JPH0132244B2 - - Google Patents
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- JPH0132244B2 JPH0132244B2 JP55147079A JP14707980A JPH0132244B2 JP H0132244 B2 JPH0132244 B2 JP H0132244B2 JP 55147079 A JP55147079 A JP 55147079A JP 14707980 A JP14707980 A JP 14707980A JP H0132244 B2 JPH0132244 B2 JP H0132244B2
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- polyisoprene
- reaction
- cyclized product
- polymerization
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Description
本発明は、高純度ジエン系重合体環化物の製造
方法に関するものである。さらに、詳言すれば、
ゴム系ホトレジストの原料として好適な金属イオ
ン含量が低く、ミクロゲルを含まないような高純
度のジエン系重合体環化物を、非常に経済的なプ
ロセスにより、効率よく製造する方法に関するも
のである。天然ゴムの環化物は、いわゆる環化ゴ
ムとして古くから知られており、接着剤、インク
などとして用いられるほか、ホトレジストとして
も使用されてきた。
しかし、天然ゴムの環化物にはゲルやゴミが多
く、また金属イオン含量も高いため、IC用レジ
ストとして用いるには精製して使用する必要があ
つた。ポリイソプレンは構造的に天然ゴムとほぼ
同じであるが、ゴミの混入が少なく、品質の一定
したものが市販されているので、これを原料とす
れば、本質的に天然ゴム環化物と同じ製造法を用
いて不純物の少ない環化物を製造することがで
き、現在市販されているホトレジストに使用する
ポリイソプレン環化物は市販のポリイソプレンを
原料として使用している。そして、市販のポリイ
ソプレンからポリイソプレン環化物を製造するた
めには下記のような工程が必要とされている。
(1) 素練り ポリイソプレンは素練り(ゴムをロ
ールで練ること)すると主鎖切断反応が起こつ
て分子量が低くなり、同時にルーズゲル(比較
的大きなゲルで通常20〜30%含まれているも
の)もほとんどなくなるため、次の溶解工程を
短くすることができる。しかし、直径1300Åぐ
らいのミクロゲルは素練りしても消滅せず、下
記の環化反応系の中に混入してくる。さらに、
素練り条件がこのレジスト原料の分子量、分子
量分布を決定するので、これらの因子をいかに
コントロールするかがホトレジストの物性を決
める第一関門となる。
(2) 溶解、環化反応 次に素練りの終つたポリイ
ソプレンを加温したキシレンに溶かし、SnCl4
などの酸触媒を加えて環化反応を行う。ポリイ
ソプレンは環化反応中に分子切断反応、異性化
反応を併発するが、反応条件をコントロールす
ることにより、これらの反応の割合で最適化で
きる。
(3) 停止、油水分離 環化触媒は多量の水を加え
ると、加水分解などにより失活するので、環化
反応は停止する。混合後放置すると、乳濁した
油層、ドロドロした中間層、水層の3層に分離
する。中間層は水酸化錫などの触媒変成物を多
量に含んでいるので、最上層のみを取出す。
(4) 精製 乳濁した油層には、水と一緒に触媒変
成物が一部含まれているので、これを遠心分離
により除去し、透明な油層を取出す。ついで希
アンモニア水を加えて混合し、油層を遠心分離
する工程を繰り返し、金属イオン含量を減ら
す。
(5) 濃縮 (2)〜(4)の工程での液の取扱いを容易に
するため、キシレン中のポリイソプレン環化物
濃度は、製品より低い濃度となつているので、
所定濃度まで濃縮する必要がある。
しかし、このように従来のポリイソプレン環化
物の製造には多くの工程が必要で、かつ上記(4)の
精製工程において油層を分離するために遠心分離
操作を繰り返す必要があり、全体としてのポリイ
ソプレン環化物の収率は非常に低いものである。
本発明者らは上記ポリイソプレン環化物の製造
法を改善すべく研究した結果、目的とする分子量
のゲルを含まない原料ポリイソプレンを製造する
ことができれば、上記(1)の素練り工程が不要とな
る上に、原料ポリイソプレン溶液をそのまま次の
工程に用いることによつて、溶解工程が不要とな
るので、その経済的効果は計り知れないものがあ
ることを見出した。しかし、上述のような原料ポ
リイソプレンを製造するにあたつて、イソプレン
モノマーの重合が目標通りに達成されたあと、重
合停止剤として何も加えないと、ゲルの発生を抑
えることができず、安定剤として効果の高いアミ
ン系安定剤を重合停止剤として加えると、カチオ
ン反応である環化反応を抑制してしまい、また、
重合停止剤として水を用いても、水がカチオン反
応の停止剤となることと、四塩化錫のような環化
触媒が加水分解されてしまうため、環化反応活性
が低くなる等の不都合を生じる。
本発明者らは、この問題についてさらに研究し
た結果本発明に到達した。すなわち本発明は、ジ
エン系モノマーを一般式RM(Rはアルキル、ア
リールまたはアラルキル基を示し、Mはメンデレ
ーエフ周期律表第族元素を示す)で表わされる
有機金属化合物を用いて重合し、ついで重合停止
剤を作用させることなく
一般式
CFnH3-oSO3R′またはCFnH3-oSO2X
(ここで、R′は水素、アルキル基または
CFnH3-oSO2―、Xはハロゲンであり、nは1、
2または3である)
で表わされるフツ素含有置換スルホン酸化合物で
