸及び五酸化二リンの組み合わせが特に好ましい。
 重合反応に用いられる脱水剤の量は、式(3.1)で表されるスルホキシド化合物100質量部に対して、好ましくは5~150質量部、より好ましくは30~100質量部である。
 重合反応の反応液は、溶媒を含むことができる。酸と溶媒の併用も、スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂の生成に寄与し得る。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;ジクロロメタン(塩化メチレン)、クロロホルム等の含ハロゲン系溶媒;ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘプタン、シクロヘプタン等の飽和炭化水素系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒;スルホラン、DMSO等の含硫黄系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。トリフルオロメタンスルホン酸を使用する場合には、スルホニル基を含まないポリアリーレンスルフィド樹脂を得るために、トリフルオロメタンスルホン酸と、ジクロロメタン又はアセトニトリルとの組み合わせが好ましい。
 重合反応において酸と溶媒を併用する際の溶媒の量は、酸100質量部に対して、50~5000質量部が好ましく、100~1000質量部がより好ましい。溶媒の量が上記範囲内であれば、重合反応中の酸性度が低くなり、生成されるポリアリーレンスルフィド樹脂にスルホニル基がより含まれ難い傾向がある。
 重合反応の反応温度は、好ましくは-30~150℃、より好ましくは0~100℃である。
 重合反応により生成したポリ(アリーレンスルホニウム塩)を脱アルキル化又は脱アリール化する反応は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤を含む反応液中で効率的に進行させることができる。脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の例は、求核剤及び還元剤を含む。求核剤としては、含窒素芳香族化合物、アミン化合物、及びアミド化合物等が挙げられる。還元剤としては、金属カリウム、金属ナトリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、及びヒドラジン等が挙げられる。これらの化合物は、1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の量は、反応が適切に進行するように設定すればよいが、通常、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)100質量部に対して、100~50,000質量部の範囲で設定される。
 含窒素芳香族化合物としては、ピリジン、キノリン、及びアニリン等が挙げられる。これらの化合物のうち、汎用化合物であるピリジンが好ましい。
 アミン化合物としては、トリアルキルアミン、及びアンモニア等が挙げられる。
 アミド化合物は、芳香族アミド化合物、又は脂肪族アミド化合物であることができる。脂肪族アミド化合物は、例えば、下記一般式(9)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 一般式(9)中、R11、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1~10のアルキル基を表し、R11とR13は結合して環状構造を形成していてもよい。炭素原子数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、及びデシル基が挙げられる。
 脂肪族アミド化合物は、芳香族アミド化合物に比べ水への混和性が高く、反応混合物の水洗によって容易に除去可能である。このため、脂肪族アミド化合物を用いた場合、芳香族アミド化合物を用いた場合に比べ、ポリアリーレンスルフィド樹脂中の脂肪族アミド化合物の残存量をより低減することができる。
 脂肪族アミド化合物を脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として用いることは、樹脂加工する際等のガス発生を抑制し、ポリアリーレンスルフィド樹脂成形品の品質向上及び作業環境の改善、更には金型のメンテナンス性をより向上させることができるため好ましい。脂肪族アミド化合物は有機化合物の溶解性にも優れることから、当該脂肪族アミド化合物の使用は、反応混合物からポリアリーレンスルフィドのオリゴマー成分を容易に除去することも可能にする。その結果、ガス発生の一因にもなり得る当該オリゴマー成分を、当該脂肪族アミド化合物により除去することで、得られるポリアリーレンスルフィド樹脂の品質を相乗的に向上させることができる。
 脂肪族アミド化合物は、例えば、ホルムアミド等の1級アミド化合物、β-ラクタム等の2級アミド化合物、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素等の3級アミド化合物から選択することができる。脂肪族アミド化合物は、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の溶解性及び水への溶解性の観点から、R12及びR13が脂肪族基である脂肪族3級アミド化合物を含むことが好ましい。3級アミド化合物の中でもN-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
 脂肪族アミド化合物は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤として機能するほか、溶解性に優れることから反応溶媒として用いることもできる。反応溶媒として脂肪族アミド化合物のみを用いてもよいし、これとトルエン等の他の溶媒を併用してもよい。
 ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の脱アルキル化又は脱アリール化の反応温度は、反応が適切に進行するように適宜調整することができるが、例えば、50~250℃、又は80~230℃であってもよい。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法は、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)の脱アルキル化又は脱アリール化によって生成したポリアリーレンスルフィド樹脂を、水、水溶性溶媒又はこれらの混合溶媒で洗浄する工程を更に含んでもよい。この洗浄工程により、ポリアリーレンスルフィド樹脂に含まれる脱アルキル化剤又は脱アリール化剤等の残存量をより確実に低減することができる。この傾向は、脱アルキル化剤又は脱アリール化剤が脂肪族アミド化合物であるときに特に顕著である。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂中の脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の残存量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂と脱アルキル化剤又は脱アリール化剤等の他の成分とを含む樹脂全体の質量を基準として、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは700ppm以下、更に好ましくは100ppm以下である。樹脂中の脱アルキル化剤又は脱アリール化剤の残存量が1000ppm以下であると、ポリアリーレンスルフィド樹脂の品質に対する実質的な影響をより低減できる。
 洗浄工程において使用する溶媒は、特に制限されるものではないが、未反応物を溶解させるものであることが好ましい。溶媒としては、例えば、水、塩酸、酢酸水溶液、シュウ酸水溶液、硝酸水溶液等の酸性水溶液;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;アセトニトリル等のニトリル系溶媒等;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム等の含ハロゲン溶剤を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの溶媒のうち、反応試薬の除去及び樹脂のオリゴマー成分の除去の観点から、水又はN-メチル-2-ピロリドンが好ましい。
 反応生成物としてのポリアリーレンスルフィド樹脂を、必要により、塩基性化合物を含む水溶液との接触により塩基処理してもよい。塩基処理によって、ポリアリーレンスルフィド樹脂の分子構造中に存在するヒドロキシ基又はカルボキシ基を金属塩に変換することができる。
 塩基処理に用いる塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム;炭酸カリウム;リン酸ナトリウムが挙げられる。
