(57)【要約】  ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）ポリマーの製造方法は、容器内の反応混合物中の反応物を重合させて、容器内でＰＰＳポリマーを形成すること、容器及び／又はＰＰＳプロセスの運転変数の値を測定すること、及び運転変数の値に基づいて容器に加えるクエンチ流体の量を決定することを含む。本技法は、クエンチ前に反応器内に存在する水の濃度を計算するために、混合物の気液平衡（ＶＬＥ）に依存することができ、上流の脱水プロセスの有効性、及び重合中に生成される水の量を表している。本技法は、人間の操作経験に基づくクエンチ水の量の試行錯誤による推定に対する飛躍的な向上であり、反応器内に存在する水分濃度の直接測定をなくす。その結果、ＰＰＳの粒径及びその他の特性に改善された制御を行える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）ポリマーの製造方法であって、
容器内の反応混合物中の反応物を重合させて、容器内でＰＰＳポリマーを形成するＰＰＳプロセスを実施する行為と、
容器内の圧力及び温度を測定する行為と、
反応混合物に加えるクエンチ流体の量を決定する行為とを含み、
クエンチ流体の量が圧力及び温度のうちの少なくとも１つと相関する、方法。
【請求項２】
ＰＰＳプロセスを実施する行為が、
硫黄源及びジハロ芳香族化合物を含む反応物を容器に加える行為と、
極性有機化合物を容器に加える行為とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
硫黄源が硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）を含み、ジハロ芳香族化合物がｐ−ジクロロベンゼン（ＤＣＢ）を含み、極性有機化合物がＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
クエンチ流体の量を決定する行為が、反応混合物の気液平衡（ＶＬＥ）に基づいて反応混合物中の水の割合を計算する行為を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
クエンチ流体が水を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
容器の液面を測定する行為を含み、クエンチ流体の量が液面に相関する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）ポリマーの製造方法であって、
重合反応器内の反応物同士を接触させて、重合反応器内の混合物中に溶解した状態のＰＰＳポリマーを形成する行為と、
クエンチ前の重合反応器内の混合物の水の量に相関する、重合反応器内の混合物に加えるクエンチ水の量を決定する行為とを含む、方法。
【請求項８】
重合反応器の温度と圧力に基づいて、クエンチ前の混合物中の水の量を計算する行為を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
クエンチ水の量を決定することが、
重合反応器の運転温度及び運転圧力を測定すること、
運転温度での重合反応器内の混合物中の有機溶媒及び水の純粋成分蒸気圧を計算すること、並びに
重合反応器の測定された運転圧力と計算された純粋成分蒸気圧に相関する混合物の水分割合を計算することを含み、
混合物が、有機溶媒及び水の二成分混合物であるとみなされ、
重合反応器内の混合物に加えるクエンチ水の量が、前記水分割合に相関する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
重合反応器内の混合物のレベルを測定する行為と、
混合物のレベルと水分割合に相関する混合物中の水の量を計算する行為とを含み、
クエンチ水の量を決定することが、混合物中の計算された水の量を混合物中の所望の総水量から減算する行為を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
混合物中の溶液から沈殿するＰＰＳの平均粒径を変えるために、混合物中の所望の総水量を変更する行為を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
決定された量のクエンチ水を重合反応器内の混合物に加えて、混合物中の溶液から沈殿する特定の平均粒径を有するを生成する行為を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
反応物同士を接触させる行為が、有機溶媒中で硫黄化合物とジハロ芳香族化合物を接触させる行為を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
ＰＰＳポリマーの製造方法であって、
反応器内の反応物同士を接触させて、反応器内でＰＰＳポリマーを形成する行為と、
反応器の圧力及び温度を測定する行為と、
前記圧力又は温度或いはそれらの組合せに相関する、反応器に加えるクエンチ水の量を決定する行為と、
クエンチ水を反応器に加えることによって、反応器内のＰＰＳポリマーの重合をクエンチする行為とを含む、方法。
【請求項１５】
反応器に加えるクエンチ水の量を決定することが、反応器内の気液平衡（ＶＬＥ）に基づく、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
クエンチ水の量を決定することが、反応器内の圧力及び反応器内の温度を含む変数に基づいて、クエンチ前の反応器内の水の量を計算する行為を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
クエンチ中の反応器内の総水量が、ＰＰＳポリマーの粒径に関連している、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）ポリマーを製造するシステムであって、
ＰＰＳ重合反応器と、
ＰＰＳ重合反応器に配置され、水源と連絡するクエンチ水の入口と、
ＰＰＳ重合反応器と連絡し、反応器の運転圧力を測定するように構成された圧力センサと、
ＰＰＳ重合反応器と連絡し、ＰＰＳ重合反応器の運転温度を測定するように構成された温度センサと、
運転温度及び運転圧力に基づいてクエンチ水の量を決定するように構成されたプロセッサとを含む、システム。
【請求項１９】
プロセッサが、自動的にＰＰＳ重合反応器の運転圧力及び運転温度の測定値を受信し、前記測定値に基づいてＰＰＳ重合反応器に加えるクエンチ水の量を計算するように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
プロセッサが、クエンチ水の重合反応器への追加の制御を自動的に容易にするように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
クエンチ水の入口に連結された水導管に配置された制御弁を含み、前記制御弁が、クエンチ水のＰＰＳ重合反応器への追加を制御するためにプロセッサからの信号を受信するように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
ＰＰＳポリマーを含む生成物の製造方法であって、
少なくとも一部にＰＰＳポリマーを含む生成物を製造する行為を含み、ＰＰＳポリマーが、
反応器内の反応物同士を接触させて、反応器内でＰＰＳポリマーを形成する行為と、
反応器の圧力及び温度を測定する行為と、
前記圧力又は温度或いはそれらの組合せに相関する、反応器に加えるクエンチ水の量を決定する行為と、
クエンチ水を反応器に加えることによって、反応器内のＰＰＳポリマーの重合をクエンチする行為とを含む方法によって製造される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技法は、一般にポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の製造に関する。より詳細には、本技法は、反応器の変数に基づいてＰＰＳ反応器の水量を判定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
本節は、以下に記載及び／又は特許請求される本発明の様々な態様に関連すると思われる技法の様々な態様を読者に紹介することを意図するものである。本節における検討は、本発明の様々な態様のより深い理解に資する背景情報を読者に提供するのに役立つものと考えられる。したがって、そのような観点からこれらの記載事項は読まれるべきものであり、先行技術を自認するものとして読まれるべきではないことを理解されたい。
【０００３】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、別名ポリ（アリーレン）サルファイドは、様々な生産用途、商業用途、民生用途における所望の形状へと加熱成形することができる高性能エンジニアリング熱可塑性物質である。ＰＰＳは、繊維、フィルム、コーティング、射出成形材料、及び繊維強化複合材の製造において使用することができ、要求の厳しい家電産業、自動車産業、電気／電子産業における用途によく適っている。ＰＰＳは、単独でも、エラストマー材料、共重合体、樹脂、強化剤、添加剤、その他の熱可塑性物質などの他の材料とブレンドしても、製造部品として組み込むことができる。当初、ＰＰＳは、熱硬化性材料の代替物として奨励されていたが、特にガラス、炭素繊維、ミネラル、充填材などの添加によって、非常に適切な成形材料となってきた。事実、ＰＰＳは、高分子産業で最も古い高性能射出成形プラスチックのうちの１つであり、その非充填グレードのものは、通常、コーティングとして押出し成形される。
