JPH0625234B2 - 新しい珪素を含む共重合体及びその製造法 - Google Patents

新しい珪素を含む共重合体及びその製造法

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JPH0625234B2
JPH0625234B2 JP61101924A JP10192486A JPH0625234B2 JP H0625234 B2 JPH0625234 B2 JP H0625234B2 JP 61101924 A JP61101924 A JP 61101924A JP 10192486 A JP10192486 A JP 10192486A JP H0625234 B2 JPH0625234 B2 JP H0625234B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、新規な共重合体およびその製造法に関するも
のであり、さらに詳しくは、側鎖に有機珪素を有するス
チレン誘導体の共重合体およびその製造法に関するもの
である。
(従来の技術) 従来からスチレン誘導体は数多く開発合成されてきてお
り、その重合性を利用し、機能性高分子の合成等に広く
利用されている。
珪素原子を有するスチレン誘導体としては、パラ−トリ
メチルシリルスチレン、パラ−トリメチルシリルメチル
スチレン、ジメチルフエニルシリルスチレン、パラエト
キシトリメチルシリルスチレン等〔2−(4−エテニル
フエニル)エトキシ〕トリメチルシランが知られてい
る。これらの化合物の重合体は多数知られているが、下
記構造式(I)で表されるスチレンのベンゼン環に炭素が
3つ続いて結合し、その後にオキシラン基が結合した形
のスチレン誘導体の共重合体は、これまで知られていな
い。
(式中、R,R,R,R,Rは水素または炭
素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基
を表わす。) このような背景をふまえて検討を重ねた結果、本発明者
らは、構造式(I)で示される新規なスチレン誘導体の共
重合体を合成するに到つた。
(発明の構成) 本発明に係る共重合体は、構造式(I)と構造式(II)で示
される重合単位からなる分子量5,000〜200,0
00の線状共重合体である。
〔式中、R,R,R,R,Rは水素または炭
素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基
を表わし、Y,Zは水素、炭化水素基(炭素数1〜1
0)、ハロゲン化炭化水素基(炭素数1〜10)、ハロ
ゲン、シアノ基、水酸基、COOR(Rは水素また
は炭素数1〜10の炭化水素基)、COR(Rは炭
素数1〜10の炭化水素基)、OCOR(Rは炭素
数1〜10の炭化水素基)またはCONHR(R
水素または炭素数1〜10の炭化水素基)を表わす。〕 −CH−CH−C(R)−O−Si(R
)はビニル基に対して、オルト、メタ、パラいず
れの位置であつてもよいが、パラがより好ましい。
,R,R,R,Rは、水素または炭素数1
〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基を表わ
すが、シリル基の反応性から、メチル基、エチル基、フ
エニル基のいずれかであることが好ましい。
構造式(II)において、Yとしては水素またはメチル基
が、Zとしては、フエニル基、シアノ基、クロロメチル
フエニル基、ハロゲンまたはCOOR,COR,O
COR,CONHR(R,R,R,Rは水
素または炭素数1〜10の炭化水素基)等の電子吸引基
が好ましい。勿論、複数種の重合単位(II)を含む共重合
体も本発明に含まれる。
重合単位(I)と(II)のモル分率に制限はないが、一般に
は、それぞれ10〜98モル%である。さらに、好まし
くは構造式(I)で示される部分が20〜80モル%であ
る。また、共重合体の性質をほとんど変化させない範囲
で、重合単位(1)および(II)以外の少量の第3成分が共
重合体に含まれることはさしつかえない。
本発明における共重合体の分子量は5,000〜20
0,000であるが、より好ましくは10,000〜2
00,000である。
本発明の共重合体は、構造式(III)で示される単量体と
構造式(IV)で示される単量体を共重合することにより得
ることができる。
〔式中、R,R,R,R,Rは水素または炭
素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基
を表わし、Y,Zは水素、炭化水素基(炭素数1〜1
0)、ハロゲン化炭化水素基(炭素数1〜10)、ハロ
ゲン、シアノ基、水酸基、COOR(Rは水素また
は炭素数1〜10の炭化水素基)、COR(Rは炭
素数1〜10の炭化水素基)、OCOR(Rは炭素
数1〜10の炭化水素基)またはCONHR(R
水素または炭素数1〜10の炭化水素基)を表す。〕 構造式(III)で示される単量体は、ビニルトルエンを特
定の有機リチウム化合物で予めメチル基をリチオ化した
後、オキシラン化合物およびクロロシラン化合物を系内
に添加する方法で製造される。
構造式(IV)で示される単量体の例としては、スチレン、
メチルスチレン、ジフエニルエチレン、エチルスチレ
ン、ジメチルスチレン、ビニルナフタリン、ビニルフエ
ナントレン、ビニルメシチレン、3,4,6−トリメチ
ルスチレン等の炭化水素化合物;クロルスチレン、メト
キシスチレン、ブロムスチレン、シアノスチレン、フル
オロスチレン、ジクロスチレン、クロルメチルスチレ
ン、トリフルオルスチレン、トフルオルメチルスチレン
