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JP2011132518A - Method of producing polyarylene sulfide and extrusion molded product - Google Patents

Method of producing polyarylene sulfide and extrusion molded product Download PDF

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JP2011132518A
JP2011132518A JP2010263477A JP2010263477A JP2011132518A JP 2011132518 A JP2011132518 A JP 2011132518A JP 2010263477 A JP2010263477 A JP 2010263477A JP 2010263477 A JP2010263477 A JP 2010263477A JP 2011132518 A JP2011132518 A JP 2011132518A
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Masahiro Inohara
雅博 井ノ原
Takeshi Higashihara
武志 東原
Hiroyuki Isuna
宏之 井砂
Toru Nishimura
西村  透
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of efficiently and easily producing a high-molecular weight polyarylene sulfide with little amount of volatile component. <P>SOLUTION: In the method of producing polyarylene sulfide, a sulfurizing agent and a dihalogenated aromatic compound are allowed to react with each other in the presence of a polymerization additive in the temperature range of 200 to <280°C in an organic polar solvent, wherein in a process 1, a polymerization time (T1) in the temperature range of 200 to <245°C is 1.5 to <4 h, and the polymerization time (T1a) in the temperature range of 230 to <245°C is 30 min to <3.5 h, and the reaction is performed such that the conversion ratio of the dihalogenated aromatic compound at the time of process completion becomes 70 to 99 mol%, and in a process 2, the reaction is performed such that the polymerization time (T2) including temperature rising and falling time is 5 min to <2 h in the temperature range of 245 to <280°C. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリアリーレンスルフィド(以下、PASと略記する)の製造方法および押出成形品に関し、さらに詳しくは、揮発性成分量の少ないPASを効率よく簡便に製造する方法および押出成形品に関するものである。   The present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide (hereinafter abbreviated as PAS) and an extrusion-molded product, and more particularly to a method and an extrusion-molded product for efficiently and simply producing PAS with a small amount of volatile components. is there.

ポリフェニレンスルフィド(以下PPSと略す)に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下PASと略す)は、耐熱性、耐薬品性、難燃性、機械的強度、電気絶縁性、耐湿熱性及び寸法安定性などに優れたエンジニアリングプラスチックであり、射出成形、押出成形及び圧縮成形などの各種成形法により、各種成形品、フィルム、シート及び繊維などに成形可能であるため、電気・電子機器や自動車機器などの広範な分野において幅広く用いられている。   Polyarylene sulfides (hereinafter abbreviated as PAS), represented by polyphenylene sulfide (hereinafter abbreviated as PPS), have heat resistance, chemical resistance, flame resistance, mechanical strength, electrical insulation, moisture and heat resistance, and dimensional stability. It is an excellent engineering plastic and can be molded into various molded products, films, sheets and fibers by various molding methods such as injection molding, extrusion molding and compression molding. Widely used in the field.

PASの製造方法として、特許文献1には、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スルフィド化剤とp−ジクロロベンゼンなどのジハロゲン化芳香族化合物とを反応させる方法が提案されているが、この方法では、低分子量で溶融粘度が小さいPASしか得ることができない。このような低分子量PASは、重合後に空気の存在下で加熱し、酸化硬化(キュアー)すれば高分子量化することができるが、このようにして得られた硬化PASは、機械的物性が不十分であり、しかも線状ではないため、シート、フィルム及び繊維などに成形加工することが困難であった。   As a method for producing PAS, Patent Document 1 discloses that a sulfidizing agent such as sodium sulfide is reacted with a dihalogenated aromatic compound such as p-dichlorobenzene in an organic amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. Although a method has been proposed, only PAS having a low molecular weight and a low melt viscosity can be obtained by this method. Such a low molecular weight PAS can be increased in molecular weight by heating in the presence of air after polymerization and oxidative curing (curing), but the cured PAS thus obtained has poor mechanical properties. Since it is sufficient and not linear, it has been difficult to form a sheet, film, fiber, or the like.

近年では、重合時に高分子量のPASを得るために、上記の方法を改善した各種の製造方法が提案されている。そして、PASの重合方法の改善手段としては、有機アミド溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを反応させるに際し、各種の重合助剤を添加する方法が代表的であり、例えば、重合助剤としてアルカリ金属カルボン酸塩を使用する方法(特許文献2)、同じく芳香族カルボン酸のアルカリ土類金属塩を使用する方法(特許文献3)、同じくアルカリ金属ハライドを使用する方法(特許文献4)、及び同じく脂肪族カルボン酸のナトリウム塩を使用する方法(特許文献5)などが提案されている。   In recent years, in order to obtain a high molecular weight PAS at the time of polymerization, various production methods improved from the above method have been proposed. As a means for improving the polymerization method of PAS, a method of adding various polymerization assistants when reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic amide solvent is typical. A method using an alkali metal carboxylate as an auxiliary agent (Patent Document 2), a method using an alkaline earth metal salt of an aromatic carboxylic acid (Patent Document 3), and a method using an alkali metal halide (Patent Document 2) 4) and a method using a sodium salt of an aliphatic carboxylic acid (Patent Document 5) and the like have been proposed.

これらの方法によれば、確かに重合により線状で高分子量のPASを得ることができるが、高重合度なPASをより短時間に得るためには、酢酸リチウムや安息香酸ナトリウムなどの高価な重合助剤を用いて重合を行う必要があり、また酢酸ナトリウムなどの安価な重合助剤を単純に適用したとしても、重合時間が長くなって経済的に不利であるという問題があった。   According to these methods, it is possible to obtain linear and high molecular weight PAS by polymerization. However, in order to obtain a high degree of polymerization PAS in a shorter time, expensive such as lithium acetate and sodium benzoate are used. It is necessary to carry out the polymerization using a polymerization aid, and even if an inexpensive polymerization aid such as sodium acetate is simply applied, there is a problem that the polymerization time is long and it is economically disadvantageous.

一方、特許文献6には、有機アミド溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを反応させてPASを得る方法において、特定の二段階重合法を採用することが提案されている。すなわち、この方法は、前段重合工程において、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.5〜2.4モルの水が存在する状態で、180〜235℃の温度で反応させることにより、ジハロゲン化芳香族化合物の転化率を50〜98モル%として低粘度のプレポリマーを生成させた後、後段重合工程において、仕込みスルフィド化剤1モル当たり2.5〜7モルの水が存在する状態となるように反応系に水を添加するとともに、245〜290℃の温度に昇温して、反応を継続する二段階重合法であるが、この方法では、十分に高分子量のPASを得るために、かなりの長時間の重合時間を必要とするという問題があった。   On the other hand, Patent Document 6 proposes to employ a specific two-stage polymerization method in a method of obtaining PAS by reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in an organic amide solvent. That is, this method is a dihalogenated aromatic by reacting at a temperature of 180 to 235 ° C. in the presence of 0.5 to 2.4 mol of water per 1 mol of the charged sulfiding agent in the pre-stage polymerization step. After producing a low-viscosity prepolymer with the conversion rate of the compound being 50 to 98 mol%, in the subsequent polymerization step, 2.5 to 7 mol of water is present per mol of the charged sulfiding agent. This is a two-stage polymerization method in which water is added to the reaction system and the temperature is raised to 245 to 290 ° C. and the reaction is continued. In this method, in order to obtain a sufficiently high molecular weight PAS, There was a problem of requiring a long polymerization time.

さらに、特許文献7には、スルフィド化剤1モル当たり0.5〜2.4モルの水の存在下に、アルカリ金属カルボン酸塩を0.001〜0.20モルと比較的少量存在させて重合を行う方法が開示されているが、この方法の主な目的は、粒状のPASを析出させて収率を上げることにあり、このような少量のアルカリ金属カルボン酸塩の使用量では、高重合度のPASを短時間で得ることは困難であった。   Furthermore, Patent Document 7 discloses that an alkali metal carboxylate is present in a relatively small amount of 0.001 to 0.20 mol in the presence of 0.5 to 2.4 mol of water per mol of the sulfidizing agent. Although a method for carrying out polymerization is disclosed, the main purpose of this method is to increase the yield by precipitating granular PAS. With such a small amount of alkali metal carboxylate used, It was difficult to obtain PAS having a polymerization degree in a short time.

また、特許文献8〜特許文献10には、前段重合工程において低粘度のプレポリマーを生成させた後、後段重合工程においてアルカリ金属水酸化物やポリハロ芳香族化合物、ポリフェノール塩などを追加することによって、高分子量化する方法が示されているが、高圧状態となっている反応液中に固体を添加するという操作が必要であり、工業的に煩雑な操作が必要であった。   Further, in Patent Documents 8 to 10, a low-viscosity prepolymer is produced in the former polymerization step, and then an alkali metal hydroxide, a polyhaloaromatic compound, a polyphenol salt, or the like is added in the latter polymerization step. Although a method for increasing the molecular weight is shown, an operation of adding a solid to the reaction solution in a high-pressure state is required, and an industrially complicated operation is required.

特許文献11、特許文献12には、前段重合工程において低粘度のプレポリマーを生成させた後、一部の溶媒を除去し、後段重合工程における溶媒比を下げることによって、高分子量化する方法が示されているが、溶媒除去という工程が必要であり、工業的に不利であった。   In Patent Document 11 and Patent Document 12, a method of increasing the molecular weight by generating a low-viscosity prepolymer in the former polymerization step and then removing a part of the solvent and lowering the solvent ratio in the latter polymerization step. As shown, a step of solvent removal is necessary, which is industrially disadvantageous.

特許文献13には、前段重合工程において低粘度のプレポリマーを生成させた後、後段重合工程において酸素を追加することによって、高分子量化する方法が示されているが、酸化硬化(キュアー)による高分子量化であるため、機械的物性が不十分であり、しかも線状ではないため、シート、フィルム及び繊維などに成形加工することが困難であった。   Patent Document 13 discloses a method of increasing the molecular weight by generating a low-viscosity prepolymer in the pre-stage polymerization step and then adding oxygen in the post-stage polymerization step, but it is based on oxidative curing (cure). Since it has a high molecular weight, mechanical properties are insufficient, and since it is not linear, it has been difficult to form a sheet, film, fiber, or the like.

特許文献14には、前段重合工程において低粘度のプレポリマーを生成させた後、残存するモノマーおよびオリゴマーを有機溶媒で洗浄除去し、後段重合工程において高分子量化する方法が示されているが、溶媒洗浄に伴うろ過工程が必要であり、工業的に煩雑な操作が必要であった。   Patent Document 14 discloses a method in which a low-viscosity prepolymer is produced in the pre-stage polymerization step, and then the remaining monomers and oligomers are washed away with an organic solvent to increase the molecular weight in the post-stage polymerization step. A filtration step accompanying solvent washing was necessary, and industrially complicated operations were required.

また、特許文献15、特許文献16には、前段重合工程において低粘度のプレポリマーを生成させた後、後段重合工程において重合助剤を使用し、水分量や重合温度条件を調節することで高分子量化する方法が示されている。   In Patent Document 15 and Patent Document 16, a low-viscosity prepolymer is produced in the pre-stage polymerization step, and then a polymerization aid is used in the post-stage polymerization step to adjust the water content and polymerization temperature conditions. A method of molecular weighting is shown.

しかし押出成形などで使用するには充分な溶融安定性が得られておらず、揮発性成分が多いために金型汚れや金型ベント詰まりを引き起こし生産効率が悪化するという問題があった。   However, sufficient melt stability is not obtained for use in extrusion molding and the like, and since there are many volatile components, there has been a problem that mold contamination and mold vent clogging are caused and production efficiency deteriorates.

また、特許文献17には、PASの溶融安定性を高めるために重合直後の反応液を酸処理後、アルカリ処理するという方法が示されているが、洗浄に伴うろ過工程が必要であり、工業的に操作が煩雑であった。   In addition, Patent Document 17 discloses a method in which a reaction solution immediately after polymerization is subjected to an acid treatment and then an alkali treatment in order to improve the melt stability of PAS. The operation was complicated.

一方で複雑形状の成形品に対応できる溶融流動性の高いPASが求められているが、溶融流動性が高いPASには概して低分子量成分を多く含んでいるため、溶融時の揮発性成分量が多い傾向にある。かかる揮発性成分は金型汚れや金型ベント詰まりを引き起こし生産効率が悪化するという問題を引き起こすため、溶融流動性が高く、なおかつ溶融時の揮発性成分量の少ないPASが強く求められていた。PASを溶融させた時に発生する揮発性成分量を低減する方法としては、反応後に得られたPASスラリーをアセトンやNMPなどの有機溶媒で洗浄する方法が一般に知られているが、本方法では揮発性成分の主成分である低分子量物が洗浄除去されるとともにオリゴマーも除去されるため、PASを溶融させたときの流動性は低下する傾向にある。そのため、オリゴマーを特定量含み、高い溶融流動性を確保した状態で揮発性成分量を低減する検討が行われている。例えば、特許文献18では極性有機溶媒中でポリハロゲン芳香族化合物とスルフィド化剤とを反応させた後フラッシュ法で回収し、得られたポリマーをpH=2〜8、80〜200℃で酸処理し、得られたPPSを酸素濃度2体積%以上の雰囲気下、160〜270℃で0.2〜50時間加熱処理する方法が開示されている。しかしながら、本方法では加熱処理工程が必要であり、工業的に煩雑な操作が必要であった。   On the other hand, PAS with high melt fluidity that can cope with molded products with complex shapes is demanded, but PAS with high melt fluidity generally contains a large amount of low molecular weight components, so the amount of volatile components at the time of melting is high. Many tend to be. Since such a volatile component causes a problem that mold contamination or mold vent clogging is caused and production efficiency is deteriorated, a PAS having a high melt fluidity and a small amount of volatile components at the time of melting has been strongly demanded. As a method for reducing the amount of volatile components generated when PAS is melted, a method of washing the PAS slurry obtained after the reaction with an organic solvent such as acetone or NMP is generally known. Since the low molecular weight substance which is the main component of the sex component is removed by washing and the oligomer is also removed, the fluidity when PAS is melted tends to be lowered. Therefore, studies have been made to reduce the amount of volatile components in a state where a specific amount of oligomer is included and high melt fluidity is ensured. For example, in Patent Document 18, a polyhalogen aromatic compound and a sulfidizing agent are reacted in a polar organic solvent and then recovered by a flash method, and the resulting polymer is acid-treated at pH = 2-8 and 80-200 ° C. In addition, a method is disclosed in which the obtained PPS is heat-treated at 160 to 270 ° C. for 0.2 to 50 hours in an atmosphere having an oxygen concentration of 2% by volume or more. However, this method requires a heat treatment step, and requires an industrially complicated operation.

特公昭45−3368号公報(請求項、実施例)Japanese Examined Patent Publication No. 45-3368 (Claims, Examples) 特公昭52−12240号公報(請求項、実施例)Japanese Patent Publication No. 52-12240 (Claims, Examples) 特開昭59−219332号公報(請求項、実施例)JP 59-219332 (Claims, Examples) 米国特許第4,038,263号明細書(請求項、実施例)U.S. Pat. No. 4,038,263 (claims, examples) 特開平1−161022号公報(請求項、実施例)Japanese Patent Laid-Open No. 1-161022 (Claims, Examples) 特公昭63−33775号公報(請求項、実施例)Japanese Patent Publication No. 63-33775 (Claims, Examples) 特開平6−145355号公報(請求項、実施例)JP-A-6-145355 (Claims, Examples) 国際公開2006/46748号(請求項、実施例)International Publication No. 2006/46748 (Claims, Examples) 特開平5−271414号公報(請求項、実施例)JP-A-5-271414 (Claims, Examples) 特開平5−156014号公報(請求項、実施例)JP-A-5-156014 (Claims, Examples) 特開平6−49208号公報(請求項、実施例)JP-A-6-49208 (Claims, Examples) 特開2002−284876号公報(請求項、実施例)JP 2002-284876 A (claims, examples) 特開2001−172387号公報(請求項、実施例)JP 2001-172387 A (Claims, Examples) 特開平2−102228号公報(請求項、実施例)JP-A-2-102228 (Claims and Examples) 特開2005−54169号公報(請求項、実施例)JP 2005-54169 A (claims, examples) 特開2002−265604号公報(請求項、実施例)JP-A-2002-265604 (Claims, Examples) 特開平8−198965号公報(請求項、実施例)JP-A-8-198965 (Claims, Examples) 特開2009−144141(請求項、実施例)JP2009-144141 (Claims, Examples)

本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。   The present invention has been achieved as a result of studying the solution of the problems in the prior art described above as an issue.

したがって、本発明の目的は、特別に煩雑な工程を通ることなしに工業的有利に揮発性成分量の少ないPASを製造する方法を提供する。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a PAS having a small amount of volatile components industrially advantageously without going through a particularly complicated process.

本発明は、かかる課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、有機極性溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを重合助剤の存在下で反応させる際、特定の温度条件下で特定時間反応させることで、揮発性成分量の少ないPASを効率よく簡便に製造できることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve such problems, the present invention, when reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in the presence of a polymerization aid in an organic polar solvent, under specific temperature conditions. It was found that by reacting for a specific time, a PAS with a small amount of volatile components can be produced efficiently and simply, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明は、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを重合助剤の存在下200℃以上280℃未満の温度範囲内で反応させるポリアリーレンスルフィドの製造方法において、少なくとも下記の工程1及び2を行うことを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法を提供するものである。
工程1:有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物を重合助剤の存在下で反応させる際、200℃以上245℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T1)が1.5時間以上4時間未満であり、かつ230℃以上245℃未満の温度範囲では、昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満であり、工程終了時点でのジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜99モル%になるように反応させてポリアリーレンスルフィドのプレポリマーを生成させる工程、及び
工程2:245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上2時間未満で反応させて前記プレポリマーを高分子量ポリアリーレンスルフィドに転換する工程。
That is, the present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide, in which a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are reacted in a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C. in the presence of a polymerization aid in an organic polar solvent. The present invention provides a method for producing a polyarylene sulfide, characterized by performing at least the following steps 1 and 2.
Step 1: When reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in the presence of a polymerization aid in an organic polar solvent, a polymerization time including a temperature increase / decrease time within a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 245 ° C. (T1) is 1.5 hours or more and less than 4 hours, and in the temperature range of 230 ° C. or more and less than 245 ° C., the polymerization time (T1a) including the temperature rise / fall time is 30 minutes or more and less than 3.5 hours, A step of reacting the dihalogenated aromatic compound at the end of the step so as to have a conversion rate of 70 to 99 mol% to form a polyarylene sulfide prepolymer, and step 2: a temperature range of 245 ° C. or higher and lower than 280 ° C. In the process, the prepolymer is converted to high molecular weight polyarylene sulfide by reacting in a polymerization time (T2) including a temperature increase / decrease time of 5 minutes or more and less than 2 hours.