【０００４】
半結晶性ＰＰＳを含むＰＰＳポリマーは、１つには、その特性の組合せが優れているので、魅力的なエンジニアリングプラスティックである。例えば、ＰＰＳは、攻撃的な化学環境に対する抵抗力をもたらすと共に、厳しい許容範囲への精密成形も可能にする。さらにＰＰＳは、熱的に安定しており、難燃剤添加物がなくとも本質的に不燃性であって、優れた誘電／絶縁性を有している。その他の特性には、寸法安定性、高い弾性率、及び耐クリープ性が含まれる。ＰＰＳの有益な特性は、１つには、その分子構造の安定した化学結合に起因しており、安定した化学結合は、例えば熱劣化及び化学反応性の双方に対して比較的高度の分子安定性を与える。
【０００５】
ＰＰＳの一般的な分子構造は、下に示すように、交互の芳香（フェニレン）環と硫黄原子（パラ置換パターン）から成るポリマーである。
【化１】
2008531791.tif 000002
この分子構造は、容易に熱的に安定な結晶格子にまとまる（ｐａｃｋ  ｉｎｔｏ）ことができ、最高約２８５℃以上の高い結晶融点を有する半結晶性ポリマーであるＰＰＳを与える。ＰＰＳは、その分子構造故に燃焼中に炭化する傾向があり、そのためこの材料は、前述のように本質的に難燃性となる。さらに、この材料は、通常、約２００℃よりも低い温度では溶媒に溶解しない。
【０００６】
ＰＰＳは１９世紀後期に初めて発見されたが、多くのエンジニアが長年にわたって工業的用途のためのＰＰＳを製造する試みに失敗したため、工業材料としてのＰＰＳの歴史は比較的浅い。しかし、１９６７年にオクラホマ州バートルズヴィルのフィリップスペトロリアム社（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）は、以下のように、パラジクロロベンゼンと硫化ナトリウムを合成してＰＰＳを製造する方法を考案した。
【化２】
2008531791.tif 000003
【０００７】
この縮合重合（又は段階重合）は、ＰＰＳの工業規模の商業化の始まりとなった。１９７２年に、フィリップスペトロリアム社はＰＰＳの商業的な規模の製造を開始し、このＰＰＳは、熱抵抗性及び化学抵抗性、不燃性、並びに電気的特性の効果的なバランスを有することですぐに有名になった。今日では、ＰＰＳは、テキサス州ウッドランズのシェブロンフィリップスケミカル社ＬＰ（Ｃｈｅｖｒｏｎ  Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ＬＰ）により、商品名Ｒｙｔｏｎ（登録商標）として製造販売されている。
【０００８】
一般に、ＰＰＳは、極性有機化合物の存在下、重合条件下で、ジハロゲン化芳香族化合物を硫黄源と反応させることにより調製することができる。Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などの極性有機化合物は、通常、重合中に反応物とＰＰＳポリマーを溶液状態に保持する有機溶媒である。重合混合物には、アルカリ金属塩などの分子量調節剤を任意で加えてもよい。典型的には、この重合反応混合物は水相及び有機相を含み、ＰＰＳポリマーは、主に有機相に溶解している。通常、反応物の大部分が重合した後、反応混合物を冷却して重合を終了し、溶液からＰＰＳポリマーの固体を沈殿させることができる。例えば、反応混合物の圧力を低下させ極性有機化合物（例えばＮＭＰ）をフラッシュすることによって、又はさらにＮＭＰを混合物に加えてその混合物を冷却（クエンチ）することによって、このような重合の冷却を達成することができる。存在するＮＭＰをフラッシュするか、さらなるＮＭＰでクエンチするかの選択は、特定の製造プラントのデザインとＰＰＳの特定のグレードとに依存することがある。さらに、この選択は、プロセスの経済性と共に、ポリマーバルクの特性、形態、粒径などに影響を及ぼすことがある。
【０００９】
終了ステップにおいて代替となる別の方法は、水を反応混合物に加えることによって、重合を冷却（又はクエンチ）するといったものである。ＮＭＰクエンチに対して水クエンチでは、通常はＰＰＳの粒径がより大きくなり、このＰＰＳのより大きな粒径は、重合において形成される望ましくない固体成分からのＰＰＳ生成物の分離を容易にすることができる。というのは、望ましくない成分、例えば残留塩及び粘着物は、通常は比較的小さい粒径を有するからである。しかし、水クエンチに関する問題点は、加えられる水が多すぎる場合、ＰＰＳの粒径（平均直径）が下流の分離／処理機器に対して大きくなりすぎて、機器の損傷又は停止、不良品のＰＰＳ、ＰＰＳの汚染等といった結果となることがあることである。反対に、加えられる水が少なすぎる場合、ＰＰＳ粒径が小さくなりすぎて、分離された望ましくない成分の流れと共に流出してしまいＰＰＳの損失を招くことがある。
【００１０】
問題を複雑にするのは、クエンチの直前に反応器内に存在する水の量が変化し、通常はわからないということである。さらに、ＰＰＳ特性に影響を及ぼすのは、反応器内の総水量であり、加えられたクエンチ水だけの量ではない。反応器に入る原料の上流での脱水が非効率的であること、及び水が反応器内のＰＰＳ（縮合）重合の生成物となる場合があることにより、クエンチ前に水が、反応器内に存在することがある。
【００１１】
クエンチ中の反応器内の水の総量と製造されるＰＰＳ粒径の一般的相関が知られているが、ここでも、存在する水の量（及び濃度）は通常、わからないので、どれくらいのクエンチ水を加えるのかを決定することが問題となる。ＰＰＳ製造工程では、反応器内に水がどの程度存在するかに関してや、クエンチ水をどの程度加えるかに関しては、人間のオペレータが通常、経験、試行錯誤、操作状態の「感覚」などに基づいて推測する。
【００１２】
厳しい反応器条件が原因となって、水量を調べるための反応器混合物の実験室でのサンプリング又はオンラインサンプリングは問題を含む可能性があることに留意されたい。さらに、部分的に分散した水相及び有機相を含むことがある反応混合物から代表的な試料を取得することが難しい場合がある。また、検査には費用と時間がかかることがある。さらに、サンプリング及び分析中に、重合が進行することがあり、時には条件が望ましくなく変化することがある。
【００１３】
最後に、クエンチ液体を加えた後でさえも、ＰＰＳポリマーが反応器溶液中に実質的に溶解されたままであり得ることを説明する。この場合、クエンチ液体を加えた後に、反応器の内容物を反応器冷却システムによって冷却して、ＰＰＳを沈殿させることができる。適切な量又はタイプのクエンチ液体を最初に加えないと、制御冷却中の溶液から沈殿するＰＰＳ粒子が所望のサイズにならないことがある。通常、クエンチ水の量又はＰＰＳポリマーの粒径を調整する機会は二度とない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
結論として、クエンチ前に反応器内に存在する水の量の判定には問題がある。というのは、１つには、ＮＭＰなどの他の液体成分が存在するからである。したがって、例えば、反応器レベル表示を使用することなどによる従来の容積測定で得られるのは混合物の量であり、水の量だけではない。したがって、反応のクエンチ（又はクールダウン）前に反応器内に存在する水の量を判定する技法が必要である。この技法はさらに、ＰＰＳの所望の粒径及びその他の特性を提供するために、クエンチ中の反応器内の総水量を制御するのにどの程度のクエンチ水を反応混合物に加えるべきかを決定すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の効果は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照すると明らかになるであろう。
【００１６】
以下に、本発明の１つ又は複数の特定の実施形態を説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、実際の実施に関する全ての特徴が本明細書に記載されているわけではない。任意のエンジニアリングプロジェクト又は設計プロジェクトにおけるようないずれの種類の実際の実施の開発においても、関連するシステム及び事業に関連する制約との適合性などの、ある実施と別の実施とでは異なることがある開発者固有の目的を達成するために、多数の実施時固有の決定が行われなければならないことを理解されたい。さらに、このような開発努力は、複雑で時間がかかるとはいうものの、この開示の利益を有する当業者にとっては設計、製作、及び製造の日常業務であるということも理解されたい。
【００１７】
本技法の提示を容易にするために、本開示はいくつかの節に分けられている。第Ｉ節では、ＰＰＳプロセスと、クエンチ水の量を決定する技法を紹介している。第ＩＩ節では、例示的なＰＰＳ重合混合物の成分及び条件について述べている。第ＩＩＩ節では、例示的なＰＰＳの製造で使用される機器及び方法と、ＰＰＳポリマーの応用及び最終用途について述べている。最後に、第ＩＶ節では、所望のＰＰＳ粒径とするためにＰＰＳ重合反応器に加えるクエンチ水の量を決定する技法について述べている。
【００１８】
Ｉ．序文