等のスチレン誘導体;アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、α−アセトキシアクリロニトリル等のアクリロ
ニトリル誘導体;アクリル酸、メタクリル酸;アクリル
酸メチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸クロルメチ
ル、アセトキシアクリル酸エチル等のアクリル酸エステ
ル;メタクリル酸シロヘキシル等のメタクリル酸エステ
ル;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル;メチルビ
ニルケトン、エチルイソプロペニルケトン等のビニルケ
トン;塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、シアン化ビニ
リデン等のビニリデン化合物;アクリルアミド、メタク
リルアミド、N−フエニルアクリルアミド等のアクリル
アミド誘導体;酢酸ビニル、酪酸ビニル、カプリン酸ビ
ニル等の脂肪酸ビニル誘導体などである。
この中でも、YおよびZが水素、シアノ基、クロル基、
メチル基、フエニル基、クロロメチルフエニル基、CO
OH,COOMe,COOC11,COMe,OCO
MeまたはCONHであるものがより好ましい。
本発明の共重合体を、構造式(III)および(IV)示される
単量体を用いて製造する場合の重合方法は特に制限はな
く、加熱による重合でも充分可能であるが、重合開始剤
を利用することが好ましい場合が多い。重合開始剤とし
て用いられるのは、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイ
ル等の過酸化アシル類、アゾビスイソブチロニトリル、
2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルマレロニトリ
ル)等のアゾニトリル類、過酸化ジターシヤリーブチ
ル、過酸化ジクミル、メチルエチルケトンパーオキシド
等の過酸化物、クメンヒドロペルオキシド、タ−シヤリ
ーヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド類であ
る。
本発明における重合体は、不活性液体の存在下で重合を
行つて製造することも可能である。不活性液体としては
ノルマルーペンタン、ノルマルーヘキサン、ノルマルー
ヘプタン、ノルマルーオクタンを始めとする脂肪族炭化
水素類、メタノール、エタノール、イソプロビルアルコ
ールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケト
ン、ジエチルケトンなどのケトン類、ジエチルエーテ
ル、メチルエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキ
サン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ギ酸エチ
ル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミドを始めとするアミ
ド類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロルエタン等
の脂肪族ハロゲン化物、クロルベンゼンを始めとする芳
香族ハロゲン化物、また、ジメチルスルホキド等の極性
液体も用いることができる。なお、これらの液体は、単
独ないしは二つ以上の液体の混合物として用いることも
できる。
本発明において反応を行う温度については特に制限はな
いが、20〜150℃が好ましく、50〜100℃がよ
り好ましい。反応時間に制限はないが、10分ないし5
00時間が好ましく、さらに1時間ないし100時間が
好ましい。
反応条件、目的物によつて反応速度が異なるため、おの
ずと分子量も異なる。分子量の大きい線状高分子を得る
ためには、反応温度70〜100℃、反応時間20〜6
0時間がより好ましい。ガスクロマトグラフイーや液体
クロマトグラフイー等で原料や生成物の定量を行い、適
当な分子量の生成物が得られた時点で反応の終了時間を
決定することが推奨される。
(発明の効果) 本発明の共重合体は、その珪素原子による難燃効果から
難燃剤への利用が考えられるとともに、側鎖の珪素原子
を利用して機能性高分子となり、酸素透過性膜への利用
やフオトレジスト、電子線レジスト用ポリマーの一成分
として有用である。また、このポリマー混入することに
より、珪素化合物であるシリコーンオイル、グラスフア
イバー等との密着性が非常に良くなり、珪素化合物を使
つた複合材料の改質剤としても有用である。
(実施例) 以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明を制限
するものではない。
実施例1 30mlのアンブル管に7.0gの〔3−(4−エテニル
フエニル)−tert−ペントキシ〕トリメチルシランと
3.0gのスチレンおよび0.1gのアゾビスイソブチ
ロニトリルを混合注入し、アンプル管内を窒素パージし
た後、封管した。これを80℃の水浴中に24時間浸漬
した後、封管を割つて固化した内容物を取り出した。メ
タノールで洗浄後、真空乾燥して重量を測定したとこ
ろ、9.8g(収率98%)であつた。このものの元素
分析値および赤外吸収スペクトルにおける主なピークは
次のとおりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:78.97(78.91) H:9.28(9.33) O:4.35(4.27) Si:7.40(7.49) 赤外線吸収スペクトル(cm-1) 3080、2960、1900、1630、1610、
1520、1410、1380、1370、1270、
