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JPH02258802A - スルホン化芳香族ポリマー水性液の製造方法 - Google Patents

スルホン化芳香族ポリマー水性液の製造方法

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Publication number
JPH02258802A
JPH02258802A JP8116989A JP8116989A JPH02258802A JP H02258802 A JPH02258802 A JP H02258802A JP 8116989 A JP8116989 A JP 8116989A JP 8116989 A JP8116989 A JP 8116989A JP H02258802 A JPH02258802 A JP H02258802A
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JP
Japan
Prior art keywords
solvent
sulfonated
aromatic polymer
water
polymer
Prior art date
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Application number
JP8116989A
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English (en)
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JPH0643458B2 (ja
Inventor
Yasushi Nishigaito
西垣内 靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority to JP1081169A priority Critical patent/JPH0643458B2/ja
Publication of JPH02258802A publication Critical patent/JPH02258802A/ja
Publication of JPH0643458B2 publication Critical patent/JPH0643458B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/34Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
    • C08F8/36Sulfonation; Sulfation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、スルホン化芳香族ポリマー水性液の製造法に
関する。詳しくは、特定の条件で、スルホン化反応物と
溶媒を分離して、溶媒含量の少ない、かつ高濃度な水溶
性または水分散性のスルホン化芳香族ポリマー水性液を
得る方法に関する。
[従来の技術] 芳香族ポリマーを溶媒中でスルホン化して、スルホン化
芳香族ポリマー水性液を得る方法としては、例えば、水
をスルホン化反応物に添加し、その後、溶媒を分離する
方法(例えば特開昭63−189404号公報)が例示
される。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、水をスルホン化反応物に添加して、攪拌
すると水で膨潤したスルホン化反応物の大きな塊ができ
、攪拌が困難になる。分子量が高い程その傾向は大きく
、特に、平均分子量1万以上の高分子量ポリスチレン、
ポリジメチルフェニレンエーテルなどの場合には、実質
上攪拌ができない。その結果、溶媒を静置分離しても、
スルホン化反応物は相当量の溶媒を含んでおり、さらに
溶媒を蒸留することも困難である。また、分子量が低く
ても、溶媒中のスルホン化反応物の濃度が高くなると、
同様なスルホン化反応物の塊を生成し、実質上攪拌でき
ない。したがって、攪拌するためには、添加する水量を
多くせざるを得ない。
その結果、高濃度なスルホン化反応物水性液を得るには
、水を蒸留等で除去しなければならず経済的でない。
[課題を解決するための手段] 本発明者は、溶媒含量の少ない、かつ高濃度なスルホン
化芳香族ポリマー水性液の製造方法について鋭意研究し
た結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、芳香族ポリマーを溶媒中でスルホ
ン化した後、スルホン化反応物を、水に添加して、溶媒
