JP3557592B2 - ジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法 - Google Patents

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Description

【0001】
本発明は、レドックス開始剤を使用する共役ジエン(可及的にビニル置換芳香族生成物と混合したもの)のラジカル乳化重合において重合反応の停止(shortstopping)を達成する方法に係る。この方法では、ニトロソアミン(NA)及び/又はその前駆体を生ずることなく重合体を製造できる。詳述すれば、本発明は、重合停止剤の使用を伴うブタジエン(可及的にスチレン又はアクリロニトリルと混合したもの)のラジカル乳化重合に係り、これにより、生成される重合体はニトロソアミン(NA)及び/又はその前駆体を含有しない。
【0002】
ゴム生成物におけるニトロソアミンの存在は公知である(Kautshuk und GummiKunststoffe 42,p.16〜21,No.1,1989;B.Spiegelhalderら,7th,Inter.Meeting on Analysis and Formation of N−nitroso Compounds,Tokyo,Sep.20〜Oct.1,1981)。これらの起源は、ゴムの加硫工程の間に起こる化学相互作用の結果にある。詳述すれば、ニトロソアミンはニトロ化剤との反応によりジアルキルアミン(又は前駆体)から生成される。ジアルキルアミンはゴム内に既に含有されているもの又は混合物の加硫のために使用された添加剤によって放出されるものである。このようにして生成されたニトロソアミンは、最終生成物から、製造の際の作業雰囲気における空気中に放出され、ついで吸引され;又は食品又は唾液に放出され(たとえば、赤ちゃん用哺乳びんの場合)、ついでえん下されることが知られている[J.M.Fajenら,Science,N.Y.205,1262(1979);R.Preussmanら,Am.Chem.Soc,Symp.Ser.174,217(1981)]。
【0003】
文献[P.N.Magee及びJ.M.Barnes,Adv.Cancer Res.10,163(1967);H.Druckey,Xenobiotica 3,271,No.5(1973)]によれば、ニトロソアミン自体は発癌性ではなく、生物における酵素加水分解による代謝物であろうということが知られている。
【0004】
各国の健康に関する組織はかかる問題を抱えており、ドイツ及びアメリカではニトロソアミン及びその前駆体の存在に関する法律規制も既に行われている[それぞれ、Technische Regaln.fuer Gefahrstoffe(TRGS 552);Bundesarbeitblatt 9,81(1988)及びFederal Register,Vol.49,No.252,Dec.1984]。
【0005】
特に、ドイツの規定では、作業雰囲気における空気中のNAレベルの規制が定められており(上限2.5μg/m)、発癌性物質群(すなわち、現在、動物実験において発癌性であることが証明された物質)(A2)として分類される12種のN−ニトロソアミンのリストが示されている。しかしながら、危険物質に関する法律(1986年8月26日のGefahrstoffverordnung)では、これらのNAはグループI(すなわち、より危険な物質)にある。
【0006】
ヨーロッパ規模では、EECがイニシアティブをとって、子供用製品におけるニトロソアミンの存在の問題に関する解決策及び規制の基礎が提案されている。
【0007】
その結果、このような法律を確実に満足するためには、生ゴムにおけるこれらNA(及び対応する前駆体)を最良の分析技術によって検知できる限度まで低減させること、及びこれらを放出しうる添加剤の使用を回避することが必要である。
【0008】
ラジカル重合によって生成される重合体の場合、生ゴム中のこれらNA(及び対応する前駆体)は特殊な重合停止剤と共に使用された特殊な添加剤によるものであることが知られている。
【0009】
当分野においてラジカル乳化重合法は公知である。現在使用されている系は40年代及び50年代のものである。
【0010】
ラジカル重合反応にとどまることなく、説明のために述べれば、乳化重合法では、初めに単量体を水の如き媒体中に乳化剤(たとえばセッケン又は合成表面活性剤)の作用によって乳化させる。初め、単量体は主に連続相(水相)中に分散した滴の形でミセル/粒内に存在し、水中では少量である。
【0011】
ラジカル乳化重合では、連鎖形成反応は、ペルオキシド及びジアゾ化合物の熱分解によって又はレドックス反応(レドックスカップル)によって発生されるラジカルにより開始される。
【0012】
