JP2018076492A - Polyarylne sulfide prepolymer and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はポリアリーレンスルフィドプレポリマーおよびその製造方法とそのポリアリーレンスルフィドプレポリマーを用いたポリアリーレンスルフィドの製造方法に関する。より詳しくは環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドの組成が制御されたポリアリーレンスルフィドプレポリマーおよびその簡便で経済的な製造方法に関する。さらに、本発明のポリアリーレンスルフィドプレポリマーまたは本発明の製造方法で得られたポリアリーレンスルフィドプレポリマーを加熱することにより分子量の制御されたポリアリーレンスルフィドを簡便に製造する方法に関する。 The present invention relates to a polyarylene sulfide prepolymer, a method for producing the same, and a method for producing polyarylene sulfide using the polyarylene sulfide prepolymer. More particularly, the present invention relates to a polyarylene sulfide prepolymer in which the composition of cyclic polyarylene sulfide and linear polyarylene sulfide is controlled, and a simple and economical production method thereof. Furthermore, the present invention relates to a method for easily producing a polyarylene sulfide having a controlled molecular weight by heating the polyarylene sulfide prepolymer of the present invention or the polyarylene sulfide prepolymer obtained by the production method of the present invention.
ポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略する場合もある)に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下、PASと略する場合もある)は優れた耐熱性、バリア性、耐薬品性、電気絶縁性、耐湿熱性、難燃性などエンジニアリングプラスチックとして好適な性質を有する樹脂である。また、射出成形、押出成形により各種成形部品、フィルム、シート、繊維等に成形可能であり、各種電気・電子部品、機械部品および自動車部品など耐熱性、耐薬品性の要求される分野に幅広く用いられている。 Polyarylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PAS) represented by polyphenylene sulfide (hereinafter also abbreviated as PPS) has excellent heat resistance, barrier properties, chemical resistance, electrical insulation properties, and heat and humidity resistance. It is a resin having properties suitable as an engineering plastic such as flame retardancy. Also, it can be molded into various molded parts, films, sheets, fibers, etc. by injection molding and extrusion molding, and widely used in fields requiring heat resistance and chemical resistance such as various electric / electronic parts, mechanical parts, and automotive parts. It has been.
このPASの具体的な製造方法として、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機アミド溶媒中で硫化ナトリウムなどのアルカリ金属硫化物とp−ジクロロベンゼンなどのポリハロ芳香族化合物を反応させる方法が提案されており、この方法はPASの工業的製造方法として幅広く利用されている。しかしながら、この製造方法は高温、高圧かつ強アルカリ条件化で反応を行うことが必要であり、さらに、N−メチル−2−ピロリドンのような高価な高沸点極性溶媒を必要とし、溶媒回収に多大なコストがかかるエネルギー多消費型で、多大なプロセスコストを必要とするといった課題を有している。 As a specific method for producing this PAS, a method of reacting an alkali metal sulfide such as sodium sulfide with a polyhaloaromatic compound such as p-dichlorobenzene in an organic amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone has been proposed. This method is widely used as an industrial production method of PAS. However, this production method requires the reaction to be performed under high temperature, high pressure, and strong alkaline conditions, and further requires an expensive high-boiling polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. However, it has a problem that it requires a large amount of process cost.
上記のごとき、PASの製造方法の課題を解決するPASの別の製造方法として、環式PASを加熱することによるPASの製造方法が開示されている(特許文献1)。 As another PAS manufacturing method that solves the problems of the PAS manufacturing method as described above, a PAS manufacturing method by heating cyclic PAS is disclosed (Patent Document 1).
ここで、特許文献1に関連する公知技術として、環式PAS合成時に副生する線状PASとの混合物を加熱してPASを得る方法が知られている(非特許文献1)。また、反応性官能基を有するスルフィド化剤の共存下で環式PASを加熱してPASを得る方法(特許文献2)、チオフェノールのナトリウム塩のような硫黄のアルカリ金属塩の共存下で環式PASを加熱してPASを得る方法が開示されている(特許文献3および4)。 Here, as a known technique related to Patent Document 1, a method is known in which PAS is obtained by heating a mixture with linear PAS by-produced during cyclic PAS synthesis (Non-Patent Document 1). Also, a method of obtaining PAS by heating cyclic PAS in the presence of a sulfidizing agent having a reactive functional group (Patent Document 2), and a ring in the presence of an alkali metal salt of sulfur such as a sodium salt of thiophenol. Methods for heating the PAS to obtain PAS are disclosed (Patent Documents 3 and 4).
さらに、溶液重合法で得られるPASと特許文献1で得られるPASとを混合することで耐熱性、低ガス性に優れたPASを得る方法(特許文献5)、特許文献1で得られるPASと特許文献2で得られるPASを混合することで反応性末端を含有し、低ガス性に優れたPASを得る方法(特許文献6)が開示されている。 Furthermore, a method of obtaining a PAS excellent in heat resistance and low gas properties by mixing a PAS obtained by a solution polymerization method and a PAS obtained in Patent Document 1 (Patent Document 5), and a PAS obtained in Patent Document 1 A method (Patent Document 6) is disclosed in which a PAS obtained by mixing PAS obtained in Patent Document 2 and having a reactive end and having excellent low gas properties is obtained.
特許文献1に記載された方法で得られるPASは、高分子量で狭い分子量分布を有し、加熱した際の重量減少が少ないPASを得ることが期待できる。しかし、得られるPASの分子量は加熱する環式PASの純度に依存しており、純度の高い環式PASを加熱して得られたPASは過度に高分子量化する場合があるため、PASの分子量を低減し制御する方法が望まれていた。 The PAS obtained by the method described in Patent Document 1 can be expected to obtain a PAS having a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution and little weight loss when heated. However, the molecular weight of the PAS obtained depends on the purity of the cyclic PAS to be heated, and the PAS obtained by heating the high-purity cyclic PAS may become excessively high in molecular weight. There has been a demand for a method of reducing and controlling the above.
非特許文献1に記載された方法は安易な重合法であるが、環式PAS合成時に副生する線状PASの量が多いために、得られるPASの重合度が低く実用に適さなかった。 Although the method described in Non-Patent Document 1 is an easy polymerization method, since the amount of linear PAS produced as a by-product during the synthesis of cyclic PAS is large, the degree of polymerization of the obtained PAS is low and not suitable for practical use.
特許文献2に記載された方法で得られるPASは、高分子量で狭い分子量分布を有し、加熱した際の重量減少が少ないPASを得られる。また、スルフィド化剤の添加量と分子量に負の関係性がみられるが、スルフィド化剤の分子量が小さく重合時の揮散影響で制御が難しかった。また、スルフィド化剤の混合量を増やすと溶融滞留時の増粘が大きくなる傾向があった。 The PAS obtained by the method described in Patent Document 2 has a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution, and a PAS with little weight loss when heated can be obtained. In addition, there was a negative relationship between the addition amount of the sulfidizing agent and the molecular weight, but the molecular weight of the sulfidizing agent was small and it was difficult to control due to the volatilization effect during polymerization. Moreover, when the mixing amount of the sulfidizing agent was increased, there was a tendency that the thickening during melt residence increased.
特許文献3および4に記載された方法で得られるPASは、狭い分子量を有することが記載されており、硫黄のアルカリ金属塩の添加量と分子量に負の関係性がみられるが、重合触媒に起因するガス成分量が多くなるという問題があった。 The PAS obtained by the methods described in Patent Documents 3 and 4 is described as having a narrow molecular weight, and there is a negative relationship between the amount of sulfur alkali metal salt added and the molecular weight. There has been a problem that the amount of the resulting gas component increases.
特許文献5に記載された方法で得られるPASは、耐熱性、低ガス性に優れる。また、特許文献1で得られるPASと混合する、溶液重合法で得られるPASの分子量を選択することで、得られるPASの分子量を制御する効果も期待できる。しかし、溶液重合法で得られるPASの分子量が高いために分子量の低減効果は十分ではなく、また混合量を増やすとガス発生量が増加するために混合量が限定され、その効果は不十分であるため、PASの分子量を低減して制御する方法が望まれていた。 PAS obtained by the method described in Patent Document 5 is excellent in heat resistance and low gas properties. Moreover, the effect which controls the molecular weight of PAS obtained by selecting the molecular weight of PAS obtained by the solution polymerization method mixed with PAS obtained by patent document 1 is also expectable. However, since the molecular weight of PAS obtained by the solution polymerization method is high, the effect of reducing the molecular weight is not sufficient, and when the amount of mixing is increased, the amount of gas generation increases, so the amount of mixing is limited and the effect is insufficient. For this reason, a method for controlling by reducing the molecular weight of PAS has been desired.
特許文献6に記載された方法で得られるPASは、低ガス性に優れる。また、特許文献1で得られるPASと混合する、特許文献2で得られるPASの分子量を選択することで得られるPASの分子量を制御する効果も期待できる。しかし、依然として特許文献2で得られるPASの分子量が高いために分子量の低減効果は十分ではない。また該方法では、混合する重合物をそれぞれ重合した後に、高温で混合することが必須でありプロセスが複雑で、PASの分子量を簡便に低減して制御する方法が望まれていた。 PAS obtained by the method described in Patent Document 6 is excellent in low gas properties. Moreover, the effect which controls the molecular weight of PAS obtained by selecting the molecular weight of PAS obtained by patent document 2 mixed with PAS obtained by patent document 1 can also be anticipated. However, since the molecular weight of PAS obtained in Patent Document 2 is still high, the molecular weight reduction effect is not sufficient. In addition, in this method, it is essential to polymerize the polymer to be mixed and then mix at a high temperature, the process is complicated, and a method for easily reducing and controlling the molecular weight of PAS has been desired.
以上より、環式PASを含むPASプレポリマーを加熱してPASを得る製造方法において、得られるPASの分子量を制御するために、組成が制御されたPASプレポリマーとそのPASプレポリマーを簡便に得る製造方法、そのPASプレポリマーを加熱してPASを製造する方法が望まれていた。 From the above, in the production method for obtaining PAS by heating a PAS prepolymer containing cyclic PAS, in order to control the molecular weight of the obtained PAS, a PAS prepolymer having a controlled composition and its PAS prepolymer are easily obtained. A production method and a method for producing PAS by heating the PAS prepolymer have been desired.
上記課題に対し、本発明では環式PASと線状PASの組成が制御されたPASプレポリマーおよびその簡便な製造方法とそのPASプレポリマーまたは本発明の製造方法で得られたPASプレポリマーを加熱してPASを得るPASの製造方法を提供するものである。 In response to the above problems, the present invention heats a PAS prepolymer with a controlled composition of cyclic PAS and linear PAS, a simple production method thereof, and the PAS prepolymer or the PAS prepolymer obtained by the production method of the present invention. Thus, a PAS manufacturing method for obtaining PAS is provided.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10000未満である環式ポリアリーレンスルフィド(a)と、環式ポリアリーレンスルフィドの含有量が5重量%以下であり、かつ重量平均分子量が5000以上20000以下の線状ポリアリーレンスルフィド(b)を含むポリアリーレンスルフィドプレポリマー。
[2]ポリアリーレンスルフィドプレポリマーが、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも30重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10000未満である、[1]に記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマー。
[3]ポリアリーレンスルフィドプレポリマーに含まれる、環式ポリアリーレンスルフィドと線状ポリアリーレンスルフィドの重量比(環式ポリアリーレンスルフィド/線状ポリアリーレンスルフィド)が0.5以上1000未満である[1]または[2]に記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマー。
[4]下記式で表されるXが1以上400以下の範囲となる[1]から[3]のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマー。
X=2a/(Mn/M)×10000
(ここでは、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー中の線状ポリアリーレンスルフィド(b)の重量分率:aと線状ポリアリーレンスルフィド(b)の数平均分子量:Mn、PASの繰返し単位分子量:Mから求められる値である。)
[5]上記[1]から[4]のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドポリマーの製造方法であって、下記工程1、工程2および3により環式ポリアリーレンスルフィド(a)を製造し、下記工程1および工程2により線状ポリアリーレンスルフィド(b)を製造し、次いで環式ポリアリーレンスルフィド(a)と線状ポリアリーレンスルフィド(b)を混合するポリアリーレンスルフィドプレポリマーの製造方法。
工程1:有機極性溶媒中で少なくともスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを接触させて、少なくとも環式ポリアリーレンスルフィド(a)と線状ポリアリーレンスルフィド(b)とを含む反応混合物を得る工程。
工程2:上記工程1を経て得られた反応混合物を固液分離し固形分として線状ポリアリーレンスルフィド(b)得る工程。
工程3:上記工程1を経て得られた反応混合物を固液分離して得られる少なくとも環式ポリアリーレンスルフィドを含む有機極性溶媒より固形分として環式ポリアリーレンスルフィド(a)を得る工程。
[6]環式ポリアリーレンスルフィド(a)の重量を100としたとき、線状ポリアリーレンスルフィド(b)の重量比が0.1以上200以下の範囲で環式ポリアリーレンスルフィド(a)と線状ポリアリーレンスルフィド(b)を混合する請求項5に記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマーの製造方法。
[7]上記工程1をイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上50リットル以下の有機極性溶媒中で行う[5]または[6]に記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマーの製造方法。
[8]上記工程2の後、得られた線状ポリアリーレンスルフィドを溶媒洗浄する工程をにより線状ポリアリーレンスルフィド(b)を製造する[5]から[7]のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマーの製造方法。
[9]上記[1]から[4]のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマーを加熱して重量平均分子量が10000以上の高重合度体に転化させるポリアリーレンスルフィドの製造方法。
[10]上記[5]から[8]のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドプレポリマーの製造方法によりポリアリーレンスルフィドプレポリマーを得、次いで当該ポリアリーレンスルフィドプレポリマーを加熱して重量平均分子量が10000以上の高重合度体に転化させるポリアリーレンスルフィドの製造方法。
[11]得られるポリアリーレンスルフィドが下記(1)から(3)を満たす上記[9]または[10]に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
(1)重量平均分子量が10000以上である。
(2)重量平均分子量/数平均分子量で表される分散度が2.5以下である。
(3)加熱した際の重量減少率ΔWrが下記式を満たす。
ΔWr=(W1−W2)/W1×100≦0.18(%)
(ここでΔWrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である)
That is, the present invention is as follows.
[1] The content of the cyclic polyarylene sulfide (a) containing at least 50% by weight of the cyclic polyarylene sulfide and having a weight average molecular weight of less than 10,000 and the cyclic polyarylene sulfide is 5% by weight or less. And a polyarylene sulfide prepolymer comprising a linear polyarylene sulfide (b) having a weight average molecular weight of from 5,000 to 20,000.
[2] The polyarylene sulfide prepolymer according to [1], wherein the polyarylene sulfide prepolymer contains at least 30% by weight of cyclic polyarylene sulfide and has a weight average molecular weight of less than 10,000.
[3] The weight ratio of cyclic polyarylene sulfide to linear polyarylene sulfide (cyclic polyarylene sulfide / linear polyarylene sulfide) contained in the polyarylene sulfide prepolymer is 0.5 or more and less than 1000 [1] ] Or the polyarylene sulfide prepolymer according to [2].
[4] The polyarylene sulfide prepolymer according to any one of [1] to [3], wherein X represented by the following formula is in the range of 1 to 400.
X = 2a / (Mn / M) × 10000
(Here, the weight fraction of the linear polyarylene sulfide (b) in the polyarylene sulfide prepolymer: a and the number average molecular weight of the linear polyarylene sulfide (b): Mn, the repeating unit molecular weight of PAS: M Value.)
[5] A method for producing a polyarylene sulfide polymer according to any one of [1] to [4] above, wherein the cyclic polyarylene sulfide (a) is produced by the following steps 1, 2 and 3, A method for producing a polyarylene sulfide prepolymer, comprising producing a linear polyarylene sulfide (b) by Step 1 and Step 2, and then mixing the cyclic polyarylene sulfide (a) and the linear polyarylene sulfide (b).
Step 1: Contacting at least a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent to obtain a reaction mixture containing at least a cyclic polyarylene sulfide (a) and a linear polyarylene sulfide (b) .
Process 2: The process of solid-liquid separating the reaction mixture obtained through the said process 1, and obtaining linear polyarylene sulfide (b) as solid content.
Step 3: A step of obtaining cyclic polyarylene sulfide (a) as a solid content from an organic polar solvent containing at least cyclic polyarylene sulfide obtained by solid-liquid separation of the reaction mixture obtained through Step 1 above.
[6] When the weight of the cyclic polyarylene sulfide (a) is 100, the weight ratio of the linear polyarylene sulfide (b) to the cyclic polyarylene sulfide (a) is in the range of 0.1 to 200. The method for producing a polyarylene sulfide prepolymer according to claim 5, wherein the polyarylene sulfide (b) is mixed.
[7] The process for producing a polyarylene sulfide prepolymer according to [5] or [6], wherein the step 1 is performed in an organic polar solvent of 1.25 to 50 liters per 1 mol of the sulfur component.
[8] The polyarylene according to any one of [5] to [7], wherein the linear polyarylene sulfide (b) is produced by a step of washing the obtained linear polyarylene sulfide after the step 2 with a solvent. A method for producing a sulfide prepolymer.
[9] A method for producing polyarylene sulfide, wherein the polyarylene sulfide prepolymer according to any one of [1] to [4] is heated to be converted to a high degree of polymerization having a weight average molecular weight of 10,000 or more.
[10] A polyarylene sulfide prepolymer is obtained by the method for producing a polyarylene sulfide prepolymer according to any one of [5] to [8], and then the polyarylene sulfide prepolymer is heated to have a weight average molecular weight of 10,000. The manufacturing method of the polyarylene sulfide converted into the above high degree-of-polymerization bodies.
[11] The method for producing a polyarylene sulfide as described in [9] or [10] above, wherein the obtained polyarylene sulfide satisfies the following (1) to (3).
(1) The weight average molecular weight is 10,000 or more.
(2) The degree of dispersion represented by weight average molecular weight / number average molecular weight is 2.5 or less.
(3) The weight reduction rate ΔWr when heated satisfies the following formula.
ΔWr = (W1-W2) /W1×100≦0.18 (%)
(Here, ΔWr is the weight loss rate (%), and when the thermogravimetric analysis was performed from 50 ° C. to 330 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min in a normal pressure non-oxidizing atmosphere, when 100 ° C. was reached. (It is a value obtained from the sample weight (W2) when reaching 330 ° C. based on the sample weight (W1))
本発明によれば、環式PASを含むPASプレポリマーを加熱してPASを得る製造方法において、得られるPASの分子量を制御するために有用な、組成が制御されたPASプレポリマーとそのPASプレポリマーを簡便に得る製造方法、そのPASプレポリマーを加熱してPASを製造する方法を提供できる。 According to the present invention, a composition-controlled PAS prepolymer useful for controlling the molecular weight of the resulting PAS and a PAS prepolymer useful for controlling the molecular weight of the resulting PAS in a production method for heating a PAS prepolymer containing cyclic PAS to obtain PAS. A production method for easily obtaining a polymer and a method for producing a PAS by heating the PAS prepolymer can be provided.
以下に、本発明実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
<環式ポリアリーレンスルフィド>
本発明において環式PASとは、式−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする環式化合物であり、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有する下記一般式(A)のごとき化合物である。Arとしては上記式(B)〜式(L)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(B)が特に好ましい。
<Cyclic polyarylene sulfide>
In the present invention, cyclic PAS is a cyclic compound having a repeating unit of the formula-(Ar-S)-as a main structural unit, and preferably contains the following general formula (A) containing 80 mol% or more of the repeating unit. It is a compound such as Ar includes units represented by the above formulas (B) to (L), among which the formula (B) is particularly preferable.