と分離することを特徴とするスルホン化芳香族ポリマー
水性液の製造法である。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
本発明における芳香族ポリマーとしては、芳香核を主鎖
ないし側鎖に有するポリマーであればよい。例えば、ス
チレン重合体、スチレン共重合体、α−メチルスチレン
重合体、α−メチルスチレン共重合体などのビニル芳香
族ポリマー ポリジメチルフェニレンエーテルなどの芳
香族ポリエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
エチレンイソフタレート、ポリプロピレンテレフタレー
トなどの芳香族ポリエステル、などが挙げられる。
スチレンまたはα−メチルスチレン共重合体としては、
例えば、スチレンまたはα−メチルスチレンと(メタ)
アクリル酸メチル、 (メタ)アクリル酸エチル、 (
メタ)アクリル酸ブチル、 (メタ)アクリル酸2−エ
チルヘキシル、 (メタ)アクリル酸ステアリルなどの
(メタ)アクリル酸アルキルエステル、酢酸ビニルなど
の脂肪酸ビニル、ビニルナフタレン、ビニルトルエン、
p−メチルスチレンなどの芳香族炭化水素モノマー (
メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸な
どの不飽和カルボン酸もしくはその無水物、α−オレフ
ィン、イソプレン、インブチレン、ジイソブチレン、ブ
タジェン、ピペリレン、クロロプレンなどのオレフィン
類、 (メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基台を
モノマーなどとの共重合体が挙げられる。
本発明における芳香族ポリエーテルとしては、ポリ(2
,8−ジメチルフェニレンエーテル)などが挙げられる
本発明における芳香族ポリエステルとしては、例えば、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンインフタレ
ート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリへキサメチレンテレフタレート、ポ
リシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエ
チレン−2゜6−ナフタレートなどが挙げられる。
芳香族ポリマー中の芳香核含量は、ポリマーの重量に基
づいて、通常は10%以上、好ましくは20%以上であ
る。
例えばスチレン共重合体の場合は、スチレン共重合体中
のスチレンモノマー単位含量は、共重合体の重量に基づ
いて、通常は159A以上、好ましくは30%以上であ
る。
芳香族ポリエステルの場合は、芳香族ポリエステル中の
芳香核含量は、ポリマーの重量に基づいて、通常は10
%以上、好ましくは20@A以上である。
芳香族ポリマーの分子量は、通常は1000〜2000
0001 好ましくは2000〜1000000である
例えば、スチレン重合体またはスチレン共重合体の場合
は、分子量は、通常は1000〜200o o o o
、  好ましくは2000〜1000000である。
芳香族ポリエーテルの場合は、分子量は、通常は100
0〜1000000.  好ましくは200〜5000
00である。
芳香族ポリエステルの場合は、分子量は、通常は100
0〜1000000.  好ましくは200〜5000
00である。
本発明では、上記芳香族ポリマーを溶媒に溶解させた後
、種々の方法により芳香族ポリマーをスルホン化する。
溶媒としては、通常炭素数1〜2の脂肪族ハロゲン化炭
化水素、炭素数1〜3のニトロ化炭化水素等のスルホン
化剤に不活性なものを使用する。  ハロゲン化炭化水
素の具体例としては、1.2−ジクロロエタン、メチレ
ンジクロリド、塩化エチル、四塩化炭素、1.1−ジク
ロルエタン、  1. 1. 2. 2−テトラクロル
エタン、クロロホルム、エチレンジプロミド等が挙げら
れる。ニトロ化脂肪族炭化水素としては、ニトロメタン
、ニトロエタン、 1−二トロプロパン、2−二トロプ
ロパンが挙げられる。好ましくは、ハロゲン化炭化水素
である。
芳香族ポリマーの溶解は、ポリマーの分子量にもよるが
、溶媒100重量部当り、芳香族ポリマーを通常、 1
〜100重量部、好ましくは、5〜50重量部を添加し
て溶解させる。
スルホン化剤としては、無水硫酸を用いるのがよい。液
状無水硫酸、液状無水硫酸を窒素・乾燥空気等の不活性
ガスおよび1. 2−ジクロロエタン、塩化エチルなど
の炭素数l〜2の脂肪族ハロゲン化炭化水素等で希釈し
た無水硫酸も使用できる。
無水硫酸とルイス塩基の錯体を用いることもでき好まし