1180、1150、1140、1110、1040、
880、840、760、680 赤外線吸収スペクトルにおいて、炭素−炭素の二重結合
に起因するピークが全く消失したこと、元素分析値およ
び収量から、得られた固体は〔3−(4−エテニルフエ
ニル)−tert−ペントキシ〕トリメチルシランとスチレ
ンの共重合体であると結論された。
このものをゲルパーミエイシヨンクマトグラフイーによ
り、ポリスチレンを検量線として用いることによつて分
子量を測定したところ、分子量は110,000であつ
た。
実施例2 実施例1で合成したポリマー1gをテトラヒドロフラン
20mlに溶解させた後、洗浄したガラス表面に、この溶
液を塗りポリマーフイルムを作つた。溶媒のテトラヒド
ロフランを20℃で24時間乾燥して除去した後、水に
ガラスを浸漬してポリマーフイルムを剥離した後、フイ
ルムを48時間真空乾燥した。
このフイルムの一方の側から空気を加え、反対側へ通過
してくるガスクロマトグラフィー法により測定したとこ
ろ、酸素の選択透過性(通過後の酸素分率/初期酸素分
率)は2.7であつた。
実施例3 〔3−(4−エテニルフエニル)−tert−ペントキシ〕
トリメチルシランの代わりに〔3−(4−エテニルフエ
ニル)−sec−ブトキシ〕トリメチルシランを用いた以
外は、実施例1とまつたく同様に反応、操作を行つた。
得られた固体の収量は9.7g(97%)であり、その
元素分析値および赤外吸収スペクトルにおける主なピー
クは次のとおりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:78.48(78.42) H:9.12(9.16) O:4.50(4.51) Si:7.90(7.91) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3060、3000、2950、1900、1620、
1510、1440、1400、1370、1260、
1180、1130、1070、1020、830、7
50、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は100,000であつた。
実施例4 30mlのアンプル管に7.44gの〔3−(4−エテニ
ルフエニル)−tert−ペントキシ〕トリメチルシランと
2.72gの塩化ビニルおよび0.11gのアゾビスイ
ソブチロニトリルを混合注入し、アンブル管内を窒素パ
ージした後、封管した。これを70℃の水浴中に24時
間浸漬した後、封管を割つて固化した内容物を取り出し
た。メタノールで洗浄後、真空乾燥して重量を測定した
ところ、収率97%であつた。このものの元素分析値お
よび赤外吸収スペクトルにおける主なピークは次のとお
りである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:63.91(63.90) H:8.58(8.62) O:4.41(4.46) Si:7.88(7.83) Cl:15.22(15.19) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3080、2960、1900、1630、1610、
1520、1410、1380、1370、1270、
1180、1150、1140、1110、1050、
880、840、760、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は70,000であつた。
実施例5 実施例4で合成したポリマー1gをテトラヒドロフラン
20mlに溶解させた後、洗浄したガラス表面に、この溶
液を塗りポリマーフイルムを作つた。溶媒のテトラヒド
ロフランを20℃で24時間乾燥して除去した後、水に
ガラスを浸漬してポリマーフイルムを剥離した後、フイ
ルムを48時間真空乾燥した。
このフイルムの一方の側から空気を加え、反対側へ通過
してくるガスクロマトグラフイー法により測定したとこ
ろ、酸素の選択透過性(通過後の酸素分率/初期酸素分
率)は2.8であつた。
実施例6 50mlのアンプル管に5.0gのトルエン7.45gの
〔3−(4−エテニルフエニル)−tert−ペントキシ〕
トリメチルシランと2.67gのメタクリル酸および
0.11gのアゾビスイソブチロニトリルを混合注入
し、アンプル管内を窒素パージした後、封管した。これ
を90℃の水浴中に24時間浸漬した後、封管を割つて
固化した内容物を取り出した。メタノールで洗浄後、真
空乾燥して重量を測定したところ、収率97%であつ
た。このものの元素分析値および赤外吸収スペクトルに
おける主なピークは次のとおりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:68.62(68.61) H:9.25(9.22) O:14.33(14.29) Si:7.80(7.87) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3080、2960、1900、1710、1630、
1610、1520、1410、1380、1370、
1270、1180、1150、1140、1050、
880、840、760、680、 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は80,000であつた。
実施例7 実施例6で合成したポリマー1gをテトラヒドロフラン
20mlに溶解させた後、洗浄したガラス表面に、この溶
液を塗りポリマーフイルムを作つた。溶媒のテトラヒド
ロフランを20℃で24時間乾燥して除去した後、水に
ガラスを浸漬してポリマーフイルムを剥離した後、フイ