<式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を製造する方法>
(方法1)
 式(3.1)で表されるスルホキシド化合物は、例えば、
 下記一般式(5.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
で表されるジアリールジスルフィドと下記一般式(6.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
で表されるスルフィド化合物との反応によって、下記一般式(4.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
で表されるスルフィド化合物を生成させる工程と、
 式(4.1)で表されるスルフィド化合物を酸化して式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を生成させる工程と、を含む方法により得ることができる。
(方法2)
 あるいは、式(3.1)で表されるスルホキシド化合物は、
 下記一般式(6.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
で表されるスルフィド化合物を酸化して下記一般式(8.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
で表されるスルホキシド化合物を生成させる工程と、
 式(8.1)で表されるスルホキシド化合物と下記一般式(5.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
で表されるジアリールジスルフィドとの反応によって式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を生成させる工程と、を含む方法により得ることもできる。
 これら式中、Ar、Ar2a、及びRは式(3.1)と同様に定義される。式(5.1)中の2つのAr2aは同一でも異なっていてもよい。Yはハロゲン原子を表す。Yは、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であってもよく、臭素原子であることが好ましい。
 方法1において式(5.1)で表されるジアリールジスルフィドと式(6.1)で表されるスルフィド化合物との反応は、適当な溶媒中で行うことができる。この反応に用いる溶媒は、上述したものから適宜選択することができる。反応温度は、例えば-100~100℃、又は-78~10℃あってもよい。
 式(5.1)で表されるジアリールジスルフィドの具体例としては、ジフェニルジスルフィド、ジナフチルジスルフィド等の無置換ジアリールジスルフィド;ビス(2-ヒドロキシフェニル)ジスルフィド、ビス(2-アミノフェニル) ジスルフィド、ビス(2-カルボキシフェニル)ジスルフィド等の置換基を有するジアリールジスルフィド;2,2’-ジベンゾチアゾリルジスルフィド等の複素環を有するジアリールジスルフィド等を挙げることができる。
 式(6.1)で表されるスルフィド化合物は、例えば、下記一般式(7.1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
で表される芳香族化合物と、式:Rで表されるハロゲン化炭化水素とを、硫黄の存在下で反応させることで得ることができる。Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1~10のアルキル基、並びに、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の構造を有するアリール基が挙げられる。当該アリール基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1~10のアルキル基を、芳香環に結合した置換基として1~4個の範囲で有していてもよい。Yは塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であってもよく、RとYの組み合わせは上記記載の中から適宜選択できる。式(7.1)中、Arは式(6.1)のArと同様に定義される。Y及びYは、ハロゲン原子を表し、YとYは互いに同一でも異なっていてもよい。
 式(7.1)で表される芳香族化合物としては、例えば、4-ブロモ-4’-ヨードビフェニル、4,4’-ジブロモビフェニル、4,4’-ジブロモビナフチル、10,10’-ジブロモ-9,9’-ビアントラセン等の無置換芳香族化合物;4,4’-ジブロモ-2-ビフェニルアミン、4,4’-ジブロモ-2,2’-ビフェニルジアミン等の置換基を有する芳香族化合物を挙げることができる。
 式(6.1)で表されるスルフィド化合物とハロゲン化炭化水素との反応は、上述した溶媒から選択される溶媒を含む反応液中で行うことができる。
 式(4.1)で表されるスルフィド化合物は、酸化剤を含む反応液中で酸化することができる。酸化剤は、特に制限されないが、例えば、過マンガン酸カリウム、酸素、オゾン、有機ペルオキシド、過酸化水素、硝酸、m-クロロペルオキシ安息香酸、オキソン(登録商標)、及び四酸化オスミニウムから選択することができる。この反応は、適宜選択される溶媒中で行うことができる。反応温度は、適宜設定すればよいが、例えば-20~100℃、又は0~70℃であってもよい。
 方法2を構成する各反応も、方法1を構成する各素反応と同様に行うことができる。例えば、式(6.1)で表されるスルフィド化合物の酸化反応は、式(4.1)で表されるスルフィド化合物と同様の条件で、酸化剤の存在下で行うことができる。
<ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物>
 ポリアリーレンスルフィド樹脂は、他の成分と組み合わせて、ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物として利用することができる。他の成分としては、例えば、無機質充填剤を使用することができる。
 無機質充填剤としては、例えば、カーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン等の粉末状充填剤;タルク、マイカ等の板状充填剤;ガラスビーズ、シリカビーズ、ガラスバルーン等の粒状充填剤;ガラス繊維、炭素繊維、ウォラストナイト繊維等の繊維状充填剤;並びにガラスフレークが挙げられる。これらの無機質充填剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせることができる。無機質充填剤が配合されることにより、高剛性、高耐熱安定性の組成物が得られ易い。ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンブラック及び炭酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の無機質充填剤を含有することが特に好ましい。
 無機質充填剤の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1~300質量部、より好ましくは5~200質量部、更に好ましくは15~150質量部である。無機質充填剤の含有量がこれらの範囲にあることにより、成形品の機械的強度保持の点でより優れた効果を得ることができる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、エラストマー及び架橋性樹脂から選ばれる、ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の樹脂を含有していてもよい。これら樹脂は、無機質充填剤と組み合わせることもできる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物が含有し得るポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ四弗化エチレン、ポリ二弗化エチレン、ポリスチレン、ABS樹脂、シリコーン樹脂及び液晶ポリマー(液晶ポリエステル等)が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1~300質量部、より好ましくは3~100質量部、更に好ましくは5~45質量部である。ポリアリーレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量がこれらの範囲にあることにより、耐熱性、耐薬品性及び機械的物性の更なる向上という効果が得られる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物が含有し得るエラストマーは、熱可塑性エラストマーであることが多い。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリオレフィン系エラストマー、弗素系エラストマー及びシリコーン系エラストマーが挙げられる。本明細書において、熱可塑性エラストマーは、前記熱可塑性樹脂ではなくエラストマーに分類される。