なお、本発明のポリアリーレンスルフィドの製造方法においては、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを重合助剤の存在下200℃以上280℃未満の温度範囲内で反応させるポリアリーレンスルフィドを製造する方法において、前記工程2における系内の水分量が、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.8モル以上3モル未満の水が存在する状態となるように、反応系に水を添加し、かつ水分と重合助剤のモル比[重合助剤量(モル)/水分量(モル)]を0.05〜0.5として、前記プレポリマーを高分子量ポリアリーレンスルフィドに転換することが好ましい。   In the method for producing polyarylene sulfide of the present invention, a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are reacted in an organic polar solvent within a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C. in the presence of a polymerization aid. In the method for producing polyarylene sulfide, water is added to the reaction system so that the amount of water in the system in Step 2 is in a state where 0.8 mol or more and less than 3 mol of water is present per mol of the charged sulfidizing agent. And the molar ratio of water to polymerization aid [polymerization aid amount (mole) / water content (mole)] is 0.05 to 0.5 to convert the prepolymer to high molecular weight polyarylene sulfide. It is preferable.

さらに、本発明のポリアリーレンスルフィドの製造方法においては、前記工程1の重合時間(T1)と工程2の重合時間(T2)の比(T1/T2)を1.2以上とすることが好ましい条件である。   Furthermore, in the method for producing polyarylene sulfide of the present invention, it is preferable that the ratio (T1 / T2) of the polymerization time (T1) in step 1 to the polymerization time (T2) in step 2 is 1.2 or more. It is.

また、ポリアリーレンスルフィドをクエンチ法で回収すること、前記工程1開始時の反応系内に存在するジハロゲン化芳香族化合物が、スルフィド化剤1モルに対し0.9モル以上1.5モル未満であること、前記工程1における有機アミド溶媒中の水分量が、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.5以上モル1.5モル未満であること、前記工程1開始時の反応系内に存在する重合助剤が、スルフィド化剤1モルに対し0.1モル以上0.7モル未満であること、前記工程1開始時の反応系内に存在するアルカリ金属水酸化物が、スルフィド化剤1モル対し0.9モル以上1.2モル未満であること、反応に使用する有機極性溶媒が、スルフィド化剤1モルに対し2.5モル以上5.5モル未満であることが好ましい条件としてあげられる。   In addition, the polyarylene sulfide is recovered by a quench method, and the dihalogenated aromatic compound present in the reaction system at the start of Step 1 is 0.9 mol or more and less than 1.5 mol with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. The amount of water in the organic amide solvent in Step 1 is 0.5 or more and less than 1.5 moles per mole of the sulfidizing agent charged; polymerization present in the reaction system at the start of Step 1 The auxiliary agent is 0.1 mole or more and less than 0.7 mole relative to 1 mole of the sulfidizing agent, and the alkali metal hydroxide present in the reaction system at the start of the step 1 is based on 1 mole of the sulfidizing agent. Preferred conditions are 0.9 mol or more and less than 1.2 mol, and the organic polar solvent used in the reaction is 2.5 mol or more and less than 5.5 mol with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. .

本発明によれば、揮発性成分量の少ないポリアリーレンスルフィドを短時間に効率よく製造することができる。   According to the present invention, a polyarylene sulfide having a small amount of volatile components can be efficiently produced in a short time.

本発明におけるPAS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としては下記の式(A)〜式(J)など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。   The PAS in the present invention is a homopolymer or copolymer having a repeating unit of the formula, — (Ar—S) —, as a main constituent unit, and preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. Ar includes units represented by the following formulas (A) to (J), among which the formula (A) is particularly preferable.

Figure 2011132518
Figure 2011132518

(R1,R2は水素、アルキル基、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) (R1 and R2 are substituents selected from hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group, and a halogen group, and R1 and R2 may be the same or different.)

この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記の式(K)〜式(M)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 following formulas (K) to (M). 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.

Figure 2011132518
Figure 2011132518

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、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。   The PAS in 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エーテル、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−フェニレンスルフィド単位   Typical examples thereof include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ether, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof. Particularly preferred PASs include p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.

Figure 2011132518
Figure 2011132518

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、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エーテルが挙げられ、ポリフェニレンスルフィドが特に好ましい。 Of polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, and polyphenylene sulfide ether containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more. Polyphenylene sulfide is particularly preferable.

本発明でのPASの製造方法について、以下、スルフィド化剤、有機極性溶媒、ジハロゲン化芳香族化合物、重合助剤、分岐・架橋剤、分子量調整剤、重合安定剤、前工程、重合工程、ポリマー回収、生成PAS、その他の後処理、及び用途の順に詳述する。   Regarding the PAS production method of the present invention, the sulfidizing agent, organic polar solvent, dihalogenated aromatic compound, polymerization aid, branching / crosslinking agent, molecular weight regulator, polymerization stabilizer, pre-process, polymerization process, polymer Details will be given in the order of recovery, production PAS, other post-treatment, and application.

(1)スルフィド化剤
本発明で用いられるスルフィド化剤としては、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 Examples of the sulfiding agent used in the present invention include alkali metal sulfides, alkali metal hydrosulfides, and 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、なかでも硫化ナトリウムが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。   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, and sodium sulfide is preferably used. These alkali metal sulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides.

アルカリ金属水硫化物の具体例としては、例えば水硫化ナトリウム、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、なかでも水硫化ナトリウムが好ましく用いられる。これらのアルカリ金属水硫化物は、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。   Specific examples of the alkali metal hydrosulfide include, for example, sodium hydrosulfide, potassium hydrosulfide, lithium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide and a mixture of two or more of these. Preferably used. These alkali metal hydrosulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides.

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で調製されるスルフィド化剤も用いることができる。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スルフィド化剤を調整し、これを重合槽に移して用いることができる。   A sulfidizing agent prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide can also be used. Further, a sulfidizing agent can be prepared from alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide, and transferred to a polymerization tank for use.

あるいは、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で調製されるスルフィド化剤も用いることができる。また、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スルフィド化剤を調製し、これを重合槽に移して用いることができる。   Alternatively, a sulfidizing agent prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydroxide such as lithium hydroxide or sodium hydroxide and hydrogen sulfide can also be used. Further, a sulfidizing agent can be prepared from an alkali metal hydroxide such as lithium hydroxide or sodium hydroxide and hydrogen sulfide, and transferred to a polymerization tank for use.

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重合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 means the remaining 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 polymerization reaction due to dehydration operation or the like. And

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、例えば水酸化マグネシウム、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 magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, and the like. Among them, 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く、この使用量はアルカリ金属水硫化物1モルに対し0.9モル以上1.2モル未満、好ましくは0.95モル以上1.15モル未満、更に好ましくは1.0モル以上1.1モル未満の範囲が例示できる。この範囲にすることで、分解を引き起こすことなく、また重合副生物量の少ないPASを得ることができる。   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, and the amount used is 0.9 mol or more per mol of the alkali metal hydrosulfide. A range of less than 2 mol, preferably 0.95 mol or more and less than 1.15 mol, more preferably 1.0 mol or more and less than 1.1 mol can be exemplified. By setting it within this range, PAS having a small amount of polymerization by-products can be obtained without causing decomposition.

(2)有機極性溶媒
本発明では重合溶媒として有機極性溶媒を用いる。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、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホキシドなどに代表されるアプロチック有機溶媒、およ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、特にN−メチル−2−ピロリドン(NMP)が好ましく用いられる。
(2) Organic polar solvent In this invention, an organic polar solvent is used as a polymerization solvent. Specific examples include N-alkylpyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone, caprolactams such as N-methyl-ε-caprolactam, and 1,3-dimethyl-2-imidazolide. Non-, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfoxide, and other aprotic organic solvents, and mixtures thereof have high reaction stability. Are preferably used. Of these, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is particularly preferably used.

本発明においてPASの重合溶媒として用いる有機極性溶媒の使用量に特に制限はないが、安定した反応性および経済性の観点から、スルフィド化剤1モル当たり2.5モル以上5.5モル未満、好ましくは2.5モル以上5モル未満、より好ましくは2.5モル以上4.5モル未満の範囲が選択される。   Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of the organic polar solvent used as a polymerization solvent of PAS in this invention, From a stable reactive and economical viewpoint, 2.5 mol or more and less than 5.5 mol per mol of sulfidizing agents, The range is preferably 2.5 mol or more and less than 5 mol, more preferably 2.5 mol or more and less than 4.5 mol.

(3)ジハロゲン化芳香族化合物
本発明で用いるジハロゲン化芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼンなどのジハロゲン化ベンゼン、および1−メトキシ−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。また、PAS共重合体を製造するために異なる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。
(3) Dihalogenated aromatic compound Examples of the dihalogenated aromatic compound used in the present invention include dihalogenated benzenes such as p-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, and p-dibromobenzene, and 1-methoxy- Examples thereof include dihalogenated aromatic compounds containing a substituent 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. It is also possible to use a combination of two or more different dihalogenated aromatic compounds in order to produce a PAS copolymer.

本発明におけるジハロゲン化芳香族化合物の使用量は、分解を抑制すると共に加工に適した粘度のPASを効率よく得る観点から、スルフィド化剤1モル当たり0.9モル以上1.5モル未満、好ましくは0.95モル以上1.1モル未満、更に好ましくは、1.002モル以上1.05モル未満の範囲が例示できる。   The amount of the dihalogenated aromatic compound used in the present invention is 0.9 mol or more and less than 1.5 mol per mol of the sulfidizing agent, from the viewpoint of effectively suppressing the decomposition and efficiently obtaining a PAS having a viscosity suitable for processing. Can be exemplified by a range of 0.95 mol or more and less than 1.1 mol, more preferably 1.002 mol or more and less than 1.05 mol.

(4)重合助剤
本発明においては、高重合度のPASをより短時間で得るために重合助剤を用いる。重合助剤の具体例としては、一般にPASの重合助剤として知られているアルカリ金属カルボン酸塩及びハロゲン化リチウム、有機スルホン酸金属塩、硫酸アルカリ金属塩、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属リン酸塩およびアルカリ土類金属リン酸塩などを挙げることができる。これらは単独で用いても2種以上同時に用いても差し障りない。特に好ましいものは、アルカリ金属カルボン酸塩である。
(4) Polymerization aid In the present invention, a polymerization aid is used in order to obtain a high degree of polymerization PAS in a shorter time. Specific examples of polymerization aids include alkali metal carboxylates and lithium halides, organic sulfonate metal salts, alkali metal sulfates, alkaline earth metal oxides, and alkali metals that are generally known as polymerization aids for PAS. Examples thereof include phosphates and alkaline earth metal phosphates. These may be used alone or in combination of two or more. Particularly preferred are alkali metal carboxylates.

アルカリ金属カルボン酸塩は、一般式R(COOM)n (式中、Rは、炭素数1〜20を有するアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基である。Mは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムから選ばれるアルカリ金属である。nは1〜3の整数である。)で表される化合物である。アルカリ金属カルボン酸塩は、無水、水和物または水溶液としても用いることができる。アルカリ金属カルボン酸塩の具体例としては、例えば、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、吉草酸リチウム、安息香酸ナトリウム、フェニル酢酸ナトリウム、p−トルイル酸カリウム、及びそれらの混合物などを挙げることができる。アルカリ金属カルボン酸塩は、有機アミド溶媒中で、有機酸と、アルカリ金属水酸化物、炭酸アルカリ金属塩及び重炭酸アルカリ金属塩よりなる群から選ばれる一種以上の化合物とを、ほぼ等化学当量ずつ添加して反応させることにより形成させてもよい。上記アルカリ金属カルボン酸塩の中でも、リチウム塩は反応系への溶解性が高く助剤効果が大きいが高価であり、カリウム、ルビジウムおよびセシウム塩は反応系への溶解性が不十分であると推定しており、安価でかつ反応系への適度な溶解性を有する酢酸ナトリウムが好ましく用いられる。   The alkali metal carboxylate has a general formula R (COOM) n (wherein R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylaryl group or an arylalkyl group. , Lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium, and n is an integer of 1 to 3). Alkali metal carboxylates can also be used as anhydrous, hydrated or aqueous solutions. Specific examples of the alkali metal carboxylate include, for example, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, sodium propionate, lithium valerate, sodium benzoate, sodium phenylacetate, potassium p-toluate, and mixtures thereof. Can be mentioned. Alkali metal carboxylate is an organic acid, an organic acid, and one or more compounds selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, and alkali metal bicarbonates, with approximately equal chemical equivalents. You may form by adding and making it react one by one. Among the alkali metal carboxylates, lithium salts are highly soluble in the reaction system and have a large auxiliary effect, but are expensive, and potassium, rubidium, and cesium salts are estimated to be insufficiently soluble in the reaction system. Sodium acetate which is inexpensive and has an appropriate solubility in the reaction system is preferably used.

これら重合助剤の使用量は、仕込みスルフィド化剤1モルに対し、0.10モル〜0.7モルの範囲であり、0.15〜0.60モルの範囲がより好ましく、0.20〜0.55モルの範囲が更に好ましく、0.25〜0.50モルの範囲がとりわけ好ましい。上記の範囲未満では、高重合度化効果が不十分であり、上記の範囲を越えると、それ以上の高重合度化効果が得られないばかりか、同重合度のポリマーを得るのに要する重合時間は逆に長くなる。重合時間が長くなると、得られるPASの揮発性成分量が増加することにもつながる。   The amount of these polymerization aids used is in the range of 0.10 mol to 0.7 mol, more preferably in the range of 0.15 to 0.60 mol, with respect to 1 mol of the charged sulfidizing agent. The range of 0.55 mol is more preferable, and the range of 0.25 to 0.50 mol is particularly preferable. If it is less than the above range, the effect of increasing the degree of polymerization is insufficient, and if it exceeds the above range, not only the effect of increasing the degree of polymerization can be obtained, but also the polymerization required to obtain a polymer of the same degree of polymerization. Conversely, the time becomes longer. A longer polymerization time leads to an increase in the amount of volatile components in the resulting PAS.

これら重合助剤は、その添加時期には特に制限はなく、後述する前工程時、重合開始時、重合途中のいずれの時点で添加してもよく、また複数回に分けて添加してもよいが、添加の容易性からすると、前工程開始時或いは重合開始時に同時に添加することが好ましい。   These polymerization assistants are not particularly limited in their addition timing, and may be added at any time during the previous step, at the start of polymerization, or during polymerization, which will be described later, or may be added in a plurality of times. However, from the viewpoint of ease of addition, it is preferable to add it at the start of the previous step or at the start of polymerization.

これら重合助剤の効果を高めるために、後述する重合工程における工程2の段階で、水を添加することも好ましい形態の一つである。これにより重合助剤としての効果をより高めることができ、より少ない重合助剤の使用量でも短時間で高重合度PASを得ることができる傾向にある。この場合の重合系内の好ましい水分量の範囲は、スルフィド化剤1モルに対し0.8モル以上3モル未満であり、1.0モル以上2.5モル以下がより好ましい。水分量が多すぎると反応器内圧の上昇が大きく、高い耐圧性能を有した反応器が必要となるため、経済的にも安全性の面でも好ましくない傾向にある。重合系内の水分量を前記範囲にする段階のジハロゲン化芳香族化合物の転化率は、後述するように70モル%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、更に好ましくは95%以上であることが好ましい。   In order to enhance the effect of these polymerization aids, it is also one of preferred modes to add water at the stage of step 2 in the polymerization step described later. As a result, the effect as a polymerization aid can be further increased, and a high degree of polymerization PAS tends to be obtained in a short time even with a smaller amount of polymerization aid. In this case, the preferable range of water content in the polymerization system is 0.8 mol or more and less than 3 mol, and more preferably 1.0 mol or more and 2.5 mol or less with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. If the amount of water is too large, the internal pressure of the reactor is greatly increased, and a reactor having high pressure resistance is required, which tends to be unfavorable in terms of economy and safety. The conversion rate of the dihalogenated aromatic compound in the stage of setting the water content in the polymerization system to the above range is 70 mol% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95%, as described later. The above is preferable.

また、重合後に水を添加することも好ましい様態の一つである。重合後に水を添加した後の重合系内の水分量の好ましい範囲は、スルフィド化剤1モルに対して1〜15モルであり、1.5〜10モルがより好ましい。   In addition, it is one of preferable modes to add water after polymerization. The preferable range of the water content in the polymerization system after adding water after the polymerization is 1 to 15 mol, and more preferably 1.5 to 10 mol, relative to 1 mol of the sulfidizing agent.

