JPH05509126A - 選択したビニルモノマー類の重合 - Google Patents

選択したビニルモノマー類の重合

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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】 選択したビニルモノマー類の重合 発明の分野 本発明は、ビニルモノマーと、アリールのジアゾ化物、シアン酸塩または次亜硝 酸塩およびアリールのジアゾニウム塩もしくはN−ノーロスクシニミドとを接触 させることによる、選択したビニルモノマー類の重合方法に関する。製造したポ リマー類は、更に一層の重合を開始させる(こ有効である。有益なブロックポリ マー類を製造することも可能である。
発明の背景 tl、 K、 HalL Jr、および組^、■owey、 Polym、 B ull、、12巻、427−431頁、(1984)は、アリールのジアゾニウ ム塩がニトロベンゼン中でp−メトキシスチレンの重合を生じさせると報告して いる。シアン酸塩もしくは次亜硝酸塩に関しては何も述べられおらず、また重合 を再開始させる能力に関しても述べられていない。
H,1arsonは、2つの論文(Dje Markromol、Chet、1 05巻、22g−250頁(1967))の中で、アリールのジアゾニウム化合 物は、重亜硫酸塩または次亜燐酸塩のどちらかと一緒に用いて、アクリロニトリ ルの重合を生じさせることを報告している。
P、 [+、 Singh他、Tet、 Lett、、23巻、5191−51 94 (1982)は、アリールジアゾニウムイオンは硝酸塩イオンと反応して フリーラジカル型の中間体を生じることを報告している。重合に関しては何も述 べられていなLXoC,Walling著「溶液中のフリーラジカルJ (Fr ee Radical in 5olution) 、John Wiley  & 5ons、 Inc、、New York、 1957.518−519頁 およびWE、 Bachaannおよび29人、 Hoffman著、R1^d a+ss編集「有機反応J (Organic Reactions) 、II 巻、John filey & 5ons、 Inc、、New York、  1944.226−230頁には、アリールジアゾヒドロキサイド類(これらは 、水酸化ナトリウムと接触したときそれらのナトリウム塩との平衡状態にあると 述べられている)は、室温で容易に分解してフリーラジカルを生じる、ことが述 べられている。
上記参考の全てにおいて、ジアゾ化物、シアン酸塩、次亜硝酸塩「助剤(coa gents) Jの使用、アクリル重合のための上記化合物の使用、或は「割り 込み可能(interruptible) J重合の可能性、に関しては何も述 べられていない。
米国特許番号4.581.429には、式(ここでは修飾した)R″xN−〇− X[式中、R”は、ヒンダードアルキル基であり、そしてXは、少なくとも1個 の炭素原子を含んでいる基である]を有する化合物の使用が記述されている。こ の化合物は、アクリル重合を開始させることが可能であると共にこの重合は割り 込み可能であるが、ジアゾニウム塩、ジアゾ化物、シアン酸塩または次亜硝酸塩 に関しては何も述べられていない。
米国特許番号4.761.360には、ハロゲン化銀、還元剤、重合性化合物( ビニルモノマー)およびジアゾ化銀を含んでいる感光材料が記述されている。こ の混合物は、この材料を光に暴露するまでは安定であり(実際これが有利である と述べられている)、そしてその後加熱すると、この時点でこのビニルモノマー が重合する、と報告されている。本方法では、ハロゲン化銀は存在していない。