 エラストマー(特に熱可塑性エラストマー)は、ポリアリーレンスルフィド樹脂がカルボキシ基等の官能基を有する場合、これと反応し得る官能基を有することが好ましい。これにより、接着性及び耐衝撃性等の点で特に優れた樹脂組成物を得ることができる。かかる官能基としては、エポキシ基、アミノ基、水酸基、カルボキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、オキサゾリン基、及び、式:R(CO)O(CO)-又はR(CO)O-(式中、Rは炭素原子数1~8のアルキル基を表す。)で表される基が挙げられる。かかる官能基を有する熱可塑性エラストマーは、例えば、α-オレフィンと前記官能基を有するビニル重合性化合物との共重合により得ることができる。α-オレフィンは、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン等の炭素原子数2~8のα-オレフィン類が挙げられる。前記官能基を有するビニル重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステル等のα、β-不飽和カルボン酸並びにそのアルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びその他の炭素原子数4~10のα、β-不飽和ジカルボン酸及びその誘導体(モノ若しくはジエステル、及びその酸無水物等)、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ基、カルボキシ基、及び、式:R(CO)O(CO)-又はR(CO)O-(式中、Rは炭素原子数1~8のアルキル基を表す。)で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン-プロピレン共重合体及びエチレン-ブテン共重合体が、靭性及び耐衝撃性の更なる向上の点から好ましい。
 エラストマーの含有量は、その種類、用途により異なるため一概に規定することはできないが、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して好ましくは1~300質量部、より好ましくは3~100質量部、更に好ましくは5~45質量部である。エラストマーの含有量がこれらの範囲にあることにより、成形品の耐熱性、靭性の確保の点でより一層優れた効果が得られる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物が含有し得る架橋性樹脂は、2以上の架橋性官能基を有する。架橋性官能基としては、エポキシ基、フェノール性水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシ基、酸無水物基、イソシアネート基等が挙げられる。架橋性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びウレタン樹脂が挙げられる。
 エポキシ樹脂としては、芳香族系エポキシ樹脂が好ましい。芳香族系エポキシ樹脂は、ハロゲン基又は水酸基等を有していてもよい。好適な芳香族系エポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加反応型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂型エポキシ樹脂、及びビフェニルノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの芳香族系エポキシ樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これら芳香族系エポキシ樹脂の中でも特に、他の樹脂成分との相溶性に優れる点から、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。
 架橋性樹脂の含有量は、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、好ましくは1~300質量部、より好ましくは3~100質量部、更に好ましくは5~30質量部である。架橋性樹脂の含有量がこれら範囲にあることにより、成形品の剛性及び耐熱性の向上という効果が特に顕著に得られる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、官能基を有するシラン化合物を含有することができる。係るシラン化合物としては、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
 シラン化合物の含有量は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して0.01~10質量部、好ましくは0.1~5質量部である。シラン化合物の含有量がこれらの範囲にあることにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂と他の成分との相溶性が更に向上するという効果が得られる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、離型剤、着色剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、発泡剤、防錆剤、難燃剤、滑剤等のその他の添加剤を含有していてもよい。添加剤の含有用は、例えば、ポリアリーレンスルフィド樹脂100質量部に対して、1~10質量部である。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂と、その他の成分とを溶融混練する方法により、ペレット状のコンパウンド等の形態で得ることができる。溶融混錬の温度は、例えば、300~450℃である。溶融混錬の時間は、例えば、5~30秒である。溶融混錬は、2軸押出機等を用いて行うことができる。
 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物は、単独で又は他の材料と組み合わせて、射出成形、押出成形、圧縮成形及びブロー成形のような各種溶融加工法により、耐熱性、成形加工性、寸法安定性等に優れた成形品に加工することができる。本実施形態に係る製造方法により得られるポリアリーレンスルフィド樹脂又はこれを含む樹脂組成物は、加熱されたときのガス発生量が少ないことから、高品質の成形品の容易な製造が可能となる。
 本実施形態の製造方法により得られるポリアリーレンスルフィド樹脂又は該樹脂を含む樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の本来有する耐熱性、寸法安定性等の諸性能も具備している。そのため、ポリアリーレンスルフィド樹脂又は該樹脂を含む樹脂組成物は、例えば、コネクタ、プリント基板及び封止成形品等の電気・電子部品、ランプリフレクター及び各種電装品部品等の自動車部品、各種建築物、航空機及び自動車等の内装用材料、或いはOA機器部品、カメラ部品及び時計部品等の精密部品等の射出成形若しくは圧縮成形、若しくはコンポジット、シート、パイプ等の押出成形、又は引抜成形等の各種成形加工用の材料として、或いは繊維若しくはフィルム用の材料として幅広く有用である。
 以下、実施例を挙げて本発明について更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
1.評価法
1-1.同定方法(NMR測定)
 BRUKER製DPX-400の装置にて、化合物を各種重溶媒に溶解させて、各種NMRを測定した。
1-2.同定方法(質量分析)
 JEOL製MS-700Tを用いて、化合物の分子量を測定した。
1-3.同定方法(元素分析)
 Yanaco製MT-5を用いて、化合物を構成する元素の比率を測定した。
1-4.赤外吸収スペクトル
 日本分光株式会社製「FT/IR-6100」を用いて、赤外吸収スペクトルを測定した。合成した樹脂を400℃のホットプレートで加熱して溶融させ、急冷することで作製した非晶フィルムを測定サンプルとして用いた。
1-5.ガラス転移温度(Tg)
 パーキンエルマー製DSC装置 Pyris Diamondを用いて、50mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温条件で40~400℃まで測定を行い、ガラス転移温度を求めた。
1-6.融点(Tm)
 パーキンエルマー製DSC装置 Pyris Diamondを用いて、50mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温条件で40~400℃まで測定を行い、融点を求めた。
1-7.5%熱分解温度(T5%d
 TG-DTA装置(株式会社リガク TG-8120)を用いて、20mL/minの窒素流下、20℃/minの昇温速度で測定を行い、5%重量減少温度を測定した。
2.モノマーの合成