水クエンチ中のＰＰＳ重合反応器内の総水量が、ポリマーの粒径、かさ密度、及び微粒子生成、並びにＰＰＳポリマーのその他の特性の制御にとって重要であるということは、ＰＰＳ水クエンチプロセスの開発の初期において確立された。クエンチ中の反応器内の総水量（すなわち、ポンド、ガロン、又は濃度）とＰＰＳ粒径（すなわち、ミクロン単位の平均直径）との関係は、ＰＰＳの様々なグレード及びタイプに関して一般に知られている。問題は、クエンチ直前の重合反応器内の水量（及び水分濃度）が、通常はオペレータにわからないということである。この問題を受けて、本技法は、クエンチ前の重合反応器内の近似的水量を計算することができ、所望のＰＰＳ粒径（平均粒子径又はメジアン粒子径、粒径分布などとして表される）を生成するために反応器に加えるのに適切な量のクエンチ水を提供できる。後述するように、本技法は、重合混合物の気液平衡（ＶＬＥ）に関する情報を利用して、クエンチの前に反応器内に存在している水分濃度を計算する。この計算は、反応器システムの変数、例えば反応器の温度及び圧力に基づいてもよく、例えば、上流の脱水プロセスの有効性、及び重合中に生成される水の量などの変化を考慮する。
【００１９】
一実施形態では、反応器１４内の液体混合物は、水とＮＭＰの理想的な二成分混合物であるものと仮定し、気相は飽和している、すなわち液相と気相が平衡状態にあるものと仮定する。これらを仮定し、反応器圧力及び反応器温度を入力情報とすると、ラウールの法則を使用して反応器混合物中の水分濃度（ＸＡ）を計算することができる。
ラウールの法則
Ｐ＝Ｐ°ＡｘＡ＋Ｐ°ＢｘＢ
式中、Ｐは反応器内の全圧（計測値）であり、Ｐ°Ａ及びＰ°Ｂはそれぞれ水及びＮＭＰの純粋成分蒸気圧であり、ｘＡ及びｘＢはそれぞれ水及びＮＭＰの液体モル分率である。後述するように、純粋成分蒸気圧は、反応器温度を入力情報として、アントワンの式などの適切な蒸気圧式を使用して計算することができる。最後に、この混合物は二成分のものとされるので、ｘＢに式（１−ｘＡ）を代入することができ、これにより水のモル分率ｘＡが解る。水のモル分率が求められると、次いで反応器内の液体体積に基づいて、反応器内に存在する水の量を計算することができる。次いで、所望のＰＰＳ粒径をもたらす所望の総水量に基づいて、クエンチ水の量を決めることができる。
【００２０】
本技法は、人間の操作経験に基づくクエンチ水の量の試行錯誤による推定に対する飛躍的な向上であり、反応器内に存在する水分濃度の直接測定に関連する欠点を回避する。その結果、重合反応器内のＰＰＳの平均直径すなわち粒径（又は粒径分布）に改善されたより効果的な制御を行える。本技法は、通常、望ましくなくＰＰＳの小粒子の生成を防止し、最も重要なＰＰＳ生成物と、より小さい粒径を有する傾向がある塩及び粘着物などの不用な物質との選別を容易にする。さらに、この改善された粒径制御により、下流の選別装置に損害を与えることがあり、休止時間と維持費の増大という結果になることがある、望ましくないより大きな粒子の生成が低減される。要約すると、本技法は、ＰＰＳ生成物の品質改善、ＰＰＳ損失の減少、休止時間の短縮、運転維持費の削減などを可能にする。
【００２１】
ＩＩ．ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の重合
Ａ．ＰＰＳ重合反応混合物の成分
ＰＰＳポリマーは、一般に、重合条件下で少なくとも１つのジハロ芳香族化合物、硫黄源、及び極性有機化合物を接触させることによって製造することができる。
【００２２】
１．ＰＰＳ重合反応物
２種類の主要な反応物は、ジハロ芳香族化合物と硫黄源である。
【００２３】
ａ．ＰＰＳ反応物としてのジハロ芳香族化合物
使用することができるいくつかのジハロ芳香族化合物は、式
【化３】
2008531791.tif 000004
で表すことができる。式中、各Ｘは、塩素、臭素、及びヨウ素から選択することができ、各Ｒは水素及びヒドロカルビルから選択することができ、ここではヒドロカルビルは、アルキル基、シクロアルキル基、若しくはアリール基、又はアルカリール、アラルキルなどのそれらの組合せとすることができ、各分子の総炭素原子数は、６〜約２４の範囲にある。ハロゲン原子は、ジハロ芳香族化合物の任意の位置とすることができるが、当技術においては、ジハロ芳香族化合物としてｐ−ジハロベンゼン類を使用するのが一般的である。使用できるｐ−ジハロベンゼン類の例には、ｐ−ジクロロベンゼン（ＤＣＢ）、ｐ−ジブロモベンゼン、ｐ−ジヨードベンゼン、１−クロロ−４−ブロモベンゼン、１−クロロ−４−ヨードベンゼン、１−ブロモ−４−ヨードベンゼン、２，５−ジクロロトルエン、２，５−ジクロロ−ｐ−キシレン、１−エチル−４−イソプロピル−２，５−ジブロモベンゼン、１，２，４，５−テトラメチル−３，６−ジクロロベンゼン、１−ブチル−４−シクロヘキシル−２，５−ジブロモベンゼン、１−ヘキシル−３−ドデシル−２，５−ジクロロベンゼン、１−オクタデシル−２，５−ジヨードベンゼン、１−フェニル−２−クロロ−５−ブロモベンゼン、１−（ｐ−トリル）−２，５−ジブロモベンゼン、１−ベンジル−２，５−ジクロロベンゼン、１−オクチル−４−（３−メチルシクロペンチル）−２，５−ジクロロベンゼン等、及びそれらの任意の２種類以上の混合物がある。ＰＰＳの重合で使用される典型的なジハロ芳香族化合物は、その入手容易性及び有効性によりｐ−ジクロロベンゼン（ＤＣＢ）である。
【００２４】
ｂ．ＰＰＳ反応物としての硫黄源
ＰＰＳ重合プロセスで使用することができる硫黄源には、例えば、チオ硫酸塩、チオ尿素、チオアミド、元素硫黄、チオカルバメート、金属二硫化物及び酸硫化物、チオカーボネート、有機メルカプタン、有機メルカプチド、有機硫化物、アルカリ金属硫化物及び二硫化物、硫化水素などがある。硫黄源としてアルカリ金属硫化物を使用することは当技術において一般的であり、アルカリ金属硫化物には、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、及びそれらの混合物が含まれ得る。一般に、アルカリ金属硫化物は、水和物として又は水性混合物として使用される。水性混合物の場合、後述するように、アルカリ金属硫化物は、アルカリ金属水酸化物とアルカリ金属二硫化物との水溶液中の反応によって調製できる。ＰＰＳ重合の硫黄源として使用される一般的なアルカリ金属硫化物は、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）であり、硫化ナトリウムは、水硫化ナトリウム（ＮａＳＨ）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を水溶液中で混合して脱水することによって調製できる。
【００２５】
２．極性有機化合物（有機溶媒を含む）
ＰＰＳポリマーの製造で有用な極性有機化合物は、典型的にはジハロ芳香族化合物及び硫黄源の溶媒である極性有機化合物であり、したがって重合中にジハロ芳香族化合物及び硫黄源を溶液状態に保持する極性有機化合物である。一般に、このような極性有機化合物の例には、ラクタムを含むアミド類、及びスルホン類がある。具体的には、極性有機化合物には、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ’−エチレンジピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピロリドン、カプロラクタム、Ｎ−エチルカプロラクタム、スルホラン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、低分子量ポリアミド類などが含まれ得る。典型的に使用される極性有機化合物は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）である。
【００２６】
３．その他の成分（付加反応物を含む）
重合反応混合物において及び／又は重合中に、その他の成分を使用することができる。例えば、アルカリ金属カルボン酸塩、ハロゲン化リチウム、又は水などの、分子量調節剤又は増加剤を重合中に添加又は生成できる。使用することができるアルカリ金属カルボン酸塩には、式：Ｒ’ＣＯ２Ｍを有するものがあり、式中、Ｒ’はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基から選択されるヒドロカルビル基であり、Ｒ’中の炭素原子数は１〜約２０の範囲であり、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択されるアルカリ金属である。アルカリ金属カルボン酸塩は、水和物として、又は水溶液若しくは水分散体として使用できる。ＰＰＳプロセスにおいて一般的に用いられるアルカリ金属カルボン酸塩は、その入手容易性及び有効性により酢酸ナトリウム（ＮａＯＡＣ）である。
【００２７】
さらに、コモノマー類などの反応物も含ませることができる。そのようなコモノマー類として、典型的には、トリクロロベンゼンなどの３個以上のハロゲン原子を有するポリハロ芳香族化合物がある。例えば、３個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ置換芳香族化合物を、枝分かれした比較的高分子量のポリ（アリーレンスルフィド）ポリマー類を調製するために反応物として使用できる。使用する場合には、ポリハロ置換化合物として１，２，４−トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）を使用するのが当技術においては一般的である。
【００２８】
さらに、反応物として、例えば使用される硫黄源がアルカリ金属二硫化物である場合には、塩基が使用できる。塩基を使用する場合、典型的には水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などのアルカリ金属水酸化物類を使用する。また、重合の終了前に酸性溶液を反応混合物に加えて、反応混合物の塩基性を低下させることもできる。このような塩基性の低下により、ＰＰＳポリマー中の灰分の原因となるポリマー不純物の量を減少させることができる。
