JP2018119143A - Method for producing polyarylene sulfide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は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、原料に用いるポリアリーレンスルフィドよりも分子量が大きいポリアリーレンスルフィドを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide. More specifically, the present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide having a molecular weight larger than that of polyarylene sulfide used as a raw material.
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 moisture and heat 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とを反応させる方法が提案されており(例えば特許文献1参照。)、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。また、重合条件の改良によって高分子量のPASを製造する方法として、重合助剤としてアルカリ金属カルボン酸塩等を用いる方法が開示されている(例えば特許文献2参照)。 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 is proposed. This method is widely used as an industrial production method for PAS. Further, as a method for producing a high molecular weight PAS by improving the polymerization conditions, a method using an alkali metal carboxylate or the like as a polymerization aid is disclosed (for example, see Patent Document 2).
さらに、重合反応後のPASを原料として、高分子量のPASを得る手法としては、PASを酸化雰囲気下で加熱処理する(キュアリング)方法(例えば特許文献3参照。)が開示されている。この方法は、PASを架橋することによって高分子量化する方法である。 Furthermore, as a method for obtaining a high molecular weight PAS using PAS after the polymerization reaction as a raw material, a method of curing (curing) PAS in an oxidizing atmosphere (for example, see Patent Document 3) is disclosed. This method is a method of increasing the molecular weight by crosslinking PAS.
一方、重合反応後のPASを原料として、架橋によらずに高分子量のPASを得る手法としては、共有結合性塩素を含むPPSと、このPPSに含まれる共有結合性塩素1当量に対して、0.05〜1.0モルのアルカリ金属硫化物を有機アミド溶媒中で反応させる方法が開示されている(特許文献4参照)。 On the other hand, as a method for obtaining PAS having a high molecular weight without using crosslinking by using PAS after the polymerization reaction as a raw material, PPS containing covalent chlorine and 1 equivalent of covalent chlorine contained in this PPS, A method of reacting 0.05 to 1.0 mol of alkali metal sulfide in an organic amide solvent is disclosed (see Patent Document 4).
また、重合反応後のPASを原料として、架橋によらずに高分子量のPASを得る別の手法としては、含水極性有機溶媒中でPASにアルカリ金属硫化物を作用することにより得られる少なくとも一方の末端にアルカリチオラート基を有するプレポリマーと、ジハロゲン化芳香族化合物を、含水極性有機溶媒中で重合させる方法が開示されている(特許文献5参照)。 Another method for obtaining a high molecular weight PAS without using crosslinking by using PAS after the polymerization reaction as a raw material is at least one obtained by acting an alkali metal sulfide on PAS in a hydrous polar organic solvent. A method of polymerizing a prepolymer having an alkali thiolate group at a terminal and a dihalogenated aromatic compound in a hydrous polar organic solvent is disclosed (see Patent Document 5).
また、重合反応後のPASを原料として、架橋によらずに高分子量のPASを得るさらに別の手法としては、少なくともPAS、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以下の有機極性溶媒中で反応させるPASの製造方法が開示されている(特許文献6参照)。 Further, as another method for obtaining a high molecular weight PAS without using cross-linking by using PAS after the polymerization reaction as a raw material, at least PAS, a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and a sulfur component 1 in the reaction mixture are used. A method for producing PAS is disclosed in which the reaction is conducted in an organic polar solvent of 1.25 liters or less per mole (see Patent Document 6).
前記特許文献1のごとき製造方法では、分子量が低く、溶融粘度の低いPASしか製造することが出来なかった。高分子量体を得る一般的な方法としては反応濃度を増加させる手法が考えられるが、該製造法の場合、反応濃度の増加に伴って反応が進行しにくくなり、むしろ得られるPASの分子量が低下する傾向があり、高分子量化の方法が求められていた。 In the production method as described in Patent Document 1, only a PAS having a low molecular weight and a low melt viscosity could be produced. As a general method for obtaining a high molecular weight body, a method of increasing the reaction concentration can be considered, but in the case of the production method, the reaction hardly proceeds as the reaction concentration increases, and the molecular weight of the obtained PAS is rather lowered. Therefore, a method for increasing the molecular weight has been demanded.
前記特許文献2の製造方法では、重合助剤の添加量はアルカリ金属硫化物に対して等モル以上必要とされている。さらに、この方法では、重合反応後のPAS回収時に重合助剤を分離、回収するために、複雑な付帯設備および多額の費用がかかり、より効率的な方法が求められていた。 In the production method of Patent Document 2, the addition amount of the polymerization aid is required to be equimolar or more with respect to the alkali metal sulfide. Furthermore, in this method, in order to separate and recover the polymerization aid during the recovery of PAS after the polymerization reaction, a complicated incidental equipment and a large amount of cost are required, and a more efficient method has been demanded.
前記特許文献3の方法は、重合反応後のPASを熱架橋することによって高分子量化する方法であり、加熱処理工程が付加的に必要となるため、煩雑なプロセスと多大な熱エネルギーが必要となる方法であった。また、得られる架橋されたPASは、機械的に脆弱であり、フィルム、シート、繊維等へと加工することが困難であり、架橋によらない高分子量化方法が求められていた。 The method of Patent Document 3 is a method of increasing the molecular weight by thermally cross-linking PAS after the polymerization reaction, and additionally requires a heat treatment step, so that a complicated process and a large amount of heat energy are required. It was a method. In addition, the obtained crosslinked PAS is mechanically fragile and difficult to be processed into a film, sheet, fiber or the like, and a high molecular weight method that does not depend on crosslinking has been demanded.
前記特許文献4の方法は、熱架橋によらずに、重合反応後のPASを高分子量化する手法であるが、この方法では、原料として用いるPPS中の共有結合性塩素量を精密に測定する必要があり、反応を行う前にPPSの全塩素量測定とイオン性塩素量測定の煩雑な操作が必要であり、プロセス性に劣る手法であった。 The method of Patent Document 4 is a technique for increasing the molecular weight of PAS after polymerization reaction without using thermal crosslinking. In this method, the amount of covalently bonded chlorine in PPS used as a raw material is precisely measured. This is a technique inferior in processability because it requires complicated operations for measuring the total chlorine amount and ionic chlorine amount of PPS before the reaction.
前記特許文献5の方法は、原料として用いるPASにアルカリ金属硫化物を作用させて、少なくとも一方の末端にアルカリチオラート基を有するプレポリマーを合成する工程(解重合工程)と、得られたプレポリマーとジハロゲン化芳香族化合物を反応させる工程(重合工程)の多段階の工程が必要であり、多数の設備と複雑な操作が必要なため、改善の余地がある方法であった。 In the method of Patent Document 5, an alkali metal sulfide is allowed to act on PAS used as a raw material to synthesize a prepolymer having an alkali thiolate group at at least one end (depolymerization step), and the obtained prepolymer It requires a multi-step process (polymerization process) of reacting the dihalogenated aromatic compound with a large number of facilities and complicated operations, and therefore there is room for improvement.
前記特許文献6の方法は、少なくともPAS、スルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物を、反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以下の有機極性溶媒中で、一段階で反応させる方法であるが、原料として用いるPASのイオウ成分に対して25モル%以上のスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物を用いる場合しか開示されておらず、原料として用いるPASに対するスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物の使用量が多いため、原料コストが増大するなど改善の余地があった。また、原料として用いるPASに対して5モル%以下のスルフィド化剤を用いて反応を行った場合については、なんら記載されていない。 In the method of Patent Document 6, at least PAS, a sulfidizing agent, and a dihalogenated aromatic compound are reacted in one step in an organic polar solvent of 1.25 liters or less with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. This method is disclosed only when 25 mol% or more of a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are used relative to the sulfur component of PAS used as a raw material, and the sulfidizing agent and dihalogenated for PAS used as a raw material are disclosed. Due to the large amount of aromatic compound used, there was room for improvement such as an increase in raw material costs. In addition, there is no description about a case where the reaction is performed using 5 mol% or less of a sulfidizing agent with respect to PAS used as a raw material.
本発明はかかる課題を解決するために、次の手段を採用するものである。 The present invention employs the following means in order to solve such problems.
すなわち、本発明は、
[1] ポリアリーレンスルフィド(a)に、スルフィド化剤(b)とジハロゲン化芳香族化合物(c)を添加して、有機極性溶媒(d)中で加熱して反応させてポリアリーレンスルフィドを製造する方法であって、ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対してスルフィド化剤(b)を0.5モル以上5モル未満添加するポリアリーレンスルフィドの製造方法。
[2] 前記ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対して、ジハロゲン化芳香族化合物(c)を0.5モル以上5モル未満添加する前記[1]に記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
[3] 前記スルフィド化剤(b)1モルに対して、ジハロゲン化芳香族化合物(c)を0.5モル以上2モル以下添加する前記[1]または[2]のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
[4] 原料ポリアリーレンスルフィド(a)の重量平均分子量に対して、生成ポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量が1.0倍超である前記[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の製造方法。
[5] 少なくともスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、および反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を含む反応混合物を加熱してポリアリーレンスルフィド(a)を得て、次いで前記[1]から[4]のいずれかに記載の方法でポリアリーレンスルフィドを製造するポリアリーレンスルフィドの製造方法。
[6] 少なくともスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物、および反応混合物中のイオウ成分1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を含む反応混合物を加熱してポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを含む混合物を合成した後に、オリゴアリーレンスルフィドを分離することによってポリアリーレンスルフィド(a)を得て、次いで前記[1]から[5]のいずれかに記載の方法でポリアリーレンスルフィドを製造するポリアリーレンスルフィドの製造方法。
That is, the present invention
[1] A polyarylene sulfide is produced by adding a sulfidizing agent (b) and a dihalogenated aromatic compound (c) to a polyarylene sulfide (a) and reacting by heating in an organic polar solvent (d). A method for producing polyarylene sulfide, comprising adding 0.5 mol or more and less than 5 mol of sulfidizing agent (b) to 100 mol of sulfur component in polyarylene sulfide (a).
[2] The polyarylene sulfide according to [1], wherein 0.5 to 5 mol of the dihalogenated aromatic compound (c) is added to 100 mol of the sulfur component in the polyarylene sulfide (a). Production method.
[3] The polyhalogenated compound according to any one of [1] or [2], wherein 0.5 mol to 2 mol of the dihalogenated aromatic compound (c) is added to 1 mol of the sulfidizing agent (b). A process for producing arylene sulfide.