環化したのち、反応系を水洗することを特徴とす
る高純度ジエン系重合体環化物の製造方法を提供
するものである。
本発明によれば、ジエン系重合体環化物の製造
工程を簡略化でき、かつゲルの発生がなく、しか
も環化反応を高活性に容易に達成することがで
き、しかも、複雑な後処理を施すことなく金属イ
オン含量の非常に少ない高純度のジエン系重合体
環化物を収率よく得ることができる。また、本発
明によるジエン系重合体環化物を原料としたホト
レジストは180℃のような高温での熱処理に対し
てもレジストパターンがほとんど変形しないとい
う効果を有する。
次に本発明の好ましい実施態様を示す。
本発明に用いることのできるジエン系モノマー
は、次の一般式で表わされる。
ここで、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、同一あ
るいは異なつて、水素、アルキル基またはアリー
ル基を表わす。好適なジエン系モノマーとして、
ブタジエン、イソプレン、2,3―ジメチルブタ
ジエン、2―フエニルブタジエン等が挙げられ
る。
また重合反応および環化反応に用いる溶剤は、
一般式RMで表わされる重合触媒と反応しないも
ので、しかも後処理段階で水に溶けないものであ
り、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベン
ゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素、シクロヘ
キサン、デカリン等の脂環式炭化水素、ヘキサ
ン、ヘプタンのような脂肪族炭化水素、あるい
は、これらの混合物が好適に用いることができ
る。なお、フツ素含有置換スルホン酸化合物、ま
たは環化反応において生成するカチオンと反応す
るような活性化合物は溶剤として使用することは
できない。
一般式RMで表わされる重合触媒は、前記のよ
うにメンデレーエフの周期律表第族元素の有機
金属化合物であり、具体的には、リチウムナフタ
レン、ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレ
ンのような電荷移動錯体、n―ブチルリチウム、
sec―ブチルリチウム、ベンジルカリウム、クミ
ルカリウム等の有機金属化合物を挙げることがで
きる。
まず、乾燥された溶剤に、ジエン系モノマーを
溶解し、ついで系中の微量水分量をカールフイツ
シヤー法等で測定する。系を所定の重合反応温度
としたあと、一般式RMで示される重合触媒(以
下、単に「RM」という。)の使用量を()式
により求め重合系に添加する。
RM使用量(ml)=103/RM濃度(モル/)
(ジエン系モノマー重量(g)ジエン系モノマー分
子量×1/A
+反応系の重量(g)×水分濃度(ppm)×10-6
/18.02)…()
ここで、Aは重合中に連鎖移動がないときある
いは活性末端の会合がないときの重合度を示す値
である。しかし連鎖移動が起こる系あるいは活性
末端の会合がある系では目的とする値より大きい
値を用いる必要がある。重合反応温度は特に限定
するものではないが、反応の経済性から、室温以
上で反応させるのが好ましい。また、重合反応温
度の上限は溶剤の沸点以下であることが望まし
い。特に好適な重合反応温度は40〜100℃である。
重合反応時のモノマー濃度も特に限定するもので
はないが、重合反応系の撹拌、反応液の取扱い性
の面から2〜20重量%が好ましく、特に5〜10重
量%が好ましい。
重合系の固型分濃度測定等により、重合が完結
したことを確認した時点で、重合停止剤を作用さ
せることなく一般式
CFnH3-oSO3R′またはCFnH3-oSO2Xで表わさ
れる環化反応触媒の使用量を()式により求め
重合系に添加する。
=103/CFnH3-oSO3R′またはCFnH3-oSO2Xの濃度(
モル/)
(ジエン系重合体(g)/ジエン系モノマー分子量
×重合率(%)/100/B+RM使用量(モル))……(
)
ここで、Bは環化反応をコントロールする因子
であり、このBは20〜6000の値を用いるとき、好
適に反応をコントロールできる。式中にRM使
用量(モル)とあるのは、環化反応触媒が、RM
と反応し、重合体末端を安定化させるのに要する
ものの寄与の項である。環化反応触媒とRMの反
応物(一般式CF3SO3Mの形をしているものと考
えられる)は、環化反応に何ら悪影響を及ぼさな
いことが判明している。
環化反応触媒である。
CFnH3-oSO3R′またはCFnH3-oSO2X
で表わされるフツ素含有置換スルホン酸化合物と
しては、フルオロメタンスルホン酸、ジフルオロ
メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン
酸またはこれらの酸の無水物、メチルエステル、
エチルエステル若くは酸クロリドなどがある。こ
れらのうち、トリフルオロメタンスルホン酸、ま
たはこの酸の無水物、メチルエステル、エチルエ
ステル若くは酸クロリドなどが好ましく、特にト
リフルオロメタンスルホン酸が好適である。
環化反応時の共役ジエン系重合体溶液の濃度に
ついては、環化反応が分子反応であるため、でき
るだけ希薄溶液で反応させることが望ましく、あ
まり高濃度で反応させるとゲル化が起つて好まし
くない。この共役ジエン系重合体溶液の濃度範囲
は、使用する共役ジエン系重合体の種類や環化反
応条件などにより異なるので、一概に特定できな
いが、例えば1,4―シスポリブタジエンでは3
重量%程度までであるが、1,4―シスポリイソ
プレンの場合は、比較的ゲル化しにくく、10重量
%でもゲル化は起らない。一般に、0.5〜10重量
%程度の濃度で使用される。
なお、分子量の小さい共役ジエン系重合体を環
化物の原料とする場合は高濃度の重合体溶液でも
ゲル化させることなく環化物を得ることができ