【００２９】
Ｂ．ＰＰＳ重合反応混合物の条件
１．反応物の比
通常、重合プロセスで使用する反応物の比は広範囲で変化してもよい。しかし、硫黄源に対するジハロ芳香族化合物の典型的モル比は、通常、約０．８〜約２の範囲であり、より一般的には０．９５〜１．３である。場合によっては反応物として使用されるポリハロ置換芳香族化合物の量は、所望のポリマーのメルトフローをもたらす所望の枝分かれの程度を達成する量であってもよい。通常、ジハロ芳香族化合物１モル当たり、約０．０００４〜０．０２モルのポリハロ置換芳香族化合物を使用することができる。分子量調節剤としてアルカリ金属カルボン酸塩を使用する場合、ジハロ芳香族化合物に対するアルカリ金属カルボン酸塩のモル比は、通常、約０．０２〜約４の範囲であり、より一般的には約０．１〜２であり得る。
【００３０】
２．硫黄源に対する溶媒及び塩基の比
使用される極性有機化合物の量もまた、重合中に広範囲で変化してもよい。しかし、硫黄源に対する極性有機化合物のモル比は、典型的には約１〜１０の範囲である。水酸化ナトリウムなどの塩基が、重合反応混合物と接触する場合、モル比は通常、硫黄源１モル当たり約０．５〜約４モルの範囲である。
【００３１】
３．反応条件
反応混合物の成分は、任意の順番で互いに接触させることができる。反応物と共に導入してもよいいくらかの水は、特に相当量の水（例えば、硫黄源１モル当たり０．３モル超）がある場合には、脱水プロセスなどにおいて重合前に除去することができる。また、重合を行う温度は、通常、約１７０℃（３４７°Ｆ）〜約４５０℃（６１７°Ｆ）の範囲、より一般的には約２３５℃〜約３５０℃である。さらに反応時間は、１つには反応温度に応じて、広範囲で変化してもよいが、通常、約１０分〜３日の範囲であり、より一般的には約１時間から約８時間である。典型的には、反応器圧力は、重合反応混合物を実質的に液相に維持するのに十分でありさえすればよい。このような圧力は、通常、約０ポンド／平方インチ（ゲージ）（ｐｓｉｇ）〜約４００ｐｓｉｇの範囲であり、より一般的には約１５０ｐｓｉｇ〜約２５０ｐｓｉｇである。
【００３２】
Ｃ．重合反応の終了とＰＰＳの回収
実質的な重合が生じる温度（約２３５℃）未満の温度まで反応混合物を冷却（熱の除去）することにより、重合を終了して反応混合物からのＰＰＳの回収を開始することができる。重合反応混合物は、例えば、極性有機化合物（例えば、ＮＭＰ）をフラッシュすることによって冷却することができる。その代わりに、さらに極性有機化合物を添加する又は反応混合物に水を加えることなどによってクエンチして、反応混合物を冷却してもよい。この反応は、反応混合物を重合抑制化合物に接触させるなどの他の様々な方法で終了させてもよい。重合の終了が、重合成分が完全に反応したことを意味しないということは明確にされるべきである。また、重合の終了とは、反応物の重合がそれ以上は起こり得ないということを意味しない。通常、経済的な理由から、重合が実質的に完了するとき、すなわち、さらなる重合によって生じるポリマーの分子量の増加が顕著でないときに、終了（及びＰＰＳポリマーの回収）を始めることができる。
【００３３】
ポリマーの回収のために、冷却し反応を終了させることによってＰＰＳポリマーの固体を溶液から生成し、次いでこの固体を、従来の手順によって反応混合物から分離することができる。このような手順には、例えば、ポリマーを濾過して水で洗浄すること、又は反応混合物を水で希釈し、次いでポリマーを濾過して水洗することなどがある。一般に、「フラッシュ」法、分離剤の使用、機械的分離などによってポリマーを回収できる。
【００３４】
回収したＰＰＳポリマーを、さらに処理することができる。例えばＰＰＳは、遊離酸素含有ガスの存在下で約４８０℃より高い温度で加熱することで、架橋及び／又は鎖延長によって硬化させることができる。過酸化物、架橋促進剤、及び／又は架橋防止剤などの架橋に影響を及ぼす物質をＰＰＳに混入させてもよい。このような硬化したＰＰＳポリマーは、一般に高い熱的安定性及び良好な化学抵抗性を有し、例えば、コーティング、フィルム、成形品、及び繊維の製造で有用である。また、ＰＰＳポリマーは最終的に、ポリマー、繊維強化材、充填材、色素、成核剤、抗酸化剤、紫外線安定剤、熱安定剤、カーボンブラック、金属活性低下剤、潤滑剤、可塑剤、腐食抑制剤、離型剤、色素、二酸化チタン、粘土、雲母、加工助剤、接着剤、粘着付与剤などのような様々な添加物とブレンドしてもよい。最後に、広範囲の用途及び産業のために、様々なコンポーネント又は製品へとＰＰＳポリマーを形成又は成形することができる。このようなコンポーネント及び製品は、エンドユーザが受け取る前に、さらなる処理、組み立て、発送などを行ってもよい。
【００３５】
フラッシュ法の場合もクエンチ法の場合も、ＰＰＳポリマーは、通常、反応器内で重合が終了する前には溶液状態にあることは明確にされるべきである。フラッシュ法では、反応器溶液をフラッシュ容器に充填することができ、このフラッシュ容器で、ＮＭＰがフラッシュ除去されて、ＰＰＳポリマーと塩及びその他の望ましくない成分とが残る。このように、ＰＰＳの沈殿を促進するのがフラッシュ法である。しかしクエンチ法では、クエンチＮＭＰ又はクエンチ水が反応器に加えられた後にも、ＰＰＳポリマーは溶液状態のままとなることがある。したがって、反応器溶液を、例えば、冷却システムによって制御されたレートでさらに冷却することで、ＰＰＳを溶液から生成させことができる。しかし、ＰＰＳの粒径分布に影響を及ぼすのは、加えられるクエンチ水の量である。一般に、反応混合物中の水量が多いと、制御冷却中に反応混合物から沈殿するＰＰＳ粒子はより大きくなる。
【実施例】
【００３６】
Ｄ．ＰＰＳ重合の例
１．ＰＰＳ重合の第１の例
ＰＰＳポリマーは、５０重量％水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液３２．４０ｋｇ（７１．４２ポンド）を６０重量％の水硫化ナトリウム（ＮａＳＨ）及び０．４重量％の硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）を含む溶液３９．３４ｋｇ（８６．７４ポンド）と混合することによって調製することができる。この溶液と、酢酸ナトリウム（ＮａＯＡｃ）粉１１．３４ｋｇ（２５ポンド）と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１０４．１Ｌ（２７．５ガロン）とを（４００ｒｐｍで）撹拌される反応器に加えることができ、次いで、この反応器を窒素によってパージすることができる。次に、この混合物を約１７２℃（３４２°Ｆ）まで加熱し、温度を約２１１℃（４１１°Ｆ）まで上昇させながら水を除去するために脱水することができる。次に、２２．７Ｌ（６ガロン）のＮＭＰ中のｐ−ジクロロベンゼン（ＤＣＢ）６３．２７ｋｇ（１３９．４９ポンド）を反応器に充填することができる。混合物を約２８２℃（５４０°Ｆ）まで加熱し、その温度を約１．５時間保持することができる。次に、反応混合物を約２８２℃（５４０°Ｆ）でフラッシュしてＮＭＰを除去し、ＰＰＳポリマーを固化させることができる。乾燥した充填ポリマーを周囲温度で４５４．２５Ｌ（１２０ガロン）の脱イオン水で２回洗浄し、次いで濾過し、さらに１７７℃（３５０°Ｆ）で３０分間、３０２．８３Ｌ（８０ガロン）の脱イオン水によって洗浄することができる。この溶液を濾過することにより、約２６．７６ｋｇ（５９ポンド）のＰＰＳを回収することができる。
【００３７】
２．ＰＰＳ重合の第２の例
この例も、ＰＰＳポリマーの一般的な製法を示している。５０重量パーセント水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液７２．６ポンドと６０重量パーセント水硫化ナトリウム（ＮａＳＨ）水溶液８６．８ポンドとの混合物を調製し、次いでその混合物、２５ポンドの酢酸ナトリウム（ＮａＯＡｃ）粉及び２７．５ガロンのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）と共に（４００ｒｐｍで）撹拌される反応器に加えることができる。次に、反応器を窒素によってパージすることができ、この反応混合物を加熱して、約４１０°Ｆまで温度を上昇させながら水分を除去することができる。次に、１３５．９ポンドのｐ−ジクロロベンゼン（ＤＣＢ）及び６ガロンのＮＭＰを反応器に充填することができる。次に、混合物を約４６０°Ｆまで加熱し、約３５分間その温度を保持することができ、次いで５１０°Ｆまで加熱して９０分間保持し、さらに最後に５４０°Ｆまで加熱した。
【００３８】
次に、大気圧より約１ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）上の圧力に維持した容器内に制御弁によって反応混合物を反応器から取り出すことができ、それによって大部分のＮＭＰが蒸発し、ＰＰＳポリマーが固化する。次に、乾燥した充填ポリマーを周囲温度で１２０ガロンの脱イオン水によって２回洗浄し、次いで濾過し、さらに３５０°Ｆで３０分間、７５ｇの水酸化カルシウムを含む約８０ガロンの脱イオン水によって洗浄することができる。その後、この溶液を濾過することにより、ＰＰＳを回収することができる。
【００３９】
３．ＰＰＳ重合の第３の例