[4] The polyarylene according to any one of [1] to [3], wherein the weight average molecular weight of the produced polyarylene sulfide is more than 1.0 times the weight average molecular weight of the starting polyarylene sulfide (a). A method for producing sulfide.
[5] A polyarylene sulfide (a) is heated by heating a reaction mixture containing at least a sulfidizing agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent of 1.25 liters or more with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. A method for producing polyarylene sulfide, which is obtained by the method according to any one of [1] to [4].
[6] A polyarylene sulfide and an oligoarylene sulfide are heated by heating a reaction mixture containing at least a sulfiding agent, a dihalogenated aromatic compound, and an organic polar solvent of 1.25 liters or more with respect to 1 mol of a sulfur component in the reaction mixture. A polyarylene sulfide (a) is obtained by synthesizing the oligoarylene sulfide after the synthesis of the mixture, and then producing the polyarylene sulfide by the method according to any one of [1] to [5] above A process for producing arylene sulfide.
本発明によれば、原料に用いるポリアリーレンスルフィドよりも分子量が大きいポリアリーレンスルフィドを製造する方法が提供できる。 According to the present invention, a method for producing a polyarylene sulfide having a molecular weight larger than that of a polyarylene sulfide used as a raw material 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.
(1)スルフィド化剤
本発明の実施形態で用いられるスルフィド化剤とは、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る。
(1) Sulfiding agent The sulfiding agent used in the embodiment of the present invention may be any one that can introduce a sulfide bond into a dihalogenated aromatic compound, such as an alkali metal sulfide, an alkali metal hydrosulfide, and An example is hydrogen sulfide.
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る。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 of these. Of these, lithium sulfide and / or sodium sulfide are preferable, and 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る。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 a mixture of two or more thereof. Of these, 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、反応系の中で生成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、水性混合物、および無水物から選択される化合物の形で用いることができる。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。 Moreover, the alkali metal sulfide produced | generated 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 in the form of compounds selected from hydrates, aqueous mixtures, and anhydrides. Hydrates or aqueous mixtures are preferred from the standpoint of availability and cost.
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、反応系の中で生成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 generated 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.
本発明の実施形態においてスルフィド化剤の量は、脱水操作などにより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 embodiment of the present invention, the amount of the sulfidizing agent means a residual amount obtained by subtracting the loss from the actual charge when there is a partial loss of the sulfidizing agent before the start of the reaction due to dehydration operation or the like. Shall.
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る。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、および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 of these. Specific examples of the alkaline earth metal hydroxide include calcium hydroxide, strontium hydroxide, and 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。この場合のアルカリ金属水酸化物の使用量は、アルカリ金属水硫化物1モルに対し0.95モル以上とすることができ、好ましくは1.00モル以上であり、更に好ましくは1.005モル以上である。また、5.0モル以下とすることができ、好ましくは4.5モル以下であり、更に好ましくは4.0モル以下である。スルフィド化剤として硫化水素を用いる場合には、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。この場合のアルカリ金属水酸化物の使用量は、硫化水素1モルに対し2.0モル以上とすることができ、好ましくは2.01モル以上であり、更に好ましくは2.04モル以上である。また、6.0モル以下とすることができ、好ましくは5.5モル以下であり、更に好ましくは5.0モル以下である。 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. In this case, the amount of alkali metal hydroxide used can be 0.95 mol or more, preferably 1.00 mol or more, more preferably 1.005 mol, per 1 mol of alkali metal hydrosulfide. That's it. Moreover, it can be 5.0 mol or less, Preferably it is 4.5 mol or less, More preferably, it is 4.0 mol or less. When hydrogen sulfide is used as the sulfiding agent, it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time. In this case, the amount of the alkali metal hydroxide used can be 2.0 mol or more, preferably 2.01 mol or more, more preferably 2.04 mol or more with respect to 1 mol of hydrogen sulfide. . Moreover, it can be 6.0 mol or less, Preferably it is 5.5 mol or less, More preferably, it is 5.0 mol or less.
(2)ジハロゲン化芳香族化合物
本発明の実施形態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つのハロゲノ基とを有する芳香族化合物である。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モルを有している。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を有すると共に2つのハロゲノ基を有する化合物として、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、および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を挙げることができる。さらに、ジハロゲン化芳香族化合物としては、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、および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化合物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。
(2) Dihalogenated aromatic compound The dihalogenated aromatic compound used in the embodiment of the present invention is an aromatic compound having an arylene group which is a divalent group of an aromatic ring and two halogeno groups. One mole of the dihalogenated aromatic compound has 1 mole of an arylene unit and 2 moles of a halogeno group. For example, compounds having a phenylene group which is a divalent group of a benzene ring as an arylene group and two halogeno groups include p-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, o-dibromo. Mention may be made of dihalogenated benzenes such as benzene, m-dibromobenzene, 1-bromo-4-chlorobenzene, and 1-bromo-3-chlorobenzene. Further, examples of the dihalogenated aromatic compound include 1-methoxy-2,5-dichlorobenzene, 1-methyl-2,5-dichlorobenzene, 1,4-dimethyl-2,5-dichlorobenzene, and 1,3-dimethyl. Mention may also be made of compounds containing substituents other than halogen, such as -2,5-dichlorobenzene and 3,5-dichlorobenzoic acid. 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.
(3)有機極性溶媒
本発明では有機極性溶媒を用いるが、なかでも有機アミド溶媒が好ましい。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、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。
(3) Organic polar solvent Although an organic polar solvent is used in the present invention, an organic amide solvent is particularly preferable. Specific examples include N-alkylpyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone and N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, caprolactams such as N-methyl-ε-caprolactam, An aprotic organic solvent typified by 3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, etc., and a mixture thereof, have a stable reaction. It is preferably used because it is expensive. Of these, N-methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone are preferably used.
(4)ポリアリーレンスルフィド(a)
本発明で原料として用いるポリアリーレンスルフィド(a)とは、式−(Ar−S)−の繰り返し単位を主要構成単位とする化合物であり、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有する線状のホモポリマーまたは線状のコポリマーである。Arとしては、下記の式(A)〜式(L)であらわされる単位などがあるが、なかでも式(A)が特に好ましい。
(4) Polyarylene sulfide (a)
The polyarylene sulfide (a) used as a raw material in the present invention is a compound having a repeating unit of the formula-(Ar-S)-as a main constituent unit, preferably a linear shape containing 80 mol% or more of the repeating unit. Homopolymers or linear copolymers. Ar includes units represented by the following formulas (A) to (L), among which the formula (A) is particularly preferable.
(ただし、式中のR1,R2は水素、炭素数1から6のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、ハロゲン基から選ばれた置換基であり、R1とR2は同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, R1 and R2 are substituents selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and a halogen group, and R1 and R2 are the same or different. May be good.)
この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記の式(M)〜式(P)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)−であらわされる主要構成単位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 following formulas (M) to (P). 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 the main structural unit represented by-(Ar-S)-.
また、本発明の実施形態におけるポリアリーレンスルフィド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。 In addition, the polyarylene sulfide in the embodiment of the present invention 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、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、これらの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−フェニレンスルフィド単位 Typical examples thereof include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers thereof, and mixtures thereof. Particularly preferred PASs include p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.
を80モル%以上、望ましくは90モル%以上含有するポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略すこともある)、ポリフェニレンスルフィドスルホン、およびポリフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。 Of polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS), polyphenylene sulfide sulfone, and polyphenylene sulfide ketone.
ここで本発明の実施形態においてPASの分子量に特に制限はないが、一般的なPASの重量平均分子量としては2,000〜1,000,000が例示でき、2,500〜500,000が好ましく例示でき、3,000〜100,000が更に好ましく例示できる。 Here, in the embodiment of the present invention, the molecular weight of PAS is not particularly limited, but the weight average molecular weight of general PAS can be exemplified as 2,000 to 1,000,000, preferably 2,500 to 500,000. It can be illustrated and 3,000-100,000 can be illustrated more preferably.
本発明で用いるポリアリーレンスルフィド(a)は、重量平均分子量が低いほど本発明の特徴である高分子量化の効果が発現しやすい傾向にあり、重量平均分子量の好ましい上限は、50,000以下であり、より好ましくは20,000以下、更に好ましくは18,000以下、殊更好ましくは15,000以下、最も好ましくは12,000未満である。また、重量平均分子量の好ましい下限は、3,000以上であり、より好ましくは4,000以上であり、更に好ましくは5,000以上である。加えて、このような重量平均分子量領域のポリアリーレンスルフィドは、一般に溶融粘度が低く、樹脂、繊維、フィルムなど各用途へ使用することが困難である。従って、このような重量平均分子量領域のポリアリーレンスルフィドを各用途で使用するためには、高分子量化が必要であり、本発明の効果が高いため好ましい。 The polyarylene sulfide (a) used in the present invention tends to exhibit the effect of increasing the molecular weight, which is a feature of the present invention, as the weight average molecular weight is lower. The preferable upper limit of the weight average molecular weight is 50,000 or less. More preferably 20,000 or less, still more preferably 18,000 or less, even more preferably 15,000 or less, and most preferably less than 12,000. Moreover, the minimum with a preferable weight average molecular weight is 3,000 or more, More preferably, it is 4,000 or more, More preferably, it is 5,000 or more. In addition, such polyarylene sulfides in the weight average molecular weight region generally have a low melt viscosity and are difficult to use for various applications such as resins, fibers, and films. Therefore, in order to use such a polyarylene sulfide having a weight average molecular weight region in each application, it is necessary to increase the molecular weight, which is preferable because the effect of the present invention is high.