これら繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記の式(M)〜式(O)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。 As long as these repeating units are the main structural units, they can contain a small amount of branch units or crosslinking units represented by the following formulas (M) to (O). The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units.
なお、環式PASにおいては上記式(B)〜式(L)などの繰り返し単位をランダムに含んでも良いし、ブロックで含んでも良く、それらの混合物のいずれかであってもよい。これらの代表的なものとして、環式ポリフェニレンスルフィド、環式ポリフェニレンスルフィドスルホン、環式ポリフェニレンスルフィドケトン、これらが含まれる環式ランダム共重合体、環式ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい環式PASとしては、主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位 In the cyclic PAS, the repeating units such as the above formulas (B) to (L) may be included at random, may be included in blocks, or may be any mixture thereof. Typical examples of these include cyclic polyphenylene sulfide, cyclic polyphenylene sulfide sulfone, cyclic polyphenylene sulfide ketone, cyclic random copolymers containing these, cyclic block copolymers, and mixtures thereof. . Particularly preferred cyclic PASs include p-phenylene sulfide units as the main structural unit.
を80モル%以上、特に90モル%以上含有する環式ポリフェニレンスルフィド(以下、環式PPSと略すこともある)が挙げられる。 Is a cyclic polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as cyclic PPS).
環式PASの上記(A)式中の繰り返し数mに特に制限は無いが、2〜50が好ましく、2〜25がより好ましく、3〜20が更に好ましい範囲として例示できる。後述するようにPASプレポリマーの高重合度体への転化は環式PASが溶融解する温度以上で行うことが好ましいが、mが大きくなると環式PASの溶融解温度が高くなる傾向にあるため、PASプレポリマーの高重合度体への転化をより低い温度で行うことができるようになるとの観点でmを上記範囲にすることは有利となる。 Although there is no restriction | limiting in particular in the repeating number m in the said (A) type | formula of cyclic PAS, 2-50 are preferable, 2-25 are more preferable, and 3-20 can be illustrated as a still more preferable range. As will be described later, the conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization is preferably performed at a temperature higher than that at which the cyclic PAS melts, but as m increases, the melting temperature of the cyclic PAS tends to increase. From the viewpoint that the conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization can be performed at a lower temperature, it is advantageous to set m in the above range.
また、環式PASは、単一の繰り返し数を有する単独化合物、異なる繰り返し数を有する環式PASの混合物のいずれでも良いが、異なる繰り返し数を有する環式PASの混合物の方が単一の繰り返し数を有する単独化合物よりも溶融解温度が低い傾向があり、異なる繰り返し数を有する環式PASの混合物の使用は後述の高重合度体への転化を行う際の温度をより低くできるため好ましい。 The cyclic PAS may be either a single compound having a single repeat number or a mixture of cyclic PASs having different repeat numbers, but a mixture of cyclic PAS having different repeat numbers is a single repeat. Use of a mixture of cyclic PAS having a different number of repetitions tends to be lower than that of a single compound having a number, and is preferable because the temperature during conversion to a high degree of polymerization described below can be further lowered.
<環式ポリアリーレンスルフィド(a)>
本発明の環式PAS(a)に含まれる環式PASの含有量は重量分率で50%以上であり、60%以上が好ましく、75%以上がより好ましく、更に好ましくは80%以上である。環式PAS含有量の上限に特に制限はないが、好ましくは98%以下、より好ましくは95%以下を例示できる。通常、後述のPASプレポリマーにおける環式PASの重量比率が高いほど、加熱後に得られるPASの重合度が高くなる傾向にあるため、環式PAS(a)における環式PASの重量比率を上記範囲にすることは、本発明のPASプレポリマーにおける環式PASの重量比率の範囲が広くなるため好ましい。また、環式PAS(a)における環式PASの重量比率が上記した上限値を超えると、環式PAS(a)の溶融解温度が高くなる傾向にあるため、環式PAS(a)における環式PASの重量比率を上記範囲にすることは、後述のPASプレポリマーを高重合度体へ転化する際の温度をより低くできるため好ましい。
<Cyclic polyarylene sulfide (a)>
The content of the cyclic PAS contained in the cyclic PAS (a) of the present invention is 50% or more by weight, preferably 60% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more. . Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of cyclic PAS content, Preferably it is 98% or less, More preferably, 95% or less can be illustrated. Usually, the higher the weight ratio of cyclic PAS in the PAS prepolymer described later, the higher the degree of polymerization of PAS obtained after heating. Therefore, the weight ratio of cyclic PAS in cyclic PAS (a) is within the above range. It is preferable to make the weight ratio of the cyclic PAS in the PAS prepolymer of the present invention wide. In addition, when the weight ratio of the cyclic PAS in the cyclic PAS (a) exceeds the upper limit described above, the melting solution temperature of the cyclic PAS (a) tends to increase, so that the ring in the cyclic PAS (a) It is preferable to set the weight ratio of the formula PAS in the above range because the temperature when the PAS prepolymer described later is converted into a high degree of polymerization can be further lowered.
本発明において環式PAS(a)に含まれる環式PASの含有量は、環式PAS(a)中に溶媒が含まれる場合には、その含有量を差し引いた重量を100として求められる重量分率を意味するものとする。 In the present invention, the content of the cyclic PAS contained in the cyclic PAS (a) is, when the solvent is contained in the cyclic PAS (a), a weight fraction obtained by subtracting the content as 100. It means rate.
環式PAS(a)における環式PAS(a)以外の成分は線状のPASオリゴマーであることが特に好ましい。ここで線状PASオリゴマーとは、式−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモオリゴマーまたはコオリゴマーである。Arとしては上記した式(B)〜式(L)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(B)が特に好ましい。線状PASオリゴマーはこれら繰り返し単位を主要構成単位とする限り、上記した式(M)〜式(O)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。また、線状PASオリゴマーは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。 The components other than cyclic PAS (a) in cyclic PAS (a) are particularly preferably linear PAS oligomers. Here, the linear PAS oligomer is a homo-oligomer or a co-oligomer having a repeating unit of the formula-(Ar-S)-as a main constituent unit, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. Ar includes units represented by the above-described formulas (B) to (L), among which the formula (B) is particularly preferable. The linear PAS oligomer can contain a small amount of branch units or crosslinking units represented by the above formulas (M) to (O) as long as these repeating units are the main constituent units. The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units. The linear PAS oligomer may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.
これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィドオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドスルホンオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドケトンオリゴマー、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい線状PASオリゴマーとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有する線状のポリフェニレンスルフィドオリゴマーが挙げられる。 Typical examples of these include polyphenylene sulfide oligomers, polyphenylene sulfide sulfone oligomers, polyphenylene sulfide ketone oligomers, random copolymers, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred linear PAS oligomers include linear polyphenylene sulfide oligomers containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.
環式PAS(a)に含まれる線状PASオリゴマーの重量平均分子量は300以上5000以下が好ましく、300以上3000以下がより好ましく、300以上2000以下が更に好ましい。本発明の環式PAS(a)に含まれる線状PASオリゴマーは後述の工程2を経て得られるため、通常300以上5000以下の重量平均分子量を有する。 The weight average molecular weight of the linear PAS oligomer contained in the cyclic PAS (a) is preferably from 300 to 5,000, more preferably from 300 to 3,000, still more preferably from 300 to 2,000. Since the linear PAS oligomer contained in the cyclic PAS (a) of the present invention is obtained through Step 2 described later, it usually has a weight average molecular weight of 300 to 5,000.
本発明のPASの製造に用いる環式PAS(a)の分子量の上限値は、重量平均分子量で10,000未満であり、5,000以下が好ましく、3,000以下が更に好ましい。一方、下限値は重量平均分子量で300以上が好ましく、400以上が好ましく、500以上が更に好ましい。 The upper limit of the molecular weight of the cyclic PAS (a) used for the production of the PAS of the present invention is less than 10,000 in terms of weight average molecular weight, preferably 5,000 or less, and more preferably 3,000 or less. On the other hand, the lower limit is preferably 300 or more, preferably 400 or more, and more preferably 500 or more in terms of weight average molecular weight.
<線状ポリアリーレンスルフィド>
本発明における線状PASとは、アリーレン基(以下Arと略する場合がある)とスルフィドから成る、式−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては上記の式(B)〜式(L)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(B)が特に好ましい。
<Linear polyarylene sulfide>
The linear PAS in the present invention is a repeating unit of the formula-(Ar-S)-composed of an arylene group (hereinafter sometimes abbreviated as Ar) and a sulfide, and is preferably the repeating unit. A homopolymer or copolymer containing 80 mol% or more. Ar includes units represented by the above formulas (B) to (L), among which the formula (B) is particularly preferable.
この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、上記の式(M)〜式(O)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。 As long as this repeating unit is a main structural unit, it can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the above formulas (M) to (O). The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units.
また、本発明における線状PASは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。 Further, the linear PAS in the present invention may be any of a random copolymer containing the above repeating unit, a block copolymer and a mixture thereof.
これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体、及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい線状PASとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−アリーレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有するポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略することもある)の他、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。 Typical examples thereof include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferable linear PASs include polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-arylene sulfide units as the main structural unit of the polymer. Examples include sulfone and polyphenylene sulfide ketone.
<線状ポリアリーレンスルフィド(b)>
また、本発明の線状PAS(b)の分子量は、重量平均分子量で5000以上20000以下であり、5000以上18000以下が好ましく、5000以上16000以下がより好ましい。重量平均分子量が上記範囲の線状PAS(b)はPASプレポリマーに線状PAS(b)を混合した際の分子量低減の効果が高い。また、後述するPASの製造における高温環境下でも揮散が少なく、また熱安定性も高いため、再現良く目的のPASが得られる傾向にある。更に、後述する環式PAS(a)と線状PAS(b)との分離操作を行う条件下において、この様な線状PAS(b)は有機極性溶媒中で固形分として存在し易くなるため、環式PAS(a)との分離性が著しく向上する傾向にあり、本発明においては特に好適であるといえる。
<Linear polyarylene sulfide (b)>
Moreover, the molecular weight of the linear PAS (b) of the present invention is 5000 to 20000 in terms of weight average molecular weight, preferably 5000 to 18000, and more preferably 5000 to 16000. A linear PAS (b) having a weight average molecular weight in the above range is highly effective in reducing the molecular weight when linear PAS (b) is mixed with a PAS prepolymer. In addition, since the volatilization is small even under a high temperature environment in the production of PAS described later and the thermal stability is high, the target PAS tends to be obtained with good reproducibility. Furthermore, such linear PAS (b) is likely to exist as a solid in an organic polar solvent under the conditions for performing the separation operation of cyclic PAS (a) and linear PAS (b) described later. The separability from cyclic PAS (a) tends to be remarkably improved, and it can be said that it is particularly suitable in the present invention.
上述のように 環式PAS(a)との分離性が著しく高いために、本発明の線状PAS(b)に含まれる環式PAS含有量は重量分率で5%以下であり、3%以下が好ましく、2%以下がより好ましい。環式PASの含有量が上記範囲の線状PAS(b)では、後述するPASの製造によって得られるPASのガス発生量が少ない傾向にある。この理由は現時点で定かではないが、PASの加熱時に生成するガス成分の一部は不純物構造に起因しており、線状PAS(b)に含まれる環式PASを減らすことで、環式PASと似た溶解挙動を示す低分子量オリゴマーも同時に減って、後述のPASプレポリマーが高純度化、そのPASプレポリマーより得られるPASも高純度になるためと推測している。 As described above, since the separation property from the cyclic PAS (a) is remarkably high, the cyclic PAS content contained in the linear PAS (b) of the present invention is 5% or less by weight, 3% The following is preferable, and 2% or less is more preferable. In the linear PAS (b) in which the cyclic PAS content is in the above range, the gas generation amount of PAS obtained by the production of PAS described later tends to be small. The reason for this is not clear at this time, but part of the gas components generated during the heating of the PAS is due to the impurity structure. By reducing the cyclic PAS contained in the linear PAS (b), the cyclic PAS is reduced. It is presumed that the low molecular weight oligomers exhibiting a dissolution behavior similar to those of the above-mentioned are simultaneously reduced, so that the PAS prepolymer described later is highly purified, and the PAS obtained from the PAS prepolymer is also highly purified.
本発明において線状PAS(b)に含まれる環式PAS(a)の含有量は、線状PAS(b)中に溶媒が含まれる場合には、その含有量を差し引いた重量を100として求められる重量分率を意味するものとする。 In the present invention, when the linear PAS (b) contains a solvent, the content of the cyclic PAS (a) contained in the linear PAS (b) is calculated as 100 by subtracting the content of the solvent. It shall mean the weight fraction obtained.
<ポリアリーレンスルフィドプレポリマー>
本発明のPASプレポリマーは少なくとも環式PAS(a)と線状PAS(b)を含む混合物からなる。PASプレポリマーが含有する線状PASの含有量は、PASプレポリマーが含有する環式PASよりも少ない。すなわちPASプレポリマー中の環式PASと線状PASの重量比(環式PAS/線状PAS)は0.5以上1000未満が好ましく、1.5以上1000未満が好ましく、2以上100以下がより好ましく、3以上30以下が更に好ましく、4以上20以下がよりいっそう好ましい。PASプレポリマー中の線状PASの含有量が多くなり重量比が上記下限を下回るとPASプレポリマーの溶融解温度が高くなる傾向にあるため、PASプレポリマー中における環式PASと線状PASの重量比率を上記範囲にすることは、PASプレポリマーを高重合度体へ転化する際のプロセス温度をより低くできるため好ましい。
<Polyarylene sulfide prepolymer>
The PAS prepolymer of the present invention comprises a mixture comprising at least cyclic PAS (a) and linear PAS (b). The content of linear PAS contained in the PAS prepolymer is less than the cyclic PAS contained in the PAS prepolymer. That is, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS in the PAS prepolymer (cyclic PAS / linear PAS) is preferably 0.5 or more and less than 1000, preferably 1.5 or more and less than 1000, and more preferably 2 or more and 100 or less. Preferably, it is 3 or more and 30 or less, more preferably 4 or more and 20 or less. When the content of linear PAS in the PAS prepolymer increases and the weight ratio falls below the lower limit, the melt solution temperature of the PAS prepolymer tends to increase. Therefore, the cyclic PAS and linear PAS in the PAS prepolymer tend to increase. It is preferable to set the weight ratio in the above range because the process temperature when the PAS prepolymer is converted into a high polymerization degree can be further lowered.
本発明のPASプレポリマーにおける、環式PAS(a)と線状PAS(b)の混合比を制御することで、後述するPASの製造方法により、得られるPASの分子量を制御することができる。すなわち、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の含有量を増やし、上述の環式PASと線状PASの重量比を小さくすることで、得られるPASの重量平均分子量は低下する傾向にある。一方、線状PAS(b)の含有量を減らし、上述の環式PASと線状PASの重量比を大きくすることで得られるPASの重量平均分子量は増大する傾向にある。 By controlling the mixing ratio of cyclic PAS (a) and linear PAS (b) in the PAS prepolymer of the present invention, the molecular weight of PAS obtained can be controlled by the PAS production method described later. That is, by increasing the content of linear PAS (b) in the PAS prepolymer and reducing the weight ratio of the above-mentioned cyclic PAS and linear PAS, the weight average molecular weight of the resulting PAS tends to decrease. . On the other hand, the weight average molecular weight of PAS obtained by reducing the content of linear PAS (b) and increasing the weight ratio of the above-mentioned cyclic PAS and linear PAS tends to increase.
また、本発明のPASプレポリマーは、下記式で表されるXが1以上400以下が好ましく、1以上200以下が好ましく、5以上170以下がより好ましく、15以上130以下が更に好ましく、20以上110以下がよりいっそう好ましい。
X=2a/(Mn/M)×10000 ・・・(I)
Further, in the PAS prepolymer of the present invention, X represented by the following formula is preferably 1 or more and 400 or less, preferably 1 or more and 200 or less, more preferably 5 or more and 170 or less, further preferably 15 or more and 130 or less, and 20 or more. 110 or less is even more preferable.
X = 2a / (Mn / M) × 10000 (I)
ここでXは、本発明の製造方法により得られるPASに導入される線状PAS(b)由来の末端量の概算値であり、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の重量分率:aと線状PAS(b)の数平均分子量:Mn、PASの繰返し単位分子量:Mから求められる値である。 Here, X is an approximate value of the terminal amount derived from linear PAS (b) introduced into the PAS obtained by the production method of the present invention, and the weight fraction of linear PAS (b) in the PAS prepolymer: The number average molecular weight of a and linear PAS (b): Mn, and the repeating unit molecular weight of PAS: M.
線状PAS(b)のPASプレポリマー中の重量分率が大きい、および/または線状PAS(b)の数平均分子量が小さいためにXが上記上限を上回ると得られるPASの加熱ガス量が多くなる傾向にある。例えばPASの場合、通常の主鎖構造はアリーレンスルフィド単位であるのに対して、PASの一般的末端構造であるハロゲノ基末端やチオール末端は、主鎖構造とは電子的状態が異なるため、主鎖構造と比べて不安定である。したがって、加熱した際には不安定な末端構造が、熱分解開始の基点となると推定され、末端量が多いほど加熱時の重量減少量は増大すると考えられる。 The PAS heating gas amount obtained when X exceeds the upper limit because the weight fraction in the PAS prepolymer of linear PAS (b) is large and / or the number average molecular weight of linear PAS (b) is small. It tends to increase. For example, in the case of PAS, the normal main chain structure is an arylene sulfide unit, whereas the halogeno group terminal and the thiol terminal, which are general terminal structures of PAS, have different electronic states from the main chain structure. It is unstable compared to the chain structure. Therefore, it is presumed that an unstable terminal structure becomes the starting point of thermal decomposition when heated, and it is considered that the amount of weight loss during heating increases as the terminal amount increases.
線状PAS(b)のPASプレポリマー中の重量分率が小さい、および/または線状PAS(b)の数平均分子量が大きいためにXが上記下限を下回ると、線状PAS(b)を混合していない場合と比較して、PASの重合度を低くする効果に乏しくなる傾向にある。 When the weight fraction of the linear PAS (b) in the PAS prepolymer is small and / or the number average molecular weight of the linear PAS (b) is large and therefore X is below the lower limit, the linear PAS (b) Compared with the case where they are not mixed, the effect of lowering the degree of polymerization of PAS tends to be poor.