以下に示す実施例では、下記の試薬を使用した。
 4-ブロモ-4’-ヨードビフェニル:東京化成工業株式会社、純度>98%
 ヨードメタン:関東化学株式会社、特級
 ヨウ化銅:関東化学株式会社、純度>99%
 硫黄:関東化学株式会社
 炭酸カリウム:ナカライテスク株式会社、ナカライ規格特級
 N,N-ジメチルホルムアミド(脱水):関東化学株式会社、特級
 水素化ホウ素ナトリウム:関東化学株式会社
 セライト:和光純薬工業株式会社、No. 503
 n-ブチルブロミド:東京化成工業株式会社、純度>98%
 n-オクチルブロミド:東京化成工業株式会社、純度>98%
 t-ブチルリチウム:関東化学株式会社
 テトラヒドロフラン(脱水):関東化学株式会社
 ジフェニルジスルフィド:関東化学株式会社、特級
 塩化アンモニウム:ナカライテスク株式会社、ナカライ規格特級
 硝酸(1.38):和光純薬工業(株)製、試薬特級、含量60~61%、密度1.38g/mL
 ジクロロメタン:関東化学株式会社、特級
 トリフルオロメタンスルホン酸:和光純薬工業株式会社、和光特級
 ピリジン:和光純薬工業株式会社、和光特級
 メタンスルホン酸:和光純薬工業株式会社、和光特級
 五酸化二リン:和光純薬工業株式会社、和光特級
(実施例1-1)
4-ブロモ-4’-(メチルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 3つ口フラスコに、4-ブロモ-4’-ヨードビフェニル100質量部、ヨウ化銅10質量部、硫黄300質量部、炭酸カリウム1,700質量部を入れ、フラスコ内を窒素置換した。フラスコにN,N-ジメチルホルムアミド(脱水)を20,000質量部加えた後、100℃で17時間攪拌した。その後、0℃で水素化ホウ素ナトリウム400質量部を加え、50℃で6時間攪拌した。続いて0℃でヨードメタン900質量部を加え、25℃で20時間攪拌した。攪拌後10%塩酸に反応溶液を注いで反応を停止し、セライトろ過、ジクロロメタンによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離した。分離した目的生成物を含む溶液を回収した。溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4-ブロモ-4’-(メチルチオ)ビフェニルを収率43%で得た。H-NMR及び13C-NMRにより生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):2.52、7.32、7.43、7.48、7.54[ppm]
13C-NMR(溶媒CDCl):15.9、121.5、127.0、127.4、128.5、132.0、136.8、138.4、139.6[ppm]
(実施例1-2)
4-メチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 窒素置換した3つ口フラスコに、4-ブロモ-4’-(メチルチオ)ビフェニル100質量部、テトラヒドロフラン(脱水)4000質量部を加えた。-78℃下で反応溶液にt-ブチルリチウム400質量部を加え、1時間攪拌した。続いて、反応溶液にジフェニルジスルフィド100質量部を加え、25℃で3時間攪拌した。その後、反応溶液を塩化アンモニウム水溶液に注いで反応を停止し、ジエチルエーテルによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターにて溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。ヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離し、目的生成物を含む溶液を回収した。溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去することで4-メチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを収率73%で得た。H-NMR、13C-NMR、EI-MS、元素分析により生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):2.52、7.24-7.28、7.30-7.34、7.39、7.50[ppm]
13C-NMR(溶媒CDCl):15.9、127.0、127.3、127.4、127.6、129.4、131.3、131.5、135.0、135.8、137.1、138.1、139.4[ppm]
EI-MS:m/z 308(M
元素分析(計算値):C 73.98(73.70)、H 5.23(5.23)
(実施例1-3)
4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 ナスフラスコに、4-メチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニル100質量部、ジクロロメタン2000質量部を入れ、硝酸40質量部を加えた。反応溶液を25℃で3時間攪拌し、飽和炭酸カリウム水溶液にて中和し、反応を停止した。その後、ジクロロメタンによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。クロロホルムを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより粗生成物を分離し、目的生成物を含む溶液を回収した。溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを収率72%で得た。H-NMR、13C-NMR、EI-MS、元素分析により生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):2.77、7.30、7.35、7.39、7.43、7.52、7.71[ppm]
13C-NMR(溶媒CDCl):44.1、124.3、127.7、128.0、128.0、129.5、130.9、132.0、135.0、136.9、143.4、144.8[ppm]
EI-MS:m/z 324(M
元素分析(計算値):C 70.33(70.19)、H 4.97(4.98)
(実施例2-1)
4-ブロモ-4’-(メチルスルフィニル)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 ナスフラスコに、4-ブロモ-4’-(メチルチオ)ビフェニル100質量部、ジクロロメタン2,000質量部を入れ、硝酸50質量部を加えた。反応溶液を25℃で3時間攪拌し、飽和炭酸カリウム水溶液で中和し、反応を停止した。その後、反応溶液からのジクロロメタンによる抽出及び分液の後、無水硫酸マグネシウムにて脱水した。脱水した反応溶液をろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。粗生成物を、クロロホルムを展開溶媒として、カラムクロマトグラフィーにより分離し、目的生成物を含む溶液を回収した。溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4-ブロモ-4’-(メチルスルフィニル)ビフェニルを収率83%で得た。H-NMRにより生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):2.77、7.48、7.61、7.71[ppm]
(実施例2-2)
4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 窒素置換した3つ口フラスコに、4-ブロモ-4’-(メチルスルフィニル)ビフェニル100質量部、テトラヒドロフラン(脱水)4,000質量部を加えた。反応溶液を、-78℃下でt-ブチルリチウム400質量部を加え、1時間攪拌した。続いて反応溶液にジフェニルジスルフィド100質量部を加え、25℃で3時間攪拌した。その後、反応溶液を塩化アンモニウム水溶液に注いで反応を停止し、ジエチルエーテルによる抽出及び分液の後、有機層を無水硫酸マグネシウムにて脱水した。脱水した反応溶液を、ろ過後、ろ液からロータリーエバポレーターにて溶媒を除去し、減圧乾燥することで粗生成物を得た。粗生成物を、ヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィーにより分離し、目的生成物を含む溶液を回収した。溶液からロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、減圧乾燥することで4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを収率68%で得た。H-NMRより生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):2.77、7.30、7.36、7.39、7.43、7.52、7.71[ppm]
(実施例3-1)