本発明で用いるポリアリーレンスルフィド(a)の製造方法は特に限定はされず、いかなる製法によるものでも使用することが可能であるが、例えば前述した特許文献1に代表される、アルカリ金属硫化物とポリハロゲン化芳香族化合物を有機アミド溶媒中で反応せしめる方法によって得ることができる。また特開2015−127398に開示されているような反応混合物中のイオウ成分1モルに対して、1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いる希薄な条件で製造されたPASも好ましく用いることが出来る。このような方法で得られるポリアリーレンスルフィドは、一般に重量平均分子量が低く、各用途で使用することが困難であったが、本発明の方法により高分子量化でき、価値を向上できるため、本発明の特徴が特に発揮できる例である。 The production method of the polyarylene sulfide (a) used in the present invention is not particularly limited, and any production method can be used. For example, an alkali metal sulfide represented by Patent Document 1 described above can be used. It can be obtained by a method of reacting a polyhalogenated aromatic compound in an organic amide solvent. Further, PAS produced under dilute conditions using an organic polar solvent of 1.25 liters or more per 1 mol of sulfur component in the reaction mixture as disclosed in JP-A-2015-127398 can be preferably used. . The polyarylene sulfide obtained by such a method generally has a low weight average molecular weight and is difficult to use in each application, but can be increased in molecular weight and improved in value by the method of the present invention. This is an example in which the characteristics of
また、特開2009−30012に開示されているような、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを、スルフィド化剤のイオウ原子1モルに対して1.25リットル以上の有機極性溶媒を用いて環式ポリアリーレンスルフィドを製造する場合、一般に重量平均分子量が低く、各用途で使用することが困難な線状ポリアリーレンスルフィドが副生する。このような、環式ポリアリーレンスルフィドを分離した後に得られる、重量平均分子量が低い線状ポリアリーレンスルフィドも、本発明の方法により高分子量化でき、価値を向上できるため、本発明の特徴が発揮できる例である。 Further, as disclosed in JP-A-2009-30012, a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are used in an organic polar solvent of 1.25 liters or more with respect to 1 mol of sulfur atom of the sulfidizing agent. When a cyclic polyarylene sulfide is produced, a linear polyarylene sulfide that has a generally low weight average molecular weight and is difficult to use in each application is by-produced. The linear polyarylene sulfide obtained after the separation of the cyclic polyarylene sulfide and having a low weight average molecular weight can also be increased in molecular weight by the method of the present invention and can be improved in value. This is an example.
また、製造されたPASを用いた成形品や成形屑、廃プラスチックやオフスペック品なども幅広く使用することが可能である。 In addition, it is possible to use a wide range of molded products, molded scraps, waste plastics, off-spec products, etc. using the manufactured PAS.
なお、PASの形態に特に制限はなく、乾燥状態の粉末状、粉粒状、粒状、ペレット状でも良いし、反応溶媒である有機極性溶媒を含む状態で用いることも可能であり、また、本質的に反応を阻害しない第三成分を含む状態で用いることも可能である。この様な第三成分としては例えば無機フィラーなどが例示でき、無機フィラーを含む樹脂組成物の形態のPASを用いることも可能である。 The form of PAS is not particularly limited, and may be a dry powder, powder, granule, or pellet, and may be used in a state containing an organic polar solvent as a reaction solvent. It is also possible to use in a state containing a third component that does not inhibit the reaction. Examples of such a third component include inorganic fillers, and PAS in the form of a resin composition containing inorganic fillers can also be used.
(5)オリゴアリーレンスルフィド
本発明におけるオリゴアリーレンスルフィドとは、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%以上含有するホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては前記式(A)〜式(L)であらわされる単位などがあるが、なかでも式(A)が特に好ましい。
(5) Oligoarylene sulfide The oligoarylene sulfide in the present invention is a homopolymer or copolymer containing 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 formulas (A) to (L), among which the formula (A) is particularly preferable.
また、本発明におけるオリゴアリーレンスルフィドは前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。これらの代表的なものとして、オリゴフェニレンスルフィド、オリゴフェニレンスルフィドスルホン、オリゴ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。特に好ましいオリゴアリーレンスルフィドとしては、主要構成単位としてp−フェニレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有するオリゴフェニレンスルフィドの他、オリゴフェニレンスルフィドスルホン、オリゴフェニレンスルフィドケトンが挙げられる。 In addition, the oligoarylene sulfide in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the repeating unit. Typical examples of these include oligophenylene sulfide, oligophenylene sulfide sulfone, oligophenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred oligoarylene sulfides include oligophenylene sulfide sulfones and oligophenylene sulfide ketones in addition to oligophenylene sulfides containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as main structural units.
本発明における各種オリゴアリーレンスルフィドの平均分子量は前述のPASよりも低いものと定義でき、一般的なオリゴアリーレンスルフィドの重量平均分子量としては200〜2,000が例示できる。 The average molecular weight of various oligoarylene sulfides in the present invention can be defined to be lower than that of the aforementioned PAS, and examples of the weight average molecular weight of general oligoarylene sulfides include 200 to 2,000.
また、本発明のオリゴアリーレンスルフィドの構造に特に制限はなく、線状構造、分岐構造、グラフト構造、環状構造など各種構造、およびこれらの混合物が許容できる。この中でも線状および/または環状のオリゴアリーレンスルフィドが好ましく、これら構造体を得るためには厳密な反応制御や分岐構造を導入するための第三成分を必要としないという利点がある。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the structure of the oligoarylene sulfide of this invention, Various structures, such as a linear structure, a branched structure, a graft structure, and a cyclic structure, and mixtures thereof are accept | permitted. Among these, linear and / or cyclic oligoarylene sulfides are preferable, and there is an advantage that a strict reaction control and a third component for introducing a branched structure are not required to obtain these structures.
また、原料として用いるポリアリーレンスルフィド(a)がオリゴアリーレンスルフィドを含む場合、ポリアリーレンスルフィドからオリゴアリーレンスルフィドを分離して、反応に用いることも出来る。例えば、前記(4)章にて記載の環式ポリアリーレンスルフィドを分離して得られる線状ポリアリーレンスルフィドもその一例である。 Moreover, when the polyarylene sulfide (a) used as a raw material contains an oligoarylene sulfide, the oligoarylene sulfide can be separated from the polyarylene sulfide and used for the reaction. For example, the linear polyarylene sulfide obtained by separating the cyclic polyarylene sulfide described in the above section (4) is an example.
ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドを分離する方法に特に制限はなく、公知の方法であっても良い。 There is no particular limitation on the method for separating the polyarylene sulfide and the oligoarylene sulfide, and a known method may be used.
PAS成分からオリゴアリーレンスルフィドを分離する方法としては、ポリアリーレンスルフィドとオリゴアリーレンスルフィドの溶解性の差を利用した分離方法、より具体的にはオリゴアリーレンスルフィドに対する溶解性が高く、一方でオリゴアリーレンスルフィドが溶解する条件下ではPASに対する溶解性に乏しい溶剤を必要に応じて加熱下でPAS成分と接触させて、溶剤可溶成分としてオリゴアリーレンスルフィドを除去する方法が例示できる。 As a method for separating oligoarylene sulfide from a PAS component, a separation method using a difference in solubility between polyarylene sulfide and oligoarylene sulfide, more specifically, high solubility in oligoarylene sulfide, while oligoarylene sulfide is high. An example is a method in which an oligoarylene sulfide is removed as a solvent-soluble component by bringing a solvent having poor solubility in PAS into contact with a PAS component under heating, if necessary, under conditions where the solvent dissolves.
オリゴアリーレンスルフィドの除去に用いる溶剤としてはオリゴアリーレンスルフィドを溶解可能な溶剤であれば特に制限はないが、溶解を行う環境においてオリゴアリーレンスルフィドは溶解するがPASは溶解しにくい溶剤が好ましく、PASは溶解しない溶剤がより好ましい。PAS成分を前記溶剤と接触させる際の反応系圧力は常圧もしくは微加圧が好ましく、特に常圧が好ましく、このような圧力の反応系はそれを構築する反応器の部材が安価であるという利点がある。この観点から反応系圧力は、高価な耐圧容器を必要とする加圧条件は避けることが望ましい。用いる溶剤としてはPAS成分の分解や架橋など好ましくない副反応を実質的に引き起こさないものが好ましく、PAS成分を溶剤と接触させる操作をたとえば常圧環流条件下で行う場合に好ましい溶剤としては、例えばヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、などの極性溶媒を例示できる。 The solvent used for removing the oligoarylene sulfide is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving the oligoarylene sulfide. However, in the dissolving environment, a solvent that dissolves the oligoarylene sulfide but hardly dissolves the PAS is preferable. Solvents that do not dissolve are more preferred. The pressure of the reaction system when the PAS component is brought into contact with the solvent is preferably normal pressure or slight pressure, and particularly preferably normal pressure. In the reaction system of such pressure, the members of the reactor for constructing it are inexpensive. There are advantages. From this point of view, it is desirable that the reaction system pressure avoid pressurizing conditions that require an expensive pressure vessel. As the solvent to be used, those which do not substantially cause undesirable side reactions such as decomposition and crosslinking of the PAS component are preferable. For example, when the operation of bringing the PAS component into contact with the solvent is performed under atmospheric pressure reflux conditions, Hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, halogen solvents such as chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, ether solvents such as tetrahydrofuran, diisopropyl ether, N, N-dimethylformamide , N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethylimidazolidinone, and the like.
PAS成分を溶剤と接触させる際の雰囲気に特に制限はないが、接触させる際の温度や時間などの条件によってPAS成分や溶剤が酸化劣化するような場合には、非酸化性雰囲気下で行うことが望ましい。なお、非酸化性雰囲気とは気相の酸素濃度が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。 There are no particular restrictions on the atmosphere in which the PAS component is brought into contact with the solvent, but if the PAS component or solvent is subject to oxidative degradation due to conditions such as the temperature or time at which it is brought into contact, it should be performed in a non-oxidizing atmosphere. Is desirable. Note that the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere having a gas phase oxygen concentration of 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere such as nitrogen, helium, argon, or the like. Among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferable from the viewpoints of economy and ease of handling.
PAS成分を溶剤と接触させる温度に特に制限はないが、一般に温度が高いほどオリゴアリーレンスルフィドの溶剤への溶解は促進される傾向にあるが、PASの分子量が低い場合、PASの溶解も促進される傾向にある。PASの分子量とオリゴアリーレンスルフィドの分子量の差が大きいほど、オリゴアリーレンスルフィドとの溶解性の差が大きくなるため、高い温度でPAS成分の溶剤との接触を行ってもオリゴアリーレンスルフィドのみを好適に除去できる傾向にある。また、前記したように、PAS成分の溶剤との接触は大気圧下でおこなうことが好適であるので、上限温度は使用する溶剤の大気圧下での環流条件温度にすることが望ましく、前述した好ましい溶剤を用いる場合はたとえば20〜150℃、好ましくは30〜100℃を具体的な温度範囲として例示できる。 The temperature at which the PAS component is brought into contact with the solvent is not particularly limited. Generally, the higher the temperature, the more the oligoarylene sulfide is dissolved in the solvent. However, when the molecular weight of the PAS is low, the dissolution of the PAS is also promoted. It tends to be. The greater the difference between the molecular weight of PAS and the oligoarylene sulfide, the greater the difference in solubility with the oligoarylene sulfide. Therefore, even if the PAS component is contacted with the solvent at a high temperature, only the oligoarylene sulfide is preferably used. It tends to be removed. Further, as described above, since the contact of the PAS component with the solvent is preferably performed under atmospheric pressure, the upper limit temperature is preferably set to the reflux condition temperature under the atmospheric pressure of the solvent used. In the case of using a preferred solvent, for example, 20 to 150 ° C., preferably 30 to 100 ° C. can be exemplified as a specific temperature range.