上述のPASプレポリマー中における環式PASと線状PASの重量比に加え、そのPASプレポリマーにおいて上記Xで表される値を制御することで、後述するPASの製造方法により、得られるPASの分子量をより確度高く制御することができる。すなわち、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の含有量を増やす、および/または線状PAS(b)の数平均分子量が小さいものを用いて上記Xで表される値を大きくすると、得られるPASの重量平均分子量は低下する傾向にある。一方、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の含有量を減らす、および/または線状PAS(b)の数平均分子量が大きいものを用いて上記Xで表される値を小さくすると、得られるPASの重量平均分子量は増大する傾向にある。本発明で用いられるPASプレポリマーに含まれる環式PASの含有量は重量分率で30%以上が好ましく、50%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、更に好ましくは75%以上である。環式PAS含有量の上限に特に制限はないが、好ましくは98%以下、より好ましくは95%以下を例示できる。通常、PASプレポリマーにおける環式PASの重量比率が高いほど、加熱後に得られるPASの重合度が高くなる傾向にあるため、PASプレポリマーにおける環式PASの重量比率を上記範囲にすることは、本発明のPASの製造法においては、得られるPASの重合度の範囲が広くなり好ましい。また、PASプレポリマーにおける環式PASの重量比率が上記した下限値を下回ると、PASプレポリマーの溶融解温度が高くなる傾向にあるため、PASプレポリマーにおける環式PASの重量比率を上記範囲にすることは、PASプレポリマーを高重合度体へ転化する際の温度をより低くできるため好ましい。 In addition to the weight ratio of cyclic PAS and linear PAS in the PAS prepolymer described above, by controlling the value represented by X in the PAS prepolymer, the PAS obtained by the PAS production method described later can be used. The molecular weight can be controlled with higher accuracy. That is, when the content of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is increased and / or the value represented by X is increased using a linear PAS (b) having a small number average molecular weight, it is obtained. The weight average molecular weight of the PAS obtained tends to decrease. On the other hand, when the content of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is reduced and / or the value represented by the above X is reduced using a linear PAS (b) having a large number average molecular weight, it is obtained. The weight average molecular weight of the resulting PAS tends to increase. The content of cyclic PAS contained in the PAS prepolymer used in the present invention is preferably 30% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and still more preferably 75% or more by weight fraction. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of cyclic PAS content, Preferably it is 98% or less, More preferably, 95% or less can be illustrated. Usually, the higher the weight ratio of cyclic PAS in the PAS prepolymer, the higher the degree of polymerization of PAS obtained after heating. Therefore, setting the weight ratio of cyclic PAS in the PAS prepolymer in the above range is as follows. In the process for producing PAS of the present invention, the range of the degree of polymerization of PAS obtained is preferable. In addition, when the weight ratio of cyclic PAS in the PAS prepolymer is below the lower limit value described above, the melt solution temperature of the PAS prepolymer tends to increase. Therefore, the weight ratio of cyclic PAS in the PAS prepolymer is within the above range. It is preferable to do so because the temperature at which the PAS prepolymer is converted into a high degree of polymerization can be lowered.
本発明においてPASプレポリマーに含まれる環式PASの含有量は、PASプレポリマー中に溶媒が含まれる場合には、その含有量を差し引いた重量を100として求められる重量分率を意味するものとする。 In the present invention, the content of cyclic PAS contained in the PAS prepolymer means a weight fraction obtained by subtracting the content from 100 when the solvent is contained in the PAS prepolymer. To do.
上記の条件を満たすPASプレポリマーの分子量の上限値は、重量平均分子量で10,000未満が好ましく、8,000以下がより好ましく、5,000以下が更に好ましい。一方、下限値は重量平均分子量で300以上が好ましく、400以上が好ましく、500以上が更に好ましい。 The upper limit of the molecular weight of the PAS prepolymer that satisfies the above conditions is preferably less than 10,000 in terms of weight average molecular weight, more preferably 8,000 or less, and even more preferably 5,000 or less. On the other hand, the lower limit is preferably 300 or more, preferably 400 or more, and more preferably 500 or more in terms of weight average molecular weight.
<スルフィド化剤>
本発明で用いられるスルフィド化剤とは、後述のジハロゲン化芳香族化合物にスルフィド結合を導入できるもの、および/またはアリーレンスルフィド結合に作用してアリーレンチオラートを生成するものであれば良く、例えばアルカリ金属硫化物、アルカリ金属水硫化物、および硫化水素が挙げられ、中でもアルカリ金属水硫化物が特に好ましい。
<Sulphiding agent>
The sulfidizing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it can introduce a sulfide bond into the dihalogenated aromatic compound described below and / or can generate an arylene thiolate by acting on the arylene sulfide bond. Examples include sulfides, alkali metal hydrosulfides, and hydrogen sulfide. Among them, alkali metal hydrosulfides are particularly preferable.
アルカリ金属硫化物の具体例としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも硫化リチウムおよび/または硫化ナトリウムが好ましく、硫化ナトリウムがより好ましく用いられる。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。なお、水性混合物とは水溶液、もしくは水溶液と固体成分の混合物、もしくは水と固体成分の混合物のことをさす。一般的に入手できる安価なアルカリ金属硫化物は水和物または水性混合物であるので、このような形態のアルカリ金属硫化物を用いることが好ましい。 Specific examples of the alkali metal sulfide include lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide and a mixture of two or more thereof, among which lithium sulfide and / or sodium sulfide are preferable. Sodium sulfide is more preferably used. These alkali metal sulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides. The aqueous mixture refers to an aqueous solution, a mixture of an aqueous solution and a solid component, or a mixture of water and a solid component. Since generally available inexpensive alkali metal sulfides are hydrates or aqueous mixtures, it is preferred to use such forms of alkali metal sulfides.
アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば水硫化リチウム、水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を挙げることができ、なかでも水硫化リチウムおよび/または水硫化ナトリウムが好ましく、水硫化ナトリウムがより好ましく用いられる。 Specific examples of the alkali metal hydrosulfide include, for example, lithium hydrosulfide, sodium hydrosulfide, potassium hydrosulfide, lithium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide, and mixtures of two or more thereof. Lithium hydrosulfide and / or sodium hydrosulfide are preferable, and sodium hydrosulfide is more preferably used.
また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。また、あらかじめアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を接触させて調製したアルカリ金属硫化物を用いることもできる。これらのアルカリ金属水硫化物及びアルカリ金属水酸化物は水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができ、水和物または水性混合物が入手のし易さ、コストの観点から好ましい。 In addition, an alkali metal sulfide prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can also be used. Alternatively, an alkali metal sulfide prepared by previously contacting an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can be used. These alkali metal hydrosulfides and alkali metal hydroxides can be used as hydrates or aqueous mixtures, or in the form of anhydrides. From the viewpoint of availability and cost of hydrates or aqueous mixtures. preferable.
さらに、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素から反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。また、あらかじめ水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素を接触させて調製したアルカリ金属硫化物を用いることもできる。硫化水素は気体状、液体状、水溶液状のいずれの形態で用いても差し障り無い。 Furthermore, alkali metal sulfides prepared in situ in the reaction system from alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide and hydrogen sulfide can also be used. Further, alkali metal sulfides prepared by previously contacting alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide with hydrogen sulfide can also be used. Hydrogen sulfide can be used in any form of gas, liquid, and aqueous solution.
本発明においてスルフィド化剤の量は、脱水操作などによりジハロゲン化芳香族化合物との反応開始前にスルフィド化剤の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。 In the present invention, the amount of the sulfidizing agent is the remaining amount obtained by subtracting the amount of loss from the actual charge amount when a partial loss of the sulfidizing agent occurs before the reaction with the dihalogenated aromatic compound due to dehydration operation or the like. It shall mean quantity.
なお、スルフィド化剤と共に、アルカリ金属水酸化物および/またはアルカリ土類金属水酸化物を併用することも可能である。アルカリ金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムおよびこれら2種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができ、アルカリ土類金属水酸化物の具体例としては、例えば水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどが挙げられ、なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。 An alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide can be used in combination with the sulfidizing agent. Specific examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, and a mixture of two or more thereof. Specific examples of the metal hydroxide include, for example, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, and sodium hydroxide is preferably used.
スルフィド化剤として、アルカリ金属水硫化物を用いる場合には、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することが特に好ましいが、この使用量はアルカリ金属水硫化物1モルに対し0.95から1.50モル、好ましくは1.00から1.25モル、より好ましくは1.005から1.200モル、更に好ましくは1.005から1.100モル、また更に好ましくは1.005から1.05モル、最も好ましくは1.005から1.04モルの範囲が例示できる。 When an alkali metal hydrosulfide is used as the sulfiding agent, it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time, but the amount used is 0.95 to 1. 50 moles, preferably 1.00 to 1.25 moles, more preferably 1.005 to 1.200 moles, more preferably 1.005 to 1.100 moles, and even more preferably 1.005 to 1.05 moles The most preferable range is 1.005 to 1.04 mol.
また、スルフィド化剤として硫化水素および/またはアルカリ金属硫化物を用いる場合にも、アルカリ金属水酸化物を同時に使用することができる。この場合、本発明におけるアルカリ金属水酸化物の使用量は、実際の使用量ではなく、便宜的に本発明で特に好ましいスルフィド化剤であるアルカリ金属水硫化物を基準に換算して表す。 Further, when hydrogen sulfide and / or alkali metal sulfide is used as a sulfidizing agent, an alkali metal hydroxide can be used at the same time. In this case, the amount of alkali metal hydroxide used in the present invention is not the actual amount used, but is expressed in terms of convenience, based on alkali metal hydrosulfide, which is a particularly preferred sulfiding agent in the present invention.
すなわち、スルフィド化剤として硫化水素を用いる場合のアルカリ金属水酸化物の使用量は、原理上、反応系においてin situで硫化水素1モルとアルカリ金属水酸化物1モルよりアルカリ金属水硫化物1モルが生成するため、硫化水素1モルに対して実際に使用したアルカリ金属水酸化物から1モル差し引いた量で表す。したがって、本発明における上記換算での硫化水素1モルに対するアルカリ金属水酸化物の好ましい量は0.95から1.50モルであり、より好ましくは1.00から1.25モル、更に好ましくは1.005から1.200モル、また更に好ましくは1.005から1.100モル、またより更に好ましくは1.005から1.05モル、最も好ましくは1.005から1.04モルである。これら硫化水素1モルに対するアルカリ金属水酸化物の好ましい量の実際の範囲は、1.95から2.50モルであり、より好ましくは2.00から2.25モル、更に好ましくは2.005から2.200モル、また更に好ましくは2.005から2.100モル、またより更に好ましくは2.005から2.05モル、最も好ましくは2.005から2.04モルである。 That is, when hydrogen sulfide is used as a sulfidizing agent, the amount of alkali metal hydroxide used is, in principle, from 1 mole of hydrogen sulfide and 1 mole of alkali metal hydroxide in situ in the reaction system. Since a mole is formed, it is expressed by subtracting 1 mole from the alkali metal hydroxide actually used for 1 mole of hydrogen sulfide. Therefore, the preferable amount of the alkali metal hydroxide with respect to 1 mol of hydrogen sulfide in the above conversion in the present invention is 0.95 to 1.50 mol, more preferably 1.00 to 1.25 mol, still more preferably 1 0.005 to 1.200 moles, still more preferably 1.005 to 1.100 moles, and even more preferably 1.005 to 1.05 moles, most preferably 1.005 to 1.04 moles. The actual range of the preferred amount of alkali metal hydroxide per mole of these hydrogen sulfides is 1.95 to 2.50 moles, more preferably 2.00 to 2.25 moles, even more preferably 2.005 to 2.200 mol, still more preferably 2.005 to 2.100 mol, even more preferably 2.005 to 2.05 mol, most preferably 2.005 to 2.04 mol.
また、スルフィド化剤としてアルカリ金属硫化物を用いる場合のアルカリ金属水酸化物の使用量は、原理上、アルカリ金属水硫化物1モルとアルカリ金属水酸化物1モルよりアルカリ金属硫化物1モルが生成するため、アルカリ金属硫化物1モルに対して実際に使用したアルカリ金属水酸化物に1モル加えた量で表す。したがって、本発明における上記換算でのアルカリ金属水酸化物の好ましい量は1.00から1.50モルであり、より好ましくは1.00から1.25モル、より好ましくは1.005から1.200モル、更に好ましくは1.005から1.100モル、また更に好ましくは1.005から1.05モル、最も好ましくは1.005から1.04モルである。これらアルカリ金属硫化物1モルに対するアルカリ金属水酸化物の好ましい用の実際の範囲は、0.00から0.50モルであり、より好ましくは0.00から0.25モル、より好ましくは0.005から0.200モル、更に好ましくは0.005から0.100モル、また更に好ましくは0.005から0.05モル、最も好ましくは0.005から0.04モルである。 The amount of alkali metal hydroxide used when alkali metal sulfide is used as the sulfiding agent is, in principle, 1 mol of alkali metal sulfide from 1 mol of alkali metal hydrosulfide and 1 mol of alkali metal hydroxide. In order to produce | generate, it represents with the quantity which added 1 mol to the alkali metal hydroxide actually used with respect to 1 mol of alkali metal sulfides. Therefore, the preferable amount of the alkali metal hydroxide in the above conversion in the present invention is 1.00 to 1.50 mol, more preferably 1.00 to 1.25 mol, more preferably 1.005 to 1. 200 mol, more preferably 1.005 to 1.100 mol, still more preferably 1.005 to 1.05 mol, and most preferably 1.005 to 1.04 mol. The preferred practical range of alkali metal hydroxides per mole of these alkali metal sulfides is 0.00 to 0.50 moles, more preferably 0.00 to 0.25 moles, more preferably 0.00. 005 to 0.200 mol, more preferably 0.005 to 0.100 mol, still more preferably 0.005 to 0.05 mol, and most preferably 0.005 to 0.04 mol.
<ジハロゲン化芳香族化合物>
本発明で使用されるジハロゲン化芳香族化合物とは芳香環の二価基であるアリーレン基と、2つのハロゲノ基からなる芳香族化合物であり、ジハロゲン化芳香族化合物1モルはアリーレン単位1モルとハロゲノ基2モルから構成される。たとえばアリーレン基としてベンゼン環の二価基であるフェニレン基と、2つのハロゲノ基からなる化合物として、p−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、1−ブロモ−4−クロロベンゼン、1−ブロモ−3−クロロベンゼンなどのジハロゲン化ベンゼン、及び1−メトキシ−2,5−ジクロロベンゼン、1−メチル−2,5−ジクロロベンゼン、1,4−ジメチル−2,5−ジクロロベンゼン、1,3−ジメチル−2,5−ジクロロベンゼン、3,5−ジクロロ安息香酸などのハロゲン以外の置換基をも含むジハロゲン化芳香族化合物などを挙げることができる。なかでも、p−ジクロロベンゼンに代表されるp−ジハロゲン化ベンゼンを主成分にするジハロゲン化芳香族化合物が好ましい。特に好ましくは、p−ジクロロベンゼンを80〜100モル%含むものであり、さらに好ましくは90〜100モル%含むものである。また、環式PAS共重合体を得るために異なる2種以上のジハロゲン化芳香族化合物を組み合わせて用いることも可能である。
<Dihalogenated aromatic compound>
The dihalogenated aromatic compound used in the present invention is an aromatic compound composed of an arylene group which is a divalent group of an aromatic ring and two halogeno groups, and 1 mol of a dihalogenated aromatic compound is 1 mol of an arylene unit. Consists of 2 moles of halogeno groups. For example, as a compound comprising a phenylene group which is a divalent group of a benzene ring as an arylene group and two halogeno groups, p-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, o-dibromobenzene, Dihalogenated benzenes such as m-dibromobenzene, 1-bromo-4-chlorobenzene, 1-bromo-3-chlorobenzene, and 1-methoxy-2,5-dichlorobenzene, 1-methyl-2,5-dichlorobenzene, 1 , 4-dimethyl-2,5-dichlorobenzene, 1,3-dimethyl-2,5-dichlorobenzene, 3,5-dichlorobenzoic acid and other dihalogenated aromatic compounds containing a substituent other than halogen. be able to. Especially, the dihalogenated aromatic compound which has p-dihalogenated benzene represented by p-dichlorobenzene as a main component is preferable. Particularly preferably, it contains 80 to 100 mol%, more preferably 90 to 100 mol% of p-dichlorobenzene. It is also possible to use a combination of two or more different dihalogenated aromatic compounds in order to obtain a cyclic PAS copolymer.
<有機極性溶媒>
本発明の実施形態ではスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物との反応を行う際や、反応で得られた反応生成物の固液分離を行う際に有機極性溶媒を用いるが、この有機極性溶媒としては有機アミド溶媒が好ましい。具体例としては、具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドンなどのN−アルキルピロリドン類、N−メチル−ε−カプロラクタム、ε−カプロラクタムなどのカプロラクタム類、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミドなどに代表されるアプロチック有機溶媒、及びこれらの混合物などが、反応の安定性が高いために好ましく使用される。これらのなかでもN−メチル−2−ピロリドンおよび1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが好ましく用いられる。
<Organic polar solvent>
In the embodiment of the present invention, an organic polar solvent is used when a reaction between a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound is performed or when a solid-liquid separation of a reaction product obtained by the reaction is performed. Is preferably an organic amide solvent. Specific examples include N-alkylpyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N-methyl-ε-caprolactam, ε -Aprotic organic solvents represented by caprolactams such as caprolactam, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, and the like, and A mixture or the like is preferably used because of its high reaction stability. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone are preferably used.
本発明の実施形態において、少なくともスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物および有機極性溶媒からなる反応混合物を反応させる際の有機極性溶媒の使用量は、反応混合物中のイオウ成分1モルに対し1.25リットル以上50リットル以下が好ましい。有機極性溶媒の使用量のより好ましい下限としては1.5リットル以上であり、さらに好ましくは2リットル以上である。一方、より好ましい上限としては20リットル以下がより好ましく、15リットル以下が更に好ましい。なお、ここでの溶媒使用量は常温常圧下における溶媒の体積を基準とする。 In the embodiment of the present invention, the amount of the organic polar solvent used in the reaction of at least the sulfidizing agent, the dihalogenated aromatic compound and the organic polar solvent is 1 with respect to 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture. 25 liters or more and 50 liters or less are preferable. The more preferable lower limit of the amount of the organic polar solvent used is 1.5 liters or more, and more preferably 2 liters or more. On the other hand, as a more preferable upper limit, 20 liters or less is more preferable, and 15 liters or less is still more preferable. Here, the amount of solvent used is based on the volume of the solvent under normal temperature and pressure.
含窒素有機極性溶媒の使用量が1.25リットルより少ない場合、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物の反応によって生成する環式PASの生成率が極めて低くなる傾向にある。また、分子量の高い線状PASが生成し易くなる傾向にあり、線状PAS(b)を混合した際の分子量低減の効果が低くなるため好ましくない。また、不純物オリゴマーの生成や、副反応に起因する不純物型末端の生成確率が高まると推測され、最終的に得られるPASのガス発生量が増大する傾向にある。 When the amount of the nitrogen-containing organic polar solvent used is less than 1.25 liter, the production rate of cyclic PAS produced by the reaction between the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound tends to be extremely low. Further, it is not preferable because a linear PAS having a high molecular weight tends to be generated, and the effect of reducing the molecular weight when the linear PAS (b) is mixed becomes low. Further, it is presumed that the generation probability of impurity oligomers and the generation probability of impurity-type ends due to side reactions are increased, and the gas generation amount of PAS finally obtained tends to increase.
なおここで、環式PASの生成率とは、後で詳述する反応混合物の製造において、用いたスルフィド化剤のすべてが環式PASに転化すると仮定した場合の環式PASの生成量に対する、反応混合物の製造で実際に生成した環式PAS量の比率のことであり、100%であれば用いたスルフィド化剤の全てが環式PASに転化したことを意味する。また線状PASの生成率とは、反応混合物の調製に用いたスルフィド化剤のすべてが線状PASに転化すると仮定した場合の線状PASの生成量に対する、反応混合物の製造で実際に生成した線状PAS量の比率のことである。 Here, the production rate of cyclic PAS refers to the production amount of cyclic PAS when it is assumed that all of the sulfidizing agent used in the production of the reaction mixture described in detail later is converted to cyclic PAS. It is the ratio of the amount of cyclic PAS actually produced in the production of the reaction mixture. If it is 100%, it means that all of the sulfidizing agent used has been converted to cyclic PAS. The production rate of linear PAS is actually generated by the production of the reaction mixture with respect to the production amount of linear PAS when it is assumed that all of the sulfidizing agent used for the preparation of the reaction mixture is converted to linear PAS. It is the ratio of the linear PAS amount.