る。また、良溶媒中では環化反応が円滑に進行
し、ゲルは生成しにくいので原料重合体の濃度を
高く保つことが可能であり、従つて環化物を効率
よく製造することができる。
環化反応は、通常、常圧下40℃〜溶媒沸点の温
度範囲で行うが、勿論、加圧下に行つてもよい。
例えばキシレン溶媒の場合、通常、常圧下60〜
120℃の温度で行なう。
環化反応は、系の粘度の低下率や、系の屈折率
の変化を測定することによつて、進行状況を知る
ことができる。環化反応が、目的の環化率に到達
したとき、反応系に反応系の体積の1/4以上の水
を加えると触媒が水層に移るため反応を停止する
ことができる。系内を撹拌したあとの水層と油層
の分離は非常に容易であり、水層を分離除去し、
さらに反応系の体積の1/4程度の水を加えて撹拌
したのち、水層を分離する。ここで油層の金属イ
オン含量を分析すると、前記市販ポリイソプレン
からポリイソプレン環化物を合成する方法にくら
べて同等以下に少ないことがわかる。したがつ
て、この油層の溶剤を濃縮または乾固するだけ
で、高純度の環化物を得ることができる。このよ
うに、本発明によると、非常に容易に、しかも経
済的にも有利に、高純度の環化物を得ることがで
きる。
さらに、ミクロ構造の異なるジエン系重合体の
環化物を得るには、ジエチルエーテル、ジオキサ
ンのようなエーテル系炭化水素中あるいはこれら
を上述の芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、脂肪
族炭化水素のような水不溶性溶剤に混合して用い
てジエン系モノマーを重合し、引続いて環化反応
を施したのち、水不溶性溶剤存在下に水洗するこ
とにより達成することができる。
なお、環化物には、ゲル化を防止するためゲル
化防止剤を添加することができ、このゲル化防止
剤としては通常のフエノール系、スルフイド系、
ホスフアイト系、アミン系などの老化防止剤が有
効である。
実施例 1
容量5のオートクレーブ内を窒素に置きかえ
たのち、窒素気流下で以下の操作を行なつた。す
なわち、乾燥した精製トルエン2280gと乾燥した
精製イソプレン(純度99.7%)120gをオートク
レーブ内に入れ、均一溶液としたのち、系中の水
分を測定したところ、3.09ppmであつた。次いで
系内を60℃としたのち、濃度0.604モル/のn
―ブチルリチウムのトルエン溶液3.75mlを添加し
て重合を開始し、60分で重合率99%のポリイソプ
レン溶液を得た。ポリイソプレンの粘度は11.5セ
ンチストークス(30℃)であつた。
系内よりサンプリングしたため、オートクレー
ブ内のポリイソプレン量は113.8gであつた。
オートクレーブ内の温度を80℃に上昇させたの
ち、濃度0.304モル/のトリフルオロメタンス
ルホン酸のトルエン溶液を8.68ml添加して重合を
停止させると同時に環化反応を開始させた。22分
後、系内の粘度は4.85センチストークスに低下し
たので、系の内容物を冷水800mlの中に抜き出し
反応を止めた。水層と油層の二層に分離している
反応液は、ホモミキサー〔特殊機化工業(株)製M
型〕を用いて30分間撹拌したのち、水層と油層を
分離し水層を抜きとり、同量のイオン交換水を加
え、同じ操作をくり返した。水層を分離したのち
トルエンを除去してポリイソプレン環化物を得
た。このポリイソプレン環化物の金属イオン含量
を、フレームレス原子吸光光度計〔(株)日立製作所
製170―70型〕を用いて分析した。その結果は表
1のとおりであつた。
なお、得られたポリイソプレン環化物の〔η〕
30゜キシレンは0.67であり、核磁気共鳴スペクト
ルによる残存二重結合量は25%であつた。また、
ポリイソプレンに対する環化物の収率は92.4%で
あつた。
The present invention relates to a method for producing a high purity diene polymer cyclized product. Furthermore, in detail,
The present invention relates to a method for efficiently producing, by a very economical process, a highly pure diene polymer cyclized product that has a low metal ion content and does not contain microgels and is suitable as a raw material for rubber photoresists. Cyclized products of natural rubber have long been known as so-called cyclized rubber, and have been used not only as adhesives and inks, but also as photoresists. However, cyclized natural rubber contains a lot of gel and dust, and also has a high metal ion content, so it had to be purified before it could be used as an IC resist. Polyisoprene is structurally almost the same as natural rubber, but it contains less dust and is commercially available with consistent quality, so if polyisoprene