本発明の目的は、モノマー類と、アリールのジアゾ化物、シアン酸塩または次亜 硝酸塩およびアリールのジアゾニウム塩もしくはN−ハロスクシニミドとを接触 させることによる、アクリル系およびマレイミドモノマー類の重合方法を提供す るものである。種々の方法、例えばそのまま、溶液中、または乳化液として実施 可能な本方法は、重合を停止した後、再開始させ得る。この驚(べき特性は、ブ ロックコポリマー類の製造で利用され得る7゜ 発明の要約 本発明は、 (a)アクリル系モノマーまたはN−フェニルマレイミド:(b)式Ar’−N =N−0−M”″を有するジアゾ化物、または式MOCNを有するシアン酸塩、 または弐M 2 N t O2を有する次亜硝酸塩「ここで、Ar’はアリール または置換アリールであり、そしてMは、金属またはテトラヒドロカルビルアン モニウムイオンである] :および(c)N−クロロスクシニミド、N−プロモ スクシニミド、または式Ar2N、’ X−[式中、Ar”はアリールまたは置 換アリールであり、そしてXはアニオンである]を有するジアゾニウム塩。
を接触させることを含む、ビニルモノマー類の重合方法に関する。
発明の詳細 本方法で有効なビニルモノマー類の中には、アクリル系モノマー類、特にアクリ ル酸およびエステルが存在している。この言葉アクリル系は、式 %式% を有する化合物を意味しており、ここで、この開放原子価は、ヒドロキシ基する か、或はヒドロキシ基に付いて酸を形成している。この基R3は、4個以下の炭 素原子を含んでいるアルキル基または水素である。好適なR3基はメチルおよび 水素である。好適なアクリル系モノマー類は、アクリル酸、メタアクリル酸、ア クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタアクリル酸メチル 、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、アクリル酸フェ ニル、メタアクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルおよび メタアクリル酸2−ヒドロキシエチルである。
言葉「置換ヒドロカルビル(オキシ)」は、ここでは、この重合過程を阻害しな い1個以上の置換基を含んでいるヒドロカルビル(オキシ)基を意味している。
これらの置換基は、ヒドロカルビルセグメント、例えばエーテルとアミノの間に 存在していてもよい。他の適切な置換基の例には、これに限定されるものではな いが、フルオロ、ケト(オキソ)、エステル、アミドおよびシリルが含まれる。
ここで用いるシアン酸塩、ジアゾ化物、および次亜硝酸塩は、金属およびテトラ ヒドロカルビルアンモニウムの塩である。言葉「置換」アリールは、ここでは、 この重合過程を阻害しない1個以上の置換基を含んでいるアリール基を意味して いる。これらの置換基は、ヒドロカルビルセグメント、例えばエーテルとアミノ の間に存在していてもよい。他の適切な置換基の例には、これに限定されるもの ではないが、フルオロ、ケト(オキソ)、エステル、アミド、シリル、アルキル およびシクロアルキルが含まれる。アリール基Ar’が1個以上の電子求引置換 基で置換されているのが好適である。電子求引置換基のいわゆるHammett 定数は約02もしくはそれ以上である(Hammett定数の表に関しては、■ 。
させる。ブロックポリマー類は、この方法の好適な生成物である。
本発明の方法で製造したポリマー類は、例えば減圧下で脱溶媒するか或は非溶媒 で沈澱させることによって単離した後でも、本方法で有効な選択モノマー類の1 つの重合(ここでは「第二重合」と呼ぶ)を開始させ得る異例の特性を保持して いる。この第二重合に必要な温度は約80℃から約120℃、好適には約90℃ から約100℃である。この第二重合では、該ビニルモノマーおよびポリマー以 外の他の材料を必要としないが、溶液中で該ビニルモノマーとポリマーとを混合 するのが便利であり、このように、この第二重合を溶媒中で行うのが好適である 。このポリマーが該ビニルモノマーに可溶な場合、このモノマーをその溶媒とし て作用させることも可能である、言い換えれば、このような場合、この第二重合 を混ぜ物無しで行う。第二重合でブロックコポリマー類が生じる。この第二重合 から酸素を排除するのが好適である。
本方法で製造したポリマー類は、成形樹脂として、またコーテイング物およびフ ィルムで有益である。これらは、本分野の技術者によく知られている方法によっ て有益な製品に成形され得る。