い。ルイス塩基としては、 トリエチルホスフェート、
トリメチルホスフェートなどのトリアルキルホスフェー
ト、酢酸エチル、パルミチン酸エチルなどの脂肪酸アル
キルエステル、ジオキサン、チオキサン、ジエチルエー
テルなどのエーテルもしくはチオエーテルなどが挙げら
れる。好ましいルイス塩基は、トリアルキルホスフェー
ト、および脂肪酸アルキルエステルである。
本発明では、上記スルホン化剤の使用量が、芳香族ポリ
マー中の芳香核単位1モルに対し、通常0.5〜2モル
量であり、好ましくは、0.7〜1.5モルとなる量を
用いてスルホン化を行なうのが良い。スルホン化剤の量
が多くなるとボウ硝などの副生物が増加してしまう。
無水硫酸とルイス塩基の錯体を用いる場合は、ルイス塩
基の使用量は、反応に使用される合計の芳香族ポリマー
を構成する芳香核単位1モルに対し、通常、0.01〜
1モル量、好ましくは、0゜02〜0.5モル量である
スルホン化の反応は通常、0〜80℃、好ましくは、1
0〜50℃で行なわれ、無水条件で行う。
本発明の芳香族ポリマーのスルホン化する方法を例示す
る。
芳香族ポリマーを脂肪族ハロゲン化炭化水素に、その溶
媒中のポリマー濃度が通常、5〜50重量%の範囲にな
るように溶解する。スルホン化反応器に脂肪族ハロゲン
化炭化水素の溶媒と、場合によりルイス塩基を加える。
  次に、上記ポリマー溶液と無水硫酸を、同等量づつ
同時に通常、2〜20時間かけて、反応器に添加する。
反応温度は通常、10〜50℃に保つ。反応の進行とと
もに、スルホン化反応物は、溶媒不溶物として析出する
本発明では、以上のようにして得られたスルホン化反応
物は、そのまま叉はアルカリ金属、アルカリ土類金属な
どの水酸化物、炭酸塩、またはアンモニア、アミン類例
えばトリエチルアミン、ジメチルアミン、ラウリルアミ
ン、ステアリルアミンなどのアルキルアミン、エタノー
ルアミンなどのアルカノールアミンなどの中和剤を添加
した後、水または上記中和剤水溶液を攪拌しながら、こ
れらに反応物を徐々に添加し、充分撹拌してスルホン化
反応物を水に溶解または分散する。
水量は、芳香族ポリマーの分子量によって異なるが、芳
香族ポリマー1重量部当り通常、0.5〜20重量部、
好ましくは、1〜10重量部である。
その後、溶剤を蒸留、分液などで除去する。スルホン化
ポリマー水性液中の溶媒含育量を少なくするには、溶媒
を蒸留する方法が好ましい。
蒸留による溶媒分離の場合は、撹拌混合しながら、スル
ホン化ポリマー水性液を加熱し常圧または減圧下で溶剤
を留出させる。
[実施例] 以下、実施例により1本発明を更に説明するが、本発明
はこれに限定されない。
実施例1 スルホン化反応器として、攪拌機および温度計をとりつ
けた3Lの4つ首フラスコに1.2−ジクロロエタン1
040gおヨヒリン酸)!7!チ/l’9゜1g(0,
05モル)を加えた。また予め、ポリスチレン(分子量
200,000)104g(ポリスチレンを構成する芳
香核単位として1.0モル)を1,2−ジクロロエタン
936gに溶解し溶液Aを得た。
反応器中の温度を、20〜25℃に保ち、液状無水硫酸
4g(0,05モル)を徐々に滴下した。
次に、溶液A1040gおよび液吠無水硫酸8Og(1
,0モル)を同時に滴下した。滴下速度は、溶液Aが、
418 g/待時間無水硫酸が、32g/時間の割合に
なるように調節した。滴下の間は、冷却して温度を18
〜22℃に保った。
スルホン化したポリスチレンは、生成するにつれて沈澱
した。スルホン化が終了した後、スルホン化ポリスチレ
ンの分散スラリーは、水酸化ナトリウム44gを含む温
度30℃の水溶液481gを撹拌しながら、その水溶液
に徐々に加えられた。
中和混合物を加熱し、スルホン化反応物の水溶液中ノ1
,2−ジクロロエタンの臭気がなくなるまで、常圧下、
105℃まで昇温し、1,2−ジクロロエタンを留出除
去した。水酸化ナトリウム水溶液で、PH8に微調整し
た後、水を加え30%濃度のスルホン化ポリスチレンの
ナトリウム塩水溶液を得た。その水溶液の1,2−ジク
ロロエタン含有量をガスクロマトグラフィーで定量した
ところ、0.05重量%であった。
実施例2 スルホン化反応器として、攪拌機および温度計をとりつ
けた3Lの4つ首フラスコに1,2−ジクロロエタン6
93gおよびリン酸トリエチル18゜2(0,1モル)
を加えた。また予め、ポリスチレン(分子llk500
0)208g (ポリスチレンを構成する芳香核単位と
して2. 0モル)を1゜2−ジクロロエタン1179
gに溶解し溶液Aを得た。
反応器中の温度を、20〜25℃に保ち、液状無水硫酸
8g(0,1モル)を徐々に滴下した。
次に、溶液A1387gおよび液状無水硫酸160g(
2,0モル)を同時に滴下した。滴下速度は、溶液Aが