この例も、周知の方法によるＰＰＳポリマーの一般的な製法を示している。この典型的なＰＰＳ製法では、１リットル撹拌用ステンレス鋼反応器に以下のものを加えることができる：純度９８．６％の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）ペレット４０．９７グラム（１．０１ｇ／ｍｏｌのＮａＯＨ）、及び再蒸留水４０．０ｇ（２．２２ｇ／ｍｏｌ）、二硫化ナトリウム水溶液（ＮａＳＨ）（５８．７０７重量％のＮａＳＨ）（１．００ｇ／ｍｏｌ）９５．４９ｇ、及びｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１９８．２６ｇ（２．００ｇ／ｍｏｌ）。反応器は、５０ｐｓｉｇの窒素の５圧力解放サイクル及び２００ｐｓｉｇの窒素の５サイクルで脱気することができる。次に、反応器及びその内容物を、１００℃までゆっくりと加熱することができ、その結果、脱水口が開放され、３２ｍＬ／分の速度の窒素流れを開始することができる。脱水は、約２０４℃の最終温度まで加熱しながら続けることができる。次に、脱水口を閉じ、充填シリンダを使用して、１．００ｇ／ｍｏｌのＮＭＰ中に溶解した１４８．４９ｇのｐ−ジクロロベンゼン（ＤＣＢ）（１．０ｇ／ｍｏｌ）を反応器へ充填することができる。充填シリンダを１ｇ／ｍｏｌの追加のＮＭＰですすぎ、これを反応器に加えてもよい。（次に、上記と同様のやり方で、反応器を再び脱気してもよい）。さらに、次に反応器を重合条件（２３５℃）まで２時間加熱し、続いて温度を２６０℃まで２時間上昇させて、ＰＰＳを製造することができる。
【００４０】
重合が終結すると、反応器を室温に冷却することができ、イソプロパノールを使用してＰＰＳポリマー及びＮＭＰの混合物を抽出することができる。反応器生成物を９０℃で６回水洗し、粗い濾紙の上で濾過してＰＰＳ生成物を回収することができ、この生成物を８〜１０時間フードの下に置いて乾燥させることができる。次に、このＰＰＳ生成物を真空オーブン内に配置し１００℃で２４時間乾燥させて、１０１．２３ｇの乾燥ＰＰＳポリマー生成物を生成することができる。このＰＰＳ生成物の予想される押出速度は、７２．７１ｇ／１０分である。
【００４１】
ＩＩＩ．ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の製造
次に図面にうつり、まず図１を参照すると、参照番号１０で全体が示される例示的なポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）製造システムのブロック図が示されている。
【００４２】
Ａ．水及びＮＭＰの使用
研究所及びパイロット規模の施設におけるような、ある特定の用途では、フラッシュ終了（例えば、フラッシュＮＭＰ）とクエンチ終了（例えば、ＮＭＰ又は水）の両方に対応するようにＰＰＳ製造システム１０を構成することができる。しかし、一般に、商業的な規模のＰＰＳ製造設備は、フラッシュ終了又はクエンチ終了のうちの一方のために典型的には設計される。フラッシュ終了設計は、機器と資本コストを少なくすると共に、作業をより簡単明瞭にすることができる。それとは対照的に、クエンチ設備はより多くの機器を必要とするが、稼動中及びより広範囲の特性のＰＰＳポリマーの製造においてより大きな柔軟性を与えることができる。
【００４３】
クエンチ作業の場合、本技法は、重合ＰＰＳに所望の平均粒形及びその他の特性をもたらすために、重合反応器１４内の反応をクエンチするための水１２の量を決定する。水クエンチによって、反応を冷却し、それにより重合を終了させ、通常、有機相に典型的には溶解しているＰＰＳポリマーを望ましくは沈殿させて、溶液から生成させる。ＰＰＳポリマーの沈殿を促進するために、再度（例えば、反応器冷却システムによって）追加の冷却を行うことができる。次に、ＰＰＳポリマー生成物１６を反応器１４内の他の成分から分離することができる。
【００４４】
水クエンチの代替例は、代わりとしてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）１８などの有機溶媒を反応器１４に加えることによって重合をクエンチすることである。これは、例えば、クエンチの前に過剰な量の水が反応器１４内に存在する場合、及び水クエンチでは沈殿するＰＰＳの粒径が大きくなりすぎる場合に有益であることがある。このような大きな粒径により、例えば、下流で処理上の問題が生じることがある。このように、水１２の代わりにＮＭＰ１８を加えて、反応をクエンチし、ＰＰＳの粒径を小さくすることができる。本技法を使用して、クエンチ前に反応器１４内に存在する水量を判定し、したがってＮＭＰクエンチが適切かどうか（又は、水１２とＮＭＰ１８の両方を使用する、より一般的でない組合せクエンチを実施するかどうか）を判断することができるということに留意されたい。他の要因が、水クエンチにすべきかＮＭＰクエンチにすべきかの決定に影響を与えることがあることにも留意されたい。
【００４５】
別の代替例は、クエンチによってではなく、反応器１４内に存在してもよい有機溶媒（例えば、ＮＭＰ）のフラッシュによって反応を冷却することである。このようなフラッシュは、例えば、反応器１４の圧力を低減することによって、又は反応器１４の内容物を圧力のより低い方へ放出することなどによって達成することができる。指摘したように、フラッシュ終了を使用するＰＰＳ製造システム１０内の関連機器は、クエンチ終了を使用するシステムのものとはかなり異なることがある。それでも、例えば、本技法を使用して、反応器１４内のＮＭＰをフラッシュする前に、フラッシュの条件を調整するために反応器１４内に存在する水の量を判定することが有益である場合がある。
【００４６】
最後に、重合を終了するために、反応混合物を水クエンチするか、ＮＭＰクエンチするか、それともＮＭＰフラッシュするかに関係なく、ＰＰＳの洗浄が終了しＰＰＳが反応器１４を離れる前に、水１２を加えてもよい。さらに、反応器１４から放出されるＰＰＳ１６を水で洗浄してもよい。しかし、これらの水洗浄は、通常はＰＰＳの粒径に影響を及ぼさない。
【００４７】
Ｂ．重合
前述のように、重合反応器１４内での硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）２０などの硫黄源と、パラジクロロベンゼン（ＤＣＢ）２２などのジハロ芳香族化合物とを縮合重合することによって、ＰＰＳを製造することができる。反応混合物には、酢酸ナトリウムなどのその他の重合調整剤／添加物２４を加えてもよい。通常、重合には発熱が伴い、したがって、重合反応器１４は、ジャケット及び／又は内部冷却コイルを備えていてもよく、それらには、油、エチレングリコール、プロピレングリコール、水、及びその他の熱伝導流体などの冷媒を供給してもよい。最後に、反応器撹拌器又はかきまぜ器の使用などによる反応混合物の撹は、反応物同士の接触を改善すること、熱伝導を向上させること、水相と有機相を分散させることなどによって、重合を促進することができる。
【００４８】
硫化ナトリウム２０は、水硫化ナトリウム水溶液（ＮａＳＨ）２６及び水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ）２８の形態で供給することもできる。重合が起こる前に、これらの水溶液原料又は予備反応物を供給脱水容器又は反応器３０内でＮＭＰ１８などの有機溶媒の存在下で脱水することができる。脱水を実施する温度は、通常、約１００℃〜約２４０℃の範囲である。圧力は、通常、大気圧をわずかに超えるところから約３０ｐｓｉｇまでの範囲である。
【００４９】
Ｃ．終了及び回収
前述のように、終了は、顕著な重合が生じる温度未満、典型的には２３５℃未満に重合混合物の温度を下げることによって達成することができる。重合反応の終了後に、従来の技法、すなわち濾過、洗浄、フラッシュ回収等によってＰＰＳポリマーを回収することができる。上記のように、反応器１４内における典型的なバッチ重合に続いて、ＰＰＳポリマー生成物１６の所望のポリマータイプ又はポリマー特性を得るために、反応器内のＰＰＳをフラッシュ又はクエンチすることができる。この例では、フラッシュタイプのポリマーは、反応後の混合物を大気圧ブレンダーにフラッシュすることによって形成することができ、ブレンダーで大部分のＮＭＰが除去される。クエンチタイプポリマーは、追加のＮＭＰ１８を加え、ポリマーを小さな顆粒として結晶化させることにより、又は水１２を加え、ポリマーを比較的大きな顆粒として結晶化させることにより反応混合物を冷却して形成することができる。粒子形成に続いて、大部分のＮＭＰ及び／又は水は、例えばシェーカースクリーンを使用することによって、クエンチタイプのポリマーから除去することができる。クエンチしたポリマーは、ＮＭＰ１８及び／又は水１２でさらに洗浄してもよい。様々なプロセスで使用されるＮＭＰは、蒸留によって精製された後に再利用できる。
【００５０】
Ｄ．ＰＰＳポリマー及び下流の処理
バルク溶媒の除去後、ＰＰＳポリマーは、通常、（存在する場合には）反応調節剤、副生成物の塩化ナトリウム（塩）、及び残留ＮＭＰを含む残留不純物を除去するために洗浄する。このポリマーは、特定の要求に応じて、有機酸又は無機（例えばカルシウム源）添加物と共に水洗してもよい。さらに、通常、精製されたポリマーは乾燥される。ＰＰＳポリマーの洗浄及び乾燥は、重合反応器１４、反応器１４に隣接する関連機器、下流の樹脂処理／硬化システム３１などで行うことができる。
【００５１】
ここで使用されるＰＰＳは、以下の構造式
【化４】
2008531791.tif 000005
