JPH0551606B2 - - Google Patents

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JPH0551606B2
JPH0551606B2 JP26325885A JP26325885A JPH0551606B2 JP H0551606 B2 JPH0551606 B2 JP H0551606B2 JP 26325885 A JP26325885 A JP 26325885A JP 26325885 A JP26325885 A JP 26325885A JP H0551606 B2 JPH0551606 B2 JP H0551606B2
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JP
Japan
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reaction
film
reacted
styrene
maleic anhydride
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JP26325885A
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JPS62124103A (ja
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Saburo Kamagami
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な架橋型、親水性、親アルコール
性ポリスチレンの製造方法に関するものである。
本発明において使用する原料化学物質は何れも
容易に入手できる市販品で、特にスチレン−無水
マレイン酸コポリマーは無水マレイン酸の含有量
および分子量が異なるものが多種類入手可能であ
る。ポリエチレンオキシドジアミンも分子量300、
500、700、1000、4000、6000のものが入手でき
る。
アルコールアミン類は古くから多種にわたり入
手できるものである。これらの原料を室温で反応
させることにより三次元に架橋した親水性、親ア
ルコール性ポリスチレンが得られる。反応は通常
有機溶媒を用い、溶液状で行うのであるが特に好
ましい有機溶媒としてクロロホルムがあげられ
る。クロロホルムは原料となるスチレンコポリマ
ー、ジアミン、アルコールアミン類を非常に良く
溶解し、成形の際も蒸発が早く、乾燥が早い。そ
の他にジクロルエタン、トリクロルエタン、テト
ラクロルエタン、四塩化炭素、テトラヒドロフラ
ン、メチルエチルケトンなどが有効である。
本反応の特徴はスチレン−無水マレイン酸コポ
リマーに対しポリエチレンオキシドジアミンを反
応する時通常瞬間的に反応し、5分くらいで架橋
し固化するのであるが、モノ,ジ,トリ−エタノ
ールアミン類をあらかじめ反応させておくことに
より次のポリエチレンオキシドジアミンを反応さ
せた場合には架橋するまでの時間が非常に長くな
るため、製膜成形が十分にできる点である。しか
もグラフト反応は非常に短時間で終了し、架橋反
応が遅れて起るため好都合である。成膜は反応系
を溶液状でそのままガラス板に流し、自然乾燥す
れば透明な膜が得られる。この膜を更に80℃1時
間程加熱して残留している有機溶媒を除き、未反
応物を完全に反応させる。冷却後水中に入れて膜
を剥離すると透明でかなり柔軟性のある膜が得ら
れる。
膜状で利用する場合はスチレン−無水マレイン
酸コポリマーの分子量は10万以上のものが望まし
い。ポリエチレンオキシドジアミンの分子量4000
〜6000のものは、グラフトすることにより高いグ
ラフト率のものが得られ、高吸水性、吸アルコー
ル性を示すが、膜は膨潤し強度は弱くなる。
モノ、ジ、トリアルコールアミンをスチレン−
無水マレイン酸コポリマーにグラフト反応した反
応物でも高い吸水性、吸アルコール性を示すが、
更にこのポリマーにエチレンオキシドジアミンを
グラフト反応した場合、吸水性、吸アルコール性
は更に急増する。一方分子量の小さいポリエチレ
ンオキシドジアミンをグラフトした膜は、グラフ