is used as a raw material, production is essentially the same as natural rubber cyclized products. Using this method, a cyclized product with few impurities can be produced, and the polyisoprene cyclized product used in currently commercially available photoresists uses commercially available polyisoprene as a raw material. In order to produce a polyisoprene cyclized product from commercially available polyisoprene, the following steps are required. (1) Mastication When polyisoprene is masticated (kneading rubber with a roll), a main chain scission reaction occurs and the molecular weight decreases, and at the same time it becomes a loose gel (a relatively large gel that usually contains 20 to 30%). The next melting process can be shortened. However, the microgels with a diameter of about 1300 Å do not disappear even after mastication and are mixed into the cyclization reaction system described below. moreover,
Since the mastication conditions determine the molecular weight and molecular weight distribution of this resist raw material, how to control these factors is the first barrier to determining the physical properties of the photoresist. (2) Dissolution and cyclization reaction Next, the masticated polyisoprene was dissolved in heated xylene, and SnCl 4
The cyclization reaction is carried out by adding an acid catalyst such as Polyisoprene undergoes a molecular cleavage reaction and an isomerization reaction during the cyclization reaction, but the ratio of these reactions can be optimized by controlling the reaction conditions. (3) Termination, oil-water separation When a large amount of water is added to the cyclization catalyst, it is deactivated by hydrolysis, etc., so the cyclization reaction is stopped. When left to stand after mixing, the mixture separates into three layers: an emulsified oil layer, a mushy middle layer, and an aqueous layer. Since the middle layer contains a large amount of catalytic modification products such as tin hydroxide, only the top layer is taken out. (4) Purification The emulsified oil layer contains some catalytic modification products along with water, so this is removed by centrifugation and the transparent oil layer is taken out. The process of adding and mixing dilute ammonia water and centrifuging the oil layer is then repeated to reduce the metal ion content. (5) Concentration In order to facilitate the handling of the liquid in steps (2) to (4), the concentration of polyisoprene cyclized products in xylene is lower than that of the product.