、f98g/時間、無水硫酸が、23g/時間の割合に
なるように調節した。滴下の間は、冷却して温度を18
〜22℃に保った。
スルホン化したポリスチレンは、生成するにつれて沈澱
した。スルホン化が終了した後、スルホン化ポリスチレ
ンの分散スラリーは、温度30℃の水471gを攪拌し
ながら、その水に加えられた。
さらに水酸化ナトリウム30%水溶液320gを加え、
中和した。中和混合物を加熱し、スルホン化反応物の水
溶液中の1.2−ジクロロエタンの臭気がなくなるまで
、常圧下、1.2−ジクロロエタンを留出除去した。水
酸化ナトリウム水溶液で、PH8に@調整した後、水を
加え40%濃度のスルホン化ポリスチレンのナトリウム
塩水溶液を得た。その水溶液の1. 2−ジクロロエタ
ン含有量をガスクロマトグラフィーで定量したところ、
0.05重量%であった。
実施例3 スルホン化反応器として、攪拌機および温度計をとりつ
けた3Lの4つ首フラスコに1.2−ジクロロエタン1
040gおよびリン酸トリエチル9゜1g(0,05モ
ル)を加えた。また予め、ポリジメチルフェニレンエー
テルl子嚢150000)120g(ポリマーを構成す
る芳香核単位として1.0モル)を1,2−ジクロロエ
タン920gに溶解し溶液Aを得た。
反応器中の温度を、35〜40℃に保ち、液状無水硫酸
4g(0,05モル)を徐々に滴下した。
次に、溶液A1040gおよび液状無水硫酸8Og(1
,0モル)を同時に滴下した。滴下速度は、溶液Aが、
418g/時間、無水硫酸が、32g/時間の割合にな
るように調節した。滴下の間は、冷却して温度を35〜
40℃に保った。
スルホン化したポリマーは、生成するにつれて沈澱した
。スルホン化が終了した後、スルホン化ポリスチレンの
分散スラリーは、温度30℃の水471gを攪拌しなが
ら、その水に徐々に加えられた。さらに水酸化ナトリウ
ム30%水溶液147gを加え、中和した。中和混合物
を加熱し、スルホン化反応物の水溶液中の1.2−ジク
ロロエタンの臭気がなくなるまで、常圧下、1,2−ジ
クロロエタンを留出除去した。水酸化ナトリウム水溶液
で、PH8に微調整した後、水を加え25%濃度の水溶
性スルホン化ポリジメチルフェニレンエーテルのナトリ
ウム塩を得た。その水溶液の1゜2−ジクロロエタン含
有量をガスクロマトグラフィーで定量したところ、O,
OS重量%であった。
比較例1 スルホン化工程を実施例1〜3と同様にして得た、スル
ホン化ポリスチレンおよびスルホン化ポリジメチルフェ
ニレンエーテルに、水471gt−添加し、撹拌を試み
たが、数分後大きなゲル状の塊ができ、攪拌不能で実験
を進めることができなかった。
[発明の効果コ 本発明によれば、溶媒含量の少ない、高濃度なスルホン
化芳香族ポリマー水性液を得ることができる。樹脂用の
帯電防止剤などの高濃度なことが必要である用途には、
好適である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、芳香族ポリマーを溶媒中でスルホン化した後、スル
    ホン化反応物を、水に添加して、溶媒と分離することを
    特徴とするスルホン化芳香族ポリマー水性液の製造方法
    。 2、水の量が芳香族ポリマー1重量部当り0.5〜20
    重量部である請求項1記載の製造方法。
JP1081169A 1989-03-30 1989-03-30 スルホン化芳香族ポリマー水性液の製造方法 Expired - Lifetime JPH0643458B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7708904B2 (en) 2005-09-09 2010-05-04 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Conductive hydrocarbon fluid
US8353740B2 (en) 2005-09-09 2013-01-15 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Conductive hydrocarbon fluid

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7708904B2 (en) 2005-09-09 2010-05-04 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Conductive hydrocarbon fluid
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