分解によりラジカルを発生させるために一般的に使用されている開始剤は、カリウムペルオキシジスルフェート(KS 208)、ベンゾイルペルオキシド及びアゾビスイソブチロニトリルであり、一方、レドックスカップル用のオキシダントはジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド及びパラメタンヒドロペルオキシドである。
【0013】
たとえば、カリウムペルオキシジスルフェートとメルカプタン(たとえばドデシルメルカプタン)との組合せは、50℃においてブタジエン及びスチレンを重合させる(SBR)ために使用される(ホットポリメリゼーション)。この場合、メルカプタンは、ペルオキシジスルフェートとの反応によってラジカルを発生すること及び生長する重合反応を停止させることにより重合体の分子量を調整し、ついで他のラジカルを発生することの二重の作用を有する。
【0014】
重合反応は、変化率が高すぎる場合には、おそらくミクロゲル又は高度に分岐した構造を形成する架橋のために低い物理特性を有する重合体が生成されるので、変化率70〜75%又はそれ以下の時点で停止される。
【0015】
SBRゴムの製造における改善は、5℃においても高い変化率で重合反応を実施できる活性なラジカル開始剤系(レドックス系)を使用することによって達成される(コールドポリメリゼーション(cold polymerization);L.H.Howlandら,Industrial and Engineering Chemistry,Vol.45,No.6,1953)。変化率60%の時点で停止されたコールドポリメリゼーションによって得られる重合体は、ホットポリメリゼーションによって得られる重合体よりも良好な特性を有する。
【0016】
レドックス系は還元剤及び酸化剤でなる。電子の移動反応によりラジカルが生成し、重合反応を開始させる。最も簡単な系は、酸化剤として過酸化水素又は有機ペルオキシド及び還元剤として2価の鉄を含有してなる。
【0017】
第一鉄イオンは各種の形で使用される。通常、緩衝剤及び鉄の錯化剤の両方として作用するホスフェート又はエチレンジアミン四酢酸(EDTA)が添加される。特に、錯化作用は溶解性を一定に維持し、従って鉄の反応性を一定に維持する。多くのコールドポリメリゼーションでは、レドックスサイクル(第二鉄イオンが再び第一鉄イオンに還元される)の成分として補助還元剤(スルホキシレート)も使用される。還元糖はコスト及び保存の間に細菌作用を受け易いことにより、あまり広範には使用されない。
【0018】
この開始剤系は主にコールドポリメリゼーションに使用されるが、ホットポリメリゼーションにも使用される。
【0019】
最終重合体の品質を確保するためには、良好に定められた変化率で反応を停止させることが必要である。これは、ラジカル及び酸化剤と迅速に反応し、これにより残留する開始剤及び高分子ラジカルを破壊し、新たなラジカルの生成を阻止する少量の重合停止剤の添加によって達成される。
【0020】
ついで、未反応の単量体を、たとえば初めに共役ジエン(たとえばブタジエン)を初めに大気圧下、ついで減圧下でフラッシュすることによって、ついでスチレンをカラムにおいて蒸気流中でストリッピングすることによって除去する。
【0021】
その後、重合体を保護するため、酸化防止剤エマルジョンを添加する。最後に、可及的にラテックスをオイルと混合し、希釈(たとえば硫酸)及び可及的に塩(たとえば、硫酸アルミニウム、有機性ポリ電解質又は塩化ナトリウム)を添加することによって凝固させる。
【0022】
重合停止剤について要求される性質は、D.C.Blackelyによって説明されている[Emulsion Polymerization,Theory and Practice(1975)]。
【0023】
重合停止剤の性能は、他の事項の中でも、使用する開始剤の種類に左右される。
【0024】
ホットポリメリゼーション(開始剤としてペルオキシジスルフェートを使用する)において一般的に使用されている重合停止剤はヒドロキノンであるが、コールドポリメリゼーション(レドックス開始剤系を使用)では無効であることが証明されており、いずれの場合にも、迅速かつ不変の重合停止を達成できない。ジニトロクロロベンゼンはコールドポリメリゼーションで使用されるが、いくつかの欠点を有する。たとえば、ゴムを着色すること、水に不溶であること、及び有毒性であり、プラントを操作する者に重大な健康上の問題を与えることである。
【0025】
この理由のため、コールドポリメリゼーションも停止できる成分について研究が行われてきた。
【0026】
長年にわたって広範囲に使用されてきたレドックス開始剤系用の重合停止剤は、時おりナトリウムニトリルと混合されるジチオカルバメート及び多硫化ナトリウムの組合せ(米国特許第2,662,876号)でなる。ナトリウムニトリルは、反応混合物から未変化の単量体を回収する間に、これら単量体の望ましくないかつ制御できない重合反応が発生することを防止するために有効と思われる。この、いわゆる「ワイルドポリメリゼーション(wild polymerization)」は、最終生成物の分子量及び望ましくない架橋重合体[D.C.Blackleyによって開示された如く(Emulsion Polymerization,Theory and Practice(1975))、ブタジエンの蒸留及びフラッシュ装置の汚染をまねく]の生成を増大させる原因となる。