ト率が小さく、吸水性、吸アルコール性は小さい
がスチレン−無水マレイン酸コポリマーに対して
可塑剤としての作用をするため柔軟性、弾性のあ
る膜が得られた。X線分析の結果では高分子量の
(分子量4000〜6000)ポリエチレンオキシドジア
ミンを反応した膜にポリエチレンオキシドジアミ
ンと同じ20.6、22.0(2θ)にピークがみられ、同
様にして膜の熱分析結果でも65℃付近に吸熱ピー
クがみられ、これはポリエチレンオキシドジアミ
ンの吸熱ピークと同じ温度であつた。
以上の結果より膜中でポリエチレンオキシドジ
アミンは塑水性のポリスチレンとミクロ的に相分
離をしているとみられる。
本反応の特徴はすべての反応を室温で行うとこ
ろにあり、又最終的にはポリマーは三次元化した
不溶不融の膜となる。
本発明におけるグラフトポリマーは純水、純ア
ルコールよりはむしろ水アルコールの混合物をよ
り多く吸収し、特にアルコール80%、水20%の混
合物を最も多く吸収する。又吸収率はポリエチレ
ンオキシドジアミンのグラフト率に比例してい
る。グラフト率については、反応の過程を赤外吸
収スペクトルで追跡し、酸無水物の吸収1760cm-1
の減少率から検量線により計算することができ
る。グラフト反応はほゞ定量的に室温において進
行することが判つた。
次に実施例をもつて本発明を更に詳細に説明す
る。
実施例 1 反応に用いる有機溶媒としてクロロホルムを用
い、この20mlにスチレン−無水マレイン酸コポリ
マー(分子量122000、無水マレイン酸含有モル比
11.7%)1gを100ml三角フラスコにとり溶解し
た。別にエタノールアミン0.0415gをクロロホル
ム5mlに溶解しこれをスチレン−無水マレイン酸
コポリマーに加え室温でマグネチツクスターラー
で撹拌しながら反応させた。2時間後、この反応
溶液にポリエチレンオキシドジアミン(分子量
525)0.238gを8mlのクロロホルムに溶解して加
え、室温で反応させた。添加時の粘度は15cpsで
あつたが粘度は次第に上昇し、30分後に25cpsと
なつた。この反応は逐次赤外吸収スペクトルによ
り酸無水物のピークである1760cm-1を用いて、そ
の減少率を追跡し検量線より反応率を計算した。
これによると反応は30分で完了した。
このポリマーの1H−NMRスペクトル分析では
3.6ppmにエチレンオキシドのピークが見られ、
その面積積分値よりエチレンオキシド成分のグラ
フト率は23.8wt%、エタノールアミンのグラフト
率は4.2wt%であつた。13C−NMRでもエチレン
オキシドの吸収が70.73ppmにみられた。この反
応溶液は15時間後の翌日まで三次元化せず粘度は
40cpsに達した。これをガラス板上に流し、自然
乾燥して0.1mm程度に薄いフイルムとした。この
フイルムを80℃1時間加熱して有機溶媒を完全に
除き、また未反応物を完全に反応させた後冷却し
て水中に入れフイルムを剥離、乾燥した。フイル
ムは無色透明で柔軟性があり強いものであつた。
乾燥フイルムは完全に架橋しており有機溶媒に不
溶であつた。フイルムをJISK6301の方法で引張
り試験を行なつた結果では、元の原料のスチレン
−無水マレイン酸コポリマーの強さが12.7メガパ
スカルであるのに対し、17.6メガパスカルと向上
した。このフイルムは水を28wt%、エタノール
を60wt%、水−エタノール混合系のエタノール
80%の所で一番多い110wt%の吸収率を示した。
実施例 2 ジクロルエタン20mlにスチレン−無水マレイン
酸コポリマー(分子量109.800、無水マレイン酸
モル比13.6モル%)1gを100mlの三角フラスコ
にとり溶解させた。別にエタノールアミン0.0483
gをジクロルエタン5mlに溶解して先に用意した
コポリマー溶液に加え、室温でマグネチツクスタ
ーラーで撹拌しながら2時間反応した。次にポリ
エチレンオキシドジアミン(分子量6000)3.16g
をジクロルエタン10mlに溶かしたものを先の反応
溶液に添加、室温で反応させた。反応系から一部
をとり出し赤外吸収スペクトルで反応率を追跡し
た。反応は約45分で完結しこの時点の粘度は
50cpsに達した。反応系の粘度は50cpsに達すると