4-n-ブチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 ヨードメタンの代わりにn-ブチルブロミド700質量部用いたこと以外は実施例1-1と同様の操作を行って4-ブロモ-4’-(n-ブチルチオ)ビフェニルを収率72%にて得た。その後、実施例2と同様の操作を行って4-n-ブチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを収率72%にて得た。H-NMR、13C-NMR、EI-MS、元素分析により生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):0.94、1.47、1.67、2.96、7.24-7.28、7.31、7.34-7.40、7.49、7.51[ppm]
13C-NMR(溶媒CDCl):13.8、22.1、31.3、33.2、127.3、127.4、127.7、129.0、129.4、131.3、131.4、135.7、136.7、137.6、139.3[ppm]
EI-MS:m/z 350(M
元素分析(計算値):C 75.21(75.38)、H 6.35(6.33)
(実施例3-2)
4-n-ブチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 4-メチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの代わりに4-n-ブチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを用いたこと以外は、実施例1-3と同様の操作を行って4-n-ブチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを収率85%にて得た。H-NMR、13C-NMR、EI-MS、元素分析により生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):0.93、1.42-1.50、1.59-1.78、2.83、7.29-7.43、7.53、7.69[ppm]
13C-NMR(溶媒CDCl):13.8、22.0、24.3、57.2、124.7、127.6、127.8、128.0、129.5、130.9、131.8、135.0、136.7、138.3、143.0、143.1[ppm]
EI-MS:m/z 366(M
元素分析(計算値):C 72.09(72.12)、H 6.05(6.10)
(実施例4-1)
4-n-オクチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 ヨードメタンの代わりにn-オクチルブロミドを1000質量部用いたこと以外は実施例1-1と同様の操作を行って4-ブロモ-4’-(n-オクチルチオ)ビフェニルを収率77%にて得た。その後、実施例1-2と同様の操作を行って4-n-オクチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを収率73%にて得た。H-NMR、13C-NMR、HR-MS、元素分析により生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):0.88、1.26-1.29、1.43、1.66、2.94、7.26、7.31、7.35-7.39、7.48、7.50[ppm]
13C-NMR(溶媒CDCl):14.4、23.0、29.2、29.4、29.5、29.5、32.1、33.8、127.5、127.6、127.8、129.3、129.6、131.5、131.6、135.2、136.0、136.9、137.8、139.6[ppm]
HR-MS(計算値):406.1789(406.1956)
元素分析(計算値):C 76.54(76.29)、H 7.42(7.44)
(実施例4-2)
4-n-オクチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 4-メチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの代わりに4-n-オクチルチオ-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを用いたこと以外は、実施例1-3と同様の操作を行って4-n-オクチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを収率72%にて得た。H-NMR、13C-NMR、HR-MS、元素分析により生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCl):0.87、1.23-1.31、1.40-1.45、1.64-1.77、2.80-2.83、7.29、7.35、7.38、7.53、7.67、7.71[ppm]
13C-NMR(溶媒CDCl):14.4、22.3、22.5、29.0、29.3、29.5、32.0、57.8、125.0、127.9、128.0、128.2、129.7、131.1、132.1、135.2、136.9、138.5、142.4、142.4[ppm]
HR-MS(計算値):422.1738(422.1365)
元素分析(計算値):C 73.89(73.60)、H 7.15(7.17)
(実施例5-1)
ポリ{メタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 セパラブルフラスコに、4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニル100質量部、五酸化二リン50質量部を加え、更にメタンスルホン酸500質量部を0℃で滴下した。反応溶液を25℃で20時間攪拌した後、アセトンに注いで反応を停止した。析出した固体をろ過で取り出し、アセトンで洗浄した。その後、洗浄した固体を減圧乾燥することで、ポリ{メタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を収率93%にて得た。H-NMRにより生成物を確認した。
H-NMR(溶媒DMSO-d):3.84、7.63、7.87、8.04、8.15[ppm]
(実施例5-2)
ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 得られたポリ{メタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}100質量部、N-メチル-2-ピロリドン2000質量部をフラスコに加えた。反応溶液を25℃で30分攪拌した後、120℃で20時間攪拌した。反応溶液を水に投入して反応を停止し、析出物をろ過にてろ別した。続いて、析出物をクロロホルム、NMP、水で洗浄し、得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)を収率43%にて得た。
 得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(T)が164℃、融点が347℃、5%熱分解温度(T5%d)が507℃であった。図1は、得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルを示す。図1の赤外吸収スペクトルにおいて、波数1160cm-1の付近に、スルホニル基のS=Oの伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されなかった。このことは、得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)が実質的にスルホニル基を有していないことを示す。
(実施例6)
 ポリ{メタンスルホン酸n-ブチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}、及びポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの代わりに4-n-ブチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを用いたこと以外は実施例5-1と同様の操作を行って、ポリ{メタンスルホン酸n-ブチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を収率95%にて得た。H-NMRにより生成物を確認した。
 H-NMR(溶媒DMSO-d):0.81、1.40、1.54、4.31、7.40、7.82、7.99、8.04、8.15[ppm]
 得られたポリ{メタンスルホン酸n-ブチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を用いたこと以外は実施例5-2と同様の操作を行うことで、ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)を収率56%にて得た。