(5)分岐・架橋剤、分子量調整剤
本発明では、分岐または架橋重合体を形成させるために、トリハロゲン化以上のポリハロゲン化合物(必ずしも芳香族化合物でなくともよい)、活性水素含有ハロゲン化芳香族化合物及びハロゲン化芳香族ニトロ化合物などの分岐・架橋剤を併用することも可能である。ポリハロゲン化合物としては通常に用いられる化合物を用いることができるが、中でもポリハロゲン化芳香族化合物が好ましく、具体例としては、1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、1,2,4,5−テトラクロロベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、1,4,6−トリクロロナフタレン等を挙げることができ、中でも1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンが好ましい。前記、活性水素含有ハロゲン化芳香族化合物としては、例えばアミノ基、メルカプト基及びヒドロキシル基などの官能基を有するハロゲン化芳香族化合物を挙げることができる。具体例としては2,5−ジクロロアニリン、2,4−ジクロロアニリン、2,3−ジクロロアニリン、2,4,6−トリクロロアニリン、2,2’−ジアミノ−4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、2,4’−ジアミノ−2’,4−ジクロロジフェニルエーテルなどを挙げることができる。前記、ハロゲン化芳香族ニトロ化合物としては、例えば2,4−ジニトロクロロベンゼン、2,5−ジクロロニトロベンゼン、2−ニトロ−4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、3,3’−ジニトロ−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、2,5−ジクロロ−2−ニトロピリジン、2−クロロ−3,5−ジニトロピリジンなどを挙げることができる。
(5) Branching / crosslinking agent, molecular weight modifier In the present invention, in order to form a branched or crosslinked polymer, a polyhalogen compound (not necessarily an aromatic compound) that is trihalogenated or higher, an active hydrogen-containing halogenated compound. Branching / crosslinking agents such as aromatic compounds and halogenated aromatic nitro compounds can also be used in combination. As the polyhalogen compound, a commonly used compound can be used. Among them, polyhalogenated aromatic compounds are preferable, and specific examples include 1,3,5-trichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, Examples include 1,2,4,5-tetrachlorobenzene, hexachlorobenzene, 1,4,6-trichloronaphthalene, and among them, 1,3,5-trichlorobenzene and 1,2,4-trichlorobenzene are preferable. Examples of the active hydrogen-containing halogenated aromatic compound include halogenated aromatic compounds having functional groups such as amino group, mercapto group, and hydroxyl group. Specific examples include 2,5-dichloroaniline, 2,4-dichloroaniline, 2,3-dichloroaniline, 2,4,6-trichloroaniline, 2,2′-diamino-4,4′-dichlorodiphenyl ether, 2 , 4′-diamino-2 ′, 4-dichlorodiphenyl ether, and the like. Examples of the halogenated aromatic nitro compound include 2,4-dinitrochlorobenzene, 2,5-dichloronitrobenzene, 2-nitro-4,4′-dichlorodiphenyl ether, and 3,3′-dinitro-4,4′-. Examples include dichlorodiphenyl sulfone, 2,5-dichloro-2-nitropyridine, 2-chloro-3,5-dinitropyridine, and the like.

また、PASの分子量を調整する目的でモノハロゲン化化合物(必ずしも芳香族化合物でなくともよい)を併用することも可能である。モノハロゲン化化合物としては、モノハロゲン化ベンゼン、モノハロゲン化ナフタレン、モノハロゲン化アントラセン、ベンゼン環を2個以上含むモノハロゲン化化合物、モノハロゲン化複素環式化合物、などを挙げることができる。なかでも、経済性の観点からするとモノハロゲン化ベンゼンが好ましい。また、異なる2種以上のモノハロゲン化化合物を組み合わせて用いることも可能である。   In addition, a monohalogenated compound (not necessarily an aromatic compound) can be used in combination for the purpose of adjusting the molecular weight of PAS. Examples of the monohalogenated compound include monohalogenated benzene, monohalogenated naphthalene, monohalogenated anthracene, monohalogenated compounds containing two or more benzene rings, and monohalogenated heterocyclic compounds. Of these, monohalogenated benzene is preferable from the viewpoint of economy. It is also possible to use a combination of two or more different monohalogenated compounds.

(6)重合安定剤
本発明のPASの製造においては、重合反応系を安定化し、副反応を防止するために、重合安定剤を用いることもできる。重合安定剤は、重合反応系の安定化に寄与し、望ましくない副反応を抑制する。副反応の一つの目安としては、チオフェノールの生成が挙げられ、重合安定剤の添加によりチオフェノールの生成を抑えることができる。重合安定剤の具体例としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、およびアルカリ土類金属炭酸塩などの化合物が挙げられる。そのなかでも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物が好ましい。前述したアルカリ金属カルボン酸塩も重合安定剤として作用するので、本発明で使用する重合安定剤の一つに入る。また、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とを前述したが、ここでスルフィド化剤に対して過剰となるアルカリ金属水酸化物も重合安定剤となり得る。
(6) Polymerization stabilizer In the production of the PAS of the present invention, a polymerization stabilizer can be used in order to stabilize the polymerization reaction system and prevent side reactions. The polymerization stabilizer contributes to stabilization of the polymerization reaction system and suppresses undesirable side reactions. One measure of the side reaction is the generation of thiophenol, and the addition of a polymerization stabilizer can suppress the generation of thiophenol. Specific examples of the polymerization stabilizer include compounds such as alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal hydroxides, and alkaline earth metal carbonates. Among these, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide are preferable. Since the alkali metal carboxylate described above also acts as a polymerization stabilizer, it is one of the polymerization stabilizers used in the present invention. In addition, when an alkali metal hydrosulfide is used as a sulfidizing agent, it has been described above that it is particularly preferable to use an alkali metal hydroxide at the same time. Oxides can also be polymerization stabilizers.

これら重合安定剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。重合安定剤は、重合反応開始前の反応系内のスルフィド化剤1モルに対して、通常0.001〜0.2モル、好ましくは0.005〜0.1モルの割合で使用することが望ましい。この割合が少ないと安定化効果が不十分であり、逆に多すぎても経済的に不利益であったり、ポリマー収率が低下したりする傾向にある。なお、反応時にアルカリ金属硫化物の一部が分解して、硫化水素が発生する場合には、その結果生成したアルカリ金属水酸化物も重合安定剤となり得る。   These polymerization stabilizers can be used alone or in combination of two or more. The polymerization stabilizer is usually used in a proportion of 0.001 to 0.2 mol, preferably 0.005 to 0.1 mol, relative to 1 mol of the sulfidizing agent in the reaction system before the start of the polymerization reaction. desirable. If this ratio is small, the stabilizing effect is insufficient. Conversely, if it is too large, it tends to be economically disadvantageous or the polymer yield tends to decrease. In addition, when a part of alkali metal sulfide decomposes | disassembles at the time of reaction and hydrogen sulfide generate | occur | produces, the alkali metal hydroxide produced | generated as a result can also become a polymerization stabilizer.

重合安定剤の添加時期には特に指定はなく、後述する前工程時、重合開始時、重合途中のいずれの時点で添加してもよく、またこれらの任意の時期に複数回に分けて添加してもよいが、添加の容易性からすると、前工程開始時或いは重合開始時に同時に添加することが好ましい。   The addition timing of the polymerization stabilizer is not particularly specified, and may be added at any time during the preceding step, at the start of the polymerization, or during the polymerization described later, and added in several times at any time. However, from the viewpoint of ease of addition, it is preferable to add at the start of the previous step or at the start of polymerization.

(7)前工程
本発明のPASの製造方法において、スルフィド化剤は通常水和物の形で使用されるが、ジハロゲン化芳香族化合物を添加する前に、有機極性溶媒とスルフィド化剤を含む混合物を昇温し、過剰量の水を系外に除去することが好ましい。なお、この操作により水を除去し過ぎた場合には、不足分の水を添加して補充することが好ましい。
(7) Pre-process In the manufacturing method of PAS of this invention, although a sulfidizing agent is normally used in the form of a hydrate, before adding a dihalogenated aromatic compound, an organic polar solvent and a sulfidizing agent are included. It is preferable to raise the temperature of the mixture and remove excess water out of the system. In addition, when water is removed excessively by this operation, it is preferable to add and replenish the deficient water.

また、上述したように、スルフィド化剤として、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、あるいは重合槽とは別の槽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。この方法には特に制限はないが、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜150℃、好ましくは常温〜100℃の温度範囲で、有機極性溶媒にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を加え、常圧または減圧下、少なくとも150℃以上、好ましくは180℃〜260℃まで昇温し、水分を留去させる方法が挙げられる。この段階で重合助剤を加えてもよい。また、水分の留去を促進するために、トルエンなどを加えて反応を行ってもよい。   Further, as described above, an alkali metal sulfide prepared from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in situ in the reaction system or in a tank different from the polymerization tank is also used as the sulfidizing agent. be able to. Although there is no particular limitation on this method, desirably, an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide are added to the organic polar solvent in an inert gas atmosphere at a temperature ranging from room temperature to 150 ° C., preferably from room temperature to 100 ° C. In addition, a method of raising the temperature to at least 150 ° C. or more, preferably 180 ° C. to 260 ° C. under normal pressure or reduced pressure, and distilling off the water can be mentioned. A polymerization aid may be added at this stage. Moreover, in order to accelerate | stimulate distillation of a water | moisture content, you may react by adding toluene etc.

前工程が終了した段階での系内の水分量は、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.5〜1.5モルであることが好ましく、さらには0.9〜1.1モルであることが好ましい。ここで系内の水分量とは前工程で仕込まれた水分量から系外に除去された水分量を差し引いた量である。また、仕込まれる水は、水、水溶液、結晶水などのいずれの形態であってもよい。   The amount of water in the system at the stage where the pre-process is completed is preferably 0.5 to 1.5 mol, more preferably 0.9 to 1.1 mol, per mol of the sulfidizing agent charged. preferable. Here, the amount of water in the system is an amount obtained by subtracting the amount of water removed from the system from the amount of water charged in the previous step. In addition, the water to be charged may be in any form such as water, an aqueous solution, and crystal water.

上記共存水量をこのような比較的少ない範囲に規定することにより、より短時間で高重合度のPASを得ることができる。 By defining the amount of coexisting water in such a relatively small range, a PAS having a high degree of polymerization can be obtained in a shorter time.

前工程が終了した後、有機極性溶媒中で、前工程で調製した反応物とジハロゲン化芳香族化合物を接触させて重合反応を行うが、前工程と同じ反応器で後述の重合反応工程を行っても良いし、前工程と異なる反応容器に前工程で調製した反応物を移送した後に重合反応工程を行ってもよい。   After completion of the previous step, the reaction product prepared in the previous step and the dihalogenated aromatic compound are brought into contact with each other in an organic polar solvent, and the polymerization reaction step described below is performed in the same reactor as the previous step. Alternatively, the polymerization reaction step may be performed after the reactant prepared in the previous step is transferred to a reaction vessel different from the previous step.

(8)重合工程
本発明においては、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを重合助剤の存在下200℃以上280℃未満の温度範囲内で反応させてPASを製造する際に、前記の反応を少なくとも下記の工程1及び2により行うことを特徴とするが、さらに脱水処理その他の前処理工程や後処理工程などの付加的な工程があってもよい。
(8) Polymerization step In the present invention, PAS is produced by reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in the presence of a polymerization aid in a temperature range of 200 ° C or higher and lower than 280 ° C in an organic polar solvent. In this case, the above reaction is performed by at least the following steps 1 and 2, but there may be additional steps such as dehydration and other pretreatment steps and posttreatment steps.

<工程1>有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを重合助剤の存在下で反応させる際、200℃以上245℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T1)が1.5時間以上4時間未満であり、かつ230℃以上245℃未満の温度範囲では、昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満であり、工程終了時点でのジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜99モル%になるように反応させてPASのプレポリマーを生成させる工程、及び
<工程2>245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上2時間未満で反応させて前期プレポリマーを高分子量PASに転換する工程、
該工程を経ることにより、溶融安定性に優れた揮発性成分量の少ない高分子量のPASを短時間で効率よく得ることができる。
<Step 1> In the organic polar solvent, when the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound are reacted in the presence of the polymerization aid, the temperature increasing / decreasing time is included in the temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 245 ° C. When the polymerization time (T1) is 1.5 hours or more and less than 4 hours and the temperature range is 230 ° C. or more and less than 245 ° C., the polymerization time (T1a) including the temperature rise / fall time is 30 minutes or more and less than 3.5 hours. A step of reacting the dihalogenated aromatic compound at the end of the step so that the conversion rate is 70 to 99 mol% to form a prepolymer of PAS, and <Step 2> a temperature of 245 ° C. or higher and lower than 280 ° C. Within the range, the polymerization time (T2) including the temperature rise / fall time is reacted for 5 minutes or more and less than 2 hours to convert the prepolymer to high molecular weight PAS,
By passing through this step, it is possible to efficiently obtain a high molecular weight PAS having a low amount of volatile components and excellent melt stability in a short time.

以下に工程1及び工程2について詳述する。   Hereinafter, Step 1 and Step 2 will be described in detail.

<工程1>本発明では、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをアルカリ金属水酸化物の存在下200℃以上280℃未満の温度範囲で重合を行う際、200℃以上245℃未満の温度範囲内において昇降温時間を含めた重合時間(T1)が1.5時間以上4時間未満である工程1を行うことが必要であり、2時間以上4時間未満が好ましく、2時間以上3.5時間以内が更に好ましい。T1が1.5時間未満の場合、後記のジハロゲン化芳香族化合物の転化率が低すぎるため、工程2において未反応のスルフィド化剤がプレポリマーの分解を引き起こし、充分に高重合度化することが困難な傾向にある。また、T1が4時間を超えると生産効率の低下につながる。この工程1の実施は、工程2の前に一定量のジハロゲン化芳香族化合物をPASへと重合させるためであり、工程1での未反応のジハロゲン化芳香族化合物が多量に存在した状態で工程2に移行すると、工程2において未反応のスルフィド化剤がプレポリマーの分解を引き起こす傾向にある。   <Step 1> In the present invention, when the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound are polymerized in an organic polar solvent in the presence of an alkali metal hydroxide at a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C., 200 ° C. It is necessary to perform step 1 in which the polymerization time (T1) including the temperature rise / fall time is 1.5 hours or more and less than 4 hours within the temperature range of 245 ° C. or less, preferably 2 hours or more and less than 4 hours, 2 hours or more and 3.5 hours or less are more preferable. When T1 is less than 1.5 hours, the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound described later is too low, so that the unreacted sulfidizing agent causes decomposition of the prepolymer in Step 2 and sufficiently increases the degree of polymerization. Tend to be difficult. Moreover, when T1 exceeds 4 hours, it will lead to a reduction in production efficiency. The implementation of Step 1 is to polymerize a certain amount of dihalogenated aromatic compound to PAS before Step 2, and in the state where a large amount of unreacted dihalogenated aromatic compound in Step 1 is present. When shifted to 2, the unreacted sulfiding agent in Step 2 tends to cause degradation of the prepolymer.

また、200℃以上245℃未満の範囲の重合において、230℃以上245℃未満の温度範囲では、昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満であることが必要である。本発明の目的である溶融安定性の高いPASを得るには、工程1のような低い温度でジハロゲン化芳香族化合物の転化率を十分上げた後に工程2を行うことが好ましいが、重合温度230℃未満の反応では反応速度が遅くジハロゲン化芳香族化合物の転化率が上がりにくく、回収して得たPASの溶融粘度は低すぎる傾向にある。また、230℃未満のみの反応でジハロゲン化芳香族化合物の転化率を上げるためには長時間を要し、生産効率上好ましくない。そのため、200℃以上230℃未満の温度範囲での重合時間を短くした上で、比較的反応速度が高い230℃以上245℃未満の温度範囲で重合を促進させる方が生産効率上好ましい。230℃以上245℃未満の温度範囲でのより好ましい重合時間は40分以上3.5時間未満、より好ましくは1時間以上3時間未満、いっそう好ましくは90分以上3時間未満、更に好ましくは100分以上3時間未満が例示できる。200℃以上230℃未満の温度範囲での好ましい重合時間としては、2時間以内であり、より好ましくは1時間以内が好ましい時間として例示できる。   Further, in the polymerization in the range of 200 ° C. or more and less than 245 ° C., the polymerization time (T1a) including the temperature increase / decrease time must be 30 minutes or more and less than 3.5 hours in the temperature range of 230 ° C. or more and less than 245 ° C. It is. In order to obtain a PAS having a high melt stability which is the object of the present invention, it is preferable to carry out Step 2 after sufficiently increasing the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound at a low temperature as in Step 1, but the polymerization temperature is 230. If the reaction is less than 0 ° C., the reaction rate is slow and the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound is difficult to increase, and the melt viscosity of the PAS obtained by the recovery tends to be too low. Further, it takes a long time to increase the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound by a reaction of less than 230 ° C., which is not preferable in terms of production efficiency. Therefore, it is preferable in terms of production efficiency to shorten the polymerization time in the temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 230 ° C. and to promote the polymerization in the temperature range of 230 ° C. or higher and lower than 245 ° C. where the reaction rate is relatively high. More preferable polymerization time in the temperature range of 230 ° C. or more and less than 245 ° C. is 40 minutes or more and less than 3.5 hours, more preferably 1 hour or more and less than 3 hours, still more preferably 90 minutes or more and less than 3 hours, more preferably 100 minutes. For example, less than 3 hours can be exemplified. A preferable polymerization time in a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 230 ° C. is within 2 hours, and more preferably within 1 hour can be exemplified as a preferable time.