It is necessary to concentrate to a predetermined concentration. However, the conventional production of polyisoprene cyclized products requires many steps, and in the refining step (4) above, it is necessary to repeat the centrifugation operation to separate the oil layer, and the overall polyisoprene The yield of isoprene cyclized product is very low. The present inventors conducted research to improve the method for producing the polyisoprene cyclized product, and found that if gel-free raw polyisoprene of the desired molecular weight could be produced, the mastication step in (1) above would be unnecessary. In addition, it has been found that by using the raw polyisoprene solution as it is in the next step, a dissolution step is not necessary, so the economic effect is immeasurable. However, when producing the above-mentioned raw material polyisoprene, if no polymerization terminator is added after the isoprene monomer has been polymerized as desired, gel formation cannot be suppressed. If an amine stabilizer, which is highly effective as a stabilizer, is added as a polymerization terminator, it will inhibit the cyclization reaction, which is a cationic reaction, and
Even if water is used as a polymerization terminator, water acts as a terminator for cationic reactions, and cyclization catalysts such as tin tetrachloride are hydrolyzed, resulting in disadvantages such as lower cyclization reaction activity. arise. The present inventors further researched this problem and arrived at the present invention. That is, in the present invention, a diene monomer is polymerized using an organometallic compound represented by the general formula RM (R represents an alkyl, aryl, or aralkyl group, and M represents a group element of the Mendeleev periodic table), and then polymerization. Without the action of a terminator, the general formula CFnH 3-o SO 3 R′ or CFnH 3-o SO 2 X (where R′ is hydrogen, an alkyl group, or
CFnH 3-o SO 2 --, X is halogen, n is 1,
The present invention provides a method for producing a high-purity diene-based polymer cyclized product, which comprises cyclizing with a fluorine-containing substituted sulfonic acid compound represented by (2 or 3) and then washing the reaction system with water. According to the present invention, the manufacturing process of a diene polymer cyclized product can be simplified, no gel is generated, and the cyclization reaction can be easily achieved with high activity, and furthermore, complicated post-treatments are not required. It is possible to obtain a highly pure diene polymer cyclized product with a very low metal ion content in good yield without any additional treatment. Further, the photoresist made from the diene polymer cyclized product according to the present invention has the effect that the resist pattern hardly deforms even when subjected to heat treatment at a high temperature such as 180°C. Next, preferred embodiments of the present invention will be shown. The diene monomer that can be used in the present invention is represented by the following general formula. Here, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same or different and represent hydrogen, an alkyl group or an aryl group. As a suitable diene monomer,
Examples include butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenylbutadiene and the like. In addition, the solvent used in the polymerization reaction and cyclization reaction is
It does not react with the polymerization catalyst represented by the general formula RM, and it is insoluble in water during the post-treatment stage, and it contains aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and tetralin, and alicyclics such as cyclohexane and decalin. Formula hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, or mixtures thereof can be suitably used. Note that fluorine-containing substituted sulfonic acid compounds or active compounds that react with cations produced in the cyclization reaction cannot be used as the solvent. As mentioned above, the polymerization catalyst represented by the general formula RM is an organometallic compound of a group element of Mendeleev's periodic table, and specifically, charge transfer complexes such as lithium naphthalene, sodium naphthalene, potassium naphthalene, n -Butyl lithium,
Examples include organometallic compounds such as sec-butyllithium, benzylpotassium, and cumylpotassium. First, a diene monomer is dissolved in a dried solvent, and then the trace amount of water in the system is measured by the Karl Fischer method or the like. After the system is brought to a predetermined polymerization reaction temperature, the amount of the polymerization catalyst represented by the general formula RM (hereinafter simply referred to as "RM") to be used is determined by the formula ( ) and added to the polymerization system. RM usage amount (ml) = 10 3 /RM concentration (mol/) (diene monomer weight (g) diene monomer molecular weight x 1/A + reaction system weight (g) x water concentration (ppm) x 10 -6
/18.02)...() Here, A is a value indicating the degree of polymerization when there is no chain transfer during polymerization or when there is no association of active ends. However, in systems where chain transfer occurs or where active ends associate, it is necessary to use a value larger than the desired value. Although the polymerization reaction temperature is not particularly limited, it is preferable to carry out the reaction at room temperature or higher from the economical point of view of the reaction. Further, it is desirable that the upper limit of the polymerization reaction temperature is below the boiling point of the solvent. A particularly suitable polymerization reaction temperature is 40 to 100°C.