ここで環式PASの生成率は、高いほど用いたスルフィド化剤をより効率よく環式PASに転化させるとの観点で好ましい。ただし、極めて高い生成率を達成するために反応混合物の製造に際して、使用する有機極性溶媒の使用量を極端に多くすると、反応容器の単位体積当たりの環式PASの生成量が低下する傾向に有り、また、反応に要する時間が長時間化する傾向がある。更に、環式PASを単離回収する操作を行う場合には、有機極性溶媒の使用量が多すぎると反応物単位量当たりの環式PAS量が微量になるため、回収操作が困難となる。環式PASの生成率と生産性を両立するとの観点で上記した有機極性溶媒の使用量範囲とする事が好ましい。 Here, the higher the production rate of cyclic PAS, the more preferable is the viewpoint that the sulfiding agent used is more efficiently converted to cyclic PAS. However, when the amount of the organic polar solvent used is extremely increased in the production of the reaction mixture in order to achieve a very high production rate, the amount of cyclic PAS produced per unit volume of the reaction vessel tends to decrease. Also, the time required for the reaction tends to increase. Furthermore, when performing an operation of isolating and recovering cyclic PAS, if the amount of the organic polar solvent used is too large, the amount of cyclic PAS per unit amount of the reactant becomes a very small amount, which makes the recovery operation difficult. It is preferable to make it the usage-amount range of an organic polar solvent mentioned above from a viewpoint of making the production | generation rate and productivity of cyclic PAS compatible.
なお、一般的な環式化合物の製造における溶媒の使用量は極めて多い場合が多く、本発明の好ましい使用量範囲では効率よく環式化合物を得られないことが多い。本発明では一般的な環式化合物製造の場合と比べて、溶媒使用量が比較的少ない条件下、即ち上記した好ましい溶媒使用量上限値以下の場合でも、効率よく環式PASが得られる。この理由は現時点定かではないが、本発明の方法では、反応混合物の還流温度を超えて反応を行うため、極めて反応効率が高く原料の消費速度が高いことが、環状化合物の生成に好適に作用しているものと推測している。ここで、反応混合物における有機極性溶媒の使用量とは、反応系内に導入した有機極性溶媒から、反応系外に除去された有機極性溶媒を差し引いた量である。 In addition, the amount of the solvent used in the production of a general cyclic compound is very large in many cases, and the cyclic compound is often not efficiently obtained within the preferable amount range of the present invention. In the present invention, cyclic PAS can be efficiently obtained even under conditions where the amount of solvent used is relatively small compared to the case of production of a general cyclic compound, that is, when the amount is not more than the above-mentioned upper limit value of the preferred amount of solvent used. The reason for this is not clear at the present time, but in the method of the present invention, the reaction is carried out above the reflux temperature of the reaction mixture, so that the reaction efficiency is very high and the raw material consumption rate is suitable for the production of the cyclic compound. I guess it is. Here, the usage amount of the organic polar solvent in the reaction mixture is an amount obtained by subtracting the organic polar solvent removed from the reaction system from the organic polar solvent introduced into the reaction system.
<PASプレポリマーの製造方法>
本発明のPASプレポリマーの製造方法では、後述の工程1、工程2および工程3を経て得られる環式PAS(a)と工程1および工程2を経て得られる線状PAS(b)を製造した後に、得られた環式PAS(a)と線状PAS(b)を混合してPASプレポリマーを製造する。
<Method for producing PAS prepolymer>
In the method for producing a PAS prepolymer of the present invention, cyclic PAS (a) obtained through Step 1, Step 2 and Step 3 described later and linear PAS (b) obtained through Step 1 and Step 2 were produced. Later, the obtained cyclic PAS (a) and linear PAS (b) are mixed to produce a PAS prepolymer.
<工程1:環式ポリアリーレンスルフィド(a)と線状ポリアリーレンスルフィド(b)とを含む反応混合物の製造>
本発明では、少なくともスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させて、少なくとも環式PAS(a)と線状PAS(b)とを含む反応混合物を得る。工程1の方法としては上記必須成分を原料として用いれば良いが、好ましい方法として、特開2009−30012号公報や特開2009−227952号公報に開示された公知の方法が挙げられる。これら公知の方法では効率良く環式PASを得るため、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させて反応混合物を製造する方法であって、スルフィド化剤のイオウ原子1モルに対して有機極性溶媒を1.25リットル以上用いて、上記原料を常圧における還流温度を越えて加熱することが特徴である。
<Step 1: Production of reaction mixture containing cyclic polyarylene sulfide (a) and linear polyarylene sulfide (b)>
In the present invention, at least the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound are contacted in an organic polar solvent to obtain a reaction mixture containing at least cyclic PAS (a) and linear PAS (b). As the method of step 1, the above-mentioned essential components may be used as raw materials, but preferred methods include known methods disclosed in JP2009-30012A and JP2009-227952A. In these known methods, in order to obtain cyclic PAS efficiently, a reaction mixture is produced by bringing a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound into contact with each other in an organic polar solvent. It is characterized by using 1.25 liters or more of an organic polar solvent per mole and heating the raw material beyond the reflux temperature at normal pressure.
また、より好ましくは、国際公開2013/061561号に開示されている方法により、反応混合物を得ることもできる。該方法では、イオウ成分1モルあたりのアリーレン単位が0.80モル以上1.04モルである原料を加熱して、上記原料中の上記スルフィド化剤の50%以上を反応消費させる前段工程と、その前段工程に次いで、上記原料中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位が1.05モル以上1.50モル以下となるように上記ジハロゲン化芳香族化合物を追加した後にさらに加熱して反応させる後段工程を行い、反応混合物を得る。該方法では、後述する工程3の回収操作を付加的に行うことでより純度の高い環式PAS(a)を得ることがきるため好ましい。 More preferably, the reaction mixture can also be obtained by the method disclosed in International Publication No. 2013/061561. In the method, a pre-stage step of heating a raw material having an arylene unit of 0.80 mol or more and 1.04 mol per mol of a sulfur component to cause reaction consumption of 50% or more of the sulfidizing agent in the raw material; Subsequent to the previous step, the dihalogenated aromatic compound is added and further heated and reacted so that the arylene unit per mole of the sulfur component in the raw material is 1.05 mol or more and 1.50 mol or less. Perform the steps to obtain a reaction mixture. This method is preferable because cyclic PAS (a) with higher purity can be obtained by additionally performing the recovery operation in Step 3 described later.
また、上記の国際公開2013/061561号に開示されている方法で反応混合物を得るに際しては、上述の前段工程後にジハロゲン化芳香族化合物を追加して行う後段工程において、反応を完結に近づけることがさらに好ましい。ここで、反応の完結とは、後段工程において仕込んだスルフィド化剤の大部分、すなわち、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上が消費された後、さらに反応を行って99%以上の原料のスルフィド化剤およびジハロゲン化芳香族加工物を消費することをいう。反応の完結に要する時間は、原料の種類あるいは反応温度に依存するので一概に規定できないが、好ましい反応時間の下限としては0.1時間以上が例示でき、0.25時間以上がより好ましい。一方、好ましい反応時間の上限としては、20時間以下が例示でき、好ましくは10時間以下、より好ましくは5時間以下も採用できる。反応を完結に近づけることによって、環式PASが収率よく得られ、後述する工程3の回収操作を付加的に行うことで純度の高い環式PAS(a)を得ることができる。 Further, when obtaining a reaction mixture by the method disclosed in the above-mentioned International Publication No. 2013/061561, the reaction may be nearly completed in a subsequent step performed by adding a dihalogenated aromatic compound after the above-mentioned previous step. Further preferred. Here, the completion of the reaction means that most of the sulfidizing agent charged in the subsequent step, that is, preferably 90% or more, more preferably 95% or more is consumed, and the reaction is further performed to 99% or more. Consumption of raw material sulfidizing agent and dihalogenated aromatic processed product. The time required for completion of the reaction depends on the type of raw material or the reaction temperature, and thus cannot be defined unconditionally. However, a preferable lower limit of the reaction time is 0.1 hour or longer, and more preferably 0.25 hour or longer. On the other hand, as an upper limit of preferable reaction time, 20 hours or less can be illustrated, Preferably it is 10 hours or less, More preferably, 5 hours or less is employable. By bringing the reaction close to completion, cyclic PAS can be obtained in good yield, and high-purity cyclic PAS (a) can be obtained by additionally performing the recovery operation in Step 3 described later.
<工程2:線状ポリアリーレンスルフィド(b)の製造>
本発明の実施形態では、上記工程1に次いで工程3として、工程1で得られた反応生成物を固液分離することで、主として線状PASを含む固形分の線状PAS(b)と、主として環式PASと有機極性溶媒を含む濾液を得る工程を実施する。
<Step 2: Production of linear polyarylene sulfide (b)>
In the embodiment of the present invention, as the step 3 subsequent to the step 1, the reaction product obtained in the step 1 is subjected to solid-liquid separation, so that the solid linear PAS (b) mainly containing the linear PAS, A step of obtaining a filtrate mainly containing cyclic PAS and an organic polar solvent is carried out.
工程2の方法としては工程1で得られた反応生成物を固液分離することができれば良いが、好ましい方法として、特開2009−149863号公報に開示された公知の方法が挙げられる。これら公知の方法では、環式PASを得るため、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを有機極性溶媒中で接触させた反応混合物を固液分離する方法であって、有機極性溶媒の沸点以下の温度で固液分離することが特徴である。該方法では、分離操作を行う条件下において、線状PAS(b)が有機極性溶媒中で固形分として存在し易くなるため、環式PAS(a)との分離性が著しく向上する傾向にあり、好ましい。 As the method of Step 2, it is sufficient that the reaction product obtained in Step 1 can be subjected to solid-liquid separation. However, a preferable method is a known method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-149863. In these known methods, in order to obtain cyclic PAS, a reaction mixture obtained by bringing a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound into contact with each other in an organic polar solvent is subjected to solid-liquid separation, which is below the boiling point of the organic polar solvent. It is characterized by solid-liquid separation at a temperature of In this method, the linear PAS (b) tends to exist as a solid in an organic polar solvent under the conditions for performing the separation operation, so that the separability from the cyclic PAS (a) tends to be remarkably improved. ,preferable.
また、反応生成物を固液分離操作に処するに先立って、反応混合物に含まれる有機極性溶媒の一部を留去して反応混合物中の有機極性溶媒の量を減じる操作を付加的に行うことも可能である。これにより固液分離操作に供する反応混合物が減少するため固液分離操作に要する時間が短縮できる傾向にある。 In addition, prior to subjecting the reaction product to a solid-liquid separation operation, an additional operation of distilling off part of the organic polar solvent contained in the reaction mixture to reduce the amount of the organic polar solvent in the reaction mixture is performed. Is also possible. As a result, the reaction mixture used for the solid-liquid separation operation decreases, so that the time required for the solid-liquid separation operation tends to be shortened.
有機極性溶媒を留去する方法としては、反応混合物から有機極性溶媒を分離し反応混合物に含有される有機極性溶媒の量を低減できれば、いずれの方法でも特に問題はなく、好ましい方法としては、減圧下あるいは加圧下に有機極性溶媒を蒸留する方法、フラッシュ移送により溶媒を除去する方法などが例示でき、なかでも減圧下あるいは加圧下に有機極性溶媒を蒸留する方法が好ましい。また減圧下あるいは加圧下に有機極性溶媒を蒸留する際、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスをキャリアーガスとして用いても良い。 As a method for distilling off the organic polar solvent, any method can be used as long as the organic polar solvent is separated from the reaction mixture and the amount of the organic polar solvent contained in the reaction mixture can be reduced. Examples thereof include a method of distilling the organic polar solvent under or under pressure, a method of removing the solvent by flash transfer, and the method of distilling the organic polar solvent under reduced pressure or under pressure is particularly preferable. Further, when distilling the organic polar solvent under reduced pressure or under pressure, an inert gas such as nitrogen, helium, or argon may be used as a carrier gas.
有機極性溶媒の留去を行う温度については、有機極性溶媒の種類や、反応生成物の組成によって多様化するため、一意的には決めることはできないが、180〜300℃が好ましく、200〜280℃がより好ましく、200〜250℃の範囲がさらに好ましい範囲として例示できる。 The temperature at which the organic polar solvent is distilled off varies depending on the type of the organic polar solvent and the composition of the reaction product, and therefore cannot be uniquely determined, but is preferably 180 to 300 ° C., preferably 200 to 280. ° C is more preferable, and a range of 200 to 250 ° C can be exemplified as a more preferable range.
ここでの固液分離によれば、反応混合物に含まれる環式PASの大部分を濾液成分として分離可能であり、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上を濾液成分として回収しうる。また、固液分離によって固形分として分離される線状PAS(b)に環式PASの一部が残留する場合には、固形分に対してフレッシュな有機極性溶媒を用いて洗浄することで、環式PASの固形分への残留量を低減することも可能である。ここで用いる溶剤は環式PASが溶解しうるものであれば良く、前述した工程1で用いた有機極性溶媒と同じ溶媒を用いることが好ましい。 According to the solid-liquid separation here, most of the cyclic PAS contained in the reaction mixture can be separated as a filtrate component, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95% or more. It can be recovered as a filtrate component. In addition, when a part of the cyclic PAS remains in the linear PAS (b) separated as a solid content by solid-liquid separation, by washing with a fresh organic polar solvent with respect to the solid content, It is also possible to reduce the residual amount of cyclic PAS in the solid content. The solvent used here may be any solvent that can dissolve cyclic PAS, and is preferably the same solvent as the organic polar solvent used in Step 1 described above.
また、線状PAS(b)を後述の混合操作に処するに先立って、線状PAS(b)に含まれる液成分(母液)を含む場合には、固形状の線状PAS(b)を各種溶剤により洗浄することで、母液を低減することも可能である。ここで洗浄に用いる各種溶剤としては線状PASの溶解性が低いものが望ましく、たとえば水や、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノールに代表されるアルコール類、アセトンに代表されるケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどに代表される酢酸エステル類、およびこれらの溶剤と工程1で用いた有機極性溶媒の混合液が例示でき、液入手性、経済性の観点から水、メタノールおよびアセトン、またこれらの溶剤と工程1で用いた有機極性溶媒の混合液が好ましく、特に水および水と工程1で用いた有機極性溶媒の混合液が好ましい。 Further, prior to subjecting the linear PAS (b) to the mixing operation described later, when the liquid component (mother liquid) contained in the linear PAS (b) is included, various solid linear PAS (b) are used. It is possible to reduce the mother liquor by washing with a solvent. Here, various solvents used for washing are preferably those having low solubility of linear PAS, such as water, alcohols represented by methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and hexanol, and ketones represented by acetone. , Acetates represented by ethyl acetate, butyl acetate, and the like, and mixed solvents of these solvents and the organic polar solvent used in Step 1, and water, methanol and acetone from the viewpoint of liquid availability and economy, Moreover, the liquid mixture of these solvents and the organic polar solvent used at the process 1 is preferable, and the liquid mixture of water and the organic polar solvent used at the process 1 is especially preferable.
<工程3:環式ポリアリーレンスルフィド(a)の製造>
本回収法においては次に、工程2で得られる反応生成物を固液分離して得られる、少なくとも環式PASを含む有機極性溶媒から固形分として環式PAS(a)を回収する。
<Step 3: Production of cyclic polyarylene sulfide (a)>
Next, in this recovery method, cyclic PAS (a) is recovered as a solid content from an organic polar solvent containing at least cyclic PAS obtained by solid-liquid separation of the reaction product obtained in step 2.
環式PAS(a)を回収する方法としては、工程2の固液分離で得られた少なくとも環式PASを含む有機極性溶媒から固形分として環式PAS(a)を回収することができれば良いが、好ましい方法として、特開2012−229320号公報に開示された公知の方法が挙げられる。これら公知の方法では、反応混合物を固液分離して得られる、少なくとも環式PASを含む有機極性溶媒に、その有機極性溶媒とは異なる溶液を加え固形分として環式PASを回収する。該方法では、純度の高い環式PAS(a)を簡便な方法で、かつ短時間で回収することができ好ましい。 As a method for recovering cyclic PAS (a), it is sufficient if cyclic PAS (a) can be recovered as a solid content from an organic polar solvent containing at least cyclic PAS obtained by solid-liquid separation in step 2. As a preferable method, a known method disclosed in JP 2012-229320 A can be mentioned. In these known methods, a cyclic PAS is recovered as a solid by adding a solution different from the organic polar solvent to an organic polar solvent containing at least cyclic PAS obtained by solid-liquid separation of the reaction mixture. This method is preferable because cyclic PAS (a) having a high purity can be recovered in a simple method and in a short time.
回収した環式PAS(a)が液成分(母液)を含む場合には、固形状の環式PAS(a)を各種溶剤により洗浄することで、母液を低減することも可能である。ここで環状PASの洗浄に用いる各種溶剤としては環式PAS(a)の溶解性が低い溶剤が望ましく、水や、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノールに代表されるアルコール類、アセトンに代表されるケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどに代表される酢酸エステル類、およびこれらの溶剤と工程1で用いた有機極性溶媒の混合液が例示でき、液入手性、経済性の観点から水、メタノールおよびアセトン、またこれらの溶剤と工程1で用いた有機極性溶媒の混合液が好ましく、特に水および水と工程1で用いた有機極性溶媒の混合液が好ましい。このような溶剤を用いた洗浄を付加的に行うことで、固形状の環式PAS(a)が含有する母液量を低減できるのみならず、環式PAS(a)が含む溶剤に可溶な不純物を低減できるという効果もある。この洗浄方法としては固形分ケークが積層した分離フィルター上に溶剤を加えて固液分離する方法や固形分ケークに溶剤を加えて撹拌することでスラリー化した後に再度固液分離する方法などが例示できる。また、前述の母液を含有、もしくは洗浄操作による溶剤成分を含有する等、液成分を含む湿潤状態の環式PAS(a)をたとえば一般的な乾燥処理を施すことにより液成分を除去して乾燥状態の環式PAS(a)を得ることも可能である。 When the recovered cyclic PAS (a) contains a liquid component (mother liquor), the mother liquor can be reduced by washing the solid cyclic PAS (a) with various solvents. Here, as the various solvents used for washing cyclic PAS, solvents having low solubility of cyclic PAS (a) are desirable, such as water, alcohols typified by methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, and acetone. Examples include ketones represented by representatives, acetic esters represented by ethyl acetate, butyl acetate, and the like, and mixed solvents of these solvents and the organic polar solvent used in Step 1, and water from the viewpoint of liquid availability and economy. Methanol and acetone, and a mixed solution of these solvents and the organic polar solvent used in Step 1, are particularly preferable water and a mixed solution of water and the organic polar solvent used in Step 1. By additionally performing cleaning using such a solvent, not only can the amount of the mother liquor contained in the solid cyclic PAS (a) be reduced, but it is soluble in the solvent contained in the cyclic PAS (a). There is also an effect that impurities can be reduced. Examples of this washing method include a method of solid-liquid separation by adding a solvent on a separation filter in which a solid cake is laminated, and a method of solid-liquid separation again after slurrying by adding a solvent to the solid cake and stirring. it can. In addition, wet cyclic PAS (a) containing a liquid component containing the above-mentioned mother liquor or containing a solvent component by a washing operation, for example, is subjected to a general drying process to remove the liquid component and dry. It is also possible to obtain the cyclic PAS (a) in the state.