ルムを48時間真空乾燥した。
このフイルムの一方の側から空気を加え、反対側へ通過
してくるガスクロマトグラフイー法により測定したとこ
ろ、酸素の選択透過性(通過後の酸素分率/初期酸素分
率)は2.6であつた。
実施例8 50mlのアンプル管に3gのトルエン7.45gの〔3
−(4−エテニルフエニル)−tert−ペントキシ〕トリ
メチルシランと2.60gのメタクリル酸メチルおよび
0.11gのアゾビスイソブチロニトリルを混合注入
し、アンプル管内を窒素パージした後、封管した。これ
を90℃の水浴中に24時間浸漬した後、封管を割つて
内容物を取り出した。メタノールで洗浄後、真空乾燥し
て重量を測定したところ、収率98%であつた。このも
のの元素分析値および赤外吸収スペクトルにおける主な
ピークは次のとおりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:69.73(69.72) H:9.45(9.60) O:12.90(12.86) Si:7.92(7.92) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3080、2960、1900、1730、1630、
1610、1510、1410、1380、1370、
1270、1180、1150、1140、1110、
1050、880、840、760、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は80,000であつた。
実施例9 45mlのアンプル管に7.44gの〔3−(4−エテニ
ルフエニル)−tert−ペントキシ〕トリメチルシランと
2.61gのアクリルニトリルおよび0.1gのアゾビ
スイソブチロニトリルを混合注入し、アンプル管内を窒
素パージした後、封管した。これを70℃の水浴中に2
4時間浸漬した後、封管を割つて固化した内容物を取り
出した。メタノールで洗浄後、真空乾燥して重量を測定
したところ、収率96%であつた。このものの元素分析
値および赤外吸収スペクトルにおける主なピークは次の
とおりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:71.88(71.82) H:8.80(8.89) O:4.44(4.51) Si:7.98(7.92) N:6.90(6.86) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3080、2960、2230、1900、1630、
1610、1520、1410、1380、1370、
1270、1180、1150、1140、1110、
1050、880、840、760、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は40,000であつた。
実施例10 50mlのアンプル管に7.50gの〔3−(4−エテニ
ルフエニル)−sec−ブトキシ〕トリメチルシランと
2.45gのメチルビニルケトンおよび0.12gのア
ゾビスイソブチロニトリルを混合注入し、アンプル管内
を窒素パージした後、封管した。これを60℃の水浴中
に48時間浸漬した後、封管を割つて固化した内容物を
取り出した。メタノールで洗浄後、真空乾燥して重量を
測定したところ、収率95%であつた。このものの元素
分析値および赤外吸収スペクトルにおける主なピークは
次のとおりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:71.39(71.52) H:9.47(9.48) O:10.51(10.47) Si:8.68(8.52) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3060、3000、2950、1900、1720、
1620、1510、1440、1400、1370、
1260、1180、1130、1070、830、7
50、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は40,000であつた。
実施例11 70mlのアンプル管にオクタン5.0gと14.9gの
〔3−(4−エテニルフエニル)−sec−ブトキシ〕ト
リメチルシランと5.26gのクロロメチルスチレン
(m/p=6/4)および0.2gのアゾビスイソブチ
ロニトリルを混合注入し、アンプル管内を窒素パージし
た後、封管した。これを90℃の水浴中に24時間浸漬
した後、封管を割つて固化した内容物を取り出した。メ
タノールで洗浄後、真空乾燥して重量を測定したとこ
ろ、収率97%であつた。このものの元素分析値および
赤外吸収スペクトルにおける主なピークは次のとおりで
ある。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:72.26(72.06) H:8.81(8.76) O:4.70(4.76) Si:8.27(8.35) Cl:5.96(6.06) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3300、3060、3000、2950、1900、
1620、1510、1440、1400、1370、
1260、1180、1130、1070、830、7
50、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は60,000であつた。
実施例12 30mlのアンプル管に7.51gの〔3−(4−エテニ
ルフエニル)−tert−ベントキシ〕トリメチルシランと
2.50gのスチレンおよび0.1gのアゾビスイソブ