で示される反復単位を少なくとも７０モル％、一般的には９０モル％以上含み、以下の構造式
【化５】
2008531791.tif 000006
の１つ又は複数で示される反復単位を３０モル％まで含んでもよい。
【００５２】
パイロットスケールで製造されたものであっても商業的スケールで製造されたものであっても、ブロック３１で参照されるように、乾燥したＰＰＳポリマーを特別な洗浄、ブレンド、硬化などによってさらに処理してもよい。例えば、遊離酸素含有ガスの存在下で、約４８０℃より高い温度で加熱することによる架橋及び／又は鎖延長によって、ポリマーを硬化させることができる。さらに、過酸化物、架橋促進剤及び／又は架橋阻害剤などの、架橋に影響を及ぼす物質をＰＰＳに混入させてもよい。このような硬化ＰＰＳポリマーは、一般に高い熱的安定性及び良好な化学抵抗性を有し、例えば、コーティング、フィルム、成形品、及び繊維の製造に有用である。さらに、ブロック３１又は３２のいずれかに参照されるように、オンサイト又は別々の施設のいずれかにおいて、ＰＰＳポリマーは、ポリマー、繊維強化材、ガラス繊維及び炭素繊維、ミネラル、充填材、色素、成核剤、抗酸化剤、紫外線安定剤、熱安定剤、カーボンブラック、金属活性低下剤、潤滑油、可塑剤、腐食抑制剤、離型剤、酸化チタン、粘土、雲母、加工助剤、接着剤、粘着付与剤などの、様々な添加物とブレンドしてもよい。
【００５３】
ＰＰＳは、ブロック３２で参照されるように、様々な処理、機器、及び作業で所望の形状及び複合材料に加熱成形することができる。例えば、当業者には理解されるように、ＰＰＳポリマーには、加熱、合成、射出成形、ブロー成形、精密成形、フィルムブローイング、押出成形などを施すことができる。さらに、前述したもののような添加物は、ＰＰＳポリマーと混合又は配合できる。このような技法の産物には、例えば、ＰＰＳポリマー、及びＰＰＳポリマーから形成された製造コンポーネント又は製造部品を含むポリマー中間体又は高分子複合材料などが含まれる。これらの製造されたコンポーネントは、直接ユーザに販売しても届けてもよい。一方、ブロック３３に参照されるように、これらのコンポーネントをさらに処理し、例えば製造産業、消費財産業、自動車産業、及び電気／電子産業における最終製品に組付けてもよい。多種多様な応用及び用途は、ＰＰＳの有利な特性から恩恵を受けることができ、したがって、ブロック３２及び３３に示す様々な処理及び作業で、ＰＰＳポリマーを有するコンポーネント又は製品の各種取り合わせを、製造又は組み立てることができる。
【００５４】
Ｅ．ＰＰＳポリマーの応用及び最終用途
ＰＰＳポリマーを取り入れた幅広い家電製品又はコンポーネントをいくつか挙げると、例えば、電気毛布のサーモスタット、フライパンの取手、ヘアドライヤーのグリル、コーヒーウォーマーのリング、カールアイロンの絶縁体、スチームアイロンの弁、トースターのスイッチ、衣類乾燥機のスイッチ、洗濯機のポンプ、食器洗い機のポンプ、こびり付き防止調理器具コーティング、及び電子レンジのターンテーブルがある。ＰＰＳの例示的な業務用機器製品には、プリンタ用紙ガード、複写機のギア、ファックスのヘッド、及び健康／科学器具のコンポーネントが含まれる。ＰＰＳで構成される家庭用及び自動車用照明製品には、例えば、反射器、反射器ハウジング、電球ハウジング、ソケットベース、及びバラスト部品が含まれる。
【００５５】
自動車制動システムでのＰＰＳの応用には、アンチロック制動装置（ＡＢＳ）、モーター部品、電気ブレーキ、ＡＢＳ制動ピストン、ブースターピストン、及びバルブ本体が含まれる。ＰＰＳポリマーの自動車冷却システムへの応用には、ヒーターのコアタンク、サーモスタットハウジング、水ポンプのインペラー、延長チューブ、弁部品、取水口／出水口接続部が含まれる。さらに、ＰＰＳを取り入れた自動車電気システムのコンポーネントには、例えば、交流発電機コンポーネント、スイッチ、コネクター、点火コンポーネント、モーターブラシカード、及びセンサが含まれる。燃料系統への応用には、いくつか例を挙げると、燃料流量センサ、燃料ポンプコンポーネント、スロットル本体／解除装置、燃料ライン用コネクター、燃料レール、及び燃料噴射器ボビンが含まれる。また、ＰＰＳから形成されるパワートレイン／トランスミッションコンポーネントには、ロックアップカラー（ｌｏｃｋ−ｕｐ  ｃｏｌｌａｒ）、サーボピストン及びサーボカバー、エンジンガスケットキャリア、シールハウジング、シフトカム／フォーク、ステーター、並びにトランスミッションピストンが含まれることがある。
【００５６】
ＰＰＳの電気及び電子機器への応用は、住居用途、商業用途、及び工業用途の広範囲にわたり、例えば、コンピュータシステム、計装制御システム、配電システムなどでの応用がある。ＰＰＳが取り入れられるコンポーネントの他の具体例をいくつか挙げると、電気コネクター、ターミナルブロック、電気リレー／スイッチ（例えば、リレーコンタクトベース）、回路遮断器ハウジング、及び、電気部品用、電子部品パッケージ（例えば、コンデンサ封入ハウジング）用、コンピューターのメモリモジュールソケット用、チップキャリアソケット用、ハードディスク装置コンポーネント用の高温ハウジングがある。
【００５７】
ＰＰＳは、商業用途及び工業用途の様々なコンポーネント及び製品に取り入れることができる。例えば、ＰＰＳの暖房、換気、及び空調（ＨＶＡＣ）の応用には、圧縮器マフラー、送気管コレクター（ｆｌｕｅ  ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）、二次熱交換器ヘッダ、燃料油ポンプ、熱水循環コンポーネント、電動排気コンポーネント、サーモスタットコンポーネントなどが含まれる。ＰＰＳの工業用途のその他の例には、遠心ポンプのインペラー、ケミカルポンプの羽根、錆止めコーティング、及び石炭専焼火力発電所の排ガス用のフィルターバッグが含まれる。
【００５８】
Ｆ．ＰＰＳ重合反応器
図２は、図１の重合反応器１４と反応器混合物４０から望ましくない固体３８を除去してＰＰＳポリマー生成物１６をもたらすためのシェーカースクリーン３６とを含む例示的な重合反応器域３４を表した図を示している。反応器１４内の混合物４０の液面は、参照番号４２によって示されている。混合物４０では、大きく描かれた粒子がＰＰＳポリマー生成物１６を表している。反対に、小さく描かれた粒子は、塩及び粘着物などの望ましくない固体３８を表している。しかし重合中、混合物４０が冷却されるまでは、一般にＰＰＳポリマー１６は（主に有機相にある）反応器混合物４０中に溶解されており、通常は沈殿しない。
【００５９】
通常、重合は発熱を伴い、そのため熱を取り除く手段が必要なことがある。図示の実施形態では、反応器ジャケット４４が反応器内容物（例えば、反応器混合物４０）から熱を取り除く。また、反応器内に冷却コイルを採用して、反応器混合物４０から熱を取り除くこともできる。油及びその他の熱伝導流体などの様々な冷媒を、反応器ジャケット４４及び内部冷却コイルに供給することができる。この例では、冷媒は油であり、油供給源（ＯＳ）が参照番号４６によって示され、油帰還先（ＯＲ）が参照番号４８によって示されている。また、撹拌器５０を使用して熱伝導を容易にすると共に、反応物同士の接触を促進し、（ＰＰＳを含む）反応器混合物４０を溶液中に保持するのを助長することもできる。撹拌器５０は、モーター５２、ドライブ５４、シャフト５６、インペラー５８などを含んでいてもよい。また撹拌器５０には、単一又は二重のメカニカルシールなどのシールが使用されていてもよい。様々な撹拌器５０（又はかき混ぜ器）の構成が実施可能である。
【００６０】
クエンチ、及び洗浄などのその他の目的で使用することができる水１２は、反応器１４の上部に導入されて示されている。ＮＭＰ１８、ＤＣＢ２２、及びＮａ２Ｓ２０などの様々な供給物は、反応器１４の上部ヘッド上に導入されて示されている。しかし、供給物の入口は、反応器１４の任意の適切な部分に設けることができる。さらに、制御弁及び内蔵デバイス（例えば、ノズル、噴霧器、スパージャー、浸漬管）などのようなフロー装置を使用することができる。例えば、有機化合物を反応器１４に導入するためには、内部浸漬管を採用することが有益な場合がある。
【００６１】
プロセス変量を測定するために、当業者に周知の様々な計測器を設けてもよい。例えば、熱電対又は抵抗温度検出器（ＲＴＤ）などの測温体６０は、直接、反応器１４内に挿入されても、反応器１４に配置されているサーモウェル内に挿入されてもよい。温度表示は、例えば、測温体６０に結合されたローカルゲージを用いて達成することができる。ゲージに加えて又はその代わりに、測温体６０に結合された温度送信機は、分散制御システム（ＤＣＳ）又はプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）などのプロセッサ又は制御システム６２に温度信号を送信でき、プロセッサ又は制御システム６２では、温度値がオペレータによって読み取られる、及び／又は様々な制御目的の入力情報として使用され得る。例えば、後述するように、反応器ジャケット４４及び／又は冷却コイルを通る冷媒（例えば、熱伝導流体）の流速及び／又は温度を制御する際に、温度表示を使用して反応器温度を制御することができる。また温度表示は、反応器１４の水量判定、及び反応器１４に加えるクエンチ水の量の決定などに使用されてもよい。
【００６２】