PAS成分を溶剤と接触させる時間は、用いる溶剤種や温度等によって異なるため一意的には限定できないが、たとえば1分〜50時間が例示でき、この様な範囲ではオリゴアリーレンスルフィドの溶剤への溶解が十分になる傾向にある。 The time during which the PAS component is brought into contact with the solvent varies depending on the type of solvent used, the temperature, etc., and thus cannot be uniquely limited. For example, 1 minute to 50 hours can be exemplified, and in such a range, the oligoarylene sulfide is dissolved in the solvent. Tend to be sufficient.
PAS成分を溶剤と接触させる方法は、公知の一般的な手法を用いれば良く特に限定はないが、たとえばPAS成分と溶剤を混合し、必要に応じて攪拌した後に溶液部分を回収する方法、各種フィルター上のPAS成分に溶剤をシャワーすると同時にオリゴアリーレンスルフィドを溶剤に溶解させる方法、ソックスレー抽出法原理による方法などいかなる方法も用いることができる。 The method for bringing the PAS component into contact with the solvent is not particularly limited as long as a known general method is used. For example, the PAS component and the solvent are mixed and stirred as necessary, and then the solution portion is recovered. Any method can be used such as a method of dissolving the oligoarylene sulfide in the solvent simultaneously with showering the solvent on the PAS component on the filter and a method based on the principle of the Soxhlet extraction method.
PAS成分を溶剤と接触させた後に、オリゴアリーレンスルフィドを溶解した溶液が固形状のPASを含む固液スラリー状で得られた場合、公知の固液分離法を用いて溶液部を除去することが好ましい。固液分離方法としては、たとえば濾過による分離、遠心分離、デカンテーション等を例示できる。この処理後に得られたPASの固体成分が処理に用いた溶剤を含有する場合には必要に応じて乾燥などを行い、溶剤を除去することも可能である。 When the solution in which the oligoarylene sulfide is dissolved is obtained in the form of a solid-liquid slurry containing solid PAS after contacting the PAS component with a solvent, the solution portion can be removed using a known solid-liquid separation method. preferable. Examples of the solid-liquid separation method include separation by filtration, centrifugation, and decantation. When the solid component of PAS obtained after this treatment contains the solvent used in the treatment, it is possible to perform drying or the like as necessary to remove the solvent.
(6)ポリアリーレンスルフィド(e)の製造方法
本発明では、ポリアリーレンスルフィド(a)に、ジハロゲン化芳香族化合物(c)とポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対して0.5モル以上5モル未満のスルフィド化剤(b)を添加して、有機極性溶媒(d)中で加熱して反応させてポリアリーレンスルフィド(e)を製造する。ここで、ポリアリーレンスルフィド中のイオウ成分の「モル数」とは、イオウ原子1個を含むポリマーの「繰り返し単位の数」である。例えば、重合度100のポリアリーレンスルフィド1分子は、1モルではなく、100モルと計算する。なお、本発明の本質を損なわない限りは、ポリアリーレンスルフィド、スルフィド化剤以外にイオウ成分を含有する化合物を付加的に反応混合物中に存在させることも可能であるが、このような本発明の反応に対して実質的に作用しないイオウ含有化合物に由来するイオウ成分は考慮に入れなくても良い。
(6) Production method of polyarylene sulfide (e) In the present invention, the polyarylene sulfide (a) is added to the dihalogenated aromatic compound (c) and 100 mol of the sulfur component in the polyarylene sulfide (a). The polyarylene sulfide (e) is produced by adding 5 mol or more and less than 5 mol of the sulfidizing agent (b) and reacting by heating in the organic polar solvent (d). Here, the “number of moles” of the sulfur component in the polyarylene sulfide is the “number of repeating units” of the polymer containing one sulfur atom. For example, one molecule of polyarylene sulfide having a polymerization degree of 100 is calculated as 100 mol, not 1 mol. As long as the essence of the present invention is not impaired, a compound containing a sulfur component in addition to polyarylene sulfide and a sulfidizing agent can be additionally present in the reaction mixture. Sulfur components derived from sulfur-containing compounds that do not substantially act on the reaction need not be taken into account.
以下に、本発明においてポリアリーレンスルフィド(e)の製造に関する好ましい態様について詳述する。 Below, the preferable aspect regarding manufacture of polyarylene sulfide (e) in this invention is explained in full detail.
本発明のスルフィド化剤(b)の使用量は、ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対して0.5モル以上5モル未満である。ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対するスルフィド化剤(b)の使用量の好ましい下限は、0.7モル以上であり、より好ましくは1.0モル以上であり、更に好ましくは1.2モル以上である。また、好ましい上限は、4.7モル以下であり、より好ましくは4.5モル以下であり、更に好ましくは4.0モル以下である。このような好ましい範囲では、生成するポリアリーレンスルフィド(e)が高分子量化しやすい傾向にある。一方、スルフィド化剤(b)の使用量が0.5モル未満では、反応が十分に進まず、重量平均分子量は向上しない。スルフィド化剤(b)の使用量が5モルを越える場合は、特定の条件において生成するポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量の向上がほとんど起こらないか、スルフィド化剤の使用量が増えるため、経済性に劣る。 The use amount of the sulfidizing agent (b) of the present invention is 0.5 mol or more and less than 5 mol with respect to 100 mol of the sulfur component in the polyarylene sulfide (a). The preferable lower limit of the amount of the sulfiding agent (b) used relative to 100 mol of the sulfur component in the polyarylene sulfide (a) is 0.7 mol or more, more preferably 1.0 mol or more, and further preferably 1 .2 moles or more. Moreover, a preferable upper limit is 4.7 mol or less, More preferably, it is 4.5 mol or less, More preferably, it is 4.0 mol or less. In such a preferable range, the polyarylene sulfide (e) to be produced tends to have a high molecular weight. On the other hand, when the amount of the sulfiding agent (b) used is less than 0.5 mol, the reaction does not proceed sufficiently and the weight average molecular weight does not improve. When the amount of the sulfidizing agent (b) used exceeds 5 moles, there is little improvement in the weight average molecular weight of the polyarylene sulfide produced under specific conditions, or the amount of the sulfidizing agent used is increased. Inferior to
本発明のジハロゲン化芳香族化合物(c)の使用量は、ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対して0.2モル以上が好ましく、0.5モル以上がより好ましく、1.0モル以上が更に好ましく、1.2モル以上が殊更に好ましい。また、ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対するジハロゲン化芳香族化合物(c)の使用量の好ましい上限は5モル未満であり、4.7モル以下がより好ましく、4.5モル以下が更に好ましく、4.0モル以下が殊更に好ましい。ジハロゲン化芳香族化合物(c)の使用量がこのような好ましい範囲では、生成するポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量が向上する傾向が強い。また、ジハロゲン化芳香族化合物(c)は全量を一度に反応させてもよく、分割して反応に供してもよい。 The amount of the dihalogenated aromatic compound (c) of the present invention is preferably 0.2 mol or more, more preferably 0.5 mol or more, relative to 100 mol of the sulfur component in the polyarylene sulfide (a). 0 mol or more is more preferable, and 1.2 mol or more is particularly preferable. Moreover, the upper limit with the preferable usage-amount of the dihalogenated aromatic compound (c) with respect to 100 mol of sulfur components in polyarylene sulfide (a) is less than 5 mol, More preferably, it is 4.7 mol or less, 4.5 mol or less. Is more preferably 4.0 mol or less. When the amount of the dihalogenated aromatic compound (c) used is in such a preferable range, the weight average molecular weight of the polyarylene sulfide to be produced tends to be improved. Further, the dihalogenated aromatic compound (c) may be reacted in its entirety at once, or may be divided for use in the reaction.
さらに、ジハロゲン化芳香族化合物(c)の使用量は、スルフィド化剤(b)1モルに対して、0.5モル以上2モル以下の範囲であることが好ましく、0.7モル以上1.9モル以下であることがより好ましく、0.9モル以上1.8モル以下であることが更に好ましい。このような好ましい範囲では、ポリアリーレンスルフィドの重量平均分子量が向上する傾向が強い。 Furthermore, the amount of the dihalogenated aromatic compound (c) used is preferably in the range of 0.5 mol or more and 2 mol or less with respect to 1 mol of the sulfidizing agent (b), and 0.7 mol or more and 1. It is more preferably 9 mol or less, and further preferably 0.9 mol or more and 1.8 mol or less. In such a preferable range, the weight average molecular weight of polyarylene sulfide tends to be improved.
本発明において、有機極性溶媒(d)の使用量は、より効率よく、また本発明の特徴である原料に用いるポリアリーレンスルフィド(a)より高分子量のポリアリーレンスルフィド(e)を製造するとの観点から、多量に用いないことが好ましい。好ましい有機極性溶媒(d)の使用量の上限は、反応混合物中のイオウ原子1モルに対して10リットル以下であり、より好ましくは8リットル以下であり、更に好ましくは5リットル以下である。また、原料として用いるポリアリーレンスルフィド(a)が溶解し、反応が均一である場合に高分子量化する傾向が強く、ポリアリーレンスルフィド(a)の構造に依存するので一概に規定できないが、反応混合物中のイオウ原子1モルに対して、有機極性溶媒(d)の使用量は0.1リットル以上が好ましく、0.2リットル以上がより好ましい。なお、ここでの有機極性溶媒使用量は常温常圧下における有機極性溶媒の体積を基準とし、反応開始時の有機極性溶媒量を基準とする。ここでの有機極性溶媒の使用量を少なくすることで、反応に要する時間を短時間化することができ、生成するポリアリーレンスルフィド(e)の重量平均分子量が向上する傾向にある。 In the present invention, the amount of the organic polar solvent (d) used is more efficient, and the viewpoint that the polyarylene sulfide (e) having a higher molecular weight than the polyarylene sulfide (a) used as a raw material, which is a feature of the present invention, is produced. Therefore, it is preferable not to use a large amount. The upper limit of the amount of the organic polar solvent (d) used is preferably 10 liters or less, more preferably 8 liters or less, and even more preferably 5 liters or less with respect to 1 mole of sulfur atoms in the reaction mixture. In addition, when the polyarylene sulfide (a) used as a raw material is dissolved and the reaction is uniform, the tendency to increase the molecular weight is strong, and it depends on the structure of the polyarylene sulfide (a). The amount of the organic polar solvent (d) used is preferably 0.1 liters or more, more preferably 0.2 liters or more, relative to 1 mole of sulfur atoms therein. The amount of the organic polar solvent used here is based on the volume of the organic polar solvent under normal temperature and pressure, and is based on the amount of the organic polar solvent at the start of the reaction. By reducing the amount of the organic polar solvent used here, the time required for the reaction can be shortened, and the weight average molecular weight of the resulting polyarylene sulfide (e) tends to be improved.