間もなく三次元化し固化するのでこの反応系をガ
ラス板上に流して放置し、自然乾燥してフイルム
状にした。更に100℃で30分加熱して有機溶媒を
完全に除き、冷却後水中において剥離して膜を得
た。ポリエチレンオキシドのグラフト率は310%
に達した。
フイルムのX線回折により20.6および22.0(2θ)
のピークがみられ、ポリエチレンオキシドジアミ
ン(分子量6000)のピーク19.2および20.0とほゞ
一致した。又同フイルムの熱分析によつても65〜
66℃に吸熱ピークがみられ、ポリエチレンオキシ
ドジアミン(分子量6000)にみられる吸熱ピーク
67℃とほゞ一致した。この事はグラフトフイルム
中にポリエチレンオキシドが、塑水性のスチレン
部分とミクロ的に分離した形で存在するミクロ相
分離構造をなしているたると思われる。このグラ
フトフイルムは乾燥状態で固く脆いものであつた
が水、エタノールなどを吸収すると膨潤して軟ら
かくなつた。このフイルムは水を120wt%、エタ
ノールを160wt%吸収した。水−エタノール混合
系ではエタノール80%、水20%の所でピークを形
成し、700wt%吸収した。またクロロホルム2200
%、テトラヒドロフラン1200%、ベンゼン620%、
アセトン370%(重量)吸収した。
しかし引張強度はグラフト前のフイルムより幾
分低下した。赤外吸収スペクトル、1H−13C−
NMRスペクトルでの分析結果は実施例1とほゞ
同じであつた。
実施例 3 クロロホルム20mlにスチレン−無水マレイン酸
コポリマー(分子量122000、無水マレイン酸の含
有モル数11.7%)1gを溶解した。この溶液に、
ジエタノールアミン0.0654gをクロロホルム5ml
に溶解して加え、室温で2時間マグネチツクスタ
ーラーで撹拌反応した。ジエタノールアミンの量
はスチレン−無水マレイン酸コポリマー中のマレ
イン酸組成の55モル%を反応させる量である。
この反応溶液に対し、0.5gのポリエチレンオ
キシドジアミン(分子量1100)を7mlのクロロホ
ルムに溶解して加え室温で撹拌しながら反応させ
た。この反応は非常に早くて粘度測定による追跡
では15分で50cpsに達したので、反応系をガラス
板上に流して製膜し、一部はそのまゝ反応した。
粘度は25分で60cpsに達し固化した。反応速度の
早い理由はジエタノールアミンの添加量が低いた
め、残留する酸無水物の量が多く、したがつて反
応点が多いためと思われる。
このフイルムはグラフト率50%、引張り強さ22
メガパスカル、吸水率は40wt%、エタノールに
対し80wt%、エタノール80−水20%の混合物に
対し170wt%であつた。その他の物理化学的分析
データはほゞ実施例1と同様であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スチレン−無水マレイン酸コポリマー中の酸
    無水物組成の一部をモノまたはジまたはトリアル
    コールアミンと有機溶媒中反応し、得られた反応
    物と更にポリエチレンオキシドジアミンを室温で
    反応することにより得られる架橋型、親水性、親
    アルコール性ポリスチレンの製造方法。 2 スチレン−無水マレイン酸コポリマー組成中
    の酸無水物残量が5.5モル%以下になるように5.5
    モル%以上の部分をモノまたはジまたはトリアル
    コールアミンと有機溶媒中反応する特許請求の範
    囲第1項記載の架橋型、親水性、親アルコール性
    ポリスチレンの製造方法。 3 モノまたはジまたはトリアルコールアミンは NH2(CH2oOH、NH{(CH2oOH}2、N
    {(CH2oOH}3……(1) (式中nは2−5の整数を示す。) (1)式に示されるアルコールアミンである特許請
    求の範囲第1項の架橋型、親水性、親アルコール
    性ポリスチレンの製造方法。
JP26325885A 1985-11-22 1985-11-22 架橋型、親水性、親アルコール性ポリスチレンの製造方法 Granted JPS62124103A (ja)

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