以下に示す実施例では下記の省略形を用いる・BA −アクリル酸n〜ブチル E HMA −メタアクリル酸2−エチルへキシルHEMA −メタアクリル酸 2−ヒドロキシエチルMA −アクリル酸メチル MAA −メタアクリル酸 MMA −メタアクリル酸メチル Mn −数平均分子量 Mw −重量平均分子量 P−−後に続くモノマー頭文字のポリマーを示しているPhor −フェニルま たはフェニレンTHF −テトラヒドロフラン。
N2を充填した乾燥ボックスの中で、Teflon”+−ト撹拌棒が入っている 6ccのガラス製小びんの中に、0. 1ミリモルのφN28F、、0゜5cc のN2パージしたアセトン、および9.4ミリモルのN2パージしたMMAを仕 込んだ。その後、0.05ミリモルのNa2N202を加え、この小びんをTe flon” D−トしたシリコン盤で密封した後、撹拌を開始した。24時間撹 拌した後、この小びんの内容物に5ccのCH2Cl2を加え、そしてこれを次 に00のメタノール20ccに注いだ。沈澱してきたポリマーを空気乾燥した後 、サンプルをGPCで分析することにより、Mw=32.400とMn、=16 .400が得うレタ。
実施例1から26は全て本買的に同じ方法で行ったが、但し表1の下方に示した 若干の差を持たせて行った。大部分の反応では、空気を除去する目的で、シリン ジ針を用いたNl散布を行った。これらの最終ポリマーに関し、メタノールを用 いてCI(、CI2からポリマーを沈澱させた実施例1および4を除き、真空( 0,1mmHg)で単に揮発物を除去することによって得られる生成物サンプル 全体に対して、GPC分析を行った。
30 10.5 4.590 11.40060 18.3 5480 15. 60090 23.6 7,320 19.000120 33.2 7,92 0 21.600150 31.6 ’8,180 22.300180 32 .2 9,040 24,600実施例30 Teflon’−1−ト撹拌棒が備わってし)る25CCのフィルターフラスコ :こ、0. 69 ミ’) モ/L/(7)02NφN2BF4.0.24ミ盲 ノモルのN a 2 N 202および57,8ミリモルのMMAを仕込んだ。
このフラスコをゴム隔壁とゴム製ドロ、、、1<−/<ルブ(dropper  bulb)で密封した後、入り口および出口用の針を用いてN、/々−ジした。
1=0で、N2/々−ジしたメタノールを2CC注入し、このフラスコを30° (こ加熱しな力(ら3時間撹拌した。次に、25°の真空(0,1mmHg)脱 溶媒を15分間行うことで揮発物を除去した。このポリマー生成物(PMMA) の重量(ま1.72gであった。撹拌棒が備わって(λる3QccのりIJンブ キャ・ツブ小びんの中に、上記PMMAの一部0.52gを入れ、Teflon ll:I−トシリコン盤で密封した後、N 、/(−ジした。次↓こ、5ccの N2]く一ジBAと2CCのN2パージアセトンを注入した後、この得られる溶 液を30°で3時間撹拌した。この得られるポ1ツマ−の一部6.64gの揮発 物を除去して、1.03gのポリマー(PMMA/PBA)力<i尋られた。こ れらのPMMAおよびPMMA/PBAのサンプル番二関してl)(NMR,G PCおよびDSC(示差走査熱量計)を用いた特徴づけを行った。
CH8 ■ (CB2=C−CO2喚 および3.6ピークにおける のビークに関する積分値の比較を行うことにより、この単離したPMMAに含ま れている未反応のMMAは〈7%であることが示された。
PMMA/PBA 4.Oppmにおける■ および3.6ppmにおける の積分値を比較することにより、PBA/PMMAの比は1.1であることが示 された。
卑 Mn 舅W PMMA 4,540 20.900 PIOIA/PBA 9.880 236.000DSCPMMA/PBAのサ ンプル0.76gを1QccのTHFに溶解し、濾過し、真空(0,1mmHg )で体積を約5ccにまで減少させた後、急速撹拌している30ccのメタノー ルの中に注ぎ込んだ。
この沈澱してきたポリマーを濾過で集め、15−20インチのH,0圧下で16 時間、65°で乾燥した。この最終ポリマー(PMMA/PBA)の重量は0. 63gであった。DSC分析は下記の2つの異なる領域に相転移を示しており、 1つは一37° (PBA)でありそして1つは+122° (PMMA)であ った。これらの2つの転移により、このポリマーは、−37°と+1226の中 間に単一の転移温度を示すことが予想されているランダムコポリマーでない、こ とが示されている。