 得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(T)が159℃、融点が348℃、5%熱分解温度(T5%d)が507℃であった。図2は、得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルを示す。図2の赤外吸収スペクトルにおいて、波数1160cm-1の付近に、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されなかった。
(実施例7)
ポリ{メタンスルホン酸n-オクチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}、及びポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルの代わりに4-n-オクチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニルを用いたこと以外は実施例5-1と同様の操作を行って、ポリ{メタンスルホン酸n-オクチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を収率91%にて得た。H-NMRにより生成物を確認した。
 H-NMR(溶媒DMSO-d):0.82、1.19-1.24、1.44、1.63、4.35、7.50、7.67、7.91、8.09、8.20[ppm]
 得られたポリ{メタンスルホン酸n-オクチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を用いたこと以外は実施例5-2と同様の操作を行うことで、ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)を収率32%にて得た。
 得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(T)が158℃、融点が349℃、5%熱分解温度(T5%d)が520℃であった。図3は、得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルを示す。図3の赤外吸収スペクトルにおいて、波数1160cm-1の付近に、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されなかった。
(実施例8-1)
ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 セパラブルフラスコに、4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニル100質量部、ジクロロメタン2,500質量部、トリフルオロメタンスルホン酸600質量部を0℃で滴下した。反応溶液を25℃で20時間攪拌した後、水に注いで反応を停止した。析出した固体をろ過で取り出し、水で洗浄した。その後、洗浄した固体を減圧乾燥することでポリ{トリフルオロメタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を収率98%にて得た。H-NMRにより生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCN):3.58、7.45、7.66、7.76、7.94
(実施例8-2)
ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 実施例8-1で得たポリ{トリフルオロメタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}100質量部、ピリジン5000質量部をナスフラスコに加えた。反応溶液を25℃で30分攪拌した後、110℃で20時間攪拌した。反応溶液を水に投入して反応を停止し、析出物をろ過にてろ別した。続いて、析出物をクロロホルム、NMP、水で洗浄し、得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)を収率48%にて得た。
 得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(T)が159℃、融点が336℃、5%熱分解温度(T5%d)が511℃であった。図4は、得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルを示す。図4の赤外吸収スペクトルにおいて、波数1160cm-1の付近に、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されなかった。
(比較例1-1)
ポリ{トリフルオロメタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 セパラブルフラスコに、4-メチルスルフィニル-4’-(フェニルチオ)ビフェニル100質量部、トリフルオロメタンスルホン酸600質量部を0℃で滴下した。反応溶液を25℃で20時間攪拌し、水に注いで反応を停止した。析出した固体をろ過で取り出し、水で洗浄した。その後、洗浄した固体を減圧乾燥することでポリ{トリフルオロメタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}を収率95%にて得た。H-NMRにより生成物を確認した。
H-NMR(溶媒CDCN):3.57、7.45、7.66、7.77、7.95[ppm]
(比較例1-2)
ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 比較例1-1で得たポリ{トリフルオロメタンスルホン酸メチル4-[4-(フェニルチオ)フェニル]フェニルスルホニウム}100質量部、ピリジン5000質量部をナスフラスコに加えた。反応溶液を25℃で30分攪拌した後、110℃で20時間攪拌した。反応溶液を水に投入して反応を停止し、析出物をろ過にてろ別した。続いて、析出物をクロロホルム、NMP、水で洗浄し、得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)を収率48%にて得た。
 得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(T)160℃、融点は検出されず、5%熱分解温度(T5%d)465℃であった。図5は、得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)の赤外吸収スペクトルを示す。図5の赤外吸収スペクトルにおいて、波数1160cm-1の付近に、スルホニル基のS=Oの伸縮振動に由来する吸収ピークが観測された。このことは、得られたポリ(p-フェニレンチオ-p,p’-ビフェニリレンスルフィド)が微量のスルホニル基を有していることを示す。
ビフェニル骨格を有さないPPSの合成
(比較例2)
 セパラブルフラスコに、メチル4-(フェニルチオ)フェニルスルホキシド100質量部、五酸化二リン70質量部を加え、0℃でメタンスルホン酸700質量部滴下した。反応溶液を25℃で20時間攪拌し、その後アセトン10000質量部で反応を停止した。析出した固体をろ過で回収し、アセトンで洗浄した。洗浄した固体を減圧乾燥することで、ポリ[メタンスルホン酸メチル4-(フェニルチオ)フェニルスルホニウム]を収率98%にて得た。
 得られたポリ[メタンスルホン酸メチル4-(フェニルチオ)フェニルスルホニウム]100質量部、N-メチル-2-ピロリドン5000質量部をナスフラスコに加えた。反応溶液を25℃で30分攪拌した後、110℃で20時間攪拌した。反応溶液を水に投入して反応を停止し、析出物をろ過にてろ別した。続いて、析出物をクロロホルム、NMP、水にて洗浄し、得られた固体を減圧乾燥することで、ポリ(p-フェニレンスルフィド)を収率63%にて得た。得られたポリ(p-フェニレンスルフィド)について熱分析を行った結果、ガラス転移温度(T)が99℃、融点が260℃、5%熱分解温度(T5%d)が485℃であった。

Claims (13)

  1.  下記一般式(1.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリアリーレンスルフィド樹脂であって、
     当該ポリアリーレンスルフィド樹脂の赤外吸収スペクトルにおいて、スルホニル基のS=O伸縮振動に由来する吸収ピークが観測されない、ポリアリーレンスルフィド樹脂。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [一般式(1.1)中、Ar及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  2.  請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法であって、