The monomer concentration during the polymerization reaction is not particularly limited either, but from the viewpoint of stirring the polymerization reaction system and handling of the reaction solution, it is preferably 2 to 20% by weight, particularly preferably 5 to 10% by weight. As soon as it is confirmed that the polymerization is completed by measuring the solid content concentration of the polymerization system, etc., the polymerization process can be carried out using the general formula CFnH 3-o SO 3 R′ or CFnH 3-o SO 2 X without using a polymerization terminator. The amount of the cyclization reaction catalyst to be used is determined using the formula () and added to the polymerization system. = 10 3 /Concentration of CFnH 3-o SO 3 R′ or CFnH 3-o SO 2 X (
Mol/) (Diene polymer (g)/diene monomer molecular weight x polymerization rate (%)/100/B+RM usage amount (mol))...(
) Here, B is a factor that controls the cyclization reaction, and when this B uses a value of 20 to 6000, the reaction can be suitably controlled. The amount of RM used (mol) in the formula means that the cyclization reaction catalyst is RM
This is the contribution of what is required to react with the polymer and stabilize the polymer terminal. It has been found that the reactants of the cyclization reaction catalyst and RM, believed to have the general formula CF 3 SO 3 M, do not have any adverse effect on the cyclization reaction. It is a cyclization reaction catalyst. The fluorine-containing substituted sulfonic acid compound represented by CFnH 3-o SO 3 R′ or CFnH 3-o SO 2 , methyl ester,
Examples of ethyl esters include acid chlorides. Among these, trifluoromethanesulfonic acid, an anhydride, methyl ester, ethyl ester, or acid chloride of this acid are preferred, and trifluoromethanesulfonic acid is particularly preferred. Regarding the concentration of the conjugated diene polymer solution during the cyclization reaction, since the cyclization reaction is a molecular reaction, it is desirable to use a solution as dilute as possible; if the concentration is too high, gelation may occur, which is undesirable. . The concentration range of this conjugated diene polymer solution varies depending on the type of conjugated diene polymer used and the cyclization reaction conditions, so it cannot be specified with certainty, but for example, in the case of 1,4-cis polybutadiene,
However, in the case of 1,4-cis polyisoprene, it is relatively difficult to gel, and gelation does not occur even at 10% by weight. Generally, it is used at a concentration of about 0.5 to 10% by weight. Note that when a conjugated diene polymer with a small molecular weight is used as the raw material for the cyclized product, the cyclized product can be obtained without gelling even in a highly concentrated polymer solution. Further, in a good solvent, the cyclization reaction proceeds smoothly and gels are difficult to form, so it is possible to maintain a high concentration of the raw material polymer, and therefore a cyclized product can be efficiently produced. The cyclization reaction is usually carried out under normal pressure at a temperature ranging from 40°C to the boiling point of the solvent, but may of course be carried out under pressure.
For example, in the case of xylene solvent, it is usually 60 to 60% under normal pressure.
Carry out at a temperature of 120°C. The progress of the cyclization reaction can be determined by measuring the rate of decrease in the viscosity of the system or the change in the refractive index of the system. When the cyclization reaction reaches the desired cyclization rate, adding 1/4 or more of the volume of water to the reaction system causes the catalyst to move to the water layer, thereby stopping the reaction. It is very easy to separate the water layer and oil layer after stirring the system, and the water layer is separated and removed.