【0027】
米国特許第3,222,334号によれば、N,N−ジアルキルヒドロキシルアミンはホット及びコールドポリメリゼーションの両方の優れた重合停止剤である。これらはゴムを着色しない及び加硫生成物に対してマイナスの影響を持たないとの利点を有する。
【0028】
上述の如く、ジチオカルバメート及びジアルキルヒドロキシルアミンの欠点は、これらがニトロソアミンの生成の前駆体であることである。事実、ジチオカルバメート及びジアルキルヒドロキシルアミンは、酸性雰囲気下では第2級アミンを生成し、この第2級アミンはついで空気中に存在するニトロ化剤、窒素酸化物(NO)と反応してニトロソアミンを生成する。
【0029】
亜硝酸ナトリウムの存在下におけるジチオカルバメートの使用は、ラテックスの凝固(酸性条件)の間に、ジチオカルバメートが加水分解によってジメチルアミンとなるため重大である。ジメチルアミンは亜硝酸ナトリウムと反応してN−ニトロソジメチルアミンを生成する。
【0030】
米国特許第4,985,326号及び同第5,177,164号には、望ましくないニトロソアミンの生成に対する解決法が開示されている。前者は、ニトロソアミンの前駆体ではないジチオカルボキシルヒドロキシ芳香族酸によるラジカル重合の脱活性化法に係る(しかしながら、この化合物は非常に高価であり、市場から容易に入手できない)。後者は、重合停止剤として多量(系に初めに充填した単量体100部当たり0.02〜0.5部)の多硫化ナトリウムを使用することのみでニトロソアミンを含有しない重合体を製造することに係る。
【0031】
米国特許第3,575,912号には、四硫化ナトリウムのみの使用の欠点が記載されている。これらの欠点は、主にイオウの析出にあり、その結果、ラインの閉塞及びHSの発生による装置の腐食を招く。
【0032】
従って、ニトロソアミン及び/又はその前駆体を含有しないゴムが望まれる方法において使用され、上述の欠点をもたないラジカル重合反応用の重合停止剤の開発に関する問題があった。さらに詳述すれば、ニトロソアミン及び前駆体を生成せず、ラインの閉塞、装置の腐食を生じさせず、上述の如く公知技術では生ずる硫化水素の発生(環境衛生の問題)を低減させる有効な重合停止剤の開発の問題があった。
【0033】
かかる問題は、重合停止剤として、重合停止されるべき溶液と共に、好適に組合せたアルカリ金属多硫化物及びイソプロピルアミンアセテートの混合物を使用することによって良好に解消される。このようにして、後述する如く、ニトロソアミン及びその前駆体を含有しないゴムが生成される。この結果は、共役ジエン(好ましくは1,3−ブタジエン)及び可及的に芳香族ビニル置換体(好ましくはスチレン)から、開始剤としてヒドロペルオキシド及び2価の塩(好ましくはスルフェート)の形の2価の遷移金属(好ましくは鉄)、還元剤及び可及的にキレート化剤を包含するレドックス活性剤系を使用する温度−20〜+70℃での水性乳化重合法による重合体の製造法を研究することによって達成されたものである。
【0034】
可及的に変性剤の存在下で行われる重合法では、ニトロソアミン及び/又はその前駆体を含有しないポリブタジエン又はSBRゴムが生成され、この方法は、重合停止剤として、初めに充填した単量体100部当たり0.010〜0.030部の量のイソプロピルヒドロキシルアミンアセテート(CH3)2CHNH2OH + CH3COO- 及び0.005〜0.015部の量のアルカリ金属多硫化物の混合物を使用することを特徴とする。当業者により容易に理解されるように、重合停止剤を構成する混合物の2つの成分の量は各単一の成分の使用により要求されるよりも少なく、従って、重合停止反応に関する2つの成分の相乗効果の存在を示すものである。
【0035】
本発明の重合停止剤の使用は、特に、共役ジエン(特に1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン又は1,3−ブタジエンと他の共役ジエンとの混合物)のホモ重合体の製造に適用される。また、前記共役ジエンとビニル置換芳香族化合物(たとえば、スチレン、ビニルナフタレン、2,4−ジクロロスチレン、p−メトキシスチレン、p−メチルスチレン、3,3−ジメチルスチレン、ジビニルベンゼン、α−プロピルスチレン、o−ヒドロキシスチレン、o−メチル−α−メチルスチレン、又は同様のスチレン誘導体;これらの中でも、純粋な又は1以上のビニル置換芳香族単量体の少量と混合したスチレンが好適な単量体である)との共重合体の製造にも使用される。
【0036】
さらに、ニトリルゴムの製造におけるブタジエンとアクリロニトリルとの共重合反応の停止にも本発明の重合停止カップルを使用できる。
【0037】