また、原料として用いるポリアリーレンスルフィド(a)を合成した際のイオウ成分の濃度よりも、原料混合物中のイオウ成分が高濃度となるように、有機極性溶媒(d)の使用量を調整することで、生成するポリアリーレンスルフィド(e)の分子量が向上する傾向が強くなる。 Also, the amount of the organic polar solvent (d) used should be adjusted so that the concentration of the sulfur component in the raw material mixture is higher than the concentration of the sulfur component when the polyarylene sulfide (a) used as the raw material is synthesized. Thus, the tendency of the molecular weight of the resulting polyarylene sulfide (e) to increase is increased.
例えば、工業的に広く用いられているN−メチル−2−ピロリドンなどの有機極性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とを反応させる方法において、スルフィド化剤のイオウ原子1モルに対して1.25〜10リットルの有機極性溶媒を用いて合成したポリアリーレンスルフィドを、ポリアリーレンスルフィド(a)として用いる場合、反応混合物中のイオウ原子1モルに対して、1.25リットル未満の有機極性溶媒(d)を使用することで、生成するポリアリーレンスルフィド(e)の分子量が向上する傾向が強くなる。 For example, in a method of reacting an alkali metal sulfide such as sodium sulfide with a polyhaloaromatic compound such as p-dichlorobenzene in an organic polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone widely used in industry, When polyarylene sulfide synthesized using 1.25 to 10 liters of an organic polar solvent is used as polyarylene sulfide (a) with respect to 1 mol of sulfur atom of the sulfiding agent, 1 mol of sulfur atom in the reaction mixture is used. On the other hand, by using less than 1.25 liters of the organic polar solvent (d), the tendency of improving the molecular weight of the polyarylene sulfide (e) to be produced becomes strong.
本発明において、ポリアリーレンスルフィド(a)に、ジハロゲン化芳香族化合物(c)とポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対して0.5モル以上5モル未満のスルフィド化剤(b)を添加して、有機極性溶媒(d)中で加熱して反応させる際の反応温度は、有機極性溶媒の種類、量によって多様化するため一意的に決めることはできないが、通常120〜350℃、好ましくは180〜320℃、より好ましくは220〜300℃、さらに好ましくは225〜280℃の範囲を例示できる。この好ましい温度範囲ではより高い反応速度が得られ、反応を短時間化することができる。また、原料として用いるポリアリーレンスルフィド(a)が溶解しやすくなるため、反応が均一で進行しやすい傾向にある。また、反応は一定温度で行なう1段反応、段階的に温度を上げていく多段反応、あるいは連続的に温度を変化させていく形式の反応のいずれでもかまわない。 In the present invention, the polyarylene sulfide (a) is added to the dihalogenated aromatic compound (c) and the sulfur component in the polyarylene sulfide (a) in an amount of 0.5 mol or more and less than 5 mol of the sulfurizing agent (b The reaction temperature when heating and reacting in the organic polar solvent (d) varies depending on the type and amount of the organic polar solvent, but cannot be uniquely determined. C., preferably 180 to 320.degree. C., more preferably 220 to 300.degree. C., still more preferably 225 to 280.degree. In this preferable temperature range, a higher reaction rate can be obtained, and the reaction can be shortened. Further, since the polyarylene sulfide (a) used as a raw material is easily dissolved, the reaction tends to be uniform and easily proceed. The reaction may be either a one-stage reaction performed at a constant temperature, a multi-stage reaction in which the temperature is raised stepwise, or a reaction in which the temperature is continuously changed.
また、反応時間は、使用した原料の種類や量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、0.1時間以上が好ましく、0.5時間以上がより好ましい。この好ましい時間以上とすることで、未反応の原料成分を減少できるため、ポリアリーレンスルフィド(e)の重量平均分子量が向上しやすくなる傾向にある。一方、反応時間に特に上限は無いが、40時間以内でも十分に反応が進行し、好ましくは10時間以内、より好ましくは6時間以内も採用できる。 The reaction time depends on the type and amount of the raw material used or the reaction temperature and cannot be defined unconditionally. However, it is preferably 0.1 hour or longer, more preferably 0.5 hour or longer. By setting it as this preferable time or more, since unreacted raw material components can be reduced, the weight average molecular weight of the polyarylene sulfide (e) tends to be improved. On the other hand, the reaction time is not particularly limited, but the reaction proceeds sufficiently even within 40 hours, preferably within 10 hours, more preferably within 6 hours.
本発明では、ジハロゲン化芳香族化合物(c)の転化率が10%以上まで反応させることが好ましく、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは30%以上まで反応させることが好ましい。このような状態では、ジハロゲン化芳香族化合物(c)が反応し、ポリアリーレンスルフィド構造中に組み込まれやすいと考えられ、ポリアリーレンスルフィド(e)の重量平均分子量が向上しやすい傾向にある。上記の好ましい反応温度と反応時間であれば、このような好ましい範囲となりやすい。 In the present invention, the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound (c) is preferably reacted up to 10% or more, more preferably 20% or more, further preferably 30% or more. In such a state, it is considered that the dihalogenated aromatic compound (c) reacts and is likely to be incorporated into the polyarylene sulfide structure, and the weight average molecular weight of the polyarylene sulfide (e) tends to be improved. If it is said preferable reaction temperature and reaction time, it will become such a preferable range easily.
なお、ジハロゲン化芳香族化合物の転化率は、以下の式で算出した値である。ジハロゲン化芳香族化合物の残存量は、通常ガスクロマトグラフ法により求めることができる。
(a)ジハロゲン化芳香族化合物をアルカリ金属硫化物に対してモル比で過剰に添加した場合
転化率(%)=[ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)−ジハロゲン化芳香族化
合物の残存量(モル)]/[ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)−ジハロゲン
化芳香族化合物の過剰量(モル)]×100
(b)上記(a)以外の場合
転化率(%)=[ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)−ジハロゲン化芳香族化
合物の残存量(モル)]/[ジハロゲン化芳香族化合物の仕込み量(モル)]×100
The conversion rate of the dihalogenated aromatic compound is a value calculated by the following formula. The residual amount of the dihalogenated aromatic compound can be usually determined by gas chromatography.
(A) When dihalogenated aromatic compound is added excessively in a molar ratio with respect to the alkali metal sulfide, conversion rate (%) = [prepared amount of dihalogenated aromatic compound (mol) −remaining dihalogenated aromatic compound Amount (mol)] / [preparation amount of dihalogenated aromatic compound (mol) −excess amount of dihalogenated aromatic compound (mol)] × 100
(B) In cases other than (a) above, conversion rate (%) = [preparation amount of dihalogenated aromatic compound (mol) −remaining amount of dihalogenated aromatic compound (mol)] / [preparation of dihalogenated aromatic compound] Amount (mole)] × 100
本発明のPASの製造方法において、ポリアリーレンスルフィド(a)、スルフィド化剤(b)、ジハロゲン化芳香族化合物(c)、有機極性溶媒(d)を反応器に仕込む順序に特に制限は無い。反応混合物には前記必須成分以外に反応を著しく阻害しない第三成分や、反応を加速する効果を有する第三成分を加えることも可能である。反応を行う方法に特に制限は無いが、攪拌条件下で行うことが反応系の均一化のために好ましい。なお、前記原料を仕込む際の温度に特に制限は無く、例えば室温近傍で原料を仕込んだ後に反応を行っても良いし、あらかじめ前述した反応に好ましい温度に温調した反応器に原料を仕込んで反応を行なうことも可能である。 In the PAS production method of the present invention, the order in which the polyarylene sulfide (a), the sulfidizing agent (b), the dihalogenated aromatic compound (c), and the organic polar solvent (d) are charged into the reactor is not particularly limited. In addition to the essential components, a third component that does not significantly inhibit the reaction and a third component that has an effect of accelerating the reaction can be added to the reaction mixture. Although there is no restriction | limiting in particular in the method of performing reaction, Performing on stirring conditions is preferable for homogenization of a reaction system. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of charging the said raw material, For example, you may react after charging a raw material near room temperature, or charge a raw material in the reactor temperature-controlled beforehand to the temperature preferable for reaction mentioned above. It is also possible to carry out the reaction.
なお、反応させる方法にはバッチ式および連続方法など公知の各種重合方式、反応方式を採用することができる。また、製造における雰囲気は非酸化性雰囲気下が望ましく、窒素、ヘリウム、およびアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行なうことが好ましく、経済性および取り扱いの容易さの面からは窒素雰囲気下が好ましい。 In addition, the well-known various polymerization systems, such as a batch system and a continuous method, and a reaction system are employable as the method of making it react. Further, the atmosphere in the production is preferably a non-oxidizing atmosphere, preferably in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon. From the viewpoint of economy and ease of handling, a nitrogen atmosphere is preferable.
本発明では、ポリアリーレンスルフィド(a)、スルフィド化剤(b)、およびジハロゲン化芳香族化合物(c)を反応させた後の反応混合物に含まれる有機極性溶媒(d)の一部を留去して当該反応混合物中の有機極性溶媒量を減じる操作を付加的に行うことも可能である。 In the present invention, a part of the organic polar solvent (d) contained in the reaction mixture after reacting the polyarylene sulfide (a), the sulfidizing agent (b), and the dihalogenated aromatic compound (c) is distilled off. Thus, an operation of reducing the amount of the organic polar solvent in the reaction mixture can be additionally performed.