     下記一般式(2.1)で表される構成単位を含む主鎖を有するポリ(アリーレンスルホニウム塩)を脱アルキル化又は脱アリール化して、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂を生成させる工程を備える、方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、Ar及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Xはアニオンを表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  3.  下記一般式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を酸の存在下で重合して、前記ポリ(アリーレンスルホニウム塩)を生成させる工程を更に備える、請求項2に記載の方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  4.  下記一般式(2.1)で表される構成単位を含む主鎖を有する、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [式中、Ar及びAr2bはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Xはアニオンを表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  5.  請求項4に記載のポリ(アリーレンスルホニウム塩)を製造する方法であって、
     下記一般式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を酸の存在下で重合して、前記ポリ(アリーレンスルホニウム塩)を生成させる工程を備える、方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  6.  下記一般式(3.1)で表されるスルホキシド化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    [式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  7.  請求項6に記載のスルホキシド化合物を製造する方法であって、
     下記一般式(4.1)で表されるスルフィド化合物を酸化して前記スルホキシド化合物を生成させる工程を備える、方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  8.  下記一般式(4.1)で表されるスルフィド化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    [式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  9.  請求項8に記載のスルフィド化合物を製造する方法であって、
     下記一般式(5.1)で表されるジアリールジスルフィドと下記一般式(6.1)で表されるスルフィド化合物との反応によって前記スルフィド化合物を生成させる工程を備える、方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    [一般式(5.1)中、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、2つのAr2aは同一でも異なってもよく、
     一般式(6.1)中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Yはハロゲン原子を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  10.  請求項6に記載のスルホキシド化合物を製造する方法であって、
     下記一般式(5.1)で表されるジアリールジスルフィドと下記一般式(8.1)で表されるスルホキシド化合物との反応によって前記一般式(3.1)で表されるスルホキシド化合物を生成させる工程を備える、方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    [一般式(5.1)中、Ar2aは置換基を有していてもよいアリール基を表し、2つのAr2aは同一でも異なってもよく、
     一般式(8.1)中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Yはハロゲン原子を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  11.  下記一般式(8.1)で表されるスルホキシド化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    [式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Yはハロゲン原子を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  12.  請求項11に記載のスルホキシド化合物を製造する方法であって、
     下記一般式(6.1)で表されるスルフィド化合物を酸化して前記スルホキシド化合物を生成させる工程を備える、方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    [式中、Arは置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、Rは炭素原子数1~10のアルキル基、又は置換基として炭素原子数1~10のアルキル基を有していてもよいアリール基を表し、Yはハロゲン原子を表し、2つのArは同一でも異なってもよい。]
  13.  請求項1に記載のポリアリーレンスルフィド樹脂を含む、成形品。
PCT/JP2017/001427 2016-01-25 2017-01-17 ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法 WO2017130798A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016011901A JP6830617B2 (ja) 2016-01-25 2016-01-25 ビフェニル骨格を有するポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法
JP2016-011901 2016-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017130798A1 true WO2017130798A1 (ja) 2017-08-03

Family

ID=59398106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/001427 WO2017130798A1 (ja) 2016-01-25 2017-01-17 ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6830617B2 (ja)
TW (1) TW201736444A (ja)
WO (1) WO2017130798A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114269809A (zh) * 2019-08-30 2022-04-01 学校法人早稻田大学 高分子材料、其制造方法以及高分子材料组合物
US12018129B2 (en) 2021-09-08 2024-06-25 Ticona Llc Extraction technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge
US12024596B2 (en) 2022-09-06 2024-07-02 Ticona Llc Anti-solvent technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3747934B1 (en) 2018-01-31 2024-04-24 Toray Industries, Inc. Polyarylene sulfide copolymer and method for producing same
EP4006086A4 (en) 2019-07-31 2023-09-27 Toray Industries, Inc. FIBER-REINFORCED POLYARYLENE SULFIDE COPOLYMER COMPOSITE SUBSTRATE, METHOD FOR PRODUCING SAME AND MOLDED BODY PRODUCED THEREFROM