上述のように、本発明の目的は、ジエン系単量体(単独又は他の単量体と混合したもの)のラジカル重合(開始剤であるヒドロペルオキシド及び2価の遷移金属(好ましくは鉄)、還元剤及び可及的にキレート化剤を含有してなるレドックス活性剤系を使用して温度−20〜+70℃で行われる懸濁又は乳化重合による)を脱活性化する方法において、a)重合反応器に初めに充填した単量体100重量部当たり0.010〜0.03重量部のイソプロピルヒドロキシルアミンアセテート及びb)初めに充填した単量体100重量部当たり0.005〜0.015重量部のアルカリ金属多硫化物を含有してなる混合物を重合停止剤として使用することを特徴とするジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法を提供することにある。
【0038】
既に述べたように、本発明は、有効な重合停止剤として、アルカリ金属多硫化物とイソプロピルヒドロキシルアミンアセテートとの組合せを使用することにあり、この組合せは、各成分の使用量が各成分を単独で使用することによって要求される量よりも少ないとの事実により相乗効果を有する。
【0039】
ここで使用している用語「アルカリ金属多硫化物」は、一般式

(式中、MはNa、Kであり、xは1〜7、平均値4の数である)で表される化合物を表示するものである。
【0040】
イソプロピルヒドロキシルアミン(IPHA)は、液体形での使用のため、アセテートの形で使用される。
【0041】
ジアルキルヒドロキシルアミンと異なり、IPHAは後述する実施例に示すように、ニトロソアミンの生成を招かない。
【0042】
混合物中でのアルカリ金属多硫化物の使用量が少ないため、腐食及び毒性(硫化水素の発生による)が低減し、沈殿及び晶出によるラインの閉塞が低減する。これは、後述の実施例において、放出される硫化水素の量が最少でることから推察される。
【0043】
本発明の方法に基づき、単量体比の広い変動範囲内でホモ重合体又は共重合体を製造できる。
【0044】
共役ジエン(たとえばブタジエン)とビニル置換芳香族(たとえばスチレン)及びアクリロニトリルとの重量比は、好ましくは90:10〜50:50の範囲内で変動する。
【0045】
水性乳化重合法は、温度−20〜+70℃、さらに詳述すれば「コールドポリメリゼーション」では−20〜+10℃、「ホットポリメリゼーション」では40〜70℃で行われる。
【0046】
使用できる好適な開始剤としては、パラメタンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ピナンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルトルエンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、p−第3級ブチルクメンヒドロペルオキシド、トリメチルペンチルヒドロペルオキシド、過酸化水素、1,1−ジフェニルエタンヒドロペルオキシド及び同様の化合物又はこれらの混合物があり、中でもパラメタンヒドロペルオキシドが好適である。これらの開始剤は、通常、初めに充填した単量体100重量部当たり0.01〜0.4重量部の量で使用される。
【0047】
ヒドロペルオキシドを、レドックス活性化剤として作用する第一鉄化合物/スルホキシレート/キレート化剤の混合物と合わせる。代表的には、鉄化合物は硫酸第一鉄であり、スルホキシレート成分はホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、キレート化剤はEDTAである。
【0048】
一般に、活性化剤は、初めに充填した単量体100重量部当たり硫酸第一鉄0.001〜0.04重量部、スルホキシレート 0.01〜0.2重量部、キレート化剤0.005〜0.2重量部でなる。
【0049】
使用できる変性剤は、アルキルスルフィッドキサントゲネート、ハロホルム及び炭素数8〜16のアルキルメルカプタン(特に第3級ドデシルメルカプタン)である。他の好適な変性剤は、n−ドデシルメルカプタン、t−ヘキサデシルメルカプタンの中から選ばれる。
【0050】
変性剤は、通常、初めに充填した単量体100重量部当たり0.05〜0.6重量部の量で使用される。
【0051】
一般に好適なエマルジョンは、水性媒体:単量体の重量比0.5:1〜5:1、好ましくは1.5:1〜2.75:1の水中油型である。
【0052】
一般的に使用される乳化剤は脂肪酸及び/又は樹脂酸、ジ第3級ブチル安息香酸のセッケン又はベルサティック酸(Versatic acid)の誘導体であり、重合生成物の中には、少量の1以上の電解質(たとえばリン酸三ナトリウム又は塩化カリウム)が含有される。
【0053】
一般に、少量の分散剤(たとえば、ホルムアルデヒドと縮合させたナフタレンスルホン酸のナトリウム塩)も添加される。pHは9〜13、好ましくは10〜11である。
【0054】