実施例31 下記の量の試薬:0.47ミリモルのφN28F4.0.24ミリモルのNa、 N20□および52.9ミリモルのMMAを用いる以外は、300で同じ期間加 熱して、実施例30に記述した操作を繰り返した。PMMAの製造では、N2パ ージしたメタノールの一部2ccを用いた。PMMAのサンプル0.42gを3 0°に加熱した後、5ccのN2パージBAおよび2ccのN2パージアセトン と一緒に3時間撹拌することにより、最終のPMMA/PBAを製造した。’H NMRおよびGPCでこのPMMA/PBAポリマーの特徴づけを行った。この PMMA/PBAポリャ―中のMMA (3,9ppm)およびPMMA (3 ,6ppm)に関するプロトン積分値を比較することにより、MMA/PMMA の比率は約8/92であることが示された。この最終ポリマー中のPBA/PM MA比は約4/1であった。これらのポリマー類のGPC分析は下記を示してい た: Mn My PMMA 2,890 9.220 PM輩^/PB^ 3,900 16.300実施例32 30ccのガラス製ボトルに、0.40ミリモルのφN28F4.0゜40ミリ モルのNa2NtOzおよび20ミリモルのEHMAを仕込み、ソシてTefl on”コート撹拌棒を入れた。このボトルをTeflon”コードンリコン盤で 密封した後、N2源とオイルバブラーに連結している針を用いて、その内容物を N2パージした。1=0で、0.8ccのN2パージメタノールをシリンジで注 入した。t=2時間で、’HNMRおよびGPCによる分析を行うため、シリン ジを用いて約1ccの反応液を取り出した。t=2時間で、5ccのTHF中1 7.8ミリモルのMAAから成るN2パージした溶液を注入した後、この得られ る溶液を更に20時間撹拌した。
この得られる反応生成物を約5ccのTHFに溶解した後、これを5Qccのメ タノールに注ぎ込むことにより、この最終ポリマーの精製を行った。ミルク状の 懸濁液が生じ、0°に冷却してもそのままであるため、ドラフトチャンバ中に約 16時間放置することで溶媒を蒸発させた。
黄褐色固体σサンプル3.54gが得られた。この黄褐色固体を約5cCのTH Fに溶解した後、これを50ccのへブタンの中に注ぎ込んだ。
沈澱物を濾過で集め、空気乾燥した後、重量を測定した結果、2.12gであっ た。これらのPEHMAとPEHMA//PEHMA/PMAAポリマーを’H NMRおよびGPCで分析すると共に、PMAA含有量に関する酸滴定を行った 。EHMA、即ち4.0ppmのCH3 と、PEHMA、即ち3.8ppmの CH3 に関する’HNMR積分値を比較することにより、2時間後のサンプルにおける EHMA/PEHMA比は5/3であるか、或はEHMAからPEHMAへの変 換率は37%である、ことが示された。最終PEHMA//PEHMA/PMA AポリマーのIHNMRスペクトルによって、存在している残存E HM Aは 痕跡量のみであることが示された。
卑 !!l! 印 PMM^ 3.220 18.200 PMMA/PBA 28.700 56.200酸滴定を行うことてこの最終ポ リマー中のMAA量を測定した。この最終ポリマーの一部0.146gを、希釈 フェノールフタレイン指示溶液が1滴入っている一5’:c cのTHFとlc cのメタノールの中に溶解させた。この終点に達するには、全体で0.07cc の0.75N NaOH水溶液が必要であった。この最終ポリマーに関して計算 した当量重量は278 g1モルであった。この最終ポリマー中のPEHMA全 体/−PMAA比の計算値は0.97であった。
実施例33 TeflonRコート磁気撹拌棒が入っている3mLのガラス製小びん(A)に 、0.0465g (領 31ミリモル)のAg0CN、0.0414g(領  30ミリモル)のN−クロロスクシニミドおよび2mLのTHEを仕込んだ。プ ラスチック製のスクリューキャップを用い、この小びんをTeflonRコート ゴム隔壁で密封した後、22ゲージのステンレス製針を用いて、この蒸気空間に N2を約15分間通した。この小びんの内容物を30分間撹拌した後、この撹拌 を停止して、この小びんの底に固体を沈降させた。Tefl、on”コート磁気 撹拌棒が入っている2番目の3mL小びん(B)に、1.07m1、(10ミリ モル)のMMAを仕込んだ後、TeflonRコートゴム隔壁で密封し、そして 約15分間N2パージした。