なお環式PAS(a)の回収操作を行う際の雰囲気は非酸化性雰囲気で行うことが好ましい。これにより環式PAS(a)を回収する際の環式PAS(a)の架橋反応や分解反応、酸化反応などの好ましくない副反応の発生を抑制できるのみならず、回収操作に用いる有機極性溶媒の酸化劣化等、好ましくない副反応を抑制できる傾向にある。なお、非酸化性雰囲気とは回収操作に処する各種成分が接する気相における酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。 In addition, it is preferable to perform the atmosphere at the time of performing collection | recovery operation of cyclic PAS (a) in a non-oxidizing atmosphere. As a result, not only the occurrence of undesirable side reactions such as crosslinking reaction, decomposition reaction, oxidation reaction, etc. of cyclic PAS (a) when cyclic PAS (a) is recovered, but also organic polar solvent used for the recovery operation It tends to suppress undesirable side reactions such as oxidative degradation. The non-oxidizing atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration in the gas phase in contact with various components subjected to the recovery operation is 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, and more preferably contains substantially no oxygen, that is, nitrogen or helium. And an inert gas atmosphere such as argon. Among them, a nitrogen atmosphere is particularly preferable from the viewpoint of economy and ease of handling.
<ポリアリーレンスルフィドプレポリマーの製造方法>
本発明のPASプレポリマーは環式PAS(a)と線状PAS(b)を混合して得られる。環式PAS(a)と線状PAS(b)の混合比は、環式PAS(a)を100としたとき線状PAS(b)の重量比は0.1以上200以下が好ましく、0.1以上70以下が好ましく、1以上50以下がより好ましく、3以上35以下が更に好ましく、5以上25以下がよりいっそう好ましい。線状PAS(b)の混合量が多く線状PAS(b)の混合比が上記上限を越えると、混合して得られるPASプレポリマーの重量比(環式PAS/線状PAS)およびXで表される値が本発明における好ましい範囲から外れる傾向にある。一方、線状PAS(b)の混合量が少なく線状PAS(b)の混合比が上記下限を下回ると、混合して得られるPASプレポリマー(環式PAS/線状PAS)の重量比およびXで表される値が本発明における好ましい範囲から外れる傾向にある。
<Method for producing polyarylene sulfide prepolymer>
The PAS prepolymer of the present invention is obtained by mixing cyclic PAS (a) and linear PAS (b). The mixing ratio of the cyclic PAS (a) and the linear PAS (b) is preferably 0.1 to 200 when the cyclic PAS (a) is 100, and the weight ratio of the linear PAS (b) is preferably from 0.1 to 200. 1 or more and 70 or less are preferable, 1 or more and 50 or less are more preferable, 3 or more and 35 or less are still more preferable, and 5 or more and 25 or less are even more preferable. When the mixing amount of the linear PAS (b) is large and the mixing ratio of the linear PAS (b) exceeds the above upper limit, the weight ratio of the PAS prepolymer obtained by mixing (cyclic PAS / linear PAS) and X The value represented tends to deviate from the preferred range in the present invention. On the other hand, when the mixing amount of the linear PAS (b) is small and the mixing ratio of the linear PAS (b) is lower than the lower limit, the weight ratio of the PAS prepolymer (cyclic PAS / linear PAS) obtained by mixing and The value represented by X tends to deviate from the preferred range in the present invention.
本発明では環式PAS(a)と線状PAS(b)を混合すれば良いが、全体の組成ができるだけ均一になるように混合することが好ましい。均一に分散させる方法として、例えば機械的に混合する方法、溶媒を用いて混合する方法、PASプレポリマーを溶融し混合する方法などが挙げられる。 In the present invention, cyclic PAS (a) and linear PAS (b) may be mixed, but it is preferable to mix so that the entire composition is as uniform as possible. Examples of the method of uniformly dispersing include a method of mixing mechanically, a method of mixing using a solvent, and a method of melting and mixing a PAS prepolymer.
機械的に混合させる方法として、具体的には粉砕機、撹拌機、混合機、振とう機、乳鉢を用いる方法などが例示できる。環式PAS(a)と線状PAS(b)を固体で混合する場合、より均一な混合が可能となるため環式PAS(a)および線状PAS(b)の平均粒径は1mm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましく、200μm以下であることが更に好ましい。 Specific examples of the mechanical mixing method include a pulverizer, a stirrer, a mixer, a shaker, and a method using a mortar. When cyclic PAS (a) and linear PAS (b) are mixed as a solid, more uniform mixing is possible, so the average particle size of cyclic PAS (a) and linear PAS (b) is 1 mm or less. Preferably, it is 500 μm or less, and more preferably 200 μm or less.
溶媒を用いて混合する方法として、具体的には環式PAS(a)を適宜な溶媒に溶解または分散し、これに線状PAS(b)を固体あるいは溶液の状態で所定量加えた後、溶媒を除去する方法などが例示できる。環式PAS(a)を溶解あるいは分散させる溶媒については、環式PASを変性する作用を有しないものであれば特に制限はないが、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホンなどのスルホキシド・スルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、2塩化エチレン、ジクロルエタン、テトラクロルエタン、クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒や水などがあげられる。また、二酸化炭素、窒素、水等の無機化合物を超臨界流体状態として溶媒に用いることも可能である。これらの溶媒は1種類または2種類以上の混合物として使用することができる。線状PAS(b)を溶解あるいは分散させる溶媒については、特に制限はなく、前述の環式PAS(a)を溶解あるいは分散させる溶媒として例示したものが例示できる。 As a method of mixing using a solvent, specifically, cyclic PAS (a) is dissolved or dispersed in an appropriate solvent, and after adding a predetermined amount of linear PAS (b) in a solid or solution state, A method for removing the solvent can be exemplified. The solvent for dissolving or dispersing cyclic PAS (a) is not particularly limited as long as it does not have an action of modifying cyclic PAS. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide Nitrogen-containing polar solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, sulfoxide and sulfone solvents, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone and other ketone solvents, dimethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran and other ether solvents, chloroform, chloride Halogen solvents such as methylene, trichlorethylene, ethylene dichloride, dichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol Le, propylene glycol, phenol, cresol, alcohol phenol based solvents such as polyethylene glycol, benzene, toluene, and aromatic hydrocarbon solvents and water, such as xylene. It is also possible to use an inorganic compound such as carbon dioxide, nitrogen, or water as a solvent in a supercritical fluid state. These solvents can be used as one kind or a mixture of two or more kinds. The solvent for dissolving or dispersing the linear PAS (b) is not particularly limited, and examples thereof include those exemplified as the solvent for dissolving or dispersing the cyclic PAS (a).
線状PAS(b)の溶液を添加する方法は特に制限はないが、例えば、環式PAS(a)の分散液や溶媒を含む環式PAS(a)あるいは環式PAS(a)溶液に滴下や噴霧等する方法が挙げられる。溶媒を用いて添加した場合には、回転式あるいは撹拌翼付きの乾燥機で混合しながら溶媒を除去する方法や、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダーなどの通常の混合機を用いて、常温または加温下で混合し、その後溶媒を蒸発等により除去する方法が挙げられる。また、後述のPASの製造工程では溶媒を含有したPASプレポリマーを用いてもよく、製造時の昇温工程で溶媒を除去する方法もとり得る。 The method for adding the linear PAS (b) solution is not particularly limited. For example, the solution is added dropwise to the cyclic PAS (a) or the cyclic PAS (a) solution containing the dispersion or solvent of the cyclic PAS (a). Or spraying. When added using a solvent, remove the solvent while mixing with a tumble or dryer equipped with a stirring blade, or use a normal mixer such as a Henschel mixer or ribbon blender at room temperature or under heating. And then the solvent is removed by evaporation or the like. In addition, a PAS prepolymer containing a solvent may be used in the PAS production process described later, and a method of removing the solvent in a temperature raising process during production may be used.
PASプレポリマーを溶融し混合する方法として、環式PAS(a)と線状PAS(b)を混合した後、加熱によりPASプレポリマーを溶融させる方法、あらかじめ環式PAS(a)を溶融した後に線状PAS(b)を固体あるいは溶媒に分散させた状態で所定量加える方法が例示できる。あらかじめ環式PAS(a)を溶融した後に線状PAS(b)を加える場合には、線状PAS(b)を一度に添加しても良いし複数回に分けて添加しても良い。また、PASプレポリマーの溶融混合は、重合反応装置、成形品を製造する型、押出機や溶融混練機などの装置内外で行うこともできる。 As a method of melting and mixing the PAS prepolymer, after the cyclic PAS (a) and the linear PAS (b) are mixed, the PAS prepolymer is melted by heating, after the cyclic PAS (a) is previously melted An example is a method in which a predetermined amount of linear PAS (b) is added in a state of being dispersed in a solid or a solvent. When the linear PAS (b) is added after the cyclic PAS (a) is melted in advance, the linear PAS (b) may be added at once or may be added in a plurality of times. In addition, the melt mixing of the PAS prepolymer can be performed inside or outside a polymerization reaction apparatus, a mold for producing a molded article, an extruder, a melt kneader, or the like.
上記、PASプレポリマーを溶融し環式PAS(a)と線状PAS(b)を混合させる際の温度は、環式PASがPASに転化しにくい温度領域であることが好ましく、例えば300℃以下が例示できる。300℃以下では環式PASが転化しにくい傾向にある。 The temperature at which the PAS prepolymer is melted and the cyclic PAS (a) and the linear PAS (b) are mixed is preferably a temperature range in which the cyclic PAS is difficult to convert to PAS, for example, 300 ° C. or less. Can be illustrated. Below 300 ° C, cyclic PAS tends to be difficult to convert.
なお上述の機械的に混合する方法、溶媒を用いて混合する方法、環式ポリアリーレンスルフィドを溶融し混合する方法を用いて、予め環式PAS(a)と線状PAS(b)を均一に混合したPASプレポリマーを得て、これを環式PAS(a)に加える製造方法もとり得る。 In addition, the cyclic PAS (a) and the linear PAS (b) are uniformly made in advance using the above-described mechanical mixing method, mixing method using a solvent, and melting and mixing cyclic polyarylene sulfide. There can also be a production process in which a mixed PAS prepolymer is obtained and added to the cyclic PAS (a).
<ポリアリーレンスルフィドの製造方法>
上記した本発明のPASは、上記PASプレポリマーを加熱して高重合度体に転化させ製造する。この加熱の温度は上記PASプレポリマーが溶融解する温度であることが好ましく、このような温度条件であれば特に制限は無い。加熱温度がPASプレポリマーの溶融解温度未満ではPASを得るのに長時間が必要となる傾向がある。なお、PASプレポリマーが溶融解する温度は、PASプレポリマーの組成や分子量、また、加熱時の環境により変化するため、一意的に示すことはできないが、例えばPASプレポリマーを示差走査型熱量計で分析することで溶融解温度を把握することが可能である。但し、温度が高すぎるとPASプレポリマー間、加熱により生成したPAS間、及びPASとPASプレポリマー間などでの架橋反応や分解反応に代表される好ましくない副反応が生じやすくなる傾向にあり、得られるPASの特性が低下する場合があるため、このような好ましくない副反応が顕著に生じる温度は避けることが望ましい。加熱温度としては180〜400℃が例示でき、好ましくは200〜380℃、より好ましくは250〜360℃である。
<Method for producing polyarylene sulfide>
The above-described PAS of the present invention is produced by heating the PAS prepolymer to convert it to a high degree of polymerization. The heating temperature is preferably a temperature at which the PAS prepolymer melts, and there is no particular limitation as long as it is such a temperature condition. When the heating temperature is lower than the melt solution temperature of the PAS prepolymer, a long time tends to be required to obtain PAS. Although the temperature at which the PAS prepolymer melts varies depending on the composition and molecular weight of the PAS prepolymer and the environment during heating, it cannot be uniquely indicated. For example, the PAS prepolymer is a differential scanning calorimeter. It is possible to grasp the melting solution temperature by analyzing with. However, if the temperature is too high, undesirable side reactions such as cross-linking reactions and decomposition reactions between PAS prepolymers, between PASs generated by heating, and between PAS and PAS prepolymers tend to occur, It is desirable to avoid temperatures at which such undesirable side reactions are noticeable, since the properties of the resulting PAS may deteriorate. As heating temperature, 180-400 degreeC can be illustrated, Preferably it is 200-380 degreeC, More preferably, it is 250-360 degreeC.
上記加熱を行う時間は使用するPASプレポリマーにおける環式PAS(a)の含有率や繰り返し単位数、及び分子量などの各種特性、また、加熱の温度等の条件によって異なるため一様には規定できないが、上記した好ましくない副反応がなるべく起こらないように設定することが好ましい。加熱時間としては0.05〜100時間が例示でき、0.1〜20時間が好ましく、0.1〜10時間がより好ましい。0.05時間未満ではPASプレポリマーのPASへの転化が不十分になりやすく、100時間を超えると好ましくない副反応による得られるPASの特性への悪影響が顕在化する可能性が高くなる傾向にあるのみならず、経済的にも不利益を生じる場合がある。 The heating time cannot be uniformly defined because it varies depending on various properties such as the cyclic PAS (a) content, the number of repeating units, and the molecular weight of the PAS prepolymer used, and the heating temperature. However, it is preferable to set so that the above-mentioned undesirable side reaction does not occur as much as possible. Examples of the heating time include 0.05 to 100 hours, preferably 0.1 to 20 hours, and more preferably 0.1 to 10 hours. If the time is less than 0.05 hours, the conversion of the PAS prepolymer to PAS tends to be insufficient, and if the time exceeds 100 hours, the possibility of adverse effects on the properties of the resulting PAS due to undesirable side reactions tends to become obvious. Not only that, but there may be economic disadvantages.
上記、PASプレポリマーの加熱による高重合度体への転化は、通常の重合反応装置を用いる方法で行うのはもちろんのこと、成形品を製造する型内で行っても良いし、押出機や溶融混練機を用いて行うなど、加熱機構を具備した装置であれば特に制限無く行うことが可能であり、バッチ方式、連続方式など公知の方法が採用できる。 The conversion of the PAS prepolymer to a high degree of polymerization by heating may be performed in a mold for producing a molded product, as well as by a method using a normal polymerization reaction apparatus, an extruder, Any apparatus equipped with a heating mechanism, such as a melt kneader, can be used without particular limitation, and known methods such as a batch method and a continuous method can be employed.
環式PASの加熱は、実質的に溶媒を含まない条件下で行うことも可能である。このような条件下で行う場合、短時間での昇温が可能であり、反応速度が高く、短時間でPASを得やすくなる傾向がある。ここで実質的に溶媒を含まない条件とは、環式PAS中の溶媒が10重量%以下であることを指し、3重量%以下がより好ましい。 It is also possible to heat the cyclic PAS under conditions that are substantially free of solvent. When carried out under such conditions, the temperature can be raised in a short time, the reaction rate is high, and PAS tends to be easily obtained in a short time. Here, the substantially solvent-free condition means that the solvent in the cyclic PAS is 10% by weight or less, and more preferably 3% by weight or less.
環式PASの加熱は、減圧条件、脱揮条件、大気圧条件、加圧条件のいずれの条件下でも行うことができる。この際の雰囲気は非酸化性雰囲気で行うことが好ましい。非酸化性雰囲気とは環式PASが接する気相における酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、さらに好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。なお、いずれの圧力条件下でも、反応系内の雰囲気を一度非酸化性雰囲気としてから所定の条件で加熱を行うことが好ましい。これにより環式PAS間、加熱により生成したPAS間、及びPASと環式PAS間などで架橋反応や分解反応などの好ましくない副反応と着色の発生を抑制できる傾向にある。 The cyclic PAS can be heated under any of reduced pressure conditions, devolatilization conditions, atmospheric pressure conditions, and pressurized conditions. The atmosphere at this time is preferably a non-oxidizing atmosphere. The non-oxidizing atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration in the gas phase in contact with the cyclic PAS is 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, ie, nitrogen, helium, argon or the like. This indicates an active gas atmosphere, and among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferred from the viewpoint of economy and ease of handling. Note that, under any pressure condition, it is preferable that the atmosphere in the reaction system is once changed to a non-oxidizing atmosphere and then heated under predetermined conditions. Thereby, it is in the tendency which can suppress generation | occurrence | production of undesirable side reactions, such as a crosslinking reaction and a decomposition reaction, and coloring between cyclic PAS, between PAS produced | generated by heating, and between PAS and cyclic PAS.
減圧条件下とは反応を行う系内が大気圧よりも低いことを指し、上限として50kPa以下が好ましく、20kPa以下がより好ましく、10kPa以下がさらに好ましい。下限としては0.1kPa以上が例示でき、0.2kPa以上がより好ましい。減圧条件が好ましい下限以上では、環式PASに含まれる分子量の低い上記(B)式の環式化合物が揮散しにくく、一方好ましい上限以下では、架橋反応など好ましくない副反応が起こりにくい傾向にあり、前述した特性を有するPASを得ることができる。 The reduced pressure condition means that the reaction system is lower than atmospheric pressure, and the upper limit is preferably 50 kPa or less, more preferably 20 kPa or less, and even more preferably 10 kPa or less. An example of the lower limit is 0.1 kPa or more, and 0.2 kPa or more is more preferable. When the decompression condition is at least the preferred lower limit, the cyclic compound of the formula (B) having a low molecular weight contained in the cyclic PAS is less likely to be volatilized, whereas when it is less than the preferred upper limit, undesirable side reactions such as crosslinking reactions tend not to occur. A PAS having the above-described characteristics can be obtained.
脱揮条件下とは環式PASを加熱する際に発生する気体状態の成分を、加熱系内から除去する条件のことである。上記気体状態の成分としては、溶媒の種類や含有量、環式PASの組成および分子量、脱揮成分の詳細などにより発生の有無やその程度は異なるが、環式PASに含まれる溶媒や環式PASに含まれるPASオリゴマーなどが例示できる。上記条件としては、発生した気体状態の成分を加熱系内から除去可能であれば特に制限されないが、例えば連続的な減圧条件下での脱揮や、連続的にガスを系内へ流入し、流入したガスとともに、発生した気体状態の成分を加熱系外に流出させる条件、発生した気体状態の成分を冷却し系外に捕集する条件などが挙げられる。脱揮条件下で加熱することにより、環式PAS中の溶媒とPASオリゴマーが加熱系内に残存しにくく、加熱系内における環式PASの重量比が大きくなる傾向にあるため、本発明のPASの製造方法により得られるPASの重量平均分子量が大きくなる傾向にあり、好ましい。 The devolatilization condition is a condition for removing a gaseous component generated when the cyclic PAS is heated from the heating system. The components in the gaseous state may vary depending on the type and content of the solvent, the composition and molecular weight of the cyclic PAS, the details of the devolatilizing component, etc. Examples thereof include PAS oligomers contained in PAS. The above conditions are not particularly limited as long as the generated gaseous component can be removed from the heating system, but for example, devolatilization under continuous decompression conditions, continuously flowing gas into the system, A condition for causing the generated gas state component to flow out of the heating system together with the inflowing gas, a condition for cooling the generated gas state component and collecting it outside the system, and the like can be mentioned. By heating under devolatilization conditions, the solvent and the PAS oligomer in the cyclic PAS hardly remain in the heating system, and the weight ratio of the cyclic PAS in the heating system tends to increase. The weight average molecular weight of PAS obtained by the above production method tends to increase, which is preferable.