CN115894881B (zh) * 2022-11-04 2024-02-27 常州瑞杰新材料科技有限公司 一种刚韧兼具的阻燃液晶聚合物及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002293940A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Petroleum Energy Center ポリアリーレンスルフィドの製造法
JP2013054917A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Mitsubishi Paper Mills Ltd 色素増感型太陽電池用色素、半導体電極及び色素増感型太陽電池
WO2015033936A1 (ja) * 2013-09-03 2015-03-12 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法、並びに、スルホキシド
WO2015065906A2 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 Chevron Phillips Chemical Company Lp Method of thiophenol removal from poly(arylene sulfide) polymer compositions
JP2016147959A (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 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、並びに電気自動車部品
WO2016136738A1 (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、並びに、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6845403B2 (ja) * 2015-02-26 2021-03-17 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、並びに、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002293940A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Petroleum Energy Center ポリアリーレンスルフィドの製造法
JP2013054917A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Mitsubishi Paper Mills Ltd 色素増感型太陽電池用色素、半導体電極及び色素増感型太陽電池
WO2015033936A1 (ja) * 2013-09-03 2015-03-12 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法、並びに、スルホキシド
WO2015065906A2 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 Chevron Phillips Chemical Company Lp Method of thiophenol removal from poly(arylene sulfide) polymer compositions
JP2016147959A (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 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、並びに電気自動車部品
WO2016136738A1 (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、並びに、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELBING, MARK ET AL.: "Single component self-assembled monolayers of aromatic azo-biphenyl: influence of the packing tightness on the SAM structure and light-induced molecular movements", ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, vol. 18, no. 19, 2008, pages 2972 - 2983 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114269809A (zh) * 2019-08-30 2022-04-01 学校法人早稻田大学 高分子材料、其制造方法以及高分子材料组合物
US12018129B2 (en) 2021-09-08 2024-06-25 Ticona Llc Extraction technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge
US12024596B2 (en) 2022-09-06 2024-07-02 Ticona Llc Anti-solvent technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge

Also Published As

Publication number Publication date
JP6830617B2 (ja) 2021-02-17
TW201736444A (zh) 2017-10-16
JP2017132839A (ja) 2017-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017130798A1 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法
US10982049B2 (en) Polyarylene sulfide resin and manufacturing method therefor, poly(arylene sulfonium salt) and manufacturing method therefor, and sulfoxide
JP6327616B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂を含む樹脂組成物及びその製造方法、並びに成形品
JP6845403B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、並びに、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法
JP4639665B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法
US11440996B2 (en) Preparation method of polyphenylene sulfide resin, and polyphenylene sulfide resin prepared thereby
JP2016108357A (ja) ポリアリーレンスルフィドフィルム及びその製造方法
JP6614426B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品
WO2016136738A1 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂及びその製造方法、並びに、ポリ(アリーレンスルホニウム塩)及びその製造方法
JP6809048B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、その成形品およびそれらの製造方法
JP6614427B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品
JP6816408B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物及びその成形品
JP2016108674A (ja) ポリアリーレンスルフィド繊維及びその製造方法
JP2019048995A (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂、及びポリ(アリーレンスルホニウム塩)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17744028

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17744028

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1