重合反応はバッチ式、半連続式及び連続式で行われる。反応体の総圧力は少なくとも混合物の総蒸気圧に等しく、初期反応体は液相中に存在する。
【0055】
単量体の重合体への変化率が所望の値(通常55〜90%)に達した後、重合停止剤を添加することによって重合反応を停止させる。
【0056】
未反応単量体の除去の間における重合体の生成を有効に防止するため、本発明に従って使用される重合停止剤を、初めに充填した総単量体に対してアルカリ金属多硫化物 0.005〜0.015重量%及びイソプロピルヒドロキシルアミンアセテート 0.01〜0.03重量%の量で添加する。
【0057】
本発明の方法はゴムを生成するものであり、生成の間及びつづく操作の工程におけるニトロソアミンの生成が回避される。加えて、アルカリ金属多硫化物を少量で使用できるため、ラインの閉塞及び装置の腐食の危険が少なくなる。
【0058】
以下の実施例は、本発明の各種の態様を説明するものである。これら実施例において、重合反応の速度をラテックスのパーセント測定によって追跡した。その添加後、重合停止剤が有効であれば、ラテックスの固体割合(%)は一定のままである。重合停止剤の効果を測定するための重要な要件の1つは、室温(又はより重要な条件下では50℃)、一定時間における未反応単量体と共にラテックス中の固体割合(%)の変化を測定することである。テストの間における固体割合(%)の変化があまり顕著でない場合、重合停止剤は有効であるとみなす。固体割合(%)と共に、ムーニー粘度も測定する。
【0059】
【実施例1】
イソプロピルヒドロキシルアミンアセテート(IPHA)及び多硫化ナトリウム(アルカリ金属多硫化物として)の組合せの使用による下記の事項a)〜c)に関する利点を証明するデータを示す。
a)ゴムにおけるニトロソアミン(NA)及び前駆体(AN)の存在;
b)硫化水素の発生;
c)炭素鋼装置の腐食
【0060】
a)「Technische Regel fuer Gefahrstoffe(TRGS 552)」は下記の12種のN−ニトロソアミンに関する。
N−ニトロソジメチルアミン NDMA
N−ニトロソメチルエチルアミン NMFA
N−ニトロソジエチルアミン NDEA
N−ニトロソジ−n−プロピルアミン NDPA
N−ニトロソジ−i−プロピルアミン
N−ニトロソピペリジン NDIP
N−ニトロソジ−n−ブチルアミン NDBA
N−ニトロソジエタノールアミン
N−ニトロソモルホリン NMOR
N−ニトロソピロリジン NPYR
N−ニトロソメチルフェニルアミン NMPhA
N−ニトロソエチルフェニルアミン NEPhA
【0061】
ニトロソアミン及びその前駆体の分析は、BGesundh B1 27,160(1984)に記載された方法によって行われる。
【0062】
NAに関してTEA検知器で検知できる最少量は1μg/Kgであり、ANに関しては2μg/Kgである。
【0063】
表1は、従来の重合停止剤(ナトリウムジメチルジチオカルバメート(SMTC)+PS)及び新規な組合せIPHA+PSを使用して得られたSBRゴムサンプルにおけるニトロソアミン及びニトロ化されるアミンの含量(μg/Kgとして表示)を比較するものである。
【0064】
【表1】
Figure 0003557592
【0065】
データから、新規な組合せIPHA+PSの使用は、NA及びANの含量を方法の検知限界以下に低減させることが理解される。
【0066】
b)表2は、Supelcoによる分析法[カラム Supelpak S,30″充填18″×1/8″OD Teflon(FEP);温度制御:35℃で1分間等温、ついで40℃/分で210℃;流速:He 30ml/分、H 140ml/分、空気(1)80ml/分、空気(2)170ml/分;検出器:FPD 210℃、インジェクター 170℃、従来の重合停止剤SMTC+PC、PS単独及び新規な組合せPS+IPHAを使用してフラッシュ後、未反応のBDEの気相中のガス 5ml]に従って測定した硫化水素(HS)の発生に関するデータを示す。
【0067】
【表2】
Figure 0003557592
【0068】
同じ分析法によって、2つの異なる溶液の液相と平衡化した気相(気相/液相の比=20/5)中に存在する硫化水素を測定した。
1)PS 0.35重量%
2)PS 0.35重量% + IPHA 0.69重量%
【0069】
溶液を窒素で清浄化したびん内で80℃に恒温調節した。
【0070】
表3に示す結果から、溶液1)からは硫化水素がかなり発生し、pHの低下に伴ってかなり上昇することが明らかである。
【0071】
【表3】
Figure 0003557592
【0072】
c)表4は、3種の異なる重合停止剤に関するパイロットストリッピングカラムのヘッドに配置した炭素鋼における腐食に係るデータを示す。
【0073】
【表4】
Figure 0003557592
【0074】
表2及び4に示すデータから、多硫化ナトリウムの単独での使用(そのカップルとしての使用と比べて多量)は、HS(毒性物質)の生成及び腐食を増大させることが理解される。