有機極性溶媒(d)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当該反応混合物に含有される有機極性溶媒量を低減できれば、いずれの方法でも特に問題はない。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 (d), any method is not particularly limited as long as the organic polar solvent can be separated from the reaction mixture and the amount of the organic polar solvent contained in the reaction mixture can be reduced. Preferable methods include a method of distilling the organic polar solvent under reduced pressure or increased pressure, a method of removing the solvent by flash transfer, etc., and a method of distilling the organic polar solvent under reduced pressure or increased 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.
(7)ポリアリーレンスルフィド(e)の回収方法
本発明のポリアリーレンスルフィドの製造においては、前記した反応により得られた反応混合物からポリアリーレンスルフィド(e)を分離回収することも可能である。反応により得られた反応混合物にはポリアリーレンスルフィド(e)および有機極性溶媒が含まれ、その他成分として未反応のスルフィド化剤、ジハロゲン化芳香族化合物や水、副生塩などが含まれる場合もある。
(7) Recovery method of polyarylene sulfide (e) In the production of the polyarylene sulfide of the present invention, it is also possible to separate and recover the polyarylene sulfide (e) from the reaction mixture obtained by the reaction described above. The reaction mixture obtained by the reaction contains polyarylene sulfide (e) and an organic polar solvent, and may contain unreacted sulfidizing agent, dihalogenated aromatic compound, water, by-product salt, etc. as other components. is there.
反応混合物からPAS成分を回収する方法に特に制限は無く、例えば必要に応じて有機極性溶媒の一部もしくは大部分を蒸留等の操作により除去した後に、PAS成分に対する溶解性が低く且つ有機極性溶媒と混和し、好ましくは副生塩に対して溶解性を有する溶剤と必要に応じて加熱下で接触させて、PAS成分の混合固体として回収する方法が例示できる。 There is no particular limitation on the method for recovering the PAS component from the reaction mixture. For example, if part or most of the organic polar solvent is removed by an operation such as distillation as necessary, the solubility in the PAS component is low and the organic polar solvent is used. And a method of recovering it as a mixed solid of PAS components by contacting with a solvent having solubility in by-product salts, if necessary, under heating as necessary.
この様な特性を有する溶剤は一般に比較的極性の高い溶剤であり、用いた有機極性溶媒や副生塩の種類により好ましい溶剤は異なるので限定はできないが、例えば水や、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が例示でき、入手性、経済性の観点から水、メタノール及びアセトンが好ましく、水が特に好ましい。 Solvents having such characteristics are generally relatively polar solvents, and preferred solvents differ depending on the type of organic polar solvent and by-product salt used, but are not limited, for example, water, methanol, ethanol, propanol, Examples include alcohols typified by isopropanol, butanol and hexanol, ketones typified by acetone, and acetates typified by ethyl acetate and butyl acetate. From the viewpoint of availability and economy, water, methanol and acetone Are preferred, and water is particularly preferred.
このような溶剤による処理を行うことで、PAS成分の混合固体に含有される有機極性溶媒や副生塩の量を低減することが可能である。この処理によりPAS成分は固形成分として析出するので、公知の固液分離法を用いてPAS成分を回収することが可能である。固液分離方法としては、たとえば濾過による分離、遠心分離、デカンテーション等を例示できる。なお、これら一連の処理は必要に応じて数回繰り返すことも可能であり、これによりPAS成分の混合固体に含有される有機極性溶媒や副生塩の量がさらに低減される傾向にある。 By performing the treatment with such a solvent, it is possible to reduce the amount of the organic polar solvent and by-product salt contained in the mixed solid of the PAS component. Since the PAS component is precipitated as a solid component by this treatment, the PAS component can be recovered using a known solid-liquid separation method. Examples of the solid-liquid separation method include separation by filtration, centrifugation, and decantation. These series of treatments can be repeated several times as necessary, and this tends to further reduce the amount of the organic polar solvent and by-product salt contained in the mixed solid of the PAS component.
また、上記の溶剤による処理の方法としては、溶剤と反応混合物を混合する方法があり、必要により適宜撹拌または加熱することも可能である。溶剤による処理を行う際の温度に特に制限は無いが、20℃〜220℃が好ましく、50℃〜200℃が更に好ましい。この様な範囲では例えば副生塩の除去が容易となり、また比較的低圧の状態で処理を行うことが可能であるため好ましい。ここで、溶剤として水を用いる場合、水は蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましいが、必要に応じてギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、アクリル酸、クロトン酸、安息香酸、サリチル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸などの有機酸性化合物及びそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、硫酸、リン酸、塩酸、炭酸、珪酸などの無機酸性化合物およびアンモニウムイオンなどを含む水溶液を用いることも可能である。この処理後に得られたPAS成分の混合固体が処理に用いた溶剤を含有する場合には必要に応じて乾燥などを行い、溶剤を除去することも可能である。ここで溶剤の除去は、少なくとも50重量%以上、好ましくは70重量%以上、更に好ましくは90重量%以上、よりいっそう好ましくは95重量%以上の溶剤を除去することが望ましい。加熱による溶剤の除去を行う際の温度は用いる溶剤の特性に依存するため一意的には限定できないが、通常、20〜150℃、好ましくは40〜120℃の範囲が選択できる。また、溶剤の除去を行う圧力は常圧以下が好ましく、これにより溶剤の除去をより低温で行うことが可能になる。 Moreover, as a method of the treatment with the above-mentioned solvent, there is a method of mixing a solvent and a reaction mixture, and it is possible to appropriately stir or heat as necessary. Although there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of performing the process by a solvent, 20 to 220 degreeC is preferable and 50 to 200 degreeC is still more preferable. In such a range, for example, by-product salt can be easily removed, and the treatment can be performed at a relatively low pressure, which is preferable. Here, when water is used as the solvent, the water is preferably distilled water or deionized water, but if necessary, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, acrylic acid, crotonic acid, Organic acidic compounds such as benzoic acid, salicylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, and their alkali metal salts, alkaline earth metal salts, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, carbonic acid, silicic acid, etc. It is also possible to use an aqueous solution containing a compound and ammonium ions. When the mixed solid of the PAS component obtained after this treatment contains the solvent used in the treatment, it is possible to perform drying or the like as necessary to remove the solvent. Here, it is desirable to remove the solvent at least 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and still more preferably 95% by weight or more. Although the temperature at which the solvent is removed by heating depends on the characteristics of the solvent used, it cannot be limited uniquely. However, the temperature can usually be selected from 20 to 150 ° C, preferably from 40 to 120 ° C. In addition, the pressure for removing the solvent is preferably normal pressure or lower, which makes it possible to remove the solvent at a lower temperature.
(8)本発明で得られるポリアリーレンスルフィド(e)の特性
本発明で得られるポリアリーレンスルフィド(e)は、原料に用いたポリアリーレンスルフィド(a)よりも、重量平均分子量が高いことが特徴である。すなわち、原料ポリアリーレンスルフィド(a)の重量平均分子量に対する生成ポリアリーレンスルフィド(e)の重量平均分子量の比(生成ポリアリーレンスルフィド(e)の重量平均分子量/原料ポリアリーレンスルフィド(a)の重量平均分子量)は、1.0倍超であり、好ましくは1.2倍以上となり、より好ましくは1.5倍以上であり、更に好ましくは2倍以上であり、殊更好ましくは2.1倍以上である。従って、ポリアリーレンスルフィド(a)の品質向上が可能となるだけでなく、従来、各用途に使用できず、廃棄するしかなかった低分子量のポリアリーレンスルフィドを高分子量化し、各用途に活用することが可能となる。
(8) Characteristics of polyarylene sulfide (e) obtained by the present invention The polyarylene sulfide (e) obtained by the present invention is characterized by having a higher weight average molecular weight than the polyarylene sulfide (a) used as a raw material. It is. That is, the ratio of the weight average molecular weight of the generated polyarylene sulfide (e) to the weight average molecular weight of the starting polyarylene sulfide (a) (weight average molecular weight of the generated polyarylene sulfide (e) / weight average of the starting polyarylene sulfide (a). The molecular weight) is more than 1.0 times, preferably 1.2 times or more, more preferably 1.5 times or more, still more preferably 2 times or more, and even more preferably 2.1 times or more. is there. Therefore, not only the quality of polyarylene sulfide (a) can be improved, but also low molecular weight polyarylene sulfide, which has not been used for each purpose and has been discarded, can be used for each purpose. Is possible.
また、原料ポリアリーレンスルフィド(a)の重量平均分子量に対する生成ポリアリーレンスルフィド(e)の重量平均分子量の比は、20倍以下になる傾向があり、15倍以下になる傾向がより強い。 In addition, the ratio of the weight average molecular weight of the produced polyarylene sulfide (e) to the weight average molecular weight of the raw material polyarylene sulfide (a) tends to be 20 times or less, and tends to be 15 times or less.
さらに、本発明の別の効果として、原料ポリアリーレンスルフィド(a)と比較して、生成するポリアリーレンスルフィド(e)の含塩素量が低減される効果も挙げられる。この理由は明らかではないが、ポリアリーレンスルフィド(a)の末端に存在する共有結合性塩素が、添加したスルフィド化剤(b)と反応し、これを起点として反応が進行することで、高分子量化かつ低塩素化するものと推測している。 Furthermore, another effect of the present invention is an effect of reducing the chlorine content of the generated polyarylene sulfide (e) as compared with the raw material polyarylene sulfide (a). The reason for this is not clear, but the covalently bonded chlorine present at the terminal of the polyarylene sulfide (a) reacts with the added sulfidizing agent (b), and the reaction proceeds from this to the high molecular weight. It is presumed that it will become chlorinated and low chlorinated.
(9)ポリアリーレンスルフィド(e)の用途
本発明で得られるポリアリーレンスルフィド(e)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、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することができる。この際、PASを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、樹脂を配合することもできる。
(9) Use of polyarylene sulfide (e) The polyarylene sulfide (e) obtained in the present invention is excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, electrical properties and mechanical properties, and is injection molded and injection compressed. In addition to molding and blow molding applications, extrusion molding such as sheets, films, fibers and pipes can be performed by extrusion molding. At this time, PAS may be used alone, or, if desired, inorganic fillers such as glass fiber, carbon fiber, titanium oxide, calcium carbonate, antioxidant, heat stabilizer, ultraviolet absorber, colorant, etc. Can also be added, and resin can also be mix | blended.