チロニトリルを混合注入し、アンプル管内を窒素パージ
した後、封管した。これを90℃の水浴中に30時間浸
漬した後、封管を割つて固化した内容物を取り出した。
メタノールで洗浄後、真空乾燥して重量を測定したとこ
ろ、収率98%であつた。このものの元素分析値および
赤外吸収スペクトルにおける主なピークは次のとおりで
ある。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:79.46(79.24) H:9.73(9.90) O:3.81(3.94) Si:7.00(6.92) 赤外吸収スペクトル(cm-1) 3070、2980、1900、1630、1510、
1410、1370、1180、1150、1050、
870、840、750、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は100,000であつた。
実施例13 50mlのアンプル管に7.56gの〔3−(4−エテニ
ルフエニル)−sec−ブトキシ〕トリエチルシランと
7.56gのメタクリル酸および0.12gのアゾビス
イソブチロニトリルを混合注入し、アンプル管内を窒素
パージした後、封管した。これを70℃の水浴中に24
時間浸漬した後、封管を割つて固化した内容物を取り出
した。メタノールで洗浄後、真空乾燥して重量を測定し
たところ、収率96%であつた。このものの元素分析値
および赤外吸収スペクトルにおける主なピークは次のと
おりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:70.67(70.87) H:9.93(9.85) O:12.10(11.98) Si:7.30(7.30) 赤外線吸収スペクトル(cm-1) 3060、2990、2950、1900、1730、
1620、1510、1430、1400、1370、
1250、1180、1130、1070、830、7
50、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は60,000であつた。
実施例14 100mlのアンプル管に50mlメチルエチルケトンと
7.46gの〔3−(4−エテニルフエニル)−tert−
ベントキシ〕トリメチルシランと2.68gの塩化ビニ
ルおよび0.11gのアゾビスイソブチロニトリルを混
合注入し、アンプル管内を窒素パージした後、封管し
た。これを70℃の水浴中に30時間浸漬した後、封管
を割つて固化した内容物を取り出した。メタノールで洗
浄後、真空乾燥して重量を測定したところ、収率98%
であつた。このものの元素分析値および赤外吸収スペク
トルにおける主なピークは次のとおりである。
元素分析値(括弧内は理論値を表わす) C:64.01(64.01) H:8.71(8.71) O:4.50(4.50) Si:7.90(7.90) Cl:14.88(14.88) 赤外線吸収スペクトル(cm-1) 3080、2960、1900、1630、1610、
1520、1410、1380、1370、1270、
1180、1150、1140、1110、1050、
880、840、860、680 また、分子量を実施例1と同様に測定したところ、分子
量は15,000であつた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 220/14 MME 7242−4J 220/46 MMY 7242−4J

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造式(I)および(II)で示される重合
    単位からなる分子量が5,000〜200,000であ
    る線状共重合体。 〔式中、R,R,R,R,Rは水素または炭
    素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基
    を表わし、Y,Zは水素、炭化水素基(炭素数1〜1
    0)、ハロゲン化炭化水素基(炭素数1〜10)、ハロ
    ゲン、シアノ基、水酸基、COOR(Rは水素また
    は炭素数1〜10の炭化水素基)、COR(Rは炭
    素数1〜10の炭化水素基)、OCOR(Rは炭素
    数1〜10の炭化水素基)またはCONHR(R
    水素または炭素数1〜10の炭化水素基)を表わす。〕
  2. 【請求項2】R,R,R,R,Rがメチル
    基、エチル基、フエニル基のいずれかである特許請求の
    範囲第1項記載の化合物。
  3. 【請求項3】下記構造式(III) (式中、R,R,R,R,Rは水素または炭
    素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基
    を表わす。) で示される単量体と、下記構造式(IV) 〔式中、Y,Zは水素、炭化水素基(炭素数1〜1
    0)、ハロゲン化炭化水素基(炭素数1〜10)、ハロ
    ゲン、シアノ基、水酸基、COOR(Rは水素また
    は炭素数1〜10の炭化水素基)、COR(Rは炭
    素数1〜10の炭化水素基)、OCOR(Rは炭素
    数1〜10の炭化水素基)またはCONHR(R
    水素または炭素数1〜10の炭化水素基)を表わす。〕 で示される単量体を共重合させることを特徴とする下記
    構造式(I)および(II)で示される重合単位から成る分子
    量が5,000〜200,000である線状共重合体の
    製造法。 (式中、R,R,R,R,R,Y,Zは前記
    と同じ)
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