連続的な減圧条件下での脱揮における、連続的な減圧条件としては、発生した気体状態の成分を加熱系内から除去可能であればよく、例えば重合反応を行う系内全体が連続的に減圧されていてもよいし、成形品を製造する型、押出機や溶融混練機などを用いて加熱する場合には、常圧あるいは加圧条件下にある型内、押出機内、溶融混練機内などから一部が減圧装置に連結され連続的に減圧されていてもよい。連続的に減圧し脱揮を行うことで、環式PASに含まれる溶媒およびPASオリゴマーを、より効率よく加熱系内から除去可能になることにより、より高重合度のPASを得られる傾向にある。 In the devolatilization under the continuous decompression condition, the continuous decompression condition is not limited as long as the generated gaseous component can be removed from the heating system, for example, the entire system in which the polymerization reaction is performed continuously. It may be reduced in pressure, or when heated using a mold for producing a molded article, an extruder or a melt kneader, etc., in a mold under normal pressure or pressurized conditions, in an extruder, in a melt kneader, etc. May be connected to a decompression device and continuously decompressed. By performing devolatilization under reduced pressure continuously, the solvent and PAS oligomer contained in the cyclic PAS can be more efficiently removed from the heating system, so that a PAS with a higher degree of polymerization tends to be obtained. .
系内へ流入するガスの温度は、流入するガスの流量、系内の加熱温度、反応系の構造にもよるが、系内の加熱温度を安定に制御できる範囲であれば特に制限はない。ただし、安定なガス温度制御の面から0℃以上であることが好ましく、20℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることがさらに好ましく、安定な系内の加熱温度制御の面からはさらに、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、180℃以上であることがさらに好ましく、系内の加熱温度と同温度であることがよりいっそう好ましい範囲として例示できる。 Although the temperature of the gas flowing into the system depends on the flow rate of the flowing gas, the heating temperature in the system, and the structure of the reaction system, there is no particular limitation as long as the heating temperature in the system can be stably controlled. However, from the viewpoint of stable gas temperature control, it is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, further preferably 50 ° C. or higher, from the viewpoint of stable heating temperature control in the system. Is more preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, further preferably 180 ° C. or higher, and an even more preferable range is the same temperature as the heating temperature in the system. it can.
また、系内へ流入するガスの流量は、流入するガスの温度、系内の加熱温度、反応系に構造にもよるが、環式PASを加熱する際に発生する気体状態の成分を加熱系内から除去可能であり、系内の加熱温度を安定に制御できる範囲であれば特に制限はない。発生する気体状態の成分を、加熱系内から除去する効果の面からは、1分間に系内へ流入するガスの流量は、系内の容積の1%以上であることが好ましく、5%以上であることがより好ましく、10%以上であることがさらに好ましく、20%以上であることがよりいっそう好ましい範囲として例示できる。 The flow rate of the gas flowing into the system depends on the temperature of the gas flowing in, the heating temperature in the system, and the structure of the reaction system, but the gaseous component generated when the cyclic PAS is heated is the heating system. There is no particular limitation as long as it can be removed from the inside and the heating temperature in the system can be stably controlled. In terms of the effect of removing the generated gaseous component from the heating system, the flow rate of the gas flowing into the system per minute is preferably 1% or more of the volume in the system, and is preferably 5% or more. It is more preferable that it is 10% or more, and it is more preferable that it is 20% or more.
加圧条件下とは反応を行う系内が大気圧よりも高いことを指し、上限としては特に制限はないが、反応装置の取り扱いの容易さの面からは0.2MPa以下が好ましい。また、上記したPASプレポリマーのPASへの転化は充填剤の存在下で行うことも可能である。充填剤としては、例えば繊維状あるいは非繊維状ガラス、繊維状あるいは非繊維状炭素や、無機充填剤、例えば炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナなどを例示できる。 The pressurized condition means that the inside of the system in which the reaction is carried out is higher than atmospheric pressure, and there is no particular upper limit, but it is preferably 0.2 MPa or less from the viewpoint of easy handling of the reaction apparatus. Moreover, the above-mentioned conversion of the PAS prepolymer to PAS can be carried out in the presence of a filler. Examples of the filler include fibrous or non-fibrous glass, fibrous or non-fibrous carbon, and inorganic fillers such as calcium carbonate, titanium oxide, and alumina.
<ポリアリーレンスルフィド>
本発明におけるPASとは、アリーレン基(以下Arと略する場合がある)とスルフィドから成る、式−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては上記の式(B)〜式(L)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(B)が特に好ましい。
<Polyarylene sulfide>
The PAS in the present invention is composed of an arylene group (hereinafter sometimes abbreviated as Ar) and a sulfide, and a repeating unit of the formula-(Ar-S)-as a main constituent unit, preferably 80 mol of the repeating unit. % Homopolymer or copolymer. Ar includes units represented by the above formulas (B) to (L), among which the formula (B) is particularly preferable.
この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、上記の式(M)〜式(O)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、−(Ar−S)−の単位1モルに対して0〜1モル%の範囲であることが好ましい。 As long as this repeating unit is a main structural unit, it can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the above formulas (M) to (O). The amount of copolymerization of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of-(Ar-S)-units.
また、本発明におけるPASは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。 Further, the PAS in the present invention may be any of a random copolymer containing the above repeating unit, a block copolymer, and a mixture thereof.
これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体、及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいPASとしては、ポリマーの主要構成単位としてp−アリーレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有するポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略することもある)の他、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。 Typical examples thereof include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred PASs include polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-arylene sulfide units as the main structural unit of the polymer, polyphenylene sulfide sulfone, Examples include polyphenylene sulfide ketone.
本発明のPASプレポリマーを加熱することで得られるPASの分子量は、重量平均分子量で10000以上であり、好ましくは15000以上、より好ましくは18000以上である。重量平均分子量が10000未満では、加工時の成形性が低く、また成形品の機械強度や耐薬品性等の特性が低くなる。重量平均分子量の上限に特に制限はないが、100000未満を好ましい範囲として例示でき、より好ましくは90000未満、更に好ましくは80000未満であり、この範囲内では特に高い成形加工性を得ることができる。本発明では、上述のPASの製造方法においてPASプレポリマー中の環式PASおよび線状PASの混合比およびそのPASプレポリマーにおいてXで表される値を制御することで得られるPASの重量平均分子量を上記範囲内かつ任意の値に制御することができる。 The molecular weight of PAS obtained by heating the PAS prepolymer of the present invention is 10,000 or more in terms of weight average molecular weight, preferably 15000 or more, more preferably 18000 or more. When the weight average molecular weight is less than 10,000, the moldability at the time of processing is low, and the properties such as mechanical strength and chemical resistance of the molded product are low. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of a weight average molecular weight, Less than 100,000 can be illustrated as a preferable range, More preferably, it is less than 90000, More preferably, it is less than 80000, Especially high moldability can be obtained in this range. In the present invention, the weight average molecular weight of PAS obtained by controlling the mixing ratio of cyclic PAS and linear PAS in the PAS prepolymer and the value represented by X in the PAS prepolymer in the above-described PAS production method. Can be controlled to an arbitrary value within the above range.
本発明におけるPASプレポリマーを加熱することで得られるPASの分子量の広がり、即ち重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)で表される分散度は2.5以下であり、2.3以下がより好ましく、2.1以下が更に好ましく、2.0以下がよりいっそう好ましい。ここで、分散度の好ましい下限値は1.0であり、このときはPASが単一の分子量を有することを意味する。よって理論上の下限は1.0であるが、本発明のPASにおいて通常は1.5以上である。分散度が2.5を超える場合はPASに含まれる低分子量成分が多くなる傾向が強く、このことはPASを成形加工用途に用いた場合の機械特性低下、加熱した際のガス発生量の増大及び溶剤と接した際の溶出成分量の増大等の要因となる傾向にある。なお、上記重量平均分子量及び数平均分子量は例えば示差屈折率検出器を具備したSEC(サイズ排除クロマトグラフィ−)を使用して求めることができる。 The molecular weight spread of PAS obtained by heating the PAS prepolymer in the present invention, that is, the dispersity represented by the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 2.5 or less. Yes, 2.3 or less is more preferable, 2.1 or less is more preferable, and 2.0 or less is even more preferable. Here, the preferable lower limit of the dispersity is 1.0, which means that PAS has a single molecular weight. Therefore, although the theoretical lower limit is 1.0, it is usually 1.5 or more in the PAS of the present invention. When the degree of dispersion exceeds 2.5, there is a strong tendency for low molecular weight components contained in PAS to increase, which means that mechanical properties are reduced when PAS is used for molding processing, and the amount of gas generated when heated is increased. In addition, it tends to be a factor such as an increase in the amount of the eluted component when in contact with the solvent. In addition, the said weight average molecular weight and number average molecular weight can be calculated | required, for example using SEC (size exclusion chromatography) equipped with the differential refractive index detector.
本発明の製造方法で得られるPASは、溶融時の発生ガスが少ないという特徴を有する。このガス発生量は、一般的な熱重量分析によって求められる、下記式で表される、加熱した際の重量減少率ΔWrから評価できる。
△Wr=(W1−W2)/W1×100 ・・・(I)
The PAS obtained by the production method of the present invention is characterized in that the amount of gas generated during melting is small. This gas generation amount can be evaluated from the weight reduction rate ΔWr when heated, which is obtained by a general thermogravimetric analysis and is represented by the following formula.
ΔWr = (W1-W2) / W1 × 100 (I)
ここで△Wrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時点の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である。 Here, ΔWr is a weight reduction rate (%), and when 100 ° C. is reached when thermogravimetric analysis is performed from 50 ° C. to 330 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min in a normal pressure non-oxidizing atmosphere This is a value obtained from the sample weight (W2) when reaching 330 ° C. based on the sample weight (W1).
この分析における雰囲気は常圧の非酸化性雰囲気を用いる。非酸化性雰囲気とは試料が接する気相における酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、更に好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が特に好ましい。また、常圧とは大気の標準状態近傍における圧力のことであり、約25℃近傍の温度、絶対圧で101.3kPa近傍の大気圧条件のことである。測定の雰囲気が上記以外では、測定中にPASの酸化等が起こる可能性があり、実際にPASの成形加工で用いられる雰囲気と大きく異なるなど、PASの実使用に即した測定になり得ない可能性が生じる。 The atmosphere in this analysis is a normal pressure non-oxidizing atmosphere. A non-oxidizing atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration in the gas phase in contact with the sample is 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, that is, an inert gas such as nitrogen, helium, or argon. A nitrogen atmosphere is particularly preferred from the standpoints of economy and ease of handling. The normal pressure is a pressure in the vicinity of the standard state of the atmosphere, and is an atmospheric pressure condition in which the temperature is about 25 ° C. and the absolute pressure is about 101.3 kPa. If the measurement atmosphere is other than the above, there is a possibility that oxidation of PAS may occur during measurement, and it may not be possible to measure in accordance with the actual use of PAS, such as greatly different from the atmosphere actually used in the molding process of PAS. Sex occurs.
また、△Wrの測定においては50℃から330℃まで昇温速度20℃/分で昇温して熱重量分析を行う。好ましくは50℃で1分間ホールドした後に昇温速度20℃/分で昇温して熱重量分析を行う。この温度範囲はポリフェニレンスルフィドに代表されるPASを実使用する際に頻用される温度領域であり、また、固体状態のPASを溶融させ、その後任意の形状に成形する際に頻用される温度領域でもある。このような実使用温度領域における重量減少率は、実使用時のPASからのガス発生量や成形加工の際の口金や金型などへの付着成分量などに関連する。従って、このような温度範囲における重量減少率が少ないPASの方が品質の高い優れたPASであるといえる。△Wrの測定は約10mg程度の試料量で行うことが望ましく、またサンプルの形状は約2mm以下の細粒状であることが望ましい。 In the measurement of ΔWr, thermogravimetric analysis is performed by increasing the temperature from 50 ° C. to 330 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min. Preferably, after holding at 50 ° C. for 1 minute, the temperature is increased at a rate of temperature increase of 20 ° C./min to perform thermogravimetric analysis. This temperature range is a temperature range frequently used when actually using a PAS represented by polyphenylene sulfide, and is also a temperature range frequently used when a solid state PAS is melted and then molded into an arbitrary shape. is there. The weight reduction rate in the actual use temperature region is related to the amount of gas generated from the PAS during actual use, the amount of components adhering to the die, the mold, and the like during the molding process. Therefore, it can be said that a PAS having a lower weight loss rate in such a temperature range is an excellent PAS having a high quality. It is desirable to measure ΔWr with a sample amount of about 10 mg, and the shape of the sample is desirably a fine particle of about 2 mm or less.
本発明のPASは△Wrが0.18%以下であり、0.12%以下であることが好ましく、0.10%以下であることが更に好ましく、0.085%以下であることがよりいっそう好ましい。ここで、ΔWrに下限はなく、ΔWrは少ないほど好ましいが、具体的な数値を例示するならば、このΔWrの下限値は0.001%である。△Wrが上記範囲を超える場合は、たとえばPASを成形加工する際に発生ガス量が多いといった問題が発生しやすくなる傾向があり好ましくなく、また、押出成形時の口金やダイス、また射出成型時の金型への付着物が多くなり生産性が悪化する傾向もあるため好ましくない。本発明者らの知る限りでは上記の有機溶媒中で反応させて得られる公知のPASの△Wrは0.18%を越えるが、本発明の好ましい製造法によって得られるPASは分子量分布や不純物含有量が該公知のPASと異なりきわめて高純度であるがために△Wrの値が著しく低下するものと推測している。 In the PAS of the present invention, ΔWr is 0.18% or less, preferably 0.12% or less, more preferably 0.10% or less, and even more preferably 0.085% or less. preferable. Here, there is no lower limit to ΔWr, and it is preferable that ΔWr is smaller. However, if a specific numerical value is exemplified, the lower limit value of ΔWr is 0.001%. When △ Wr exceeds the above range, for example, there is a tendency that a problem that the amount of gas generated is large when molding PAS, for example, and it is not preferable. In addition, a die or a die at the time of extrusion molding, or at the time of injection molding The amount of deposits on the mold increases and the productivity tends to deteriorate. As far as the present inventors know, ΔWr of known PAS obtained by reacting in the above organic solvent exceeds 0.18%, but PAS obtained by the preferred production method of the present invention has molecular weight distribution and impurity content. Unlike the known PAS, the amount is extremely high, so it is assumed that the value of ΔWr is remarkably lowered.
この様な特徴を有するPASは、前述するようにPASプレポリマーを加熱して高重合度体に転化させることによって製造することが好ましい。高重合度体への転化に関しては後で詳述するが、環式PASを高重合度体へ転化せしめる操作に処した後に得られるPASに含有される環式PASの重量分率が40%以下、好ましくは25%以下、より好ましくは15%以下であるPASは前述の△Wrの値が特に小さくなるため好ましい。この値が上記範囲を超える場合には△Wrの値が大きくなる傾向にあり、この原因は現時点定かではないがPASの含有する環式PASが加熱時に一部揮散するためと推察している。 The PAS having such characteristics is preferably produced by heating the PAS prepolymer and converting it to a high degree of polymerization as described above. Although the conversion to a high degree of polymerization will be described in detail later, the weight fraction of the cyclic PAS contained in the PAS obtained after the treatment for converting the cyclic PAS to a high degree of polymerization is 40% or less. Preferably, PAS of 25% or less, more preferably 15% or less, is preferable because the value of ΔWr is particularly small. When this value exceeds the above range, the value of ΔWr tends to increase, and although the cause is not clear at present, it is assumed that the cyclic PAS contained in the PAS is partially volatilized during heating.
上述の様に本発明のPASは昇温した際の加熱減量△Wrが少ないという優れた特徴を有するが、任意のある一定温度でPASを保持した際の加熱減量も少ないという優れた特徴を有する傾向がある。 As described above, the PAS of the present invention has an excellent feature that the heating loss ΔWr when the temperature is raised is small, but has an excellent feature that the heating loss when holding the PAS at an arbitrary constant temperature is also small. Tend.
<本発明のPASの特性>
本発明のPASは、耐熱性、耐薬品性、難燃性、電気的性質並びに機械的性質に優れ、特に従来のPASと比べて分子量分布が狭く、加熱時のガス量が少ない上に分子量が制御されているため、成形加工性や機械特性及び電気的特性が極めて優れており、射出成形、射出圧縮成形、ブロー成形用途のみならず、押出成形により、シート、フィルム、繊維及びパイプなどの押出成形品に成形,使用することができる。
<Characteristics of PAS of the present invention>
The PAS of the present invention is excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, electrical properties and mechanical properties, and in particular, has a narrow molecular weight distribution compared to conventional PAS, a small amount of gas during heating and a molecular weight. Because it is controlled, it has excellent molding processability, mechanical properties, and electrical properties. Extrusion of sheets, films, fibers, pipes, etc. not only by injection molding, injection compression molding, and blow molding, but also by extrusion molding. Can be molded and used for molded products.
本発明のPASを用いたPASフィルムの製造方法としては、公知の溶融製膜方法を採用することができ、例えば、単軸または2軸の押出機中でPASを溶融後、フィルムダイより押出し、冷却ドラム上で冷却してフィルムを作成する方法、あるいは、このようにして作成したフィルムをローラー式の縦延伸装置とテンターと呼ばれる横延伸装置にて縦横に延伸する二軸延伸法などが例示できるが、特にこれに限定されるものではない。 As a method for producing a PAS film using the PAS of the present invention, a known melt film-forming method can be employed. For example, after melting PAS in a single-screw or twin-screw extruder, it is extruded from a film die, Examples thereof include a method of producing a film by cooling on a cooling drum, or a biaxial stretching method in which a film thus produced is stretched in the longitudinal and transverse directions by a roller-type longitudinal stretching apparatus and a transverse stretching apparatus called a tenter. However, it is not particularly limited to this.
本発明のPASを用いたPAS繊維の製造方法としては、公知の溶融紡糸方法を適用することができ、例えば、原料であるPASチップを単軸または2軸の押出機に供給しながら混練し、ついで押出機の先端部に設置したポリマー流線入替器、濾過層などを経て紡糸口金より押出し、冷却、延伸、熱セットを行う方法などを採用することができるが、特にこれに限定されるものではない。 As a method for producing a PAS fiber using the PAS of the present invention, a known melt spinning method can be applied. For example, a PAS chip as a raw material is kneaded while being supplied to a single-screw or twin-screw extruder, Next, a method of extruding from a spinneret through a polymer stream line changer installed at the tip of the extruder, a filtration layer, etc., cooling, stretching, heat setting, etc. can be adopted, but this is particularly limited is not.
また、本発明のPASは、単独で用いてもよいし、所望に応じて、ガラス繊維、炭素繊維、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの無機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、着色剤などを添加することもでき、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートに代表されるポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、酸無水物基などの官能基を有するオレフィン系コポリマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエーテルエステルエラストマー、ポリエーテルアミドエラストマー、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリイミドなどの樹脂を混合することもできる。 In addition, the PAS of the present invention may be used alone or, if desired, an inorganic filler such as glass fiber, carbon fiber, titanium oxide, calcium carbonate, antioxidant, heat stabilizer, ultraviolet absorber, Colorants can also be added, such as polyamide, polysulfone, polyphenylene ether, polycarbonate, polyether sulfone, polyester represented by polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, epoxy group, carboxyl group, Olefin copolymers having functional groups such as carboxylic acid ester groups and acid anhydride groups, polyolefin elastomers, polyether ester elastomers, polyether amide elastomers, polyamide imides, polyacetals, polyimides Any resin may also be mixed.
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。これら例は例示的なものであって限定的なものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. These examples are illustrative and not limiting.