さらに、圧力を測定するために、ダイアフラム又はブルドン管などの圧力素子６４を反応器３４上に設置してもよい。ローカルゲージは、測定圧力を表示するために素子６４に結合されてもよい。ゲージに加えて又はその代わりに、圧力素子６４に結合された圧力送信機は、圧力信号を制御システム６２に送信できる。このように、温度表示の場合と同様に、反応器１４の圧力表示は、オペレータによってその場で又は離れたところから読み取られ、反応器１４内の水量を判定し、クエンチのために望まれる水１２の量を決定するために使用され、制御システム６２を介して様々な制御目的で使用され得る。
【００６３】
さらに、反応器レベル４２は、図示の実施形態に示された差圧メーターなどのレベル素子６６によって測定されてもよい。その他の例示的なレベル素子６０には、反応器内に挿入される静電容量計又はインダクタンス計などの様々なセンサが含まれ得る。反応器１４の圧力及び温度の場合と同様に、ローカルなレベル表示又は遠隔でのレベル表示が採用されてもよい。例えば、表示されるレベルは、反応器１４内の水量の判定、反応器１４に加えるクエンチ水の量の決定に使用すること、及び制御システム６２を介した様々な制御目的の入力情報として使用することができる。
【００６４】
その他の様々な計装及び制御を、反応器１４の周囲及び反応器１４において採用してもよい。例えば、反応器ジャケット４２及び／又はコイルを通る冷媒の流速は、入口導管及び／又は出口導管に配置されている流量オリフィス又は質量流量計で測定することができる。冷媒の流速は、全開でも、制御システム６２及び／又は適切な弁構成によって（自動的に又は手動で）制御されてもよい。所望の流速は、実質的に一定の質量流量又は体積流量に設定されてもよく、又は、例えば冷媒帰還先４８の温度及び／又は反応器１４の温度を制御するために変更されてもよい。
【００６５】
さらに、反応器１４への供給物（例えば、水１２、ＮＭＰ１８、Ｎａ２Ｓ２０、及びＤＣＢ２２供給物）の計量も、通常は測定制御される。このような流量測定は、例えば（機械制御を含む）流量積算器によって、又は（例えば、差圧を利用する）質量流量計若しくは流量オリフィスによって達成することができる。さらに、流量表示は、反応器レベル４４などの変化に基づいていてもよい。反応器１４への供給物は、例えば、その場又は遠隔で、自動又は手動で、手動弁又は自動制御弁を用いて制御され得る。
【００６６】
一般に、制御システム６２及びその他のプロセッサをベースとするシステムは、図１及び図２の両方に示されるような作業などの、ＰＰＳ製造システム１０における様々な作業を制御できる。当業者には理解されるように、制御システム６２は、適切なハードウェア及びソフトウェア（例えば、コード）を用いて構成することができる。さらに、具体的には、制御システム６２はハードウェア／ソフトウェアを用いて構成されて、反応器１４の圧力、温度、及びレベルの測定値を自動的に読み込み、自動的に反応器１４内の水量を計算し、クエンチ水１２の所望の量を自動的に算出することができる。また、制御システム６２は、例えば、適切な制御方式によりクエンチ水１２を反応器１４へ追加する制御を自動的に容易にすることもできる。このような方式は、ソフトウェア論理及びコード、並びに制御弁、導管、計器などのような機器に依存することがある。
【００６７】
Ｇ．ＰＰＳの製造方法
図３を参照すると、例示的なＰＰＳ製造方法６８のブロック図が示されている。まず、かなりの量の水を有する供給原料を、容器又は反応器で脱水することができる（ブロック７０）。次いで、重合反応器内で、反応物、及び有機溶媒などのその他の成分を接触させることができる（ブロック７２）。反応器１４内で反応物を重合させてＰＰＳを製造した後（図１参照）、重合を終了させることを要求することがある（ブロック７４）。この時点で、重合を終了させるためのクエンチ水の量を決定することができる（ブロック７６）。前述のように、ＰＰＳの特性は、反応器内の総水量（既存の水とクエンチ水）の影響を受けるため、加えるクエンチ水の量を決定するために、クエンチ前に反応器内に存在する水の量を求めることが望ましい。クエンチ中の反応器内の総水量とＰＰＳの粒径との関係又は相互関係は公知である。クエンチ水の量が決定されると、次いで水を加え反応をクエンチすることができる（ブロック７８）。クエンチ水を加えてＰＰＳポリマーが溶液から生成されるのを容易にした後で、反応器ジャケット及び／又はコイル内の冷媒の温度を低下させることなどにより、反応器内容物に追加の冷却が実施できることに留意されたい。
【００６８】
また、クエンチ前に反応器内に存在する水の量が、比較的大きなＰＰＳ粒子をもたらすのに十分な量であってもよいことにも留意されたい。したがって、反応をクエンチするために、水の代わりにＮＭＰを使用することもできる。すなわち、本技法を使用して計算された量のクエンチ前における反応器内の水は、クエンチ水の追加を必要としないが、その代わりに、水クエンチに代えてＮＭＰクエンチが有益であることを示すことがある。最後に、図３に示す製造方法６８の様々な行為の順序は変更可能であることを強調しておく。
【００６９】
ＩＶ．クエンチ水の量の決定
一般に、クエンチ水の量の決定には、重合混合物の気液平衡（ＶＬＥ）を利用できる。使用することができる特定の関係式は、ダルトンの分圧の法則であり、この法則は、混合物の全圧は個々の成分の分圧の和に等しいということを示している。
ダルトンの分圧の法則
Ｐ＝ｐ＊Ａ＋ｐ＊Ｂ＋ｐ＊Ｃ＋．．．
式中、Ｐは全圧であり、ｐ＊は個々の成分の分圧である。例えば、本明細書においては、反応器温度にある反応器１４の混合物中の個々の成分（例えば、水、ＮＭＰ、その他）の分圧の和は、反応器の全圧に等しい。後述するように、この関係式は、クエンチ前の反応器１４の混合物中の水分濃度を計算するのに使用することができる。
【００７０】
混合物の所望の精度及び／又は条件に応じて、この計算は、反応混合物が理想的であると仮定することができる、又は反対に、混合物の理想的でない挙動を考慮に入れることができる。当業者には理解されるように、理想的でない挙動のための例示的な補正には、ファンデルワールス定数、液相の活量係数、気相及び液相の純粋成分のフガシティー、ビリアルの状態式、ベネディクトウェッブルービン（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ−Ｗｅｂｂ−Ｒｕｂｉｎ）式、圧縮因子（状態式）などの使用が含まれる。
【００７１】
Ａ．重合反応器の水量の計算
１．水のモル分率を求めるためのラウールの法則の使用
一実施形態では、この計算は、反応混合物が水と極性有機化合物（例えば、ＮＭＰ）の理想的な二成分混合物であると仮定している。さらに、この例では、この計算は、気相及び液相が平衡状態にあると仮定しており、したがって個々の成分の分圧は、個々の成分（すなわち純粋成分）の蒸気圧に等しい。したがって、ダルトンの分圧の法則は、ラウールの法則に換算することができる。
ラウールの法則
Ｐ＝Ｐ°ＡｘＡ＋Ｐ°ＢｘＢ
式中、Ｐは全圧（例えば、反応器圧力）であり、Ｐ°Ａ及びＰ°Ｂは（例えば、それぞれ水及びＮＭＰの）純粋成分蒸気圧であり、ｘＡ及びｘＢは液相にある二成分（例えば、水及びＮＭＰの）モル分率である。また、ｘＢを二成分系の１−ｘＡとして表すことができるので、水（ｘＡ）のモル分率は次のように求められる。
求められた水のモル分率
ｘＡ＝（Ｐ−Ｐ°Ｂ）／（Ｐ°Ａ−Ｐ°Ｂ）
【００７２】
このように、水のモル分率は、全体（反応器）の圧力Ｐと、システム（反応器）温度におけるＰ°Ａ（水）及びＰ°Ｂ（ＮＭＰ）の純粋成分蒸気圧とに基づいて計算することができる。したがって、２つの基本的な入力情報は反応器圧力及び反応器温度であり、これらはいずれも測定値である。純粋成分蒸気圧は、反応器温度とアントワンの式などの適切な蒸気圧式とを使用して求めることができる。
アントワンの式
Ｌｏｇ１０Ｐ°＝Ａ−Ｂ／（Ｔ＋Ｃ）
式中、Ｐ°は蒸気圧であり、Ａ、Ｂ、及びＣはアントワン係数であり、物質ごとに異なる。例えば、水について一覧にされたアントワン係数（定数）は、システム温度Ｔが６０〜１５０℃の範囲、蒸気圧Ｐ°がｍｍＨｇ又はトール単位の場合、Ａ＝７．９６６８１、Ｂ＝１６６８．２１、及びＣ＝２２８．０である。アントワン式は、（１０トール超の蒸気圧で）ほとんどの揮発性物質に対して数パーセントの精度である。
【００７３】
さらに、アントワンの式により計算された純粋成分（すなわち、水及びＮＭＰの）蒸気圧は、単に反応器温度Ｔの関数である。クエンチ水の計算の場合、蒸気圧は、通常、クエンチ直前の反応器温度に基づいて計算することができる。しかし、蒸気圧並びにＰＰＳ反応器内の水量及び水分濃度に関する本技法に含まれる算出方法論は、処理時間の任意の時点、すなわち重合前、重合中、クエンチ直前、クエンチ中、クエンチ直後、クエンチのずっと後、ＰＰＳポリマーの洗浄中などに使用することができる。このような計算は、沈殿した固体の存在、他の液状成分の存在、理想的でない条件の存在などの追加の変数を考慮することができる。
【００７４】
さらに、他の適切な式を、純粋成分蒸気圧を判定するために利用できる。例えば、当業者には理解されるように、クラウジウス−クラペイロン式ｌｎＰ＝−ΔＨｖａｐ／ＲＴ＋Ｃ（式中、Ｒは気体定数であり、Ｃは材料定数である）を用いて、ＮＭＰと水の両方の純粋成分蒸気圧を計算することができ、ｌｎＰは、反応器温度Ｔ及び気化熱ΔＨｖａｐの関数である。このように、この式が使用される場合、対象とする温度で気化熱を求めてもよく、又は、実験データが利用できる場合には、クラウジウス−クラペイロン式は（対数軸にプロットされた直線形の式によって明確となる）図式解法を提供できる。純粋成分蒸気圧データの他のソースには、ＡＩＣＨＥ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｆｏｒ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ（ＤＩＰＰＲ）によって作成されたデータベースなどのデータベースが含まれる。この種のデータベースは、対象とする（すなわち、クエンチ直前の）反応器温度におけるＮＭＰ及び水の純粋成分蒸気圧値を提供できる。結論として、多くの方法が純粋成分蒸気圧を求めるために利用できることを強調しておく。