かかる重合温度範囲内での平均昇温速度は0.1℃/分以上で行うことが望ましい。なお、前記の平均昇温速度とは、ある一定の温度t2(℃)からある一定の温度t1(℃)までの温度区間(但しt2<t1とする)を昇温するのに要した時間m(分)から、下記式
平均昇温速度(℃/分)=[t1(℃)−t2(℃)]/m(分)
で計算される平均速度である。従って、前述した平均昇温速度の範囲内であれば、必ずしも一定速度である必要はなく、定温区間があってもよいし、多段で昇温を行っても差し障り無く、本発明の本質を損なわない限りは一時的に負の昇温速度となる区間があっても良い。
The average rate of temperature increase within the polymerization temperature range is preferably 0.1 ° C./min or more. The average rate of temperature increase is the time m required to raise the temperature section (provided that t2 <t1) from a certain temperature t2 (° C.) to a certain temperature t1 (° C.). From (minutes), the following average heating rate (° C./minute)=[t1 (° C.) − T2 (° C.)] / M (minutes)
Is the average speed calculated by Therefore, if it is within the range of the above average heating rate, it is not always necessary to have a constant rate, there may be a constant temperature section, and there is no problem even if the temperature is raised in multiple stages, and the essence of the present invention is impaired. As long as there is not, there may be a section which becomes a negative temperature rising rate temporarily.

なお、前記平均昇温速度は2.0℃/分以下が好ましく1.5℃/分以下がより好ましい。平均昇温速度が高すぎると反応の制御が困難になる場合があり、また昇温するために、より大きなエネルギーが必要になる傾向がある。反応初期に激しい反応が起こる場合には240℃以下である程度反応を行った後に240℃を越える温度に昇温する方法で反応を行う方が好ましい傾向にある。   The average temperature rising rate is preferably 2.0 ° C./min or less, and more preferably 1.5 ° C./min or less. If the average heating rate is too high, it may be difficult to control the reaction, and more energy tends to be required to raise the temperature. When a vigorous reaction occurs at the initial stage of the reaction, it is preferable to carry out the reaction by a method in which the reaction is carried out to some extent at 240 ° C. or lower and then heated to a temperature exceeding 240 ° C.

本発明では、工程1終了時のジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜99モル%になるように反応させてPASのプレポリマーを生成させることが必要であり、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上になるように反応させることが望ましい。かかる転化率が低い状態で工程2に移行すると、未反応のスルフィド化剤がプレポリマーの分解を引き起こし、充分に高重合度化することが困難な傾向にある。また、工程1での転嫁率が99モル%を超えるまで反応を行うと、長い重合時間が必要となるため生産効率の低下につながると同時に、本発明である溶融流動性の高いPASが得られない。なお、ジハロゲン化芳香族化合物(以下DHAと略す)の転化率は、以下の式で算出した値である。DHA残存量は、通常、ガスクロマトグラフ法によって求めることができる。
(a)ジハロゲン化芳香族化合物をスルフィド化剤に対しモル比で過剰に添加した場合
転化率=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)−DHA過剰量(モル)〕]×100%
(b)上記(a)以外の場合
転化率=[〔DHA仕込み量(モル)−DHA残存量(モル)〕/〔DHA仕込み量(モル)〕]×100%。
In the present invention, it is necessary to react so that the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound at the end of Step 1 is 70 to 99 mol% to form a PAS prepolymer, preferably 90 mol% or more, More preferably, the reaction is carried out so as to be 95 mol% or more. When the process shifts to step 2 with such a low conversion rate, the unreacted sulfiding agent tends to cause decomposition of the prepolymer and it is difficult to sufficiently increase the degree of polymerization. In addition, if the reaction is carried out until the pass-through rate in step 1 exceeds 99 mol%, a long polymerization time is required, leading to a decrease in production efficiency, and at the same time, a PAS having a high melt fluidity according to the present invention is obtained. Absent. The conversion rate of the dihalogenated aromatic compound (hereinafter abbreviated as DHA) is a value calculated by the following formula. The remaining amount of DHA can be usually determined by gas chromatography.
(A) When the dihalogenated aromatic compound is added in excess in a molar ratio with respect to the sulfidizing agent: Conversion = [[DHA charge (mol) -DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge (mol)- DHA excess (mole)]] × 100%
(B) In cases other than the above (a) Conversion rate = [[DHA charge (mol) −DHA remaining amount (mol)] / [DHA charge (mol)]] × 100%.

<工程2>本発明では、有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とをアルカリ金属水酸化物の存在下200℃以上280℃未満の温度範囲において重合を行う際、工程1に引き続き245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上2時間未満で反応させてPASを得る工程を行うことが必要である。工程2の最終温度は275℃未満であることが好ましく、270℃以下がより好ましい。工程2を経ることなく工程1のみで重合を終了させると、PASの溶融粘度が低すぎ、樹脂の成形が困難な場合が多く、上記の範囲を越える時間をかけても、それにより得られる高重合度化効果が小さくなり、経済的に不利となる。また、工程2の最終温度が280℃以上に達するとPASの溶融粘度が高くなりすぎるとともに、反応器内圧の上昇が大きくなる傾向にあり、反応器により高い耐圧性能を有した反応器が必要となる場合があるため、経済的にも安全性の面でも好ましくない。   <Step 2> In the present invention, when the sulfidizing agent and the dihalogenated aromatic compound are polymerized in an organic polar solvent in the temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C. in the presence of an alkali metal hydroxide, Step 1 Subsequently, in the temperature range of 245 ° C. or more and less than 280 ° C., it is necessary to carry out a step of obtaining PAS by reacting in a polymerization time (T2) including a temperature increase / decrease time of 5 minutes or more and less than 2 hours. The final temperature in step 2 is preferably less than 275 ° C, more preferably 270 ° C or less. If the polymerization is terminated only in Step 1 without going through Step 2, the melt viscosity of PAS is too low, and it is often difficult to mold the resin. The effect of increasing the degree of polymerization is reduced, which is economically disadvantageous. Further, when the final temperature of step 2 reaches 280 ° C. or higher, the melt viscosity of PAS tends to be too high and the increase in the internal pressure of the reactor tends to increase, and a reactor having higher pressure resistance performance is required. Therefore, it is not preferable in terms of economy and safety.

本発明での工程2の重合時間(T2)は、5分以上2時間未満であることが必要であり、10分以上2時間未満が好ましく、30分以上2時間未満がより好ましく、50分以上2時間未満であることが更に好ましく、50分以上90分未満がいっそう好ましい範囲として例示できる。有機極性溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物をアルカリ金属水酸化物存在下で反応させると、NMPなどの有機極性溶媒とアルカリ金属水酸化物とが反応して生成するアルカリ金属アルキルアミノアルキルカルボキシレートが重合反応時に副反応として寄与するが、工程2での重合時間(T2)が2時間以上であると、かかる副反応の進行が著しく、得られたPASを溶融加熱したときに副反応物由来の揮発性成分量が増大し、溶融安定性に劣る傾向にある。また、長い重合時間は生産効率の低下を引き起こすという問題も生じる。   The polymerization time (T2) of step 2 in the present invention needs to be 5 minutes or more and less than 2 hours, preferably 10 minutes or more and less than 2 hours, more preferably 30 minutes or more and less than 2 hours, and more preferably 50 minutes or more. More preferably, it is less than 2 hours, and more preferable range is 50 minutes or more and less than 90 minutes. Alkali metal alkylamino produced by reacting an organic polar solvent such as NMP with an alkali metal hydroxide when a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are reacted in the presence of an alkali metal hydroxide in an organic polar solvent. The alkyl carboxylate contributes as a side reaction during the polymerization reaction, but if the polymerization time (T2) in Step 2 is 2 hours or more, the side reaction proceeds remarkably and the obtained PAS is melted and heated. The amount of volatile components derived from the reaction product increases and tends to be inferior in melt stability. In addition, there is a problem that a long polymerization time causes a decrease in production efficiency.

なお、工程2での反応は一定温度で行う一段反応、段階的に温度を上げていく多段階反応、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。   The reaction in step 2 may be a one-step reaction performed at a constant temperature, a multi-step reaction in which the temperature is raised stepwise, or a reaction in which the temperature is continuously changed.

特に工程2の重合時間(T2)を40分以上とすると、溶融安定性に優れた揮発性成分量の少ない高分子量のポリアリーレンスルフィドを短時間に効率よく製造することができ、得られたポリアリーレンスルフィド樹脂は十分に溶融粘度が高く、靱性に優れることから、特に押出成形品として有用であり、表面外観にも優れる。   In particular, when the polymerization time (T2) in step 2 is 40 minutes or longer, a high molecular weight polyarylene sulfide having a low amount of volatile components excellent in melt stability can be efficiently produced in a short time. The arylene sulfide resin has a sufficiently high melt viscosity and excellent toughness, so that it is particularly useful as an extrusion-molded product and has an excellent surface appearance.

溶融流動性が高く、揮発性成分量の少ないPASを得るためには、230℃以上245℃未満の温度範囲の昇降温時間を含めた重合時間(T1a)と工程2の重合時間(T2)の比(T1a/T2)を0.5以上にすることが好ましい。かかる比が高いほど、230℃以上245℃未満の温度範囲でのジハロゲン化芳香族化合物の転化率を高めることができると同時に工程2での重合時間を短時間に抑え、高い溶融流動性と低い揮発性成分量を兼ね備えることができる。そのため、T1a/T2は0.7以上がより好ましく、1以上が更に好ましく、2以上がいっそう好ましい。T1a/T2の上限は特に制限されるものではないが、好ましい溶融流動性を備えたPASを得るうえで、25以下が好ましく、20以下がより好ましい。   In order to obtain a PAS having a high melt fluidity and a small amount of volatile components, the polymerization time (T1a) including the temperature rise / fall time in the temperature range of 230 ° C. or higher and lower than 245 ° C. The ratio (T1a / T2) is preferably 0.5 or more. The higher the ratio, the higher the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound in the temperature range of 230 ° C. or higher and lower than 245 ° C., and at the same time, the polymerization time in Step 2 is reduced to a short time, and the high melt fluidity and low The amount of volatile components can be combined. Therefore, T1a / T2 is more preferably 0.7 or more, more preferably 1 or more, and even more preferably 2 or more. The upper limit of T1a / T2 is not particularly limited, but is preferably 25 or less, more preferably 20 or less, in order to obtain a PAS having preferable melt fluidity.

本発明における溶融安定性に優れた揮発性成分量の少ない高分子量化したPASを得るには、工程1の重合時間(T1)と工程2の重合時間(T2)の比(T1/T2)を1.2以上にすることが好ましい。   In order to obtain a high molecular weight PAS having a low volatile component amount and excellent melt stability in the present invention, the ratio (T1 / T2) of the polymerization time (T1) in step 1 and the polymerization time (T2) in step 2 is set. It is preferable to be 1.2 or more.

かかる比が高いほど、工程1での重合時間を十分確保しジハロゲン化芳香族化合物の転化率を高めることができると同時に、工程2での重合時間を短時間に抑え好ましい溶融流動性を確保できる。そのため、T1/T2は1.2以上がより好ましく、1.5以上がいっそう好ましい。T1/T2の上限については、特に制限されるものではないが、好ましい溶融流動性を備えたPASを得るうえでは、30以下が好ましく、25以下がより好ましい。また、溶融安定性に優れたPASを得るうえでは、6以下が好ましく、5以下がより好ましい。   The higher the ratio, the more sufficient the polymerization time in Step 1 can be increased, and the conversion rate of the dihalogenated aromatic compound can be increased, and at the same time, the polymerization time in Step 2 can be suppressed to a short time and favorable melt fluidity can be secured. . Therefore, T1 / T2 is more preferably 1.2 or more, and even more preferably 1.5 or more. The upper limit of T1 / T2 is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, in order to obtain a PAS having preferable melt fluidity. Moreover, in order to obtain PAS excellent in melt stability, 6 or less is preferable and 5 or less is more preferable.

さらに、本発明のPASを得るには、工程1開始から工程2終了までの全反応時間(T1+T2)を7時間未満にすることが好ましく、6時間未満にすることが更に好ましく、5.5時間未満にすることがいっそう好ましい。重合時間の長時間化は生産効率の低下につながるとともに、溶融安定性の悪化を引き起こす傾向にある。   Furthermore, in order to obtain the PAS of the present invention, the total reaction time (T1 + T2) from the start of step 1 to the end of step 2 is preferably less than 7 hours, more preferably less than 6 hours, and more preferably 5.5 hours It is more preferable to make it less than. Prolonging the polymerization time leads to a decrease in production efficiency and tends to cause a deterioration in melt stability.

上記工程2における重合助剤量は、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.10〜0.70モルとする事が好ましい。前記重合助剤量のより好適な範囲は、0.15〜0.60モルであり、0.20〜0.55モルがさらに好ましく、0.25〜0.50モルが特に好ましい。上記の範囲未満では、高重合度化効果が不十分であり、上記の範囲を越えると、それ以上の高重合度化効果が得られないばかりか、重合時間にとっては逆効果となる。   The amount of the polymerization aid in the above step 2 is preferably 0.10 to 0.70 mol per 1 mol of the charged sulfidizing agent. A more preferable range of the polymerization assistant amount is 0.15 to 0.60 mol, more preferably 0.20 to 0.55 mol, and particularly preferably 0.25 to 0.50 mol. If it is less than the above range, the effect of increasing the degree of polymerization is insufficient, and if it exceeds the above range, not only the effect of increasing the degree of polymerization beyond that can be obtained, but also an adverse effect on the polymerization time.

これら重合助剤は、少なくとも後段重合工程(上記工程2)における反応系に含有されていればよい。したがって、その添加時期は、前段重合開始前の脱水工程の前か、前段重合開始時から後段重合途中の間、あるいはこれらの任意の組合せの時期で複数回に分けて添加してもよいが、添加の容易性からすると、前工程開始時或いは重合開始時に同時に添加することが好ましい。   These polymerization auxiliaries should just be contained in the reaction system in a back | latter stage polymerization process (the said process 2) at least. Therefore, the addition time may be added in several times before the dehydration step before the start of the pre-stage polymerization, during the start of the pre-stage polymerization or in the middle of the post-stage polymerization, or any combination thereof, From the viewpoint of ease of addition, it is preferable to add at the same time as the start of the previous step or the start of polymerization.

上記工程2では、重合系内の水分量が、仕込みスルフィド化剤1モル当たり1.0モル以上2.5モル以下となるように水分を添加する事が望ましい。水分の添加時期は、上記工程の開始時点、中間時点、終期のいずれであっても良いが、上記工程2の所要時間の半分より前に添加を開始することが好ましい。水分量が上記の範囲未満であると、高重合度化効果が減退し、一方上記の範囲を超えると、重合時間が逆に長くなるばかりか、重合釜内の圧力が大きく、重合容器のより高い耐圧性能を有した重合釜が必要となるため、経済的にも安全性の面でも好ましくない。   In the above step 2, it is desirable to add water so that the amount of water in the polymerization system is 1.0 mol or more and 2.5 mol or less per mol of the charged sulfidizing agent. The addition timing of water may be any of the start time, the intermediate time, and the end time of the above process, but it is preferable to start the addition before half of the time required for the above process 2. If the amount of water is less than the above range, the effect of increasing the degree of polymerization decreases.On the other hand, if the amount exceeds the above range, not only the polymerization time becomes longer, but also the pressure in the polymerization vessel increases, Since a polymerization kettle having high pressure resistance is required, it is not preferable in terms of economy and safety.

また上記工程2においては、反応系内に存在する水分と重合助剤のモル比[重合助剤量(モル)/水分量(モル)]を0.05〜0.5とする事が好ましい。このモル比が上記の範囲未満であっても、上記の範囲を超える場合であっても、充分な高重合度PASを短時間で得ることが困難となる。上記モル比のより好適な範囲は0.10〜0.30である。
なかでも、上記工程2における水分量が、仕込みスルフィド化剤1モル当たり1.0モル以上2.5モル以下になるように、反応系に水を添加し、かつ水分と重合助剤のモル比[重合助剤量(モル)/水分量(モル)]を0.05〜0.5として、前記プレポリマーを高分子量ポリアリーレンスルフィドに転換することが、高重合度のPASを短時間で得る上で好ましい。
In the step 2, it is preferable that the molar ratio of the water present in the reaction system and the polymerization assistant [polymerization assistant amount (mol) / water content (mol)] is 0.05 to 0.5. Even if this molar ratio is less than the above range or exceeds the above range, it is difficult to obtain a sufficiently high degree of polymerization PAS in a short time. A more preferable range of the molar ratio is 0.10 to 0.30.
Among them, water is added to the reaction system so that the amount of water in the above step 2 is 1.0 mol or more and 2.5 mol or less per mol of the charged sulfidizing agent, and the molar ratio of the water and the polymerization aid is set. Converting the prepolymer to a high molecular weight polyarylene sulfide with [polymerization aid amount (mole) / water content (mole)] of 0.05 to 0.5 provides a high degree of polymerization PAS in a short time. Preferred above.

本発明において、ジハロゲン化芳香族化合物の使用量(仕込み量)は、仕込みスルフィド化剤1モル当たり、通常0.9〜1.5モル、より好ましくは0.95〜1.1モル、更に好ましくは1.002〜1.05モルの範囲であることが、高分子量のPASを得るために望ましい。この使用割合が0.9モル未満または1.5モル超過の場合には、加工に適した高粘度(高重合度)のPASを得ることが困難となるので好ましくない。   In this invention, the usage-amount (preparation amount) of a dihalogenated aromatic compound is 0.9-1.5 mol normally with respect to 1 mol of preparation sulfidizing agents, More preferably, it is 0.95-1.1 mol, More preferably Is preferably in the range of 1.002 to 1.05 mol in order to obtain a high molecular weight PAS. When this use ratio is less than 0.9 mol or more than 1.5 mol, it is difficult to obtain a PAS having a high viscosity (high polymerization degree) suitable for processing.