【0075】
【実施例2】
オートクレーブ(5リットル)において、脂肪酸/樹脂酸からのセッケンの50/50混合物(単量体100部当たり4.6部)及びスチレン/ブタジエン(比=28/72)の水性乳化重合を行った。
【0076】
使用した触媒系は、硫酸第一鉄0.0225phm、ナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド 0.05phm、パラメタンヒドロペルオキシド 0.06phmでなる。
【0077】
変性剤として第3級ドデシルメルカプタン(0.22phm)を使用した。
【0078】
重合反応を10℃において変化率75%まで実施した。
【0079】
反応混合物に異なる重合停止剤を添加した。
【0080】
ラテックスを未反応の単量体と共に50℃に加熱した。
【0081】
表5はラテックスを50℃で保存する間に観察された固体割合(%)に関するデータを示す。固体割合(%)の経時変化を触媒活性の測定によって検出した。結果は重合停止剤の活性に反比例していた。
【0082】
【表5】
Figure 0003557592
【0083】
実施例2の結果は、混合物Eが重合停止剤として有効であること及び反応を停止するに必要な量(重合停止剤B)よりも少ない量でPSを使用できることを示す。
【0084】
【実施例3】
実施例2とは異なり、15個の反応器でなる連続式プラントにおいて生成したSBR1500ラテックスを使用して、下記のテストを実施した。
【0085】
ラテックスのサンプルを最終の反応器から取出し、各種の量で各種の重合停止剤を収容する密閉容器に入れた。
【0086】
ラテックスを未反応単量体と共に50℃に加熱した。
【0087】
表6は、ラテックスを50℃で保存する間に記録された固体割合(%)を示す。
【0088】
重合停止剤の効果の評価に関しては実施例2と同じである。
【0089】
【表6】
Figure 0003557592
【0090】
実施例2における結果と同様に、混合物Bが有効であり、PSが少量である。
【0091】
【実施例4】
実施例3と同様に連続式プラントで生成したラテックスを使用した。
【0092】
ただし、前記実施例とは異なり、低い変化率(60%)で重合停止したSBR1712ラテックスを使用した。
【0093】
実施例3と同様に操作を行った。
【0094】
表7はラテックスを50℃で保存する間に記録された固体割合(%)に関するデータを示す。
【0095】
固体割合(%)の変化と共に、ムーニー粘度も測定した。
【0096】
【表7】
Figure 0003557592
【0097】
新規な重合停止剤Dが有効であり、PSが少量でよいことが証明された。

Claims (7)

  1. 開始剤であるヒドロペルオキシド及び2価の遷移金属(好ましくは鉄)、還元剤及び可及的にキレート化剤を含有してなるレドックス活性化剤系を使用して温度−20〜+70℃で行われるジエン系単量体単独又はラジカル懸濁又は乳化重合反応に感受性の他の単量体との混合物のラジカル重合反応を脱活性化する方法において、a)重合反応器に初めに充填した単量体100重量部当たり0.010〜0.03重量部のイソプロピルヒドロキシルアミンアセテート及びb)初めに充填した単量体100重量部当たり0.005〜0.015重量部の、一般式

    (式中、Mは Na 又はKであり、xは1〜7、平均4の値である)で表されるアルカリ金属多硫化物を含有してなる混合物を重合停止剤として使用することを特徴とする、ジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法。
  2. イソプロピルヒドロキシルアミンを塩アセテートの形で使用する、請求項1記載のジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法。
  3. 使用するジエン系単量体が、1 , 3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン又は1 , 3−ブタジエンと他の共役ジエンの少なくとも1つとの混合物である、請求項1記載のジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法。
  4. ラジカル重合反応に感受性の単量体が、スチレン、ビニルナフタレン、2 , 4−ジクロロスチレン、p−メトキシスチレン、p−メチルスチレン、3 , 3−ジメチルスチレン、ジビニルベンゼン、α−プロピルスチレン、o−ヒドロキシスチレン、o−メチル−α−メチルスチレン又はスチレンと少なくとも1つの他の単量体との混合物である、請求項1記載のジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法。
  5. ラジカル重合反応に感受性の単量体としてアクリロニトリルを使用する、請求項1記載のジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法。