1=0で、シリンジを用い、小びんAからの透明な液相0.67mLを小びんB の中に注入し、そしてこの内容物を、50°のオイルバス中で約16時間撹拌加 熱した。次に、小びんB中の液体を真空(0,05mm)脱溶媒して揮発物を除 去することにより、固体状のPMMAが得られた。Teflon”コート撹拌棒 が入っている3mLのガラス製小びん(C)に、0.0368gのPMMA ( 小びんB)、1mLのBAおよび1mLの酢酸エチルを仕込んだ。この小びんを Teflon’コートゴム隔壁で密封し、約15分間N2パージした後、90° で70分間撹拌加熱した。
により、PMMA/PBAが得られた。このPMMA/PBAのIHNMR分析 を行うことにより、PMMA/PBA=1/9.8のモル比でPMMA (CH 30,3,9ppm)およびP B A (Cs H7CH2−0−14,0p pm)が存在していることが示された。PMMA (小びんB)とPMMA/P BA (小びんC)のサンプルに関してGPC分析PMIIA 53.000  1.44,000PMMA/PB^ 193,000 1,050.000両方 のポリマーに関するGPC溶離曲線は、単一様式の挙動を示していた。PMMA  (小びんB)のサンプル0.0274gと、1mLのBAおよび1mLの酢酸 エチルとを一緒にした後、N2下456で20時間加熱した。この最終溶液のI HNMR分析を行うことにより、PBAは有意量で存在していないことが示され た。
本発明の好適な具体例を上に記述してきたが、ここに記述した精密な構成に本発 明を限定することを意図したものではないと理解すべきであり、そして更に、添 付請求の範囲で明記する如き本発明の範囲内に入る全ての変化に対して権利を保 有するものと理解すべきである。
□ 1 要約書 モノマー類と、ジアゾ化物、シアン酸塩または次亜硝酸塩およびN−クロロスク ンニミド、N−プロモスクシニミドまたはジアゾニウム塩とを接触させることに よる、選択したアクリル系およびマレイニドモノマー類の重合方法。製造したポ リマー類それら自身が更に重合を開始し得る。ブロックポリマー類を製造するこ とが可能である。
補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法第184条の8)平成5年2月4日

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.(a)アクリル系モノマーまたはN−フェニルマレイミド;(b)式Ar1 −N=N−O−M+を有するジアゾ化物、または式MOCNを有するシアン酸塩 、または式M2N2O2を有する次亜硝酸塩[ここで、Ar1はアリールまたは 置換アリールであり、そしてMは、金属またはテトラヒドロ−カルビルアンモニ ウムイオンである];および (c)N−クロロスクシニミド、N−ブロモスクシニミド、または式Ar2N2 +X−[式中、Ar2はアリールまたは置換アリールであり、そしてXはアニオ ンである]を有するジアゾニウム塩:を接触させることを含む、ビニルモノマー 類の重合方法。
  2. 2.上記(a)成分が式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、この開放原子価は、ヒドロカルビルオキシまたは置換ヒドロカルビルオ キシ基、或はヒドロキシ基に付いており、そしてR3は、4個以下の炭素原子を 含んでいるアルキル基または水素である]を有する化合物である請求の範囲1記 載の方法。
  3. 3.上記R3が水素またはメチルである請求の範囲2記載の方法。