本発明の方法を適用することで、全重合反応時間が1〜10時間の範囲、特に4〜8時間の範囲で、溶融安定性に優れ、重合度と経済性に優れたPASを得ることができる。ここで、全重合反応時間とは、モノマー原料投入後、昇温、定温、降温過程を含めて、重合系が200℃〜290℃の範囲にある全時間を示す。   By applying the method of the present invention, it is possible to obtain a PAS excellent in melt stability, excellent in polymerization degree and economical efficiency in a total polymerization reaction time range of 1 to 10 hours, particularly in a range of 4 to 8 hours. it can. Here, the total polymerization reaction time indicates the total time in which the polymerization system is in the range of 200 ° C. to 290 ° C. including the temperature raising, constant temperature, and temperature lowering processes after the monomer raw material is charged.

本発明の重合には、バッチ方式、連続方式など公知の各重合方式を採用することができる。また、重合の際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、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、特に、経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素が好ましい。反応圧力については、使用した原料及び溶媒の種類や量、あるいは反応温度等に依存し一概に規定できないので、特に制限はない。   For the polymerization of the present invention, known polymerization methods such as a batch method and a continuous method can be employed. Further, the atmosphere during polymerization is preferably a non-oxidizing atmosphere, preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon, and nitrogen is particularly preferred from the viewpoint of economy and ease of handling. . The reaction pressure is not particularly limited because it cannot be defined unconditionally depending on the type and amount of the raw material and solvent used, or the reaction temperature.

(9)ポリマー回収
本発明においては、重合反応終了後の後処理を、常法によって行なうことができる。例えば、重合反応の終了後、重合溶媒をフラッシュ法により揮散除去してから、水洗濾過を繰り返して乾燥することにより、また、冷却した生成物スラリーをそのまま、あるいは水などで稀釈してから濾別し、水洗濾過を繰り返して乾燥することにより、PASを得ることができる。生成物スラリーは、高温状態のままでポリマーを篩分してもよい。また、上記濾別・篩分後、PASを重合溶媒と同じ有機極性溶媒やケトン類、アルコール類などの有機溶媒及び高温水で洗浄処理してもよい。PASを酢酸、塩酸などの酸や塩化アンモニウムのような塩で処理することもできる。
(9) Polymer recovery In the present invention, the post-treatment after completion of the polymerization reaction can be carried out by a conventional method. For example, after completion of the polymerization reaction, the polymerization solvent is volatilized and removed by flash method, followed by repeated washing with water and drying, and the filtered product slurry is filtered as it is or diluted with water. Then, PAS can be obtained by repeatedly washing with water and drying. The product slurry may be sieved through the polymer while still in the high temperature state. Further, after the filtration and sieving, the PAS may be washed with the same organic polar solvent as the polymerization solvent, an organic solvent such as ketones and alcohols, and high-temperature water. PAS can be treated with an acid such as acetic acid or hydrochloric acid or a salt such as ammonium chloride.

本発明のPASの製造においては、重合工程終了後に、重合工程で得られたPAS成分および溶剤などを含む重合反応物からPASを回収する。回収方法としては、例えばフラッシュ法、すなわち重合反応物を高温高圧(通常250℃以上、0.8MPa以上)の状態から常圧もしくは減圧の雰囲気中へフラッシュさせ溶媒回収と同時に重合体を粉粒状にして回収する方法や、クエンチ法、すなわち重合反応物を高温高圧の状態から徐々に冷却して反応系内のPAS成分を析出させ、かつ70℃以上、好ましくは100℃以上の状態で濾別することでPAS成分を含む固体を回収する方法等が挙げられる。   In the production of the PAS of the present invention, after the completion of the polymerization step, PAS is recovered from the polymerization reaction product containing the PAS component and the solvent obtained in the polymerization step. As a recovery method, for example, a flash method, that is, a polymerization reaction product is flashed from a high-temperature and high-pressure (normally 250 ° C. or higher, 0.8 MPa or higher) state to an atmosphere of normal pressure or reduced pressure, and the polymer is powdered simultaneously with solvent recovery. Or the quenching method, that is, the polymerization reaction product is gradually cooled from a high temperature and high pressure state to precipitate the PAS component in the reaction system, and is filtered off at a temperature of 70 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher. Thus, a method of recovering a solid containing a PAS component can be used.

本発明のPASの製造においては、クエンチ法、フラッシュ法いずれかに限定されるものではないが、フラッシュ法にて得られたPASはクロロホルム抽出成分に代表されるようなオリゴマー成分を含むため、揮発性成分を特に減らしたい場合や押出成形品を得るような目的にはクエンチ法で回収することが好ましい。また、溶融流動性に優れたPASを得る目的にはフラッシュ法で回収することが好ましい。   In the production of the PAS of the present invention, it is not limited to either the quench method or the flash method. However, since the PAS obtained by the flash method contains an oligomer component typified by a chloroform extract component, It is preferable to recover by the quench method for the purpose of particularly reducing the sex component or for the purpose of obtaining an extruded product. Further, for the purpose of obtaining PAS excellent in melt fluidity, it is preferable to recover by a flash method.

本発明では得られたPASを有機溶媒により洗浄する工程を含んでもよく、その方法は次のとおりである。本発明でPPS樹脂の洗浄に用いる有機溶媒は、PPS樹脂を分解する作用などを有しないものであれば特に制限はなく、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、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホラスアミド、ピペラジノン類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、スルホラ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、ジオキサン、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、パークロルエチレン、モノクロルエタン、ジクロルエタン、テトラクロルエタン、パークロルエタン、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、ポリプロピレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒およびベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらの有機溶媒のうちでも、N−メチル−2−ピロリドン、アセトン、ジメチルホルムアミドおよびクロロホルムなどの使用が特に好ましい。また、これらの有機溶媒は、1種類または2種類以上の混合で使用される。   The present invention may include a step of washing the obtained PAS with an organic solvent, and the method is as follows. The organic solvent used for washing the PPS resin in the present invention is not particularly limited as long as it does not have an action of decomposing the PPS resin. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, 1, 3 -Nitrogen-containing polar solvents such as dimethylimidazolidinone, hexamethylphosphoramide, piperazinones, sulfoxide-sulfon solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, sulfolane, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, acetophenone, Ether solvents such as dimethyl ether, dipropyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, chloroform, methylene chloride, trichloroethylene, ethylene dichloride, perchlorethylene, monochloroethane, dichloroethane, teto Halogen solvents such as chloroethane, perchlorethane, chlorobenzene, alcohol / phenol solvents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, phenol, cresol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and benzene, Examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene. Among these organic solvents, use of N-methyl-2-pyrrolidone, acetone, dimethylformamide, chloroform and the like is particularly preferable. These organic solvents are used alone or in combination of two or more.

有機溶媒による洗浄の方法としては、有機溶媒中にPPS樹脂を浸漬せしめるなどの方法があり、必要により適宜撹拌または加熱することも可能である。有機溶媒でPPS樹脂を洗浄する際の洗浄温度については特に制限はなく、常温〜300℃程度の任意の温度が選択できる。洗浄温度が高くなる程洗浄効率が高くなる傾向があるが、通常は常温〜150℃の洗浄温度で十分効果が得られる。圧力容器中で、有機溶媒の沸点以上の温度で加圧下に洗浄することも可能である。特に加熱を伴う処理を行うときは、窒素などの不活性ガス雰囲気下で実施することが好ましい。また、洗浄時間についても特に制限はない。洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場合、通常5分間以上洗浄することにより十分な効果が得られる。また連続式で洗浄することも可能である。   As a method of washing with an organic solvent, there is a method of immersing a PPS resin in an organic solvent, and if necessary, stirring or heating can be appropriately performed. There is no restriction | limiting in particular about the washing | cleaning temperature at the time of wash | cleaning PPS resin with an organic solvent, Arbitrary temperature of about normal temperature-about 300 degreeC can be selected. Although the cleaning efficiency tends to increase as the cleaning temperature increases, a sufficient effect is usually obtained at a cleaning temperature of room temperature to 150 ° C. It is also possible to wash under pressure in a pressure vessel at a temperature above the boiling point of the organic solvent. In particular, when a treatment involving heating is performed, it is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen. There is no particular limitation on the cleaning time. Depending on the cleaning conditions, in the case of batch-type cleaning, a sufficient effect can be obtained usually by cleaning for 5 minutes or more. It is also possible to wash in a continuous manner.

フラッシュ法の好ましい態様としては、重合工程で得られた高温高圧の重合反応物を常圧中の窒素または水蒸気などの雰囲気にノズルから噴出させる方法が例示できる。フラッシュ法では、高温高圧状態から常圧状態に重合反応物をフラッシュしたときの溶媒の気化熱を利用して効率よく溶媒回収することができるが、フラッシュさせるときの内温が低いと溶媒回収の効率が低下し生産性が悪化する。そのためフラッシュさせるときの重合系内の温度、つまり重合反応物の温度は250℃以上が好ましく255℃以上がより好ましい。常圧中にフラッシュさせるときの窒素または水蒸気などの雰囲気の温度は通常150〜250℃が選択され、重合反応物からの溶媒回収が不足する場合は、フラッシュ後に150〜250℃の窒素または水蒸気などの雰囲気下で加熱を継続しても良い。   As a preferred embodiment of the flash method, a method in which the high-temperature and high-pressure polymerization reaction product obtained in the polymerization step is ejected from a nozzle into an atmosphere such as nitrogen or water vapor at normal pressure. In the flash method, the solvent can be efficiently recovered by utilizing the heat of vaporization of the solvent when the polymerization reaction product is flushed from the high temperature and high pressure state to the normal pressure state. Efficiency decreases and productivity deteriorates. Therefore, the temperature in the polymerization system when flushing, that is, the temperature of the polymerization reaction product is preferably 250 ° C. or higher, and more preferably 255 ° C. or higher. The temperature of the atmosphere such as nitrogen or water vapor when flushing under normal pressure is usually selected from 150 to 250 ° C. If the solvent recovery from the polymerization reaction product is insufficient, nitrogen or water vapor at 150 to 250 ° C. after flushing, etc. Heating may be continued under the atmosphere of

かかるフラッシュ法で得られたPASには重合副生物であるアルカリ金属ハロゲン化物やアルカリ金属有機物などのイオン性不純物を含んでいるため、洗浄を行うことが通例である。洗浄条件としては、かかるイオン性不純物を除去するに足る条件であれば特に限定されるものではない。洗浄液としては例えば水や有機溶媒を用いて洗浄する方法が挙げられ、簡便かつ安価にPASを得る点で、水を用いた洗浄が好ましい方法として例示できる。使用する水の種類としてはイオン交換水、蒸留水が好ましく用いられる。   Since the PAS obtained by such a flash method contains ionic impurities such as alkali metal halides and alkali metal organic substances, which are polymerization by-products, washing is usually performed. The cleaning conditions are not particularly limited as long as the conditions are sufficient to remove such ionic impurities. Examples of the cleaning liquid include a method of cleaning with water or an organic solvent, and cleaning with water can be exemplified as a preferable method in terms of obtaining PAS easily and inexpensively. As the kind of water to be used, ion exchange water and distilled water are preferably used.

PASを洗浄する際の洗浄温度は50℃以上200℃以下が好ましく、150℃以上200℃以下がより好ましく、さらには180℃以上200℃以下がより好ましい。100℃以上の液体での処理の操作は、通常、所定量の液体に所定量のPASを投入し、常圧であるいは圧力容器内で加熱、攪拌することにより行われる。洗浄は複数回行ってもよく、各洗浄での洗浄温度が異なっていても良いが、イオン性不純物の少ないPASを得るには、150℃以上の温度で少なくとも1回、好ましくは2回以上洗浄を行うのが良く、各洗浄の間にはポリマーと洗浄液を分離する濾過工程を経ることがより好ましい方法である。   The washing temperature for washing the PAS is preferably 50 ° C. or more and 200 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or more and 200 ° C. or less, and further preferably 180 ° C. or more and 200 ° C. or less. The treatment operation with a liquid of 100 ° C. or higher is usually performed by charging a predetermined amount of PAS with a predetermined amount of liquid, and heating and stirring at normal pressure or in a pressure vessel. The cleaning may be performed a plurality of times, and the cleaning temperature may be different for each cleaning. However, in order to obtain a PAS with a small amount of ionic impurities, the cleaning is performed at least once at a temperature of 150 ° C. or more, preferably twice or more. More preferably, a filtration step for separating the polymer and the washing liquid is performed between each washing.

本発明では洗浄時に洗浄添加剤を用いてもよく、かかる洗浄添加剤として酸、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩が例示できる。酸を用いる場合、上記水に有機酸または無機酸等を添加して酸性にした水溶液中にPASを浸漬させ、加熱洗浄後の水溶液のpHが2〜8であることが好ましい。有機酸、無機酸としては、酢酸、プロピオン酸、塩酸、硫酸、リン酸、蟻酸等が例示でき、これらに限定されるものではないが、酢酸、塩酸が好ましい。洗浄添加剤としてアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を用いる場合、上記水にアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を添加した水溶液にPASを浸漬させる方法が例示でき、かかるアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の量はPASに対し、0.01〜5重量%が好ましく、0.1〜0.7重量%が更に好ましい。アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩としては、上記有機酸または無機酸のカルシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩等が例示できるが、これらに限定されるものではない。   In the present invention, a cleaning additive may be used at the time of cleaning, and examples of the cleaning additive include acids, alkali metal salts, and alkaline earth metal salts. When using an acid, it is preferable that PAS is immersed in the aqueous solution which was made acidic by adding an organic acid or an inorganic acid to the water, and the pH of the aqueous solution after heating and washing is 2 to 8. Examples of the organic acid and the inorganic acid include acetic acid, propionic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid and the like, but are not limited thereto, but acetic acid and hydrochloric acid are preferable. When an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt is used as a cleaning additive, a method of immersing PAS in an aqueous solution in which an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt is added to the water can be exemplified. The amount of the metal salt is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 0.7% by weight, based on PAS. Examples of the alkali metal salt and alkaline earth metal salt include, but are not limited to, the calcium salts, potassium salts, sodium salts, magnesium salts and the like of the above organic acids or inorganic acids.

溶融流動性に優れたPASが得られる限りいずれの洗浄添加剤を用いても差し支えないが、酸で処理するとより高い溶融流動性が得られると同時に、得られたPASを550℃で灰化させたときの灰分率が低く、電気絶縁性が求められる用途に優れた性能を発揮するという特徴が発現するため、好適な方法として例示できる。電気絶縁性の観点からすると、かかる灰分率は0.5重量%以下が好ましく、0.3重量%以下がより好ましい。   Any cleaning additive can be used as long as a PAS having excellent melt fluidity can be obtained, but when treated with an acid, higher melt fluidity is obtained, and at the same time, the obtained PAS is ashed at 550 ° C. The ash content is low and the characteristics of exhibiting excellent performance for applications requiring electrical insulation are manifested. From the viewpoint of electrical insulation, the ash content is preferably 0.5% by weight or less, and more preferably 0.3% by weight or less.

洗浄添加剤は洗浄工程のいずれの段階で使用してもよいが、少量の添加剤で効率的に洗浄を行うには、フラッシュ法にて回収した固形物を水にて洗浄を数回行い、その後洗浄添加剤を添加した水溶液にPASを含浸させ、150℃以上で処理する方法が好ましい。
洗浄でのPASと洗浄液の割合は、洗浄液が多いほうが好ましいが、通常、洗浄液1リットルに対し、PAS10〜500gの浴比が好ましく選択され、50〜200gが更に好ましい。
The washing additive may be used at any stage of the washing process, but in order to wash efficiently with a small amount of additive, the solid collected by the flash method is washed several times with water, Thereafter, a method of impregnating PAS in an aqueous solution to which a cleaning additive is added and treating at 150 ° C. or higher is preferable.
The ratio of the PAS and the cleaning liquid in the cleaning is preferably larger in the cleaning liquid, but usually a bath ratio of 10 to 500 g of PAS is preferably selected with respect to 1 liter of the cleaning liquid, and more preferably 50 to 200 g.

かくして得られたPASは常圧下および/または減圧下に乾燥する。かかる乾燥温度としては、120〜280℃の範囲が好ましく、140〜250℃の範囲がより好ましい。乾燥雰囲気は、窒素、ヘリウム、減圧下などの不活性雰囲気でも、酸素、空気などの酸化性雰囲気、空気と窒素の混合雰囲気の何れでも良いが、溶融粘度の関係から不活性雰囲気が好ましい。乾燥時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜30時間が好ましく、1〜20時間がさらに好ましい。   The PAS thus obtained is dried under normal pressure and / or under reduced pressure. The drying temperature is preferably in the range of 120 to 280 ° C, more preferably in the range of 140 to 250 ° C. The drying atmosphere may be an inert atmosphere such as nitrogen, helium or reduced pressure, an oxidizing atmosphere such as oxygen or air, or a mixed atmosphere of air and nitrogen, but an inert atmosphere is preferred from the viewpoint of melt viscosity. The drying time is preferably 0.5 to 50 hours, preferably 1 to 30 hours, and more preferably 1 to 20 hours.

(10)生成PAS
本発明の方法によれば揮発性成分量の少ないPASを短時間で収率よく得ることができる。
(10) Generated PAS
According to the method of the present invention, PAS having a small amount of volatile components can be obtained in a short time and with a high yield.

本発明の方法においてクエンチ法で回収すると、メルトフローレート(ASTM D−1238−70に従い、温度315.5℃、荷重5000gにて測定)が1000g/10分以下の、より好ましくは800g/10分以下の揮発性成分量の少ないPASを短時間で収率よく得ることができる。さらに本発明の方法によって得られたメルトフローレート(ASTM D−1238−70に従い、温度315.5℃、荷重5000gにて測定)が200g/10分以下の、より好ましくは150g/10分以下の溶融安定性に優れた揮発性成分量の少ないPASは、直鎖状に高分子量化されているので、射出成形品のみならず、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。   When recovered by the quench method in the method of the present invention, the melt flow rate (measured at a temperature of 315.5 ° C. and a load of 5000 g according to ASTM D-1238-70) is 1000 g / 10 min or less, more preferably 800 g / 10 min. The following PAS with a small amount of volatile components can be obtained in good yield in a short time. Furthermore, the melt flow rate obtained by the method of the present invention (measured at a temperature of 315.5 ° C. and a load of 5000 g according to ASTM D-1238-70) is 200 g / 10 min or less, more preferably 150 g / 10 min or less. PAS with excellent melt stability and a small amount of volatile components has a high molecular weight in a linear form. Therefore, not only injection molded products but also extruded products such as sheets, films, fibers and pipes by extrusion. Can be molded.