  6. 使用できる開始剤が、パラメタンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ピナンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルトルエンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、p−第3級ブチルクメンヒドロペルオキシド、トリメチルペンチルヒドロペルオキシド、過酸化水素、1,1−ジフェニルエタンヒドロペルオキシドである、請求項1記載のジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法。
  7. 2価の鉄を硫酸第一鉄の形で重合系に導入する、請求項1記載のジエン系単量体のラジカル重合反応の脱活性化法。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5384372A (en) * 1994-03-30 1995-01-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Shortstopping of free radical polymerizations
US6063873A (en) * 1997-12-31 2000-05-16 Bridgestone Corporation Process to scavenge amines in polymeric compounds by treatment with triazine derivatives, and compositions therefrom
US5880230A (en) * 1997-12-31 1999-03-09 Nalco/Exxon Energy Chemicals, L.P. Shortstop agents for vinyl polymerizations
US6235819B1 (en) 1997-12-31 2001-05-22 Bridgestone Corporation Process to scavenge amines in polymeric compounds by treatment with triazine derivatives and compositions therefrom
AU5690099A (en) * 1998-08-24 2000-03-14 Sun Drilling Products Corporation Free radical inhibitors for quenching aqueous phase polymer growth and related methods
US6495065B1 (en) * 1999-09-09 2002-12-17 Atofina Chemicals, Inc. Nitrosamine-inhibiting compositions for shortstopping of free radical emulsion polymerizations
WO2002038617A1 (en) * 2000-11-07 2002-05-16 Dow Global Technologies Inc. Method for shortstopping polymerization processes in the manufacture of synthetic rubbers
US7374711B2 (en) * 2002-10-10 2008-05-20 Apex Medical Technologies, Inc. Accelerator-free thin-walled rubber vulcanizates from latex
US20110166264A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-07 Lion Copolymer, Llc Nitrile butadiene styrene terpolymers
US8329794B2 (en) * 2010-01-07 2012-12-11 Lion Copolymer, Llc Compatibilized silica in nitrile rubber and blends of nitrile rubber and styrene butadiene rubber compositions
US8329810B2 (en) * 2010-01-07 2012-12-11 Lion Copolymer, Llc Elastomeric compounds containing recycled materials and silica