After adding about 1/4 of the volume of water to the reaction system and stirring, the aqueous layer is separated. When the metal ion content of the oil layer is analyzed here, it is found that the metal ion content is equal to or lower than that in the method of synthesizing a polyisoprene cyclized product from commercially available polyisoprene. Therefore, a highly pure cyclized product can be obtained simply by concentrating or drying the solvent in this oil layer. As described above, according to the present invention, a highly pure cyclized product can be obtained very easily and economically advantageously. Furthermore, in order to obtain a cyclized product of a diene polymer with a different microstructure, it is necessary to use ether hydrocarbons such as diethyl ether and dioxane, or to combine these with the above-mentioned aromatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aliphatic hydrocarbons. This can be achieved by polymerizing the diene monomer by mixing it with a water-insoluble solvent such as , followed by a cyclization reaction, and then washing with water in the presence of the water-insoluble solvent. In addition, an anti-gelling agent can be added to the cyclized product to prevent gelation, and this anti-gelling agent may include ordinary phenol-based, sulfide-based,
Antiaging agents such as phosphite and amine are effective. Example 1 After replacing the inside of an autoclave with a capacity of 5 with nitrogen, the following operations were performed under a nitrogen stream. That is, 2280 g of dried purified toluene and 120 g of dried purified isoprene (purity 99.7%) were placed in an autoclave to form a homogeneous solution, and the water content in the system was measured and found to be 3.09 ppm. Next, after heating the system to 60°C, a concentration of 0.604 mol/n was added.
- Polymerization was started by adding 3.75 ml of a toluene solution of butyllithium, and a polyisoprene solution with a polymerization rate of 99% was obtained in 60 minutes. The viscosity of the polyisoprene was 11.5 centistokes (30°C). Since the sample was taken from inside the system, the amount of polyisoprene in the autoclave was 113.8 g. After raising the temperature inside the autoclave to 80° C., 8.68 ml of a toluene solution of trifluoromethanesulfonic acid having a concentration of 0.304 mol/mole was added to stop the polymerization and at the same time start the cyclization reaction. After 22 minutes, the viscosity in the system had decreased to 4.85 centistokes, so the contents of the system were drained into 800 ml of cold water to stop the reaction. The reaction solution separated into two layers, an aqueous layer and an oil layer, was prepared using a homomixer [M manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.
After stirring for 30 minutes using a mold, the water layer and oil layer were separated, the water layer was taken out, the same amount of ion-exchanged water was added, and the same operation was repeated. After separating the aqueous layer, toluene was removed to obtain a polyisoprene cyclized product. The metal ion content of this polyisoprene cyclized product was analyzed using a flameless atomic absorption spectrophotometer (Model 170-70, manufactured by Hitachi, Ltd.). The results were as shown in Table 1. In addition, [η] of the obtained polyisoprene cyclized product
The value of 30° xylene was 0.67, and the amount of residual double bonds determined by nuclear magnetic resonance spectrum was 25%. Also,
The yield of the cyclized product based on polyisoprene was 92.4%.
【表】【table】
【表】
上表によると、非常に金属含量の低い環化物が
容易に得られることが理解される。
実施例 2および3
実施例1と同じ装置を用い、同様の操作により
表2の条件でポリイソプレン環化物を製造した。
結果を表2に示す。[Table] According to the above table, it is understood that a cyclized product with a very low metal content can be easily obtained. Examples 2 and 3 Using the same equipment as in Example 1, polyisoprene cyclized products were produced by the same operations and under the conditions shown in Table 2.
The results are shown in Table 2.
【表】
実施例 4
実施例1と同じ装置を用い、同様の操作により
表3の条件でポリブタジエン環化物を製造した。
結果を表3に示す。[Table] Example 4 Using the same equipment as in Example 1, a polybutadiene cyclized product was produced under the conditions shown in Table 3 through the same operations.
The results are shown in Table 3.
【表】【table】
【表】
実施例 5
実施例1と同じ装置を用いトリフルオロメタン
スルホン酸のかわりにトリフルオロメタンスルホ
ニルクロリドを用いて同様の操作により表4の条
件でポリイソプレン環化物を製造した。結果を表
4に示す。[Table] Example 5 A cyclized polyisoprene product was produced under the conditions shown in Table 4 using the same equipment as in Example 1 and using trifluoromethanesulfonyl chloride instead of trifluoromethanesulfonic acid. The results are shown in Table 4.
【表】
実施例 6
実施例1と同じ装置を用い、同様の操作により
表5の条件でポリブタジエン環化物を製造した。
結果を表5に示す。[Table] Example 6 Using the same equipment as in Example 1, a polybutadiene cyclized product was produced under the conditions shown in Table 5 through the same operations.
The results are shown in Table 5.