また、本発明で得られたPASの窒素含有量は少なくなる傾向にある。一般に、有機極性溶媒中でスルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物をアルカリ金属水酸化物存在下で反応させて得られたPASは窒素を含有している。これは、NMPなどの有機極性溶媒とアルカリ金属水酸化物とが反応して生成するアルカリ金属アルキルアミノアルキルカルボキシレートが重合時に副反応としてPAS末端と反応し、窒素原子を有する末端が形成されるためであるが、本発明では特定の重合条件で重合を行うことによりかかる副反応を抑制できるため、おのずと窒素含有量も減少する傾向にある。ただ、窒素含有量が著しく少ないと、PASの靭性や強度を高めるために溶融押出時に往々にして使用される各種カップリング剤との反応性が減少するという問題が生じる。そのためのPASの窒素含有量は300ppm以上1200ppm以下が好ましく、400ppm以上1100ppm以下が更に好ましい。   Moreover, the nitrogen content of the PAS obtained in the present invention tends to decrease. In general, PAS obtained by reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in the presence of an alkali metal hydroxide in an organic polar solvent contains nitrogen. This is because an alkali metal alkylaminoalkylcarboxylate produced by the reaction of an organic polar solvent such as NMP and an alkali metal hydroxide reacts with the PAS end as a side reaction during polymerization to form an end having a nitrogen atom. However, in the present invention, since the side reaction can be suppressed by performing polymerization under specific polymerization conditions, the nitrogen content tends to decrease naturally. However, if the nitrogen content is extremely low, there arises a problem that the reactivity with various coupling agents often used during melt extrusion is reduced in order to increase the toughness and strength of PAS. Therefore, the nitrogen content of PAS is preferably from 300 ppm to 1200 ppm, more preferably from 400 ppm to 1100 ppm.

また、本発明で得られたPASの揮発性成分量は少なくなる傾向にある。かかる揮発性成分は金型汚れや金型ベント詰まりを引き起こし生産効率が悪化するという問題を引き起こすため、少ないことが好ましい。本発明では特定の重合条件で重合を行うことによりかかる副反応を抑制できるため、おのずと揮発性成分量も減少する傾向にある。   In addition, the amount of volatile components of the PAS obtained in the present invention tends to decrease. Since such volatile components cause mold contamination and mold vent clogging, which causes a problem that production efficiency deteriorates, it is preferable that the volatile component is small. In the present invention, the side reaction can be suppressed by carrying out the polymerization under specific polymerization conditions, so that the amount of volatile components also tends to decrease.

なお、上記揮発性成分量とは、PASを真空下で加熱溶融した際に揮発する成分が、冷却されて液化または固化した付着性成分の量を意味しており、PASを真空封入したガラスアンプルを管状炉で加熱することにより測定されるものである。ガラスアンプルの形状としては、腹部が100mm×25mm、首部が255mm×12mm、肉厚が1mmである。具体的な測定方法としては、PASを真空封入したガラスアンプルの胴部のみを320℃の管状炉に挿入して2時間加熱することにより、管状炉によって加熱されていないアンプルの首部で揮発性ガスが冷却されて付着する。この首部を切り出して秤量した後、付着した揮発性成分をクロロホルムに溶解して除去する。次いで、この首部を乾燥してから再び秤量する。揮発性成分を除去した前後のアンプル首部の重量差より揮発性成分量を求める。   The amount of the volatile component means the amount of the adhesive component that has been cooled and liquefied or solidified when the PAS is heated and melted under vacuum, and is a glass ampule in which PAS is sealed in a vacuum. Is measured by heating in a tubular furnace. As the shape of the glass ampule, the abdomen is 100 mm × 25 mm, the neck is 255 mm × 12 mm, and the wall thickness is 1 mm. As a specific measurement method, only the barrel of a glass ampoule in which PAS is vacuum-sealed is inserted into a 320 ° C. tubular furnace and heated for 2 hours, so that the volatile gas is generated at the neck of the ampoule not heated by the tubular furnace. Is cooled and adheres. After the neck is cut out and weighed, the attached volatile components are dissolved in chloroform and removed. The neck is then dried and weighed again. The amount of volatile components is determined from the weight difference between the ampoule necks before and after removing the volatile components.

本発明の方法により得られるPASは、単独でも使用することができるが、所望により各種無機充填剤、繊維状充填剤及び各種合成樹脂などを配合して用いてもよい。   The PAS obtained by the method of the present invention can be used alone, but various inorganic fillers, fibrous fillers, various synthetic resins, and the like may be blended and used as desired.

(11)その他の後処理
本発明において得られたPASを、揮発性成分を除去するために、或いは架橋高分子量化するために、酸素含有雰囲気下、130〜260℃の温度で処理することも可能である。
(11) Other post-treatments The PAS obtained in the present invention may be treated at a temperature of 130 to 260 ° C. in an oxygen-containing atmosphere in order to remove volatile components or to increase the cross-linking molecular weight. Is possible.

架橋高分子量化は抑制し、揮発分除去を目的として乾式熱処理を行う場合、その温度は130〜250℃が好ましく、160〜250℃の範囲がより好ましい。また酸素濃度2体積%未満、更には1体積%未満とすることが望ましい。減圧乾燥することも好ましい方法の一つである。処理時間は、0.5〜50時間が好ましく、1〜20時間がより好ましく、1〜10時間が更に好ましい。   When carrying out dry heat treatment for the purpose of suppressing cross-linking high molecular weight and removing volatile matter, the temperature is preferably from 130 to 250 ° C, more preferably from 160 to 250 ° C. Further, it is desirable that the oxygen concentration is less than 2% by volume, more preferably less than 1% by volume. Drying under reduced pressure is also a preferred method. The treatment time is preferably 0.5 to 50 hours, more preferably 1 to 20 hours, and still more preferably 1 to 10 hours.

架橋高分子量化を目的として乾式熱処理する場合、その温度は160〜260℃が好ましく、170〜250℃の範囲がより好ましい。また酸素濃度2体積%以上、更には8体積%以上とすることが望ましい。処理時間は、1〜100時間が好ましく、2〜50時間がより好ましく、3〜25時間が更に好ましい。   When the dry heat treatment is performed for the purpose of increasing the cross-linking molecular weight, the temperature is preferably 160 to 260 ° C, more preferably 170 to 250 ° C. Further, it is desirable that the oxygen concentration is 2% by volume or more, more preferably 8% by volume or more. The treatment time is preferably 1 to 100 hours, more preferably 2 to 50 hours, and even more preferably 3 to 25 hours.

加熱処理の装置は通常の熱風乾燥機でもまた回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置であってもよいが、効率よくしかもより均一に処理する場合は、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置を用いるのがより好ましい。   The heat treatment apparatus may be a normal hot air dryer or a heating apparatus with a rotary blade or a stirring blade. However, for efficient and more uniform treatment, a heating device with a rotary blade or a stirring blade is used. Is more preferable.

本発明により得られたPASを後記する多種多用な用途に展開する上で、意匠性は重要な要素である。高い意匠性を提供するにはPASの白色度は高い方がよく、白色度の高さを示すL値は80以上が好ましく、83以上がより好ましい。通常、PASの後処理において加熱処理を行うと、熱履歴や酸化架橋により着色する傾向にあるため、後処理を行う場合はかかる白色度を維持できる範囲内で行うのが好ましい。   In developing the PAS obtained by the present invention into various uses described later, the design is an important factor. In order to provide high designability, the PAS should have a high whiteness, and the L value indicating the high whiteness is preferably 80 or more, more preferably 83 or more. Usually, when heat treatment is performed in the post-treatment of PAS, there is a tendency to color due to heat history or oxidative crosslinking. Therefore, when post-treatment is performed, it is preferably performed within a range in which such whiteness can be maintained.

(12)用途
本発明により得られた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、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が、本発明で得られた揮発性成分量の少ないPASは、特に射出成形用途に好適に適用される。その射出成形用途としては、例えばセンサー、LEDランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品などに代表される電気・電子部品;VTR部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・コンパクトディスクなどの音声機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などに代表される家庭、事務電気製品部品;オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品:顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器、精密機械関連部品;水道蛇口コマ、混合水栓、ポンプ部品、パイプジョイント、水量調節弁、逃がし弁、湯温センサー、水量センサー、水道メーターハウジングなどの水廻り部品;バルブオルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター,ICレギュレーター、ライトディマー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、車速センサー、ケーブルライナー、エンジンコントロールユニットケース、エンジンドライバーユニットケース、コンデンサーケース、モーター絶縁材料、ハイブリッドカーの制御系部品ケースなどの自動車・車両関連部品、その他の各種用途が例示できる。
(12) Applications The PAS obtained by the present invention is excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, electrical properties and mechanical properties, and is used not only for injection molding, injection compression molding and blow molding, but also for extrusion molding. Can be formed into extruded products such as sheets, films, fibers and pipes, but the PAS with a small amount of volatile components obtained in the present invention is particularly suitably applied to injection molding applications. As its injection molding applications, for example, sensors, LED lamps, connectors, sockets, resistors, relay cases, switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, optical pickups, oscillators, various terminal boards, transformers, plugs, printed boards, Electrical and electronic parts such as tuners, speakers, microphones, headphones, small motors, magnetic head bases, power modules, semiconductors, liquid crystals, FDD carriages, FDD chassis, motor brush holders, parabolic antennas, computer-related parts; VTR parts , TV parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts, acoustic parts, audio equipment parts such as audio / compact discs, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts Home, office electrical product parts represented by word processor parts, etc .; office computer-related parts, telephone-related parts, facsimile-related parts, copier-related parts, cleaning jigs, motor parts, lighters, typewriters, etc. Machine-related parts: Optical instruments such as microscopes, binoculars, cameras, watches, precision machine-related parts; water taps, mixing faucets, pump parts, pipe joints, water flow control valves, relief valves, hot water temperature sensors, water flow Water-related parts such as sensors and water meter housings; valve alternator terminals, alternator connectors, IC regulators, light dimmer potentiometer bases, various valves such as exhaust gas valves, fuel-related / exhaust / intake system pipes, air intake nozzles snorkel For intake manifold, fuel pump, engine coolant joint, carburetor main body, carburetor spacer, exhaust gas sensor, coolant sensor, oil temperature sensor, throttle position sensor, crankshaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, for air conditioner Thermostat base, heating hot air flow control valve, brush holder for radiator motor, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, transmission wire harness, window washer nozzle, air conditioner panel switch Board, fuel-related electromagnetic valve coil, fuse connector, horn -Insulator, electrical component insulation plate, step motor rotor, lamp socket, lamp reflector, lamp housing, brake piston, solenoid bobbin, engine oil filter, ignition device case, vehicle speed sensor, cable liner, engine control unit case, engine driver unit case, Examples include condenser cases, motor insulating materials, automobile / vehicle-related parts such as hybrid car control system parts cases, and other various uses.

本発明により得られたPASの中でも、メルトフローレート(ASTM D−1238−70に従い、温度315.5℃、荷重5000gにて測定)が200g/10分以下の溶融安定性に優れた揮発性成分量の少ないPASは、特に押出成形用途に好適に適用される。本発明により得られた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により製造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。   Among the PASs obtained by the present invention, a volatile component excellent in melt stability having a melt flow rate (measured at a temperature of 315.5 ° C. and a load of 5000 g according to ASTM D-1238-70) of 200 g / 10 min or less. A small amount of PAS is particularly suitable for extrusion applications. As a method for producing a PAS film using the PAS obtained according to the present invention, a known melt film-forming method can be employed. For example, after melting PAS in a single or twin screw extruder, More by a method of making a film by cooling on an extrusion cooling drum, or by a biaxial stretching method in which the film thus produced is stretched longitudinally and laterally by a roller-type longitudinal stretching apparatus and a transverse stretching apparatus called a tenter. Although it can manufacture, it is not specifically limited to this.

このようにして得られたPASフィルムは、優れた機械特性、電気特性、耐熱性を有しており、フィルムコンデンサーやチップコンデンサーの誘電体フィルム用途、離形用フィルム用途など各種用途に好適に使用することができる。   The PAS film obtained in this way has excellent mechanical properties, electrical properties, and heat resistance, and is suitably used for various applications such as dielectric films for film capacitors and chip capacitors, and films for mold release. can do.

本発明により得られる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 obtained by the present invention, a known melt spinning method can be applied. For example, kneading while supplying a raw material PAS chip to a single-screw or twin-screw extruder Then, 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 it is particularly limited to this. It is not something.

このようにして得られたPASモノフィラメントあるいは短繊維は、抄紙ドライヤーキャンパス、ネットコンベヤー、バグフィルターなどの各種用途に好適に使用することができる。   The PAS monofilament or short fiber thus obtained can be suitably used for various applications such as a papermaking dryer campus, a net conveyor, and a bag filter.

本発明の方法により得られるPASは、単独でも使用することができるが、所望により各種無機充填剤、繊維状充填剤及び各種合成樹脂などを配合して用いてもよい。   The PAS obtained by the method of the present invention can be used alone, but various inorganic fillers, fibrous fillers, various synthetic resins, and the like may be blended and used as desired.

以下、本発明の方法を実施例及び比較例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、各種物性の測定法は以下の通りである。   Hereinafter, the method of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, the measuring method of various physical properties is as follows.

[ポリマーの収率]
重合工程の工程1前のオートクレーブ中の硫化ナトリウムが全てPASに転化したと仮定した重量(理論量)を基準とした。硫化ナトリウムがジハロゲン化芳香族化合物よりも過剰に仕込まれた場合は、すべてPASに転化することはあり得ない場合もあるが、その場合でも一応硫化ナトリウムの量を基準として考えることとした。
[Polymer yield]
Based on the weight (theoretical amount) assumed that all sodium sulfide in the autoclave before the polymerization step 1 was converted to PAS. When sodium sulfide is charged in excess of the dihalogenated aromatic compound, it may not be possible to convert all of it into PAS, but even in that case, the amount of sodium sulfide should be considered as a standard.

[メルトフローレート(MFR)]
ASTM D−1238−70に従い、温度315.5℃、荷重5000gにて測定した。東洋精機社製メルトインデクサ(長さ8.00mm、穴直径2.095mmのオリフィス、サンプル量7g、サンプル仕込み後測定開始までのプレヒート時間5分、荷重5000g)を用い、315.5℃の条件で測定を行ない、ポリマーのメルトフローレートを比較した。
[Melt flow rate (MFR)]
According to ASTM D-1238-70, the temperature was 315.5 ° C. and the load was 5000 g. Using a Toyo Seiki melt indexer (length 8.00 mm, hole diameter 2.095 mm orifice, sample amount 7 g, preheating time 5 minutes from sample preparation to measurement start, load 5000 g) under the condition of 315.5 ° C. Measurements were made and the polymer melt flow rates were compared.

[溶融粘度]
東洋精機社製キャピログラフ1Cを用い、孔長10.00mm、孔直径0.50mmのダイスを用いた。300℃に設定したシリンダーにサンプル約20gを投入し、5分保持した後、剪断速度1216sec−1で溶融粘度の測定を行った。
[Melt viscosity]
A capilograph 1C manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. was used, and a die having a hole length of 10.00 mm and a hole diameter of 0.50 mm was used. About 20 g of the sample was put into a cylinder set at 300 ° C. and held for 5 minutes, and then the melt viscosity was measured at a shear rate of 1216 sec −1 .

[揮発性成分率]
腹部が100mm×25mm、首部が255mm×12mm、肉厚が1mmのガラスアンプルにサンプル3gを計り入れてから真空封入した。このガラスアンプルの胴部のみを、アサヒ理化製作所製のセラミックス電気管状炉ARF−30Kに挿入して320℃で2時間加熱した。アンプルを取り出した後、管状炉によって加熱されておらず揮発ガスの付着したアンプル首部をヤスリで切り出して秤量した。次いで付着ガスを5gのクロロホルムで溶解して除去した後、60℃のガラス乾燥機で1時間乾燥してから再度秤量した。ガスを除去した前後のアンプル首部の重量差を算出し、仕込みサンプル量との比率を揮発性成分率(重量%)とした。
[Volatile component ratio]
A sample 3 g was weighed into a glass ampoule having an abdomen of 100 mm × 25 mm, a neck of 255 mm × 12 mm, and a wall thickness of 1 mm, and then vacuum-sealed. Only the barrel of this glass ampoule was inserted into a ceramic electric tubular furnace ARF-30K manufactured by Asahi Rika Seisakusho and heated at 320 ° C. for 2 hours. After the ampoule was taken out, the ampoule neck which was not heated by the tubular furnace and was attached with volatile gas was cut out with a file and weighed. Next, the adhering gas was dissolved and removed with 5 g of chloroform, dried for 1 hour in a glass dryer at 60 ° C., and then weighed again. The difference in weight of the ampoule neck before and after removing the gas was calculated, and the ratio with the amount of sample charged was defined as the volatile component ratio (% by weight).