US20110166262A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-07 Lion Copolymer, Llc Process for making compatibilized silica and nitrile polymer compositions
US20110166265A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-07 Lion Copolymer, Llc High structure carbon black in elastomeric polymers and method for making
US9267019B2 (en) 2011-06-15 2016-02-23 Lion Copolymer Holdings, Llc Functionalized silica for silica wet masterbatches and styrene butadiene rubber compositions
US8575257B2 (en) 2011-06-15 2013-11-05 Lion Copolymer, Llc Fire retardant brominated rubber polymeric composition and method for making
WO2012174492A1 (en) 2011-06-15 2012-12-20 Lion Copolymer, Llc Durable substrate coating and process for making
US8962722B2 (en) 2011-06-15 2015-02-24 Lion Copolymer Geismar, Llc Solvent-less liquid ethylene propylene diene monomer rubber compound and method of making
US8741987B2 (en) 2012-02-02 2014-06-03 Lion Copolymer Holdings, Llc Polymer silica-reinforced masterbatch with nanomaterial
US8835536B2 (en) 2012-02-02 2014-09-16 Lion Copolymer Holdings, Llc Highly silica loaded styrene butadiene rubber masterbatch
US9574055B2 (en) 2012-02-02 2017-02-21 Lion Copolymer Holdings, Llc Compatibilized silica with a plurality of silanes and a polymer silica-reinforced masterbatch
EP2841470B1 (en) 2012-06-14 2017-03-15 ANGUS Chemical Company Alkyl hyroxylamine compounds and their use for shortstopping free radical polymerizations
WO2014052212A1 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Dow Global Technologies Llc Alkyl hydroxylamine compounds and their use for shortstopping free radical polymerizations
CN115322295B (zh) * 2022-09-16 2024-02-13 安庆华兰科技有限公司 一种无规羟基液体丁腈橡胶及其制备方法和应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3296177A (en) * 1964-11-13 1967-01-03 Pennsalt Chemicals Corp Stopping agents for synthetic rubber polymerization
CA1135450A (en) * 1979-08-01 1982-11-09 Ahti A. Koski Short-stop
GB9000436D0 (en) * 1990-01-09 1990-03-07 Shell Int Research Process for shortstopping an emulsion polymerization
US5384372A (en) * 1994-03-30 1995-01-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Shortstopping of free radical polymerizations

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