  4. 4.上記(a)成分が、アクリル酸、メタアクリル酸、アクリル酸メチル、アク リル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタアクリル酸メチル、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、アクリル酸フェニル、メタアクリル酸 シクロヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルまたはメタアクリル酸2−ヒ ドロキシエチルである請求の範囲3記載の方法。
  5. 5.上記Mがアルカリ金属またはテトラアルキルアンモニウムである請求の範囲 1記載の方法。
  6. 6.上記Ar1が1個以上の電子求引置換基を含んでいる請求の範囲1記載の方 法。
  7. 7.上記Ar1がp−ニトロフェニルまたはp−シアノフェニルである請求の範 囲1記載の方法。
  8. 8.上記Mがアルカリ金属またはテトラアルキルアンモニウムである請求の範囲 7記載の方法。
  9. 9.上記Ar2がベンゼンから誘導される請求の範囲1記載の方法。
  10. 10.上記Ar2がフェニルまたはp−ニトロフェニルである請求の範囲9記載 の方法。
  11. 11.上記Ar2がフェニルまたはp−ニトロフェニルである請求の範囲8記載 の方法。
  12. 12.上記(b)成分が上記ジアゾ化物である請求の範囲1記載の方法。
  13. 13.上記(b)成分が上記シアン酸塩である請求の範囲1記載の方法。
  14. 14.上記(b)成分が上記次亜硝酸塩である請求の範囲1記載の方法。
  15. 15.上記(c)成分が上記ジアゾニウム塩である請求の範囲1記載の方法。
  16. 16.上記(c)成分がN−クロロスクシニミドまたはN−ブロモスクシニミド である請求の範囲1記載の方法。
  17. 17.上記Xが塩化物、ヘキサフルオロ燐酸塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩 、またはテトラフルオロホウ酸塩である請求の範囲1記載の方法。
  18. 18.上記Xが塩化物、ヘキサフルオロ燐酸塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩 、またはテトラフルオロホウ酸塩である請求の範囲15記載の方法。
  19. 19.該温度が約−20℃から約120℃である請求の範囲1記載の方法。
  20. 20.上記温度が約0℃から約60℃である請求の範囲19記載の方法。
  21. 21.上記温度が約10℃から約40℃である請求の範囲20記載の方法。
  22. 22.溶液中で行う請求の範囲1記載の方法。
  23. 23.懸濁液として行う請求の範囲1記載の方法。
  24. 24.上記懸濁液が水系懸濁液である請求の範囲23記載の方法。
  25. 25.乳化液として行う請求の範囲1記載の方法。
  26. 26.上記乳化液が水系乳化液である請求の範囲25記載の方法。
  27. 27.ブロックコポリマーを製造する請求の範囲1記載の方法。
  28. 28.更に一層の第二重合段階を含む請求の範囲1記載の方法。
  29. 29.上記第二重合を約80℃から約120℃で行う請求の範囲28記載の方法 。
  30. 30.更に一層の第二重合段階を含む請求の範囲3記載の方法。
  31. 31.該生成物がブロックコポリマーである請求の範囲28記載の方法。
  32. 32.該生成物がブロックコポリマーである請求の範囲30記載の方法。
  33. 33.請求の範囲1の方法の生成物。
  34. 34.請求の範囲3の方法の生成物。
  35. 35.請求の範囲11の方法の生成物。
  36. 36.請求の範囲28の方法の生成物。
  37. 37.請求の範囲30の方法の生成物。
  38. 38.上記第二重合を約90℃から約100℃で行う請求の範囲29記載の方法 。
  39. 39.上記Mがナトリウム、カリウムまたはテトラアルキルアンモニウムである 請求の範囲5記載の方法。
JP3514473A 1990-08-06 1991-08-01 選択したビニルモノマー類の重合 Expired - Fee Related JP3030084B2 (ja)

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