またその用途としては、電気・電子部品、家庭・事務電気製品部品、光学機器・精密機械関連部品、水廻り部品、自動車・車両関連部品、その他産業用途が例示できる。 Examples of the application include electrical / electronic parts, household / office electrical product parts, optical equipment / precision machine-related parts, watering parts, automobile / vehicle-related parts, and other industrial applications.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。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 specifically described below with reference to examples. These examples are illustrative and not limiting.
<ジハロゲン化芳香族化合物の転化率測定>
ジハロゲン芳香族化合物の転化率はガスクロマトグラフィー(GC)分析により定量分析を行なった。GCの測定条件を以下に示す。
装置:島津製作所製 GC−2010
カラム:J&W社製 DB−5 0.32mm×30m(0.25μm)
キャリアーガス:ヘリウム
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
<Measurement of conversion rate of dihalogenated aromatic compound>
The conversion rate of the dihalogen aromatic compound was quantitatively analyzed by gas chromatography (GC) analysis. GC measurement conditions are shown below.
Device: GC-2010 manufactured by Shimadzu Corporation
Column: DB-5 manufactured by J & W Company 0.32 mm × 30 m (0.25 μm)
Carrier gas: Helium detector: Flame ionization detector (FID)
<分子量測定>
ポリフェニレンスルフィドの分子量はサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)の一種であるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算で算出した。GPCの測定条件を以下に示す。
装置:センシュー科学 SSC−7100
カラム名:Shodex UT−806M
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 weight of polyphenylene sulfide was calculated in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) which is a kind of size exclusion chromatography (SEC). The measurement conditions for GPC are shown below.
Equipment: Senshu Science SSC-7100
Column name: Shodex UT-806M
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).
[参考例1] ここでは原料ポリアリーレンスルフィド(a)の調製例を示す。 [Reference Example 1] Here, a preparation example of the raw material polyarylene sulfide (a) is shown.
撹拌機を具備した1リットルオートクレーブに水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を23.36g(水硫化ナトリウム11.21g(0.200モル))、水酸化ナトリウムの48重量%水溶液を17.50g(水酸化ナトリウム8.40g(0.210モル))、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)500mL、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)30.00g(0.204モル)を仕込んだ。ここでの反応混合物中のスルフィド化剤のイオウ原子1モルに対する有機極性溶媒は2.5リットルであった。反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで25分かけて昇温した。次いで、250℃まで35分かけて昇温した。250℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷した。 In a 1 liter autoclave equipped with a stirrer, 23.36 g of a 48% by weight aqueous solution of sodium hydrosulfide (11.21 g (0.200 mol) of sodium hydrosulfide) and 17.50 g of a 48% by weight aqueous solution of sodium hydroxide (water Sodium oxide 8.40 g (0.210 mol)), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 500 mL, p-dichlorobenzene (p-DCB) 30.00 g (0.204 mol) were charged. The organic polar solvent with respect to 1 mol of sulfur atoms of the sulfiding agent in the reaction mixture was 2.5 liters. The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over 25 minutes while stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised to 250 ° C. over 35 minutes. After holding at 250 ° C. for 2 hours, it was rapidly cooled to near room temperature.
得られた内容物、すなわち反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析を行なった結果、モノマーのp−DCBの転化率は95%であることが分かった。 As a result of analyzing the obtained content, that is, the reaction mixture by gas chromatography, it was found that the conversion rate of monomer p-DCB was 95%.
得られた内容物500gを約1500gのイオン交換水で希釈したのちに平均目開き10〜16マイクロメートルのガラスフィルターで濾過した。フィルターオン成分を約400gのイオン交換水に分散させ、70℃で15分攪拌し、再度前記同様の濾過を行う操作を計3回行い、白色固体を得た。これを100℃で一晩真空乾燥し、乾燥固体を得た。 After diluting 500 g of the obtained contents with about 1500 g of ion-exchanged water, it was filtered with a glass filter having an average opening of 10 to 16 micrometers. The filter-on component was dispersed in about 400 g of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 15 minutes, and subjected to the same filtration again three times in total to obtain a white solid. This was vacuum-dried at 100 ° C. overnight to obtain a dry solid.
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ポリフェニレンスルフィドであり、重量平均分子量は10,000であった。ここで得られたポリフェニレンスルフィドを、以下、PPS−1と称する。 As a result of analysis, this was polyphenylene sulfide from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis, and the weight average molecular weight was 10,000. The polyphenylene sulfide obtained here is hereinafter referred to as PPS-1.
[参考例2] ここでは参考例1で得られた反応混合物からオリゴフェニレンスルフィドを分離し、ポリフェニレンスルフィド(a)を回収した例を示す。 [Reference Example 2] Here, an example in which oligophenylene sulfide was separated from the reaction mixture obtained in Reference Example 1 and polyphenylene sulfide (a) was recovered was shown.
ADVANTEC社製の万能型タンク付フィルターホルダーKST−90−UH(有効濾過面積約45.3平行センチメートル)に、直径90mm、細孔直径10μmのメンブランフィルター(PTFE製)を設置し、参考例1記載の方法で得られた反応混合物約500gをタンクに仕込んだ。
タンクを密閉後、タンク内を空気にて0.2MPaに加圧し、ケーク約85gを回収した。
A membrane filter (manufactured by PTFE) having a diameter of 90 mm and a pore diameter of 10 μm was installed on a filter holder KST-90-UH (effective filtration area of about 45.3 parallel centimeters) manufactured by ADVANTEC, and Reference Example 1 About 500 g of the reaction mixture obtained by the described method was charged into a tank.
After sealing the tank, the inside of the tank was pressurized to 0.2 MPa with air, and about 85 g of cake was recovered.
得られたケークを約400gのイオン交換水で希釈したのちに平均目開き10〜16マイクロメートルのガラスフィルターで濾過した。フィルターオン成分を約400gのイオン交換水に分散させ、70℃で15分攪拌し、再度前記同様の濾過を行う操作を計3回行い、白色固体を得た。これを100℃で一晩真空乾燥し、乾燥固体約15gを得た。 The obtained cake was diluted with about 400 g of ion-exchanged water, and then filtered through a glass filter having an average opening of 10 to 16 micrometers. The filter-on component was dispersed in about 400 g of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 15 minutes, and subjected to the same filtration again three times in total to obtain a white solid. This was vacuum-dried overnight at 100 ° C. to obtain about 15 g of a dry solid.
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ポリフェニレンスルフィドであり、重量平均分子量は11500であった。ここで得られたポリフェニレンスルフィドを、以下、PPS−2と称する。 As a result of analysis, this was polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 11,500 from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis. The polyphenylene sulfide obtained here is hereinafter referred to as PPS-2.
[実施例1]
<反応>
撹拌機を具備した0.2リットルオートクレーブに、PPS−1(5.08g、イオウ成分として0.047モル)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を0.11g(水硫化ナトリウムとして0.053g、0.00094モル)、水酸化ナトリウムの48重量%水溶液を0.28g(水酸化ナトリウムとして0.13g、0.0034モル)、NMP(120mL)、p−DCB(0.14g、0.00095モル)を仕込んだ。ここで、ポリフェニレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対するスルフィド化剤の割合は2モルであった。また、反応混合物中のイオウ原子1モルに対する有機極性溶媒量は2.5リットルであった。
[Example 1]
<Reaction>
In a 0.2 liter autoclave equipped with a stirrer, 0.11 g (0.053 g as sodium hydrosulfide) of PPS-1 (5.08 g, 0.047 mol as a sulfur component) and a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide, 0.00094 mol), 0.28 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydroxide (0.13 g, 0.0034 mol as sodium hydroxide), NMP (120 mL), p-DCB (0.14 g, 0.00095 mol) ). Here, the ratio of the sulfidizing agent to 100 mol of the sulfur component in the polyphenylene sulfide (a) was 2 mol. Moreover, the amount of the organic polar solvent with respect to 1 mol of sulfur atoms in the reaction mixture was 2.5 liters.
反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで25分かけて昇温した。次いで、250℃まで35分かけて昇温した。250℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷した。 The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over 25 minutes while stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised to 250 ° C. over 35 minutes. After holding at 250 ° C. for 2 hours, it was rapidly cooled to near room temperature.
得られた内容物、すなわち反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析を行なった結果、モノマーのp−DCBの転化率は51%であることが分かった。 As a result of analyzing the obtained content, that is, the reaction mixture by gas chromatography, it was found that the conversion rate of monomer p-DCB was 51%.
<回収>
得られた内容物100gを約300gのイオン交換水で希釈したのちに平均目開き10〜16マイクロメートルのガラスフィルターで濾過した。フィルターオン成分を約100gのイオン交換水に分散させ、70℃で15分攪拌し、再度前記同様の濾過を行う操作を計3回行い、白色固体を得た。これを100℃で一晩真空乾燥し、乾燥固体を得た。
分析の結果、赤外分光分析における吸収スペクトルより、この固体はポリフェニレンスルフィドであり、重量平均分子量は13,000であった。原料に用いたポリフェニレンスルフィドよりも、高分子量のポリフェニレンスルフィドが得られることがわかった。
<Recovery>
100 g of the obtained content was diluted with about 300 g of ion-exchanged water, and then filtered through a glass filter having an average opening of 10 to 16 micrometers. The filter-on component was dispersed in about 100 g of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 15 minutes, and subjected to the same filtration again three times in total to obtain a white solid. This was vacuum-dried at 100 ° C. overnight to obtain a dry solid.
As a result of analysis, this solid was polyphenylene sulfide and the weight average molecular weight was 13,000 from the absorption spectrum in infrared spectroscopic analysis. It was found that polyphenylene sulfide having a higher molecular weight than that of the polyphenylene sulfide used as a raw material was obtained.
[実施例2]
ここではPPS−1の代わりに、参考例2で得られたPPS−2を用いた以外は、実施例1と同様にしてポリフェニレンスルフィドを得た例を示す。
[Example 2]
Here, an example in which polyphenylene sulfide was obtained in the same manner as in Example 1 except that PPS-2 obtained in Reference Example 2 was used instead of PPS-1 is shown.