<分子量測定>
PAS、線状PASの分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリスチレン換算で数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)を算出した。GPCの測定条件を以下に示す。
装置:センシュー科学 SSC−7110
カラム名:センシュー科学 Shodex UT 806M×2
溶離液:1−クロロナフタレン
検出器:示差屈折率検出器
カラム温度:210℃
プレ恒温槽温度:250℃
ポンプ恒温槽温度:50℃
検出器温度:210℃
流量:1.0mL/min
試料注入量:300μL (スラリー状:約0.2重量%)。
<Molecular weight measurement>
The molecular weights of PAS and linear PAS were measured by gel permeation chromatography (GPC), and the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) were calculated in terms of polystyrene. The measurement conditions for GPC are shown below.
Equipment: Senshu Science SSC-7110
Column name: Senshu Science Shodex UT 806M × 2
Eluent: 1-chloronaphthalene detector: differential refractive index detector Column temperature: 210 ° C
Pre-constant temperature: 250 ° C
Pump bath temperature: 50 ° C
Detector temperature: 210 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min
Sample injection amount: 300 μL (slurry: about 0.2% by weight).
<環式ポリアリーレンスルフィドの含有量の測定>
環式PAS(a)、線状PAS(b)、PASプレポリマー、およびPASの環式PAS含有量の算出は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて下記手法で行った。
<Measurement of cyclic polyarylene sulfide content>
Calculation of cyclic PAS content of cyclic PAS (a), linear PAS (b), PAS prepolymer, and PAS was performed by the following method using high performance liquid chromatography (HPLC).
環式PAS(a)、線状PAS(b)、PASプレポリマー、およびPAS、約10mgを250℃で1−クロロナフタレン約5gに溶解させた。室温に冷却すると沈殿が生成した。孔径0.45μmのメンブランフィルターを用いて1−クロロナフタレン不溶成分を濾過し、1−クロロナフタレン可溶成分を得た。得られた可溶成分のHPLC測定により、未反応の環式PAS量を定量し、環式PASのPASへの転化率を算出した。HPLCの測定条件を以下に示す。
装置:島津株式会社製 LC−10Avpシリーズ
カラム:Mightysil RP−18 GP150−4.6(5μm)
検出器:フォトダイオードアレイ検出器(UV=270nm)。
About 10 mg of cyclic PAS (a), linear PAS (b), PAS prepolymer, and PAS were dissolved in about 5 g of 1-chloronaphthalene at 250 ° C. A precipitate formed upon cooling to room temperature. The 1-chloronaphthalene insoluble component was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.45 μm to obtain a 1-chloronaphthalene soluble component. The amount of unreacted cyclic PAS was quantified by HPLC measurement of the obtained soluble component, and the conversion rate of cyclic PAS to PAS was calculated. The measurement conditions for HPLC are shown below.
Apparatus: Shimadzu Corporation LC-10Avp series Column: Mightysil RP-18 GP150-4.6 (5 μm)
Detector: Photodiode array detector (UV = 270 nm).
<反応混合物の固液分離>
得られた反応混合物200gを分取し、300mL容のフラスコに仕込んだ。反応混合物をマグネチックスターラーを用いて攪拌すると共に、反応混合物のスラリーに窒素バブリングを行いながら、オイルバスにて100℃に加熱した。
<Solid-liquid separation of reaction mixture>
200 g of the resulting reaction mixture was collected and charged into a 300 mL flask. The reaction mixture was stirred using a magnetic stirrer and heated to 100 ° C. in an oil bath while nitrogen bubbling was performed on the slurry of the reaction mixture.
ADVANTEC社製の万能型タンク付きフィルターホルダーKST−90−UH(有効濾過面積約45平方センチメートル)に、直径90mm、平均細孔直径10μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製メンブレンフィルターをセットし、タンク部分をハンドヒーターにて100℃に調温した。 ADVANTEC's universal tank filter holder KST-90-UH (effective filtration area approximately 45 square centimeters) with a polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter with a diameter of 90 mm and an average pore diameter of 10 μm Was adjusted to 100 ° C. with a hand heater.
100℃に加熱した反応混合物をタンクに仕込み、タンクを密閉後、タンク内を窒素にて0.1MPaに加圧した。 The reaction mixture heated to 100 ° C. was charged into the tank, and after sealing the tank, the inside of the tank was pressurized to 0.1 MPa with nitrogen.
<PASの加熱時重量減少率の測定>
PASの加熱時重量減少率は熱重量分析機を用いて下記条件で行った。なお、試料は2mm以下の細粒物を用いた。
装置:パーキンエルマー社製 TGA7
測定雰囲気:窒素気流下
試料仕込み重量:約10mg
測定条件:
(a)プログラム温度50℃で1分保持
(b)プログラム温度50℃から400℃まで昇温。この際の昇温速度20℃/分
<Measurement of weight loss rate during heating of PAS>
The weight reduction rate during heating of the PAS was performed under the following conditions using a thermogravimetric analyzer. In addition, the sample used the fine granule of 2 mm or less.
Apparatus: Perkin Elmer TGA7
Measurement atmosphere: Sample preparation weight under nitrogen stream: Approximately 10 mg
Measurement condition:
(A) Hold for 1 minute at a program temperature of 50 ° C. (b) Increase the temperature from the program temperature of 50 ° C. to 400 ° C. Temperature increase rate at this time 20 ° C / min
重量減少率△Wrは(b)の昇温において、100℃時の試料重量を基準として、330℃到達時の試料重量から下記式を用いて算出した。
ΔWr=(W1−W2)/W1×100
(ここでΔWrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である)。
The weight reduction rate ΔWr was calculated from the sample weight when the temperature reached 330 ° C. using the following formula, based on the sample weight at 100 ° C., at the temperature rise of (b).
ΔWr = (W1-W2) / W1 × 100
(Here, ΔWr is the weight loss rate (%), and when the thermogravimetric analysis was performed from 50 ° C. to 330 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min in a normal pressure non-oxidizing atmosphere, when 100 ° C. was reached. This is a value obtained from the sample weight (W2) when reaching 330 ° C. based on the sample weight (W1).
[実施例1]
<工程1:反応混合物の合成>
攪拌機を具備したステンレス製オートクレーブにスルフィド化剤として48重量%の水硫化ナトリウム水溶液28.1g(水硫化ナトリウムとして0.241モル)、48重量%の水酸化ナトリウム水溶液21.1g(水酸化ナトリウムとして0.253モル)、ジハロゲン化芳香族化合物としてp−ジクロロベンゼン(p−DCB)35.4g(0.241モル)、及び有機極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)600g(6.05モル)を仕込むことで反応原料を調製した。原料に含まれる水分量は25.6g(1.42モル)であり、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり(スルフィド化剤として仕込んだ水硫化ナトリウムに含まれるイオウ原子1モル当たり)の溶媒量は約2.43Lであった。また、反応混合物中のイオウ成分1モル当たり(仕込んだ水硫化ナトリウムに含まれるイオウ原子1モル当たり)の、アリーレン単位(仕込んだp−DCBに相当)の量は1.00モルであった。
[Example 1]
<Step 1: Synthesis of reaction mixture>
In a stainless steel autoclave equipped with a stirrer, 28.1 g of a 48 wt% aqueous sodium hydrosulfide solution (0.241 mol as sodium hydrosulfide) as a sulfiding agent, 21.1 g of a 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution (as sodium hydroxide) 0.253 mol), 35.4 g (0.241 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) as a dihalogenated aromatic compound, and 600 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as an organic polar solvent (6. The reaction raw material was prepared by charging (05 mol). The amount of water contained in the raw material is 25.6 g (1.42 mol), and the amount of solvent per mole of sulfur component in the reaction mixture (per mole of sulfur atoms contained in sodium hydrosulfide charged as a sulfidizing agent) Was about 2.43 L. Further, the amount of arylene units (corresponding to the charged p-DCB) per 1 mol of the sulfur component in the reaction mixture (per 1 mol of sulfur atom contained in the charged sodium hydrosulfide) was 1.00 mol.
オートクレーブ内を窒素ガスで置換後に密封し、400rpmで撹拌しながら約1時間かけて室温から200℃まで昇温した。次いで200℃から250℃まで約0.5時間かけて昇温した。この段階の反応器内の圧力はゲージ圧で1.05MPaであった。その後250℃で2時間保持することで反応混合物を加熱し反応させた。 The inside of the autoclave was sealed after being replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised from room temperature to 200 ° C. over about 1 hour while stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised from 200 ° C. to 250 ° C. over about 0.5 hour. The pressure in the reactor at this stage was 1.05 MPa as a gauge pressure. Thereafter, the reaction mixture was heated at 250 ° C. for 2 hours to be reacted.
高圧バルブを介してオートクレーブ上部に設置した100mL容の小型タンクにp−DCBのNMP溶液(p−DCB3.54gをNMP10gに溶解)を仕込んだ。小型タンク内を約1.5MPaに加圧後タンク下部のバルブを開き、p−DCBのNMP溶液をオートクレーブ内に仕込んだ。小型タンクの壁面をNMP5gで洗浄後、このNMPもオートクレーブ内に仕込んだ。本操作により、反応混合物中のイオウ成分1モル当たりのアリーレン単位(仕込んだp−DCBの合計量に相当)は1.10モルとなった。この追加の仕込み終了後、250℃にてさらに1時間加熱を継続して反応を進行させた。その後約15分かけて230℃まで冷却した後、オートクレーブ上部に設置した高圧バルブを徐々に開放することで主としてNMPからなる蒸気を排出し、この蒸気成分を水冷冷却管にて凝集させることで、約391gの液成分を回収した後に高圧バルブを閉じて密閉した。次いで室温近傍まで急冷して、反応混合物を回収した。 An NMP solution of p-DCB (3.54 g of p-DCB was dissolved in 10 g of NMP) was charged into a 100 mL small tank installed at the top of the autoclave via a high pressure valve. After pressurizing the inside of the small tank to about 1.5 MPa, the valve at the bottom of the tank was opened, and an NMP solution of p-DCB was charged into the autoclave. After washing the wall surface of the small tank with 5 g of NMP, this NMP was also charged into the autoclave. With this operation, the number of arylene units per mole of sulfur component in the reaction mixture (corresponding to the total amount of charged p-DCB) was 1.10 moles. After the completion of this additional charging, the reaction was continued by continuing heating at 250 ° C. for an additional hour. Then, after cooling to 230 ° C. over about 15 minutes, by gradually opening the high-pressure valve installed at the top of the autoclave, the vapor mainly composed of NMP is discharged, and this vapor component is aggregated in the water-cooled cooling pipe, After recovering about 391 g of liquid components, the high pressure valve was closed and sealed. Next, the reaction mixture was recovered by quenching to near room temperature.
得られた反応混合物の一部を大過剰の水に分散させることで水に不溶な成分を回収し、回収した水に不溶な成分を乾燥させることで固形分を得た。赤外分光分析による構造解析の結果、この固形分はアリーレンスルフィド単位からなる化合物であることが確認できた。 A part of the obtained reaction mixture was dispersed in a large excess of water to recover water-insoluble components, and the recovered water-insoluble components were dried to obtain a solid content. As a result of structural analysis by infrared spectroscopic analysis, it was confirmed that the solid content was a compound comprising an arylene sulfide unit.
得られた反応混合物および反応後の脱液操作で回収した液成分をガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー及びイオンクロマトグラフィーにより分析した結果、スルフィド化剤として用いた水硫化ナトリウムの反応消費率は97%であった。 As a result of analyzing the obtained reaction mixture and the liquid components recovered by the liquid removal operation after the reaction by gas chromatography, high performance liquid chromatography and ion chromatography, the reaction consumption rate of sodium hydrosulfide used as a sulfidizing agent was 97. %Met.
<工程2:線状PAS(b)の回収>
上記固体分離操作により反応混合物を固液分離して固形分の線状PAS(b)を得た。得られた湿潤状態の固形分に対して、約10倍量のイオン交換水を加えて分散させスラリー状とした後、80℃で15分攪拌して得られたスラリーを目開き10〜16μmのガラスフィルターで吸引濾過する操作を計4回繰り返した。得られた固形分を真空乾燥機70℃で3時間処理して、線状PAS(b)としての乾燥固体を得た。
<Step 2: Recovery of linear PAS (b)>
The reaction mixture was subjected to solid-liquid separation by the above solid separation operation to obtain solid-state linear PAS (b). About 10 times the amount of ion-exchanged water was added to the obtained solid content in a wet state to disperse it into a slurry, and the resulting slurry was stirred at 80 ° C. for 15 minutes. The operation of suction filtration with a glass filter was repeated a total of 4 times. The obtained solid was treated at 70 ° C. for 3 hours in a vacuum dryer to obtain a dry solid as linear PAS (b).
この単離した乾燥固体の分析の結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、これはPASであり、また、重量平均分子量は9000で数平均分子量は3600、環式PAS含有量は3%であった。 As a result of analysis of this isolated dry solid, it was found that it was PAS, the weight average molecular weight was 9000, the number average molecular weight was 3600, and the cyclic PAS content was 3% from the absorption spectrum in infrared spectroscopy. It was.
<工程3:環式PAS(a)の回収>
上記工程2の固液分離操作で得られた濾液100g(環式PASの濃度で2wt%)を300mL容フラスコに仕込み、フラスコ内を窒素で置換した。ついで撹拌しながら100℃に加温した後80℃に冷却した。ついで系内温度80℃にて撹拌したまま、ポンプを用いて水33gを約15分かけてゆっくりと滴下した。ここで、水の滴下終了後の濾液混合物におけるNMPと水の重量比率は75:25であった。この濾液への水の添加において、水の滴下に伴い混合物の温度は約75℃まで低下し、また、混合物中に徐々に固形分が生成し、水の滴下が終了した段階では固形分が分散したスラリー状となった。このスラリーを撹拌したまま約1時間かけて約30℃まで冷却し、次いで室温近傍で約30分間撹拌を継続した後、得られたスラリーを目開き10〜16μmのガラスフィルターで吸引濾過した。得られた固形分(母液を含む)を約100gの水に分散させ80℃で15分撹拌した後、前述同様にガラスフィルターで吸引濾過する操作を計4回繰り返した。得られた固形分を真空乾燥機70℃で3時間処理して、環式PAS(a)としての乾燥固体を得た。
<Step 3: Recovery of cyclic PAS (a)>
100 g of the filtrate obtained by the solid-liquid separation operation in the above step 2 (2 wt% in the concentration of cyclic PAS) was charged into a 300 mL flask, and the inside of the flask was replaced with nitrogen. Next, the mixture was heated to 100 ° C. with stirring and then cooled to 80 ° C. Subsequently, 33 g of water was slowly added dropwise over about 15 minutes using a pump while stirring at an internal temperature of 80 ° C. Here, the weight ratio of NMP to water in the filtrate mixture after completion of the dropwise addition of water was 75:25. In the addition of water to the filtrate, the temperature of the mixture decreases to about 75 ° C. along with the dropwise addition of water, and solids are gradually formed in the mixture. A slurry was obtained. The slurry was cooled to about 30 ° C. over about 1 hour with stirring, and then stirred for about 30 minutes at about room temperature. The resulting slurry was filtered with suction through a glass filter having an opening of 10 to 16 μm. The obtained solid content (including the mother liquor) was dispersed in about 100 g of water, stirred for 15 minutes at 80 ° C., and then subjected to suction filtration with a glass filter in the same manner as described above four times. The obtained solid was treated at 70 ° C. for 3 hours in a vacuum dryer to obtain a dry solid as cyclic PAS (a).
乾燥固体をHPLCで分析した結果、単位数4〜15の環式PASが検出された。また、乾燥固体中の環式PASの含有率は、89重量%であり、得られた乾燥固体は純度の高い環式PASであることがわかった。 As a result of analyzing the dried solid by HPLC, cyclic PAS having 4 to 15 units was detected. Moreover, the content rate of cyclic PAS in a dry solid was 89 weight%, and it turned out that the obtained dry solid is cyclic PAS with high purity.
得られた環式PAS(a)900mgと線状PAS(b)100mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の重量分率は0.10、環式PASと線状PASの重量比(環式PAS/線状PAS)は3.8、Xで表される値は60である。HPLC測定の結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は79%であった。 900 mg of the obtained cyclic PAS (a) and 100 mg of linear PAS (b) were mixed in a mortar to obtain a PAS prepolymer. Here, the weight fraction of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is 0.10, and the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS (cyclic PAS / linear PAS) is 3.8, represented by X. The value to be done is 60. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 79%.
得られたPASプレポリマー300mgを、ガラス製アンプルに仕込み、アンプル内を窒素で置換した。340℃に調温した電気炉内にアンプルを静置し4時間加熱した後、アンプルを取り出し室温まで冷却し、茶色の個体を得た。なお、生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は12%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は58000、分散度は2.5であることが分かった。また、得られた生成物の加熱重量減少率の測定を行った結果、ΔWrは0.067%であった。 300 mg of the obtained PAS prepolymer was charged into a glass ampule, and the inside of the ampule was replaced with nitrogen. The ampule was allowed to stand in an electric furnace adjusted to 340 ° C. and heated for 4 hours, and then the ampule was taken out and cooled to room temperature to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 12%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS could be confirmed, and the weight of the obtained PAS The average molecular weight was found to be 58,000 and the dispersity was 2.5. Moreover, as a result of measuring the weight loss rate by heating of the obtained product, ΔWr was 0.067%.
[実施例2]
実施例1と同様の操作でえられた環式PAS(a)850mgと線状PAS(b)150mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の重量分率は0.15、環式PASと線状PASの重量比は2.8、Xで表される値は90である。なお、PASプレポリマーをHPLC測定した結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は74%であった。
このPASプレポリマーを用いて、実施例1と同様の重合操作を行い、茶色の個体を得た。生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は11%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は51000、分散度は2.5であることが分かった。また、得られた生成物の加熱重量減少率の測定を行った結果、ΔWrは0.048%であった。
[Example 2]
850 mg of cyclic PAS (a) obtained by the same operation as in Example 1 and 150 mg of linear PAS (b) were mixed in a mortar to obtain a PAS prepolymer. Here, the weight fraction of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is 0.15, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS is 2.8, and the value represented by X is 90. As a result of HPLC measurement of the PAS prepolymer, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 74%.
Using this PAS prepolymer, the same polymerization operation as in Example 1 was performed to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 11%. As a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS could be confirmed, and the weight of the obtained PAS The average molecular weight was found to be 51000 and the dispersity was 2.5. Moreover, as a result of measuring the weight loss rate by heating of the obtained product, ΔWr was 0.048%.
[比較例1]
実施例1で得られた環式PAS(a)300mgを、ガラス製アンプルに仕込み、アンプル内を窒素で置換した。340℃に調温した電気炉内にアンプルを静置し4時間加熱した後、アンプルを取り出し室温まで冷却し、茶色の個体を得た。なお、生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は12%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は83000、分散度は2.5であることが分かった。また、得られた生成物の加熱重量減少率の測定を行った結果、ΔWrは0.046%であった。
[Comparative Example 1]
300 mg of the cyclic PAS (a) obtained in Example 1 was charged into a glass ampule, and the inside of the ampule was replaced with nitrogen. The ampule was allowed to stand in an electric furnace adjusted to 340 ° C. and heated for 4 hours, and then the ampule was taken out and cooled to room temperature to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 12%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS could be confirmed, and the weight of the obtained PAS The average molecular weight was found to be 83000 and the dispersity was 2.5. Moreover, as a result of measuring the weight loss rate by heating of the obtained product, ΔWr was 0.046%.