[溶融安定性]
東洋精機社製メルトインデクサ(長さ8.00mm、穴直径2.095mmのオリフィス、サンプル量7g、サンプル仕込み後測定開始までのプレヒート時間30分、荷重5000g)を用い、315.5℃の条件で測定を行ない、プレヒート時間5分でのメルトフローレートに対する保持率(MFR5分/MFR30分)を比較した。
[Melting stability]
Using a Toyo Seiki melt indexer (length 8.00 mm, hole diameter 2.095 mm orifice, sample amount 7 g, preheating time 30 minutes from sample preparation to measurement start, load 5000 g) at 315.5 ° C. Measurements were made and the retention rates (MFR 5 minutes / MFR 30 minutes) relative to the melt flow rate at a preheat time of 5 minutes were compared.

[表面外観]
ポリマーを、Tダイを具備した40mmφの単軸押出機に供給し、シリンダー温度及びダイ温度を310℃とし、引き取りロール温度を150℃としてシート状に押出した。なお、シートの厚み調整は押出機の吐出量及び引き取りロールの回転数で調整した。得られた熱可塑性樹脂押出成形品の表面状態を、目視による観察、触感による評価を実施した。その状態を、以下の通り4段階で評価を行った。
4:表面が平滑で光沢がある。
3:触った感触では表面が平滑でない部分もあるが、目視では判らない。
2:触った感触では表面が平滑でない部分もあるし、目視でも僅かに表面状態の粗さが確認される。
1:触った感触でも、目視でも、表面の凹凸が確認される。
[Surface appearance]
The polymer was supplied to a 40 mmφ single screw extruder equipped with a T die, and the cylinder temperature and the die temperature were set to 310 ° C., and the take-up roll temperature was set to 150 ° C. to be extruded into a sheet shape. The sheet thickness was adjusted by the discharge amount of the extruder and the rotation speed of the take-up roll. The surface state of the obtained thermoplastic resin extruded product was visually observed and evaluated by touch. The state was evaluated in four stages as follows.
4: The surface is smooth and glossy.
3: Although there is a part where the surface is not smooth in the touch feeling, it is not visually recognized.
2: There is a portion where the surface is not smooth in the touch feeling, and a slight roughness of the surface state is confirmed visually.
1: Irregularities on the surface are confirmed both by touch and by visual observation.

[実施例1]
<前工程>撹拌機付きの70リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.27kg(70.00モル)、96%水酸化ナトリウム2.94kg(70.63モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11.45kg(115.50モル)、酢酸ナトリウム2.58kg(31.50モル)及びイオン交換水5.5kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら240℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水9.84kgおよびNMP0.28kgを留出した時点で加熱を終え冷却を開始した。この時点での仕込みアルカリ金属水硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.01モルであった。また、硫化水素の飛散量は1.4モルであったため、本脱水工程後の系内のスルフィド化剤は68.6モルであった。なお、硫化水素の飛散に伴い、系内には水酸化ナトリウムが新たに1.4モル生成している。
[Example 1]
<Pre-process> In a 70 liter autoclave equipped with a stirrer, 4.27 kg (70.00 mol) of 47.5% sodium hydrosulfide, 2.94 kg (70.63 mol) of 96% sodium hydroxide, N-methyl-2 -Pyrrolidone (NMP) 11.45 kg (115.50 mol), sodium acetate 2.58 kg (31.50 mol) and ion-exchanged water 5.5 kg were charged over about 3 hours to 240 ° C. while passing nitrogen at normal pressure. The mixture was gradually heated, and at the point when 9.84 kg of water and 0.28 kg of NMP were distilled out, the heating was finished and cooling was started. The residual water content in the system per mole of the alkali metal hydrosulfide charged at this time was 1.01 moles including the water consumed for the hydrolysis of NMP. Moreover, since the amount of hydrogen sulfide scattered was 1.4 mol, the sulfiding agent in the system after this dehydration step was 68.6 mol. As the hydrogen sulfide is scattered, 1.4 mol of sodium hydroxide is newly generated in the system.

その後200℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)10.19kg(69.29モル)、NMP9.37kg(94.50モル)を加えた後に反応容器を窒素ガス下に密封し、240rpmで撹拌しながら以下の反応条件で工程1および工程2を行った。   Thereafter, the mixture was cooled to 200 ° C., 10.19 kg (69.29 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 9.37 kg (94.50 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. Step 1 and Step 2 were carried out under the following reaction conditions with stirring.

<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で154分反応を行った後、238℃〜245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は214分、(T1a)は176分であった。工程1終了時に反応物をサンプリングし、サンプル中に残存するp−DCB量をガスクロマトグラフにて定量した結果からp−DCBの消費率、つまり転化率を算出したところ、96%であった。   <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. After 154 minutes of reaction at a constant temperature of 238 ° C., the temperature was raised from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min over 9 minutes. The polymerization time in Step 1 was 214 minutes for (T1) and 176 minutes for (T1a). The reaction product was sampled at the end of Step 1, and the amount of p-DCB remaining in the sample was quantified with a gas chromatograph. The consumption rate of p-DCB, that is, the conversion rate, was calculated to be 96%.

<工程2>工程1に引き続き、245℃から270℃までを0.8℃/分で31分かけて昇温し、270℃到達と同時に水2.59kg(144.0モル)を15分かけて系内に注入した。その結果、系内温度は250℃まで低下した。なお、系内の水分量は、重合工程で副生する水分を含めて仕込みアルカリ金属水硫化物1モル当たり3.1モルであった。200℃まで1.0℃/分の速度で冷却し、その後室温近傍まで急冷した。工程2の重合時間(T2)は51分であった。   <Step 2> Continuing from Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 270 ° C. at 0.8 ° C./min over 31 minutes, and at the same time as 270 ° C. was reached, 2.59 kg of water (144.0 mol) was added over 15 minutes. Was injected into the system. As a result, the system temperature decreased to 250 ° C. The water content in the system was 3.1 moles per mole of alkali metal hydrosulfide charged, including the water by-produced in the polymerization step. The solution was cooled to 200 ° C. at a rate of 1.0 ° C./min, and then rapidly cooled to near room temperature. The polymerization time (T2) in Step 2 was 51 minutes.

<ポリマー回収>内容物を約35リットルのNMPで希釈しスラリーとして85℃で30分撹拌後、80メッシュ金網(目開き0.175mm)で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にNMP約35リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を70リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を数回繰り返した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、120℃で乾燥することにより、乾燥PPSを得た。   <Polymer recovery> The content was diluted with about 35 liters of NMP, stirred as a slurry at 85 ° C. for 30 minutes, and then filtered through an 80 mesh wire mesh (aperture 0.175 mm) to obtain a solid. The obtained solid was similarly washed and filtered with about 35 liters of NMP. The obtained solid was diluted with 70 liters of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 30 minutes, and then filtered through an 80 mesh wire net to collect the solid several times. The solid material thus obtained was dried at 120 ° C. under a nitrogen stream to obtain dry PPS.

得られたPPSのメルトフローレートは97g/10分であり、収率は92.3%であった。また、溶融安定性(MFR5分/MFR30分)は0.79であり、揮発性成分率は0.25%であった。なお、0.5mm厚の押出シートの表面外観は、レベル4(表面が平滑で光沢がある)であった。   The resulting PPS had a melt flow rate of 97 g / 10 min and a yield of 92.3%. The melt stability (MFR 5 minutes / MFR 30 minutes) was 0.79, and the volatile component ratio was 0.25%. The surface appearance of the 0.5 mm thick extruded sheet was level 4 (the surface was smooth and glossy).

[実施例2]
工程2において245℃から255℃までを0.8℃/分で12分かけて昇温し、255℃到達と同時に水2.59kg(144.0モル)を15分かけて系内に注入した他は実施例1と同様に重合、回収工程を行った。なお、工程2における水添加後の系内温度は250℃まで低下し、工程2の重合時間(T2)は32分であった。
[Example 2]
In Step 2, the temperature was raised from 245 ° C. to 255 ° C. over 12 minutes at 0.8 ° C./min. Upon reaching 255 ° C., 2.59 kg (144.0 mol) of water was injected into the system over 15 minutes. Otherwise, the polymerization and recovery steps were performed in the same manner as in Example 1. In addition, the system temperature after the water addition in the step 2 decreased to 250 ° C., and the polymerization time (T2) in the step 2 was 32 minutes.

得られたPPSのメルトフローレートは140g/10分であり、収率は90.5%であった。また、溶融安定性(MFR5分/MFR30分)は0.68であり、揮発性成分率は0.25%であった。なお、0.5mm厚の押出シートの表面外観は、レベル1(触った感触でも、目視でも、表面の凹凸が確認される)であった。   The obtained PPS had a melt flow rate of 140 g / 10 min and a yield of 90.5%. The melt stability (MFR 5 minutes / MFR 30 minutes) was 0.68, and the volatile component ratio was 0.25%. The surface appearance of the 0.5 mm thick extruded sheet was level 1 (surface irregularities were confirmed both by touch and by visual observation).

[実施例3]
前工程は実施例1と同様に行った。
[Example 3]
The pre-process was performed in the same manner as in Example 1.

<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で171分反応を行った後、238℃〜245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は231分、(T1a)は193分であった。   <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. After 171 minutes of reaction at a constant temperature of 238 ° C., the temperature was raised from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min over 9 minutes. The polymerization time in step 1 was 231 minutes for (T1) and 193 minutes for (T1a).

<工程2>工程1に引き続き、245℃から255℃までを0.8℃/分で13分かけて昇温し、系内温度を255℃に保ちながら水1.85kg(102.9モル)を15分かけて系内に注入した。なお、系内の水分量は、重合工程で副生する水分を含めて仕込みアルカリ金属水硫化物1モル当たり2.5モルであった。255℃で54分保持したあと、200℃まで1.0℃/分の速度で冷却し、その後室温近傍まで急冷した。工程2の重合時間(T2)は77分であった。また、ポリマー回収工程は実施例1と同様に行った。   <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature is raised from 245 ° C. to 255 ° C. at 0.8 ° C./min over 13 minutes, and 1.85 kg (102.9 mol) of water while maintaining the system temperature at 255 ° C. Was injected into the system over 15 minutes. The water content in the system was 2.5 moles per mole of alkali metal hydrosulfide charged, including the water by-produced in the polymerization step. After maintaining at 255 ° C. for 54 minutes, it was cooled to 200 ° C. at a rate of 1.0 ° C./minute, and then rapidly cooled to near room temperature. The polymerization time (T2) in Step 2 was 77 minutes. The polymer recovery step was performed in the same manner as in Example 1.

得られたPPSのメルトフローレートは91g/10分であり、収率は91.2%であった。また、溶融安定性(MFR5分/MFR30分)は0.77であり、揮発性成分率は0.24%であった。なお、0.5mm厚の押出シートの表面外観は、レベル4(表面が平滑で光沢がある)であった。   The melt flow rate of the obtained PPS was 91 g / 10 min, and the yield was 91.2%. The melt stability (MFR 5 minutes / MFR 30 minutes) was 0.77, and the volatile component ratio was 0.24%. The surface appearance of the 0.5 mm thick extruded sheet was level 4 (the surface was smooth and glossy).

[実施例4]
工程1における238℃での定温状態を130分とした他は実施例3と同様に重合、回収工程を行った。工程1の重合時間は(T1)は190分、(T1a)は152分であった。
[Example 4]
The polymerization and recovery steps were performed in the same manner as in Example 3 except that the constant temperature state at 238 ° C. in Step 1 was 130 minutes. The polymerization time in Step 1 was 190 minutes for (T1) and 152 minutes for (T1a).

得られたPPSのメルトフローレートは124g/10分であり、収率は88.8%であった。また、溶融安定性(MFR5分/MFR30分)は0.79であり、揮発性成分率は0.22%であった。   The resulting PPS had a melt flow rate of 124 g / 10 min and a yield of 88.8%. The melt stability (MFR 5 minutes / MFR 30 minutes) was 0.79, and the volatile component ratio was 0.22%.

[比較例1]
工程2において270℃到達時には水添加を行わず、270℃で100分保持後に水添加を行った他は実施例1と同様に重合、回収工程を行った。工程2の重合時間(T2)は151分であった。
[Comparative Example 1]
In Step 2, the polymerization and recovery steps were performed in the same manner as in Example 1 except that water was not added when 270 ° C. was reached and water was added after holding at 270 ° C. for 100 minutes. The polymerization time (T2) in Step 2 was 151 minutes.

得られたPPSのメルトフローレートは48g/10分であり、収率は88.1%であった。揮発性成分率は0.30%であった。なお、0.5mm厚の押出シートの表面外観は、レベル2(触った感触では表面が平滑でない部分もあるし、目視でも僅かに表面状態の粗さが確認される)であった。これら結果をまとめて表に示す。   The obtained PPS had a melt flow rate of 48 g / 10 min and a yield of 88.1%. The volatile component ratio was 0.30%. The surface appearance of the 0.5 mm thick extruded sheet was Level 2 (the surface was not smooth when touched, and the surface condition was slightly observed visually). These results are summarized in the table.

これらの結果から、工程1および工程2における重合時間T1,T1a,T2を所定の範囲とすることで、揮発性成分を低減できることがわかる。また、工程2における重合時間を40分〜2時間とすることで、溶融安定性に優れ、押出成形品の表面外観をも改善できることが分かる。   From these results, it is understood that the volatile components can be reduced by setting the polymerization times T1, T1a, and T2 in step 1 and step 2 within a predetermined range. Moreover, it turns out that it is excellent in melt stability and the surface external appearance of an extrusion molded article can be improved by making superposition | polymerization time in the process 2 into 40 minutes-2 hours.

[実施例5]
<前工程>撹拌機付きの70リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.27kg(70.00モル)、96%水酸化ナトリウム2.91kg(69.94モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11.45kg(115.50モル)、酢酸ナトリウム0.98kg(11.90モル)及びイオン交換水5.5kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら240℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水9.84kgおよびNMP0.28kgを留出した時点で加熱を終え冷却を開始した。この時点での仕込みアルカリ金属水硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.01モルであった。また、硫化水素の飛散量は1.4モルであったため、本脱水工程後の系内のスルフィド化剤は68.6モルであった。なお、硫化水素の飛散に伴い、系内には水酸化ナトリウムが新たに1.4モル生成している。
[Example 5]
<Pre-process> In a 70 liter autoclave equipped with a stirrer, 4.27 kg (70.00 mol) of 47.5% sodium hydrosulfide, 2.91 kg (69.94 mol) of 96% sodium hydroxide, N-methyl-2 -Pyrrolidone (NMP) 11.45 kg (115.50 mol), sodium acetate 0.98 kg (11.90 mol) and ion-exchanged water 5.5 kg were charged, and nitrogen was passed at normal pressure to 240 ° C. over about 3 hours. The mixture was gradually heated, and at the point when 9.84 kg of water and 0.28 kg of NMP were distilled out, the heating was finished and cooling was started. The residual water content in the system per mole of the alkali metal hydrosulfide charged at this time was 1.01 moles including the water consumed for the hydrolysis of NMP. Moreover, since the amount of hydrogen sulfide scattered was 1.4 mol, the sulfiding agent in the system after this dehydration step was 68.6 mol. As the hydrogen sulfide is scattered, 1.4 mol of sodium hydroxide is newly generated in the system.

その後200℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)10.29kg(69.97モル)、NMP9.37kg(94.50モル)を加えた後に反応容器を窒素ガス下に密封し、240rpmで撹拌しながら以下の反応条件で工程1および工程2を行った。   Thereafter, the mixture was cooled to 200 ° C., 10.29 kg (69.97 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 9.37 kg (94.50 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. Step 1 and Step 2 were carried out under the following reaction conditions with stirring.

<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で130分反応を行った後、238℃〜245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は190分、(T1a)は152分であった。工程1終了時に反応物をサンプリングし、サンプル中に残存するp−DCB量をガスクロマトグラフにて定量した結果からp−DCBの消費率、つまり転化率を算出したところ、96%であった。   <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. After performing the reaction for 130 minutes at a constant temperature of 238 ° C., the temperature was raised from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min for 9 minutes. The polymerization time in Step 1 was 190 minutes for (T1) and 152 minutes for (T1a). The reaction product was sampled at the end of Step 1, and the amount of p-DCB remaining in the sample was quantified with a gas chromatograph. The consumption rate of p-DCB, that is, the conversion rate, was calculated to be 96%.

<工程2>工程1に引き続き、245℃から255℃までを0.8℃/分で13分かけて昇温し、255℃到達と同時に水2.59kg(144.0モル)を15分かけて系内に注入した。その結果、系内温度は250℃まで低下した。なお、系内の水分量は、重合工程で副生する水分を含めて仕込みアルカリ金属水硫化物1モル当たり3.1モルであった。続いて、250℃から220℃までを降温速度0.4℃/分で75分かけて冷却し、その後室温近傍まで急冷した。工程2の重合時間(T2)は40分であった。   <Step 2> Continuing from Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 255 ° C. at 0.8 ° C./min over 13 minutes, and at the same time as reaching 255 ° C., 2.59 kg (144.0 mol) of water was taken over 15 minutes. Was injected into the system. As a result, the system temperature decreased to 250 ° C. The water content in the system was 3.1 moles per mole of alkali metal hydrosulfide charged, including the water by-produced in the polymerization step. Subsequently, the temperature was lowered from 250 ° C. to 220 ° C. over 75 minutes at a temperature drop rate of 0.4 ° C./minute, and then rapidly cooled to near room temperature. The polymerization time (T2) in Step 2 was 40 minutes.