【表】【table】
【表】
比較例 1
容量5のオートクレーブ内に、市販のポリイ
ソプレン〔日本合成ゴム(株)製、JSRIR2210〕120
gを1cm角に切断して入れ、系内を窒素置換した
のち、精製キシレン2280gを加え、加温下に均一
溶液とした。オートクレーブ内の温度を120℃に
保つたのち、四塩化錫6.0g滴下して環化反応を
開始させ、5時間後に系の温度を50℃に下げたの
ち、2.5の水の中に注ぎ入れた。ホモミキサー
〔特殊機化工業(株)製M型〕を用いて、30分間撹拌
したのち1晩放置したところ、上層は濁つたキシ
レン層、下層に水層、中間に水酸化錫のドロドロ
の層と分離した。上層を遠心分離機にかけて、透
明なキシレン溶液とした。さらに、希アンモニア
水とホモミキサーで30分混合したのち1日放置す
ると、少し濁つた油層を回収することができる。
このものを遠心分離して、ポリイソプレン環化物
溶液を得た。ポリイソプレンに対する環化物の収
率は43.3%であり、環化物の残存二重結合量は42
%、〔η〕30゜
キシレンは0.66であつた。またポリイ
ソプレン環化物の固型分当りの金属含量は表6に
示すようなものであつた。[Table] Comparative Example 1 In an autoclave with a capacity of 5, commercially available polyisoprene [manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., JSRIR2210] 120
After the system was purged with nitrogen, 2,280 g of purified xylene was added and heated to form a homogeneous solution. After keeping the temperature inside the autoclave at 120°C, 6.0g of tin tetrachloride was added dropwise to start the cyclization reaction. After 5 hours, the temperature of the system was lowered to 50°C, and then poured into 2.5 ml of water. . After stirring for 30 minutes using a homomixer (Model M manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) and leaving it overnight, the upper layer was a cloudy xylene layer, the lower layer was an aqueous layer, and the middle layer was a mushy layer of tin hydroxide. separated. The upper layer was centrifuged to give a clear xylene solution. Furthermore, if the mixture is mixed with dilute ammonia water in a homomixer for 30 minutes and left for one day, a slightly cloudy oil layer can be recovered.
This material was centrifuged to obtain a polyisoprene cyclized product solution. The yield of the cyclized product based on polyisoprene was 43.3%, and the amount of remaining double bonds in the cyclized product was 42
%, [η] 30° xylene was 0.66. Further, the metal content per solid content of the polyisoprene cyclized product was as shown in Table 6.
Claims (1)
ル、アリール又はアラルキル基を示し、Mはメン
デレーエフ周期律表第族元素を示す)で表わさ
れる有機金属化合物を用いて重合し、ついで重合
停止剤を作用させることなく、一般式CFnH3-o
SO3R′またはCFnH3-oSO2X(ここで、R′は水素、
アルキル基またはCFnH3-oSO2―、Xはハロゲン
であり、nは1、2または3である)で表わされ
るフツ素含有置換スルホン酸化合物で環化したの
ち、反応系を水洗することを特徴とする高純度ジ
エン系重合体環化物の製造方法。1 A diene monomer is polymerized using an organometallic compound represented by the general formula RM (R represents an alkyl, aryl, or aralkyl group, and M represents an element of Group Group of the Mendeleev periodic table), and then a polymerization terminator is applied. Without letting, the general formula CFnH 3-o
SO 3 R′ or CFnH 3-o SO 2 X (where R′ is hydrogen,
After cyclization with a fluorine-containing substituted sulfonic acid compound represented by an alkyl group or a fluorine-containing substituted sulfonic acid compound represented by an alkyl group or CFnH 3-o SO 2 --, X is a halogen, and n is 1, 2 or 3, the reaction system is washed with water. A method for producing a characterized high-purity diene polymer cyclized product.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14707980A JPS5770102A (en) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Production of high-purity cylized diene polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14707980A JPS5770102A (en) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Production of high-purity cylized diene polymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5770102A JPS5770102A (en) | 1982-04-30 |
| JPH0132244B2 true JPH0132244B2 (en) | 1989-06-30 |
Family
ID=15421989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14707980A Granted JPS5770102A (en) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Production of high-purity cylized diene polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5770102A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54127996A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-04 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Preparation of cyclized conjugated diene polymer |
-
1980
- 1980-10-21 JP JP14707980A patent/JPS5770102A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5770102A (en) | 1982-04-30 |
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