実施例1と2に例示した重量平均分子量と参考例1に示した重量平均分子量の比較から、PASプレポリマーに線状PAS(b)を混合することで分子量の低減効果が確認できた。また、実施例1と2の比較から、PASプレポリマーにおける線状PAS(b)の混合比とXで表される値を制御することで得られる分子量を任意に制御できることが確認できた。 From the comparison of the weight average molecular weight exemplified in Examples 1 and 2 and the weight average molecular weight shown in Reference Example 1, the effect of reducing the molecular weight could be confirmed by mixing linear PAS (b) with the PAS prepolymer. Moreover, it was confirmed from the comparison between Examples 1 and 2 that the molecular weight obtained by controlling the mixing ratio of linear PAS (b) in the PAS prepolymer and the value represented by X can be arbitrarily controlled.
[実施例3]
実施例1と同様の操作をスケールを10倍にして行った以外は実施例1と同様の操作を行い、環式PAS(a)と線状PAS(b)を得た。
[Example 3]
A cyclic PAS (a) and a linear PAS (b) were obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the same operation as in Example 1 was performed at a scale of 10.
環式PAS(a)の乾燥固体についてHPLCで分析した結果、単位数4〜15の環式PASが検出された。また、乾燥固体中の環式PASの含有率は、82重量%であり、得られた乾燥固体は純度の高い環式PASであることがわかった。
線状PAS(b)の乾燥固体について分析した結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、これはPASであり、また、重量平均分子量は9100で数平均分子量は3800、環式PAS含有量は2%であった。
As a result of analyzing the dry solid of cyclic PAS (a) by HPLC, cyclic PAS having 4 to 15 units was detected. Moreover, the content rate of cyclic PAS in dry solid was 82 weight%, and it turned out that the obtained dry solid is cyclic PAS with high purity.
As a result of analysis of the dried solid of linear PAS (b), it was found that it was PAS from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, the weight average molecular weight was 9100, the number average molecular weight was 3800, and the cyclic PAS content was 2 %Met.
得られた環式PAS(a)900mgと線状PAS(b)100mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の重量分率は0.10、環式PASと線状PASの重量比は2.6、Xで表される値は57である。なお、PASプレポリマーのHPLC測定の結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は72%であった。 900 mg of the obtained cyclic PAS (a) and 100 mg of linear PAS (b) were mixed in a mortar to obtain a PAS prepolymer. Here, the weight fraction of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is 0.10, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS is 2.6, and the value represented by X is 57. As a result of HPLC measurement of the PAS prepolymer, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 72%.
得られたPASプレポリマーを用いて、実施例1と同様の重合操作を行い、茶色の固体を得た。生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は11%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は34000、分散度は2.1であることが分かった。 Using the obtained PAS prepolymer, the same polymerization operation as in Example 1 was performed to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 11%. As a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS could be confirmed, and the weight of the obtained PAS The average molecular weight was found to be 34000 and the degree of dispersion was 2.1.
[比較例2]
実施例3で得られた環式PAS(a)を用いた以外は、比較例1と同様の操作を行い、茶色の固体を得た。なお、生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は6%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPPSの重量平均分子量は43000、分散度は2.3であることが分かった。
[Comparative Example 2]
A brown solid was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the cyclic PAS (a) obtained in Example 3 was used. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 6%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS were confirmed, and the weight of the obtained PPS It was found that the average molecular weight was 43,000 and the degree of dispersion was 2.3.
実施例3に例示した重量平均分子量と比較例2に示した重量平均分子量の比較から、PASプレポリマーに線状PAS(b)を混合することで分子量の低減効果が確認できた。 From the comparison of the weight average molecular weight exemplified in Example 3 and the weight average molecular weight shown in Comparative Example 2, the effect of reducing the molecular weight could be confirmed by mixing linear PAS (b) with the PAS prepolymer.
[参考例1 ポリフェニレンスルフィド樹脂の合成]
オートクレーブに、47%水硫化ナトリウム118g(1モル)、96%水酸化ナトリウム42.9g(1.03モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)162g(1.64モル)、酢酸ナトリウム28.8g(0.35モル)、及びイオン交換水150gを仕込み、常圧で窒素を通じながら235℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水213g及びNMP4.0g(40.4ミリモル)を留出したのち、反応容器を160℃に冷却した。硫化水素の飛散量は25ミリモルであった。
[Reference Example 1 Synthesis of polyphenylene sulfide resin]
In an autoclave, 118% (1 mol) of 47% sodium hydrosulfide, 42.9 g (1.03 mol) of 96% sodium hydroxide, 162 g (1.64 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), sodium acetate 28 0.8 g (0.35 mol) and 150 g of ion-exchanged water were added and gradually heated to 235 ° C. over about 3 hours while passing nitrogen at normal pressure, and 213 g of water and 4.0 g (40.4 mmol) of NMP were distilled. After dispensing, the reaction vessel was cooled to 160 ° C. The amount of hydrogen sulfide scattered was 25 mmol.
次に、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)148g(1.01モル)、NMP131g(1.33モル)を追添加し、反応容器を窒素ガス下に密封した。400rpmで撹拌しながら、200℃から270℃まで0.6℃/分の速度で昇温して、270℃で反応を140分間継続した。その後、240℃まで20分かけて冷却しながら、水33.3g(1.85モル)を系内に注入し、次いで240℃から210℃まで 0.4℃/分の速度で冷却した。その後室温近傍まで急冷した。 Next, 148 g (1.01 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 131 g (1.33 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. While stirring at 400 rpm, the temperature was increased from 200 ° C. to 270 ° C. at a rate of 0.6 ° C./min, and the reaction was continued at 270 ° C. for 140 minutes. Thereafter, while cooling to 240 ° C. over 20 minutes, 33.3 g (1.85 mol) of water was injected into the system, and then cooled from 240 ° C. to 210 ° C. at a rate of 0.4 ° C./min. Thereafter, it was rapidly cooled to near room temperature.
内容物を取り出し、400ミリリットルのNMPで希釈後、溶剤と固形物をふるい(80mesh)で濾別した。得られた粒子を再度NMP480ミリリットル、85℃で洗浄した。その後840ミリリットルの温水で5回洗浄、濾別し、PPSポリマー粒子を得た。これを、窒素気流下150℃で5時間加熱後、150℃で一晩減圧乾燥した。 The contents were taken out and diluted with 400 milliliters of NMP, and then the solvent and solid matter were filtered off with a sieve (80 mesh). The obtained particles were washed again at 480 ml of NMP at 85 ° C. Thereafter, it was washed 5 times with 840 ml of warm water and filtered to obtain PPS polymer particles. This was heated under a nitrogen stream at 150 ° C. for 5 hours and then dried under reduced pressure at 150 ° C. overnight.
得られたPPSの重量平均分子量は55000、分散度は3.80であることがわかった。得られた生成物の加熱時重量減少率の測定を行った結果、ΔWrは0.251%であった。 The obtained PPS was found to have a weight average molecular weight of 55000 and a dispersity of 3.80. As a result of measuring the weight loss rate during heating of the obtained product, ΔWr was 0.251%.
[参考例2]
酢酸ナトリウムを用いずに行った以外は、参考例1と同様の操作を行い、PPSを得た。得られたPPSの重量平均分子量は45000、分散度は3.20であることがわかった。得られた生成物の加熱時重量減少率の測定を行った結果、ΔWrは0.253%であった。
[Reference Example 2]
A PPS was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that sodium acetate was not used. The obtained PPS was found to have a weight average molecular weight of 45,000 and a dispersity of 3.20. As a result of measuring the weight loss rate during heating of the obtained product, ΔWr was 0.253%.
実施例1と2に例示した加熱時重量減少率と参考例1と2に示した加熱時重量減少率の比較から、本発明では従来法で得られるPPSよりも加熱時重量減少率が少ないPPSを得られることがわかった。 From the comparison of the weight loss rate during heating exemplified in Examples 1 and 2 and the weight loss rate during heating shown in Reference Examples 1 and 2, the present invention has a PPS having a lower weight loss rate during heating than the PPS obtained by the conventional method. I found out that
[実施例4]
実施例1と同様の操作でえられた環式PAS(a)500mgと線状PAS(b)500mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の重量分率は0.50、環式PASと線状PASの重量比は0.8、Xで表される値は300である。なお、PASプレポリマーをHPLC測定した結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は45%であった。
[Example 4]
500 mg of cyclic PAS (a) and 500 mg of linear PAS (b) obtained in the same manner as in Example 1 were mixed in a mortar to obtain a PAS prepolymer. Here, the weight fraction of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is 0.50, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS is 0.8, and the value represented by X is 300. As a result of HPLC measurement of the PAS prepolymer, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 45%.
このPASプレポリマーを用いて、実施例1と同様の重合操作を行い、茶色の個体を得た。生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は4%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は33600、分散度は2.2であることが分かった。また、得られた生成物の加熱重量減少率の測定を行った結果、ΔWrは0.042%であった。 Using this PAS prepolymer, the same polymerization operation as in Example 1 was performed to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 4%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS were confirmed, and the weight of the obtained PAS It was found that the average molecular weight was 33600 and the degree of dispersion was 2.2. Moreover, as a result of measuring the weight loss rate by heating of the obtained product, ΔWr was 0.042%.
[実施例5]
実施例1と同様の操作でえられた環式PAS(a)100mgと線状PAS(b)900mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の重量分率は0.90、環式PASと線状PASの重量比は0.1、Xで表される値は540である。なお、PASプレポリマーをHPLC測定した結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は8%であった。
[Example 5]
A PAS prepolymer was obtained by mixing 100 mg of cyclic PAS (a) and 900 mg of linear PAS (b) obtained in the same manner as in Example 1 with a mortar. Here, the weight fraction of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is 0.90, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS is 0.1, and the value represented by X is 540. As a result of HPLC measurement of the PAS prepolymer, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 8%.
このPASプレポリマーを用いて、実施例1と同様の重合操作を行い、茶色の個体を得た。生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は1%であり、GPC測定の結果、生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は26800、分散度は2.8であることが分かった。また、得られた生成物の加熱重量減少率の測定を行った結果、ΔWrは0.039%であった。 Using this PAS prepolymer, the same polymerization operation as in Example 1 was performed to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product is 1%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from the generated PAS can be confirmed. The weight average molecular weight of the obtained PAS is 26800, and the degree of dispersion is It was found to be 2.8. Moreover, as a result of measuring the weight loss rate by heating of the obtained product, ΔWr was 0.039%.
実施例1と2、4に例示した分散度と実施例5に示した分散度の比較から、PASプレポリマーに線状PAS(b)を混合する量を本発明の好ましい範囲とすることで、分子量を制御しながら分散度が小さいPASを得られることがわかった。 From the comparison of the dispersibility exemplified in Examples 1 and 2 and 4 with the dispersity shown in Example 5, the amount of the linear PAS (b) mixed with the PAS prepolymer is within the preferred range of the present invention. It was found that PAS with a low degree of dispersion can be obtained while controlling the molecular weight.
[実施例6]
実施例1と同様の操作でえられた環式PAS(a)995mgと線状PAS(b)5mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PAS(b)の重量分率は0.005、環式PASと線状PASの重量比は8.1、Xで表される値は3である。なお、PASプレポリマーをHPLC測定した結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は89%であった。
[Example 6]
995 mg of cyclic PAS (a) obtained by the same operation as in Example 1 and 5 mg of linear PAS (b) were mixed in a mortar to obtain a PAS prepolymer. Here, the weight fraction of linear PAS (b) in the PAS prepolymer is 0.005, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS is 8.1, and the value represented by X is 3. As a result of HPLC measurement of the PAS prepolymer, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 89%.
このPASプレポリマーを用いて、実施例1と同様の重合操作を行い、茶色の個体を得た。生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は12%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は83000、分散度は2.5であることが分かった。 Using this PAS prepolymer, the same polymerization operation as in Example 1 was performed to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 12%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS could be confirmed, and the weight of the obtained PAS The average molecular weight was found to be 83000 and the dispersity was 2.5.
実施例1と2、4に例示した重量平均分子量と実施例6に示した重量平均分子量の比較から、PASプレポリマーに線状PAS(b)を混合する量を本発明の好ましい範囲とすることで、分子量を制御できることがわかった。 From the comparison of the weight average molecular weights exemplified in Examples 1, 2 and 4 and the weight average molecular weight shown in Example 6, the amount of the linear PAS (b) mixed with the PAS prepolymer should be within the preferred range of the present invention. It was found that the molecular weight can be controlled.
[比較例3]
実施例1と同様の操作でえられた環式PAS(a)300mgと参考例2と同様の操作で得られた線状PAS700mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PASの重量分率は0.7、環式PASと線状PASの重量比は0.3、Xで表される値は108である。なお、PASプレポリマーをHPLC測定した結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は24%であった。
[Comparative Example 3]
300 mg of cyclic PAS (a) obtained by the same operation as in Example 1 and 700 mg of linear PAS obtained by the same operation as in Reference Example 2 were mixed in a mortar to obtain a PAS prepolymer. Here, the weight fraction of linear PAS in the PAS prepolymer is 0.7, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS is 0.3, and the value represented by X is 108. As a result of HPLC measurement of the PAS prepolymer, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 24%.
このPASプレポリマーを用いて、実施例1と同様の重合操作を行い、茶色の個体を得た。生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は4%であり、GPC測定の結果、環式PASに由来するピークと生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は66700、分散度は2.4であることが分かった。 Using this PAS prepolymer, the same polymerization operation as in Example 1 was performed to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product was 4%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from cyclic PAS and a peak derived from generated PAS were confirmed, and the weight of the obtained PAS It was found that the average molecular weight was 66700 and the degree of dispersion was 2.4.
[比較例4]
実施例1と同様の操作でえられた環式PAS(a)100mgと参考例2と同様の操作で得られた線状PAS900mgを乳鉢で混合してPASプレポリマーを得た。ここで、PASプレポリマー中の線状PASの重量分率は0.9、環式PASと線状PASの重量比は0.1、Xで表される値は139である。なお、PASプレポリマーをHPLC測定した結果、PASプレポリマーの環式PASの含有量は8%であった。
[Comparative Example 4]
100 mg of cyclic PAS (a) obtained by the same operation as in Example 1 and 900 mg of linear PAS obtained by the same operation as in Reference Example 2 were mixed in a mortar to obtain a PAS prepolymer. Here, the weight fraction of linear PAS in the PAS prepolymer is 0.9, the weight ratio of cyclic PAS to linear PAS is 0.1, and the value represented by X is 139. As a result of HPLC measurement of the PAS prepolymer, the content of cyclic PAS in the PAS prepolymer was 8%.
このPASプレポリマーを用いて、実施例1と同様の重合操作を行い、茶色の個体を得た。生成物は1−クロロナフタレンに250℃で全溶であった。HPLC測定の結果、生成物の環式PASの含有量は1%であり、GPC測定の結果、生成したPASに由来するピークが確認でき、得られたPASの重量平均分子量は64900、分散度は2.6であることが分かった。 Using this PAS prepolymer, the same polymerization operation as in Example 1 was performed to obtain a brown solid. The product was completely dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C. As a result of HPLC measurement, the content of cyclic PAS in the product is 1%, and as a result of GPC measurement, a peak derived from the generated PAS can be confirmed. The weight average molecular weight of the obtained PAS is 64900, and the degree of dispersion is It was found to be 2.6.
実施例1と2、4に例示した重量平均分子量と比較例3と4に示した重量平均分子量の比較から、PASプレポリマーに配合する線状PASの重量平均分子量を本発明の好ましい範囲とすることで、線状PASの配合量に応じて分子量を制御できることがわかった。 From the comparison of the weight average molecular weights exemplified in Examples 1 and 2 and 4 and the weight average molecular weights shown in Comparative Examples 3 and 4, the weight average molecular weight of the linear PAS to be blended with the PAS prepolymer is within the preferred range of the present invention. Thus, it was found that the molecular weight can be controlled according to the blending amount of the linear PAS.
本発明のPASプレポリマーは環式PASを加熱してPASを得る方法において、得られるPASの分子量を制御するために有用である。また、本発明のPASプレポリマーの製造方法により、その有用なPASプレポリマーを簡便に得ることができる。さらに、本発明のPASの製造方法により分子量の制御されたPASを得ることができる。 The PAS prepolymer of the present invention is useful for controlling the molecular weight of the resulting PAS in a method for obtaining PAS by heating cyclic PAS. In addition, the useful PAS prepolymer can be easily obtained by the method for producing a PAS prepolymer of the present invention. Furthermore, PAS having a controlled molecular weight can be obtained by the PAS production method of the present invention.
Claims (11)
X=2a/(Mn/M)×10000
(ここでは、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー中の線状ポリアリーレンスルフィド(b)の重量分率:aと線状PAS(b)の数平均分子量:Mn、ポリアリーレンスルフィドの繰返し単位分子量:Mから求められる値である。) The polyarylene sulfide prepolymer according to any one of claims 1 to 3, wherein X represented by the following formula is in the range of 1 to 400.
X = 2a / (Mn / M) × 10000
(Here, the weight fraction of linear polyarylene sulfide (b) in the polyarylene sulfide prepolymer: number average molecular weight of a and linear PAS (b): Mn, and the repeating unit molecular weight of polyarylene sulfide: M Value.)
工程1:有機極性溶媒中で少なくともスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを接触させて、少なくとも環式ポリアリーレンスルフィド(a)と線状ポリアリーレンスルフィド(b)とを含む反応混合物を得る工程。
工程2:上記工程1を経て得られた反応混合物を固液分離し固形分として線状ポリアリーレンスルフィド(b)得る工程。
工程3:上記工程1を経て得られた反応混合物を固液分離して得られる少なくとも環式ポリアリーレンスルフィドを含む有機極性溶媒より固形分として環式ポリアリーレンスルフィド(a)を得る工程。 The method for producing a polyarylene sulfide prepolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the cyclic polyarylene sulfide (a) is produced by the following steps 1, 2 and 3, and the following steps 1 and 2 are produced. A method for producing a polyarylene sulfide prepolymer, in which a linear polyarylene sulfide (b) is produced by the method, and then a cyclic polyarylene sulfide (a) and a linear polyarylene sulfide (b) are mixed.
Step 1: Contacting at least a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic polar solvent to obtain a reaction mixture containing at least a cyclic polyarylene sulfide (a) and a linear polyarylene sulfide (b) .
Process 2: The process of solid-liquid separating the reaction mixture obtained through the said process 1, and obtaining linear polyarylene sulfide (b) as solid content.
Step 3: A step of obtaining cyclic polyarylene sulfide (a) as a solid content from an organic polar solvent containing at least cyclic polyarylene sulfide obtained by solid-liquid separation of the reaction mixture obtained through Step 1 above.
(1)重量平均分子量が10000以上である。
(2)重量平均分子量/数平均分子量で表される分散度が2.5以下である。
(3)加熱した際の重量減少率ΔWrが下記式を満たす。
ΔWr=(W1−W2)/W1×100≦0.18(%)
(ここでΔWrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である) The method for producing polyarylene sulfide according to claim 9 or 10, wherein the obtained polyarylene sulfide satisfies the following (1) to (3).
(1) The weight average molecular weight is 10,000 or more.
(2) The degree of dispersion represented by weight average molecular weight / number average molecular weight is 2.5 or less.
(3) The weight reduction rate ΔWr when heated satisfies the following formula.
ΔWr = (W1-W2) /W1×100≦0.18 (%)
(Here, ΔWr is the weight loss rate (%), and when the thermogravimetric analysis was performed from 50 ° C. to 330 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min in a normal pressure non-oxidizing atmosphere, when 100 ° C. was reached. (It is a value obtained from the sample weight (W2) when reaching 330 ° C. based on the sample weight (W1))
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