<ポリマー回収>内容物を約35リットルのNMPで希釈しスラリーとして85℃で30分撹拌後、80メッシュ金網(目開き0.175mm)で濾別して固形物を得た。得られた固形物を同様にNMP約35リットルで洗浄濾別した。得られた固形物を70リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過して固形物を回収する操作を3回繰り返した。得られた固形物および酢酸32gを70リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過し、更に得られた固形物を70リットルのイオン交換水で希釈し、70℃で30分撹拌後、80メッシュ金網で濾過して固形物を回収した。このようにして得られた固形物を窒素気流下、120℃で乾燥することにより、乾燥PPSを得た。   <Polymer recovery> The content was diluted with about 35 liters of NMP, stirred as a slurry at 85 ° C. for 30 minutes, and then filtered through an 80 mesh wire mesh (aperture 0.175 mm) to obtain a solid. The obtained solid was similarly washed and filtered with about 35 liters of NMP. The obtained solid was diluted with 70 liters of ion-exchanged water, stirred at 70 ° C. for 30 minutes, and then filtered through an 80 mesh wire net to collect the solids three times. The obtained solid and 32 g of acetic acid were diluted with 70 liters of ion exchange water, stirred at 70 ° C. for 30 minutes, filtered through an 80 mesh wire mesh, and further obtained solids were diluted with 70 liters of ion exchange water. The mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes and then filtered through an 80 mesh wire net to collect a solid. The solid material thus obtained was dried at 120 ° C. under a nitrogen stream to obtain dry PPS.

得られたPPSのメルトフローレートは526g/10分であった。また、溶融安定性(MFR5分/MFR30分)は0.78であり、揮発性成分率は0.24%であった。   The melt flow rate of the obtained PPS was 526 g / 10 min. The melt stability (MFR 5 minutes / MFR 30 minutes) was 0.78, and the volatile component ratio was 0.24%.

[比較例2]
前工程は実施例5と同様に行った。
[Comparative Example 2]
The pre-process was performed in the same manner as in Example 5.

<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で34分反応を行った後、238℃〜245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は94分、(T1a)は56分であった。   <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. After performing the reaction at a constant temperature of 238 ° C. for 34 minutes, the temperature was raised from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min for 9 minutes. The polymerization time in Step 1 was 94 minutes for (T1) and 56 minutes for (T1a).

<工程2>工程1に引き続き、245℃から270℃までを0.8℃/分で31分かけて昇温し、270℃の定温状態で70分保持した。70分保持後、水2.59kg(144.0モル)を15分かけて系内に注入した。その結果、系内温度は250℃まで低下した。なお、系内の水分量は、重合工程で副生する水分を含めて仕込みアルカリ金属水硫化物1モル当たり3.1モルであった。続いて、250℃から220℃までを降温速度0.4℃/分で75分かけて冷却し、その後室温近傍まで急冷した。工程2の重合時間(T2)は129分であった。また、ポリマー回収工程は実施例5と同様に行った。   <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 270 ° C. at 0.8 ° C./min for 31 minutes, and kept at a constant temperature of 270 ° C. for 70 minutes. After holding for 70 minutes, 2.59 kg (144.0 mol) of water was injected into the system over 15 minutes. As a result, the system temperature decreased to 250 ° C. The water content in the system was 3.1 moles per mole of alkali metal hydrosulfide charged, including the water by-produced in the polymerization step. Subsequently, the temperature was lowered from 250 ° C. to 220 ° C. over 75 minutes at a temperature drop rate of 0.4 ° C./minute, and then rapidly cooled to near room temperature. The polymerization time (T2) in Step 2 was 129 minutes. The polymer recovery step was performed in the same manner as in Example 5.

得られたPPSのメルトフローレートは580g/10分であった。また、溶融安定性(MFR5分/MFR30分)は0.78であり、揮発性成分率は0.29%であった。   The melt flow rate of the obtained PPS was 580 g / 10 min. The melt stability (MFR5 minutes / MFR30 minutes) was 0.78, and the volatile component ratio was 0.29%.

[実施例6]
<前工程>撹拌機および底栓弁付きの70リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.27kg(70.00モル)、96%水酸化ナトリウム2.94kg(70.63モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)11.45kg(115.50モル)、酢酸ナトリウム1.89kg(23.10モル)、及びイオン交換水5.50kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら225℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水9.84kgおよびNMP0.30kgを留出した時点で加熱を終え冷却を開始した。また、硫化水素の飛散量は1.4モルであったため、本脱水工程後の系内のスルフィド化剤は68.6モルであった。なお、硫化水素の飛散に伴い、系内には水酸化ナトリウムが新たに1.4モル生成している。
[Example 6]
<Pre-treatment> In a 70 liter autoclave equipped with a stirrer and a bottom plug valve, 8.75 kg (70.00 mol) of 47.5% sodium hydrosulfide, 2.94 kg (70.63 mol) of 96% sodium hydroxide, N -Methyl-2-pyrrolidone (NMP) 11.45 kg (115.50 mol), sodium acetate 1.89 kg (23.10 mol) and ion-exchanged water 5.50 kg were charged up to 225 ° C. while passing nitrogen at normal pressure. The mixture was gradually heated over about 3 hours. When 9.84 kg of water and 0.30 kg of NMP were distilled off, the heating was finished and cooling was started. Moreover, since the amount of hydrogen sulfide scattered was 1.4 mol, the sulfiding agent in the system after this dehydration step was 68.6 mol. As the hydrogen sulfide is scattered, 1.4 mol of sodium hydroxide is newly generated in the system.

その後200℃まで冷却し、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)10.39kg(70.66モル)、NMP9.37kg(94.50モル)を加えた後に反応容器を窒素ガス下に密封し、240rpmで撹拌しながら以下の反応条件で工程1および工程2を行った。   Thereafter, the mixture was cooled to 200 ° C., 10.39 kg (70.66 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 9.37 kg (94.50 mol) of NMP were added, and the reaction vessel was sealed under nitrogen gas. Step 1 and Step 2 were carried out under the following reaction conditions with stirring.

<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で81分反応を行った後、238℃〜245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は141分、(T1a)は103分であった。
<工程2>工程1に引き続き、245℃から255℃までを0.8℃/分で13分かけて昇温した後、255℃の定温状態で30分反応を行った。T2は43分であった。
<Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. After 81 minutes of reaction at a constant temperature of 238 ° C., the temperature was raised from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min for 9 minutes. The polymerization time in step 1 was 141 minutes for (T1) and 103 minutes for (T1a).
<Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 255 ° C. at 0.8 ° C./min over 13 minutes, and then reacted at a constant temperature of 255 ° C. for 30 minutes. T2 was 43 minutes.

工程2終了後、直ちにオートクレーブの底栓弁を開放し、内容物を撹拌機付き装置にフラッシュさせ、重合時に使用したNMPの95%以上が揮発除去されるまで230℃の撹拌機付き装置内で1.5時間乾固し、PPSと塩類を含む固形物を回収した。   Immediately after step 2, the bottom valve of the autoclave is opened and the contents are flushed to the apparatus with a stirrer. The mixture was dried for 1.5 hours to recover a solid containing PPS and salts.

得られた回収物およびイオン交換水74リットルを攪拌機付きオートクレーブに入れ、75℃で15分洗浄した後、フィルターで濾過し、ケークを得た。得られたケークを75℃のイオン交換水で15分洗浄、濾過する操作を3回行った後、ケークおよびイオン交換水74リットル、酢酸0.4kgを攪拌機付きオートクレーブに入れ、オートクレーブ内部を窒素で置換した後、195℃まで昇温した。その後、オートクレーブを冷却し、内容物を取り出した。内容物をフィルターで濾過し、ケークを得た。得られたケークを窒素気流下、120℃で乾燥することで、乾燥PPSを得た。   The obtained recovered product and 74 liters of ion-exchanged water were placed in an autoclave equipped with a stirrer, washed at 75 ° C. for 15 minutes, and then filtered through a filter to obtain a cake. The obtained cake was washed with ion exchanged water at 75 ° C. for 15 minutes and filtered three times, and then 74 liters of cake and ion exchanged water and 0.4 kg of acetic acid were placed in an autoclave equipped with a stirrer, and the inside of the autoclave was filled with nitrogen. After the replacement, the temperature was raised to 195 ° C. Thereafter, the autoclave was cooled and the contents were taken out. The contents were filtered through a filter to obtain a cake. The obtained cake was dried at 120 ° C. under a nitrogen stream to obtain dry PPS.

得られたPPSの溶融粘度(温度300℃、剪断速度1216sec−1で測定)は10Pa・sであった。また、揮発性成分率は0.51%であった。 The melt viscosity (measured at a temperature of 300 ° C. and a shear rate of 1216 sec −1 ) of the obtained PPS was 10 Pa · s. The volatile component ratio was 0.51%.

[比較例3]
前工程は実施例6と同様に行った。
[Comparative Example 3]
The pre-process was performed in the same manner as in Example 6.

<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から245℃までを0.6℃/分で25分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は63分、(T1a)は25分であった。   <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 245 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 25 minutes. The polymerization time in step 1 was 63 minutes for (T1) and 25 minutes for (T1a).

<工程2>工程1に引き続き、245℃から270℃までを0.6℃/分で42分かけて昇温し、270℃の定温状態で80分保持した。工程2の重合時間(T2)は122分であった。また、ポリマー回収工程は実施例6と同様に行った。   <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 270 ° C. at 0.6 ° C./min over 42 minutes, and kept at a constant temperature of 270 ° C. for 80 minutes. The polymerization time (T2) in Step 2 was 122 minutes. The polymer recovery step was performed in the same manner as in Example 6.

得られたPPSの溶融粘度(温度300℃、剪断速度1216sec−1で測定)は50Pa・sであった。また、揮発性成分率は0.63%であった。 The melt viscosity (measured at a temperature of 300 ° C. and a shear rate of 1216 sec −1 ) of the obtained PPS was 50 Pa · s. The volatile component ratio was 0.63%.

これらの結果から、工程1および工程2における重合時間T1,T1a,T2を所定の範囲とすることで、フラッシュ回収されたPPSについても、揮発性成分を低減できることがわかる。   From these results, it can be seen that by setting the polymerization times T1, T1a, and T2 in step 1 and step 2 within a predetermined range, the volatile components can be reduced also in the PPS that has been flash-recovered.

[比較例4]
前工程は酢酸ナトリウムを用いなかったこと以外、実施例6と同様に行った。
[Comparative Example 4]
The pre-process was performed in the same manner as in Example 6 except that sodium acetate was not used.

<工程1>200℃から230℃までを0.8℃/分で38分かけて昇温し、引き続き230℃から238℃までを0.6℃/分で13分かけて昇温した。238℃の定温状態で108分反応を行った後、238℃〜245℃までを0.8℃/分で9分かけて昇温した。工程1の重合時間は(T1)は168分、(T1a)は130分であった。   <Step 1> The temperature was raised from 200 ° C. to 230 ° C. at 0.8 ° C./min over 38 minutes, and subsequently from 230 ° C. to 238 ° C. was raised at 0.6 ° C./min over 13 minutes. After performing the reaction for 108 minutes at a constant temperature of 238 ° C., the temperature was raised from 238 ° C. to 245 ° C. at 0.8 ° C./min for 9 minutes. The polymerization time in Step 1 was 168 minutes for (T1) and 130 minutes for (T1a).

<工程2>工程1に引き続き、245℃から255℃までを0.8℃/分で12分かけて昇温した後、255℃の定温状態で60分反応を行った。T2は72分であった。また、ポリマー回収工程は実施例6と同様に行った。   <Step 2> Subsequent to Step 1, the temperature was raised from 245 ° C. to 255 ° C. over 12 minutes at 0.8 ° C./min, and then reacted at a constant temperature of 255 ° C. for 60 minutes. T2 was 72 minutes. The polymer recovery step was performed in the same manner as in Example 6.

得られたPPSの溶融粘度(温度300℃、剪断速度1216sec−1で測定)は10Pa・sであった。また、揮発性成分率は1.05%であった。 The melt viscosity (measured at a temperature of 300 ° C. and a shear rate of 1216 sec −1 ) of the obtained PPS was 10 Pa · s. The volatile component ratio was 1.05%.

これらの結果から、工程1および工程2における重合時間T1,T1a,T2を所定の範囲としても、重合助剤を用いないと、揮発性成分を低減できないことがわかる。   From these results, it can be seen that even if the polymerization times T1, T1a, and T2 in step 1 and step 2 are set within a predetermined range, the volatile components cannot be reduced unless a polymerization aid is used.

Figure 2011132518
Figure 2011132518

Claims (11)

有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物とを重合助剤の存在下200℃以上280℃未満の温度範囲内で反応させるポリアリーレンスルフィドの製造方法において、少なくとも下記の工程1及び2を行うことを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法。
工程1:有機極性溶媒中で、スルフィド化剤とジハロゲン化芳香族化合物を重合助剤の存在下で反応させる際、200℃以上245℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T1)が1.5時間以上4時間未満であり、かつ230℃以上245℃未満の温度範囲では、昇降温時間を含めた重合時間(T1a)が30分以上3.5時間未満であり、工程終了時点でのジハロゲン化芳香族化合物の転化率が70〜99モル%になるように反応させてポリアリーレンスルフィドのプレポリマーを生成させる工程、及び
工程2:245℃以上280℃未満の温度範囲内において、昇降温時間を含めた重合時間(T2)が5分以上2時間未満で反応させて前記プレポリマーを高分子量ポリアリーレンスルフィドに転換する工程。
In a method for producing polyarylene sulfide in which an sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound are reacted in an organic polar solvent in a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 280 ° C. in the presence of a polymerization aid, at least the following Step 1 and 2. A process for producing polyarylene sulfide, which comprises performing step 2.
Step 1: When reacting a sulfidizing agent and a dihalogenated aromatic compound in the presence of a polymerization aid in an organic polar solvent, a polymerization time including a temperature increase / decrease time within a temperature range of 200 ° C. or higher and lower than 245 ° C. (T1) is 1.5 hours or more and less than 4 hours, and in the temperature range of 230 ° C. or more and less than 245 ° C., the polymerization time (T1a) including the temperature rise / fall time is 30 minutes or more and less than 3.5 hours, A step of reacting the dihalogenated aromatic compound at the end of the step so as to have a conversion rate of 70 to 99 mol% to form a polyarylene sulfide prepolymer, and step 2: a temperature range of 245 ° C. or higher and lower than 280 ° C. In the process, the prepolymer is converted to high molecular weight polyarylene sulfide by reacting in a polymerization time (T2) including a temperature increase / decrease time of 5 minutes or more and less than 2 hours.
前記工程1開始時の反応系内に存在する重合助剤が、有機カルボン酸金属塩、アルカリ金属塩化物(但し、塩化ナトリウムを除く)、有機スルホン酸金属塩、硫酸アルカリ金属塩、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属リン酸塩およびアルカリ土類金属リン酸塩から選ばれる少なくとも一種の化合物であることを特徴とする請求項1記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The polymerization assistant present in the reaction system at the start of Step 1 is an organic carboxylic acid metal salt, an alkali metal chloride (excluding sodium chloride), an organic sulfonic acid metal salt, an alkali metal sulfate, an alkaline earth 2. The method for producing polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the method is at least one compound selected from metal oxides, alkali metal phosphates and alkaline earth metal phosphates. 前記工程1の重合時間(T1)と工程2の重合時間(T2)の比(T1/T2)が1.2以上であることを特徴とする請求項1または2いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The ratio (T1 / T2) of the polymerization time (T1) in the step 1 and the polymerization time (T2) in the step 2 is 1.2 or more, wherein the polyarylene sulfide according to claim 1 or 2 is characterized. Production method. ポリアリーレンスルフィドをクエンチ法で回収することを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing polyarylene sulfide according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyarylene sulfide is recovered by a quench method. 前記工程2において、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.8モル以上4モル未満の水が存在する状態となるように、反応系に水を添加し、かつ水分と重合助剤のモル比[重合助剤量(モル)/水分量(モル)]を0.05〜0.5として、前記プレポリマーを高分子量ポリアリーレンスルフィドに転換することを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 In step 2, water is added to the reaction system so that 0.8 mol or more and less than 4 mol of water is present per 1 mol of the charged sulfidizing agent, and the molar ratio of water to the polymerization aid [polymerization The amount of auxiliary agent (mol) / water content (mol)] is set to 0.05 to 0.5, and the prepolymer is converted to high molecular weight polyarylene sulfide. A process for producing arylene sulfide. 前記工程1開始時の反応系内に存在するジハロゲン化芳香族化合物が、スルフィド化剤1モルに対し0.9モル以上1.5モル未満であることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 6. The dihalogenated aromatic compound present in the reaction system at the start of Step 1 is 0.9 mol or more and less than 1.5 mol with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. A process for producing the polyarylene sulfide as described. 前記工程1における有機極性溶媒中の水分量が、仕込みスルフィド化剤1モル当たり0.5以上モル1.5モル未満であることを特徴とする請求項1〜6いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 7. The polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the water content in the organic polar solvent in the step 1 is 0.5 or more and less than 1.5 mol per mol of the sulfidizing agent charged. Production method. 前記工程1開始時の反応系内に存在する重合助剤が、スルフィド化剤1モルに対し0.1モル以上0.7モル未満であることを特徴とする請求項1〜7いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The polymerization assistant present in the reaction system at the start of the step 1 is 0.1 mol or more and less than 0.7 mol with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. A method for producing polyarylene sulfide. 前記工程1開始時の反応系内に存在するアルカリ金属水酸化物が、スルフィド化剤1モル対し0.9モル以上1.2モル未満であることを特徴とする請求項1〜8いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 9. The alkali metal hydroxide present in the reaction system at the start of the step 1 is 0.9 mol or more and less than 1.2 mol with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. A process for producing polyarylene sulfide. 反応に使用する有機極性溶媒が、スルフィド化剤1モルに対し2.5モル以上5.5モル未満であることを特徴とする請求項1〜9いずれか記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing polyarylene sulfide according to any one of claims 1 to 9, wherein the organic polar solvent used in the reaction is 2.5 mol or more and less than 5.5 mol with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. 請求項1〜10いずれか記載の製造法により得られたポリアリーレンスルフィドを押出成形してなる押出成形品。 An extruded product obtained by extruding the polyarylene sulfide obtained by the production method according to claim 1.
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