本条件では、重量平均分子量13,500で、ポリフェニレンスルフィドが得られた。オリゴフェニレンスルフィドを除去したポリフェニレンスルフィドを原料として用いた場合でも、原料に用いたポリフェニレンスルフィドよりも、高分子量のポリフェニレンスルフィドが得られることがわかった。 Under this condition, polyphenylene sulfide having a weight average molecular weight of 13,500 was obtained. It was found that even when polyphenylene sulfide from which oligophenylene sulfide was removed was used as a raw material, a higher molecular weight polyphenylene sulfide was obtained than the polyphenylene sulfide used as the raw material.
[実施例3]
<反応>
撹拌機を具備した0.2リットルオートクレーブに、PPS−2(12.72g、イオウ成分として0.118モル)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を0.28g(水硫化ナトリウムとして0.13g、0.0024モル)、水酸化ナトリウムの48重量%水溶液を0.70g(水酸化ナトリウムとして0.34g、0.0084モル)、NMP(120mL)、p−DCB(0.35g、0.0024モル)を仕込んだ。ここで、ポリフェニレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対するスルフィド化剤の割合は2モルであった。また、反応混合物中のイオウ原子1モルに対する有機極性溶媒量は1.0リットルであった。
[Example 3]
<Reaction>
In a 0.2 liter autoclave equipped with a stirrer, 0.28 g (0.13 g as sodium hydrosulfide) of PPS-2 (12.72 g, 0.118 mol as a sulfur component) and a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide, 0.0024 mol), 0.70 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydroxide (0.34 g, 0.0084 mol as sodium hydroxide), NMP (120 mL), p-DCB (0.35 g, 0.0024 mol) ). Here, the ratio of the sulfidizing agent to 100 mol of the sulfur component in the polyphenylene sulfide (a) was 2 mol. Moreover, the amount of the organic polar solvent with respect to 1 mol of sulfur atoms in the reaction mixture was 1.0 liter.
反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで25分かけて昇温した。次いで、250℃まで35分かけて昇温した。250℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷した。 The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over 25 minutes while stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised to 250 ° C. over 35 minutes. After holding at 250 ° C. for 2 hours, it was rapidly cooled to near room temperature.
得られた内容物、すなわち反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析を行なった結果、モノマーのp−DCBの転化率は63%であることが分かった。 As a result of analyzing the obtained content, that is, the reaction mixture by gas chromatography, it was found that the conversion rate of monomer p-DCB was 63%.
<回収>
実施例1と同様にして、反応混合物からポリフェニレンスルフィドを回収した。得られたポリフェニレンスルフィドの重量平均分子量は17,000であった。反応を行う際のイオウ成分の濃度を向上させることで、原料に用いたポリフェニレンスルフィドよりも分子量が増加する傾向が強くなることがわかった。
<Recovery>
In the same manner as in Example 1, polyphenylene sulfide was recovered from the reaction mixture. The resulting polyphenylene sulfide had a weight average molecular weight of 17,000. It was found that by increasing the concentration of the sulfur component during the reaction, the molecular weight tends to increase more than the polyphenylene sulfide used as the raw material.
[比較例1]
<反応>
撹拌機を具備した0.2リットルオートクレーブに、PPS−1(3.89g、イオウ成分として0.036モル)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を1.41g(水硫化ナトリウムとして0.68g、0.012モル)、水酸化ナトリウムの48重量%水溶液を1.17g(水酸化ナトリウムとして0.56g、0.014モル)、NMP(120mL)、p−DCB(1.76g、0.012モル)を仕込んだ。ここで、ポリフェニレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対するスルフィド化剤の割合は34モルであった。また、反応混合物中のイオウ原子1モルに対する有機極性溶媒量は2.5リットルであった。
[Comparative Example 1]
<Reaction>
In a 0.2 liter autoclave equipped with a stirrer, PPS-1 (3.89 g, 0.036 mol as a sulfur component), 1.41 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide (0.68 g as sodium hydrosulfide, 0.012 mol), 1.17 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydroxide (0.56 g, 0.014 mol as sodium hydroxide), NMP (120 mL), p-DCB (1.76 g, 0.012 mol) ). Here, the ratio of the sulfidizing agent to 100 mol of the sulfur component in the polyphenylene sulfide (a) was 34 mol. Moreover, the amount of the organic polar solvent with respect to 1 mol of sulfur atoms in the reaction mixture was 2.5 liters.
反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで25分かけて昇温した。次いで、250℃まで35分かけて昇温した。250℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷した。 The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over 25 minutes while stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised to 250 ° C. over 35 minutes. After holding at 250 ° C. for 2 hours, it was rapidly cooled to near room temperature.
得られた内容物、すなわち反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析を行なった結果、モノマーのp−DCBの転化率は89%であることが分かった。 As a result of analyzing the obtained content, that is, the reaction mixture by gas chromatography, it was found that the conversion rate of monomer p-DCB was 89%.
<回収>
実施例1と同様にして、反応混合物からポリフェニレンスルフィドを回収した。得られたポリフェニレンスルフィドの重量平均分子量は10,000であった。
<Recovery>
In the same manner as in Example 1, polyphenylene sulfide was recovered from the reaction mixture. The resulting polyphenylene sulfide had a weight average molecular weight of 10,000.
原料ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対して、5モル以上のスルフィド化剤を用いて反応を行った場合、得られるポリアリーレンスルフィドの分子量は向上しなかった。 When the reaction was performed using 5 mol or more of a sulfidizing agent with respect to 100 mol of the sulfur component in the raw material polyarylene sulfide (a), the molecular weight of the resulting polyarylene sulfide was not improved.
[比較例2]
<反応>
撹拌機を具備した0.2リットルオートクレーブに、PPS−1(4.52g、イオウ成分として0.042モル)、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液を0.73g(水硫化ナトリウムとして0.35g、0.0062モル)、水酸化ナトリウムの48重量%水溶液を0.72g(水酸化ナトリウムとして0.35g、0.0086モル)、NMP(120mL)、p−DCB(0.92g、0.0062モル)を仕込んだ。ここで、ポリフェニレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対するスルフィド化剤の割合は15モルであった。また、反応混合物中のイオウ原子1モルに対する有機極性溶媒量は2.5リットルであった。
[Comparative Example 2]
<Reaction>
In a 0.2 liter autoclave equipped with a stirrer, 0.73 g (0.35 g as sodium hydrosulfide) of PPS-1 (4.52 g, 0.042 mol as a sulfur component) and a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide, 0.0062 mol), 0.72 g of a 48 wt% aqueous solution of sodium hydroxide (0.35 g, 0.0086 mol as sodium hydroxide), NMP (120 mL), p-DCB (0.92 g, 0.0062 mol) ). Here, the ratio of the sulfidizing agent to 100 mol of the sulfur component in the polyphenylene sulfide (a) was 15 mol. Moreover, the amount of the organic polar solvent with respect to 1 mol of sulfur atoms in the reaction mixture was 2.5 liters.
反応容器を室温・常圧下にて窒素ガス下に密封した後、400rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで25分かけて昇温した。次いで、250℃まで35分かけて昇温した。250℃で2時間保持した後、室温近傍まで急冷した。 The reaction vessel was sealed under nitrogen gas at room temperature and normal pressure, and then heated from room temperature to 200 ° C. over 25 minutes while stirring at 400 rpm. Next, the temperature was raised to 250 ° C. over 35 minutes. After holding at 250 ° C. for 2 hours, it was rapidly cooled to near room temperature.
得られた内容物、すなわち反応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析を行なった結果、モノマーのp−DCBの転化率は87%であることが分かった。 As a result of analyzing the obtained content, that is, the reaction mixture by gas chromatography, it was found that the conversion rate of monomer p-DCB was 87%.
<回収>
実施例1と同様にして、反応混合物からポリフェニレンスルフィドを回収した。得られたポリフェニレンスルフィドの重量平均分子量は10,000であった。
<Recovery>
In the same manner as in Example 1, polyphenylene sulfide was recovered from the reaction mixture. The resulting polyphenylene sulfide had a weight average molecular weight of 10,000.
原料ポリアリーレンスルフィド(a)中のイオウ成分100モルに対して、5モル以上のスルフィド化剤を用いて反応を行った場合、得られるポリアリーレンスルフィドの分子量は向上しなかった。 When the reaction was performed using 5 mol or more of a sulfidizing agent with respect to 100 mol of the sulfur component in the raw material polyarylene sulfide (a), the molecular weight of the resulting polyarylene sulfide was not improved.
[比較例3]
ここでは、p−DCBを加えない以外は、実施例1と同様にして反応を行った。
[Comparative Example 3]
Here, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that p-DCB was not added.
本条件では、重量平均分子量8,000で、ポリフェニレンスルフィドが得られた。
p−DCBを加えずに反応を行った場合、原料に用いたポリフェニレンスルフィドよりも、分子量が低下することがわかった。
Under this condition, polyphenylene sulfide was obtained with a weight average molecular weight of 8,000.
It was found that when the reaction was carried out without adding p-DCB, the molecular weight was lower than that of polyphenylene sulfide used as a raw material.
[比較例4]
ここでは、水硫化ナトリウムの48重量%水溶液、水酸化ナトリウムの48重量%水溶液、およびp−DCBを加えない以外は、実施例1と同様にして実験を行った。
[Comparative Example 4]
Here, an experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that 48% by weight aqueous solution of sodium hydrosulfide, 48% by weight aqueous solution of sodium hydroxide, and p-DCB were not added.
本条件では、重量平均分子量10,000で、ポリフェニレンスルフィドが得られた。水硫化ナトリウムの48重量%水溶液、水酸化ナトリウムの48重量%水溶液、およびp−DCBを加えずに反応を行った場合、得られるポリアリーレンスルフィドの分子量は向上しないことがわかった。 Under this condition, polyphenylene sulfide was obtained with a weight average molecular weight of 10,000. It was found that the molecular weight of the resulting polyarylene sulfide was not improved when the reaction was carried out without adding a 48 wt% aqueous solution of sodium hydrosulfide, a 48 wt% aqueous solution of sodium hydroxide, and p-DCB.
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US12018129B2 (en) | 2021-09-08 | 2024-06-25 | Ticona Llc | Extraction technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge |
US12024596B2 (en) | 2021-09-08 | 2024-07-02 | Ticona Llc | Anti-solvent technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge |
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US12018129B2 (en) | 2021-09-08 | 2024-06-25 | Ticona Llc | Extraction technique for recovering an organic solvent from a polyarylene sulfide waste sludge |
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