【００７５】
２．クエンチ水の量を得るための減算
水の割合が算出されると、次いでクエンチ水量を、存在する水の量をクエンチ中の所望の総水量から減算することによって求めることができる。所望の計算形式又は計算単位に対応するために、データを変換してもよく、データには（１）濃度（例えば、モル分率、質量分率等）、又は（２）質量（例えば、キログラム、ポンド等）、又は（３）体積（例えば、ガロン、リットル等）などを使用できる。つまり、本技法は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）重合反応器に加えるクエンチ水の量を決定して、反応器内のＰＰＳの粒径及びその他の特性をさらに一貫して制御する。
【００７６】
Ｂ．クエンチ水の量を計算する方法
図４は、図３のブロック７６に対応し、図１に示した重合反応器１４などの重合反応器を加えるクエンチ水（又は、その他の同様のクエンチ流体）の量を決定する方法７６を示している。この例では、反応器１４の混合物は、蒸気が飽和した水及びＮＭＰの理想的な二成分混合物であるものと仮定する。まず、反応器１４の温度を測定して（ブロック７６Ａ）、反応器内の水（Ｐ°Ａ）とＮＭＰ（Ｐ°Ｂ）の純粋成分蒸気圧の計算に使用する（ブロック７６Ｂ）。純粋成分蒸気圧の計算は、例えば、アントワンの式を用いて実施することができる。さらに、反応器１４の圧力を測定することができる（ブロック７６Ｃ）。この反応器１４の測定した圧力及び算出した純粋成分蒸気圧に基づいて、反応器流体中の水分割合を、例えば、前述のラウールの法則を使用して計算することができる（ブロック７６Ｄ）。
【００７７】
特定の用途では、分数又は百分率（図５及び図６参照）によって濃度として反応器内の水を評価することが有益であることがある。例えば、反応器１４内の流体レベル（図１及び図２参照）が、重合の度に実質的に同じである、又は、水分濃度が、絶対水量よりも有効な指標である（例えば、履歴データが濃度に基づく）場合、ブロック７６Ｅで参照されるように、クエンチ水の決定は直接、反応器内に存在する水の濃度（例えば、モル分率）に基づくことができる。反応器１４内の水分濃度は、（水及びＮＭＰの密度に基づく）水の重量パーセント又は質量分率、（反応器１４内の液体の総体積に基づく）水の体積、（液体の総体積と水及びＮＭＰの密度に基づく）水の質量などのような、様々な表現に変換できることに留意されたい。
【００７８】
さらに、反応器内の総液体量を測定し（ブロック７６Ｆ）、この総液体量に水分割合を乗じることによって反応器内の水の絶対量（すなわち、ガロン又はポンド）を計算できる（ブロック７６Ｇ）。反応器内の流体の総量は、例えば、サイトグラス又は差圧メーターなどのレベル素子又はインジケーターで直接測定することができ、このレベル表示は、反応器１４の幾何形状に基づいて容易に体積表示に変換することができる。ブロック７６Ｉで参照されるように、次いで、反応器１４に加えるクエンチ水の量を、（所望のＰＰＳ粒径を与えるために）反応を終了するために望まれる総水量から反応器内に存在する水の量を減算することによって計算することができる。前述のように、所望の総水量は、水とＰＰＳ粒径（例えば、ミクロン単位の平均直径）との周知の相関関係に基づいていてもよい。
【００７９】
最後に、前述のように、プロセス変量を測定することから、物理的にクエンチ水を反応器１４に加えることに対する様々な計算を実施することまでの範囲の全ての動作は、手動若しくは自動で、又はそれらの組合せで実施されてもよいことも明確にされるべきである。測定値の自動読み取り、計算作業、及びプロセス制御は、例えば、適切なソフトウェアコード、ハードウェア、及び機器を有する制御システム６２（例えば、ＤＣＳ又はＰＬＣ）によって達成することができる。当業者には理解されるように、先に述べたものなどの、様々なプロセッサ、センサ、計装、バルブ構成、制御方式等を、ＰＰＳの製造の様々な機能及び本技法の制御に使用することができる。さらに、図４に示す方法７６のそれぞれの動作の順序は変更可能であることを強調しておく。
【００８０】
Ｃ．加えられる水の量に対する計算されたモル分率の増加
図５は、反応混合物に加えられるクエンチ水の実際の量８４に対する反応混合物中の水のモル分率の計算された増加８２の代表的なプロット８０である。前述のように、反応器の温度及び圧力とラウールの法則とを使用して、クエンチ前とクエンチ後の反応器内の水のモル分率を計算する。これらの２つモル分率の値の違いは、反応器１４内の水のモル分率の増加８２となる。データのクラスタリング、及びこの増加８２と加えられる水の実際の量８４との認識された比例関係は、本技法の使用を支持するものである。比例関係は、ラウールの法則の式の形で、及び理想的な二成分混合物（第ＩＶ節のパートＡ参照）によって、理論的に予想される。
【００８１】
プロットされたデータの表示に関して、６つのポイント８６は加えられるクエンチ水がないということに相当し、反応混合物内の水の予想される計算値はほぼ増加しない（０増加）ままである。反応混合物に１ガロンのクエンチ水が加えられる場合、２つのポイント８８は、約０．０７の水のモル分率の計算された増加を示す。さらに、反応混合物に２ガロンの水を加えたところでは、７つのポイント９０が、反応混合物中で約０．１２の水のモル分率増加に相当する。計算されたモル分率増加８２と加えられるクエンチ水の量８４とのおおよその比例関係は、直線９２で表されている。
【００８２】
Ｄ．クエンチ中の水のモル分率に対するＰＰＳ粒径
図６は、クエンチ水を加えた後の反応混合物中の水のモル分率９７（総水分）に対するミクロン単位の平均粒径の直径９６のプロット９４の表示を示している。粒径９６の値を測定する。モル分率９７（総水分）の値は、ラウールの法則と反応器の温度及び圧力とを使用する上記の手法に基づいて計算する。円９８、三角形１００、及び正方形１０２によって表される３セットのデータは、それぞれ反応器撹拌器の３つの異なる回転速度、３５０回転数／分（ｒｐｍ）、４００ｒｐｍ、及び４５０ｒｐｍに基づいてプロットされる。
【００８３】
第１のセットは、円９８として描かれ、３５０ｒｐｍの撹速度に基づいている。約０．１８と０．３４の計算された水のモル分率では、測定されたＰＰＳ粒径（平均直径）が、それぞれ約５５０ミクロンと約１６００ミクロンである。データの第２のセットは、三角形１００として描かれ、４００ｒｐｍの撹速度に基づいている。正方形１０２として描かれ、４５０ｒｐｍの撹速度に基づくデータの第３のセット（２つのポイント）は、約０．２１の水のモル分率９７で約１５００ミクロンのＰＰＳ粒径９６を示している。１つの解釈では、粒径９６とモル分率９７との関係は、モル分率９７が低いとより急峻な傾斜で高まり、モル分率９７が高いと漸近的になる。換言すれば、これらのデータを単一の曲線に当てはめると、水のモル分率９７の関数として粒径９６を表すこの単一の曲線は、水のモル分率９７が低いうちは比較的急峻な傾斜でやや線形に上昇し、水のモル分率９７が高くなると平坦になる。
【００８４】
粒径と計算した水のモル分率の値との関係は、低い撹速度で改善されるということがわかった。換言すれば、より少ないデータのばらつきは、通常、約５００ｒｐｍ未満の撹速度で実現される。最後に、これらのデータセット及び他の同様のタイプのデータを、人間のオペレータ又はエンジニアによって手動で、又はある制御方式で自動で利用して、例えば本技法のどの態様をどのように採用するかを決定できることに留意されたい。
【００８５】
本発明は、様々な変更形態及び代替形態が可能であるが、特定の実施形態が例として図面には示されており、本明細書で詳細に述べられる。しかし、本発明は、開示された特定の形態に限定されることが意図されてはいないということを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨及び範囲内にある全ての変更、同等物、及び代替物を包含すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本技法の一実施形態によるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を製造する例示的なシステムを示すブロック流れ図である。
【図２】本技法の一実施形態による図１に示した重合反応器の概略図である。
【図３】本技法の一実施形態による、ＰＰＳ重合及びそれに続くクエンチの例示的な方法のブロック図である。
【図４】本技法の一実施形態による、ＰＰＳ重合の終わりに加えるクエンチ水の量を決定する例示的な方法のブロック図である、
【図５】本技法の一実施形態による、加えられるクエンチ水の量に対する反応器内の水のモル分率増加についての計算値のプロットである。
【図６】本技法の一実施形態による、反応器撹速度（回転数／分（ＲＰＭ））の関数及びクエンチ中の反応器内の水のモル分率の関数としてのＰＰＳ粒径（ミクロン）の平均直径のプロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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