JPH0649148A - ポリシラン−オレフィン系ポリマー共重合体の製造方法 - Google Patents

ポリシラン−オレフィン系ポリマー共重合体の製造方法

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JPH0649148A
JPH0649148A JP22516592A JP22516592A JPH0649148A JP H0649148 A JPH0649148 A JP H0649148A JP 22516592 A JP22516592 A JP 22516592A JP 22516592 A JP22516592 A JP 22516592A JP H0649148 A JPH0649148 A JP H0649148A
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JP
Japan
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polysilane
group
copolymer
olefin
ultraviolet rays
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JP22516592A
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Eiichi Tabei
栄一 田部井
Shigeru Mori
滋 森
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 高分子量ポリシランとオレフィン系モノマー
とを含有する溶液に紫外線を照射することを特徴とする
下記一般式(1)で示され、特にR5、R6、R7、R8
少なくとも1以上がカルバゾイル基、ピリジル基、ナフ
タリル基、または多環式芳香族基である繰り返し単位を
有するポリシラン−オレフィン系ポリマー共重合体の製
造方法を提供する。 【化1】 (但し、式中R1、R2、R3及びR4はそれぞれ同一又は
異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜12のアルキル
基又は炭素数6〜12のアリール基、R5、R6及びR7
はそれぞれ同一又は異種の1価の有機基又は水素原子、
8は1価の有機基又はハロゲン原子、n、m、j及び
kは1≦n≦10、1≦m≦10、10≦n+m、1≦
j、2≦kの関係を満たす数である。) 【効果】 従来のポリシランの性質が改善された共重合
体を工業的有利に得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリシランとオレフィ
ン系ポリマーとの共重合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ポリシランは、マイクロエレクトロニクスの分野に
おけるレジスト剤、オプトエレクトロニクスにおける光
電導体等の用途に有用性が認められ、実用化に向けて検
討されている。
【0003】かかるポリシランの一般的な工業的製法
は、ジハロゲノシラン類のアルカリ金属を用いたカップ
リング反応である[Xing−Hua ZHANG,
R.Westら;ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエ
ンス:ポリマー・ケミストリー・エディション,Vo
l.22,159−170(1984)、R.West
ら;ジャーナル・オブ・オルガノメタリック・ケミスト
リー,Vol.300,327(1986)、R.D.
Millerら;ジャーナル・オブ・ポリマー・レター
・エディション,Vol.21,819(1983)]
が、これらの文献には共重合ポリシランについては特に
記載されていない。
【0004】一方、共重合ポリシランの合成に関して
は、ジシランユニットを含むモノマーからのリビング重
合が研究されており、ポリメチルメタアクリレートとの
AB型ブロック共重合体が報告されている(特開平2−
233732号公報)しかしながら、上記公報記載の方
法は、特殊なシリレンを使用するため、けい素原子上の
置換基に制限がある点や、モノマーの入手が困難な点な
ど、工業化においていくつかの問題点を有している。
【0005】従って、ポリシランとその他の広い種類の
ポリマーとの共重合体を工業的有利に製造し得る方法は
知られていないが、ポリシランの用途拡大を図る上で、
ポリシランの共重合体を工業的に製造する方法の開発が
要望されている。
【0006】本発明は、上記要望に鑑みなされたもの
で、幅広い性質を付与し得るポリシランの共重合体を工
業的有利に製造する方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、高分子量
ポリシランとオレフィン系モノマーとを含有する溶液に
紫外線を照射することにより、容易に下記一般式(1)
で示される繰り返し単位を有するポリシラン−オレフィ
ン系ポリマー共重合体が得られることを知見した。
【0008】
【化2】 (但し、式中R1、R2、R3及びR4はそれぞれ同一又は
異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜12のアルキル
基又は炭素数6〜12のアリール基、R5、R6及びR7
はそれぞれ同一又は異種の1価の有機基又は水素原子、
8は1価の有機基又はハロゲン原子、n、m、j及び
kは1≦n≦10、1≦m≦10、10≦n+m、1≦
j、2≦kの関係を満たす数である。)
【0009】即ち、ポリシラン類は紫外線により分解
し、ビニル系モノマーの重合を進行させることは報告さ
れている(Andrew R Wolff,R.Wes
t;アプライド・オルガノメタリック・ケミストリーV
ol.1(1987)7−14)が、この報告はポリシ
ランを重合開始剤として使用しているにとどまる。しか
し、本発明者は積極的にポリシランとその他のポリマー
との共重合体を合成することを試みた結果、高分子量ポ
リシラン類のオレフィン系モノマー溶液に紫外線を照射
することにより、長鎖ポリシラン末端にラジカル種を発
生させ、ラジカル重合によりポリシランとオレフィン系
ポリマーとの共重合体を容易に合成し得ること、けい素
原子上の置換基に制限がなく、また、種々の型のブロッ
ク重合体を得ることができるため、得られる共重合体に
幅広い性質を付与し得ることを見い出し、本発明をなす
に至ったものである。
【0010】従って、本発明は、高分子量ポリシランと
オレフィン系モノマーとを含有する溶液に紫外線を照射
することを特徴とする上記一般式(1)で示される繰り
返し単位を有するポリシラン−オレフィン系ポリマー共
重合体の製造方法を提供する。
【0011】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明のポリシラン−オレフィン系ポリマー共重合
体の製造方法は、上述したように高分子量ポリシランと
オレフィン系モノマーとを含む溶液に紫外線を照射する
ものである。
【0012】ここで、高分子量ポリシランとしては下記
一般式(2)で示される繰り返し単位を有するものを使
用することができる。
【0013】
【化3】 (R12Si)p(R34Si)q ・・・(2)
【0014】この式(2)において、R1、R2、R3
びR4はそれぞれ同一又は異種の置換もしくは非置換の
炭素数1〜12、好ましくは炭素数1〜10のアルキル
基又は炭素数6〜12のアリール基であり、アルキル基
としてはメチル基、エチル基、プロピル基などが挙げら
れ、アリール基としてはフェニル基、トリル基などが挙
げられる。また、p、qは1≦p、1≦q、10≦p+
qを満たす数である。
【0015】かかる高分子量ポリシランは、通常のジク
ロロシランのナトリウムなどのアルカリ金属を用いたカ
ップリング反応により合成することができる。ここで、
ジクロロシランとしては、メチルフェニルジクロロシラ
ン、エチルフェニルクロロシランなどの芳香族基含有ジ
クロロシラン類、ジメチルクロロシラン、メチルエチル
ジクロロシラン、メチルプロピルジクロロシラン、メチ
ルへキシルジクロロシラン、ジヘキシルジクロロシラン
などの脂肪族ジクロロシランが挙げられ、これらの1種
を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
ポリシランの数平均分子量(Mn)は1000以上、よ
り好ましくは5000以上のものが良い。
【0016】一方、オレフィン系モノマーとしては、下
記一般式(3)で示されるものを使用することができ
る。
【0017】
【化4】 CR56=CR78 ・・・(3)
【0018】ここで、式中R5、R6及びR7はそれぞれ
同一又は異種の1価の有機基又は水素原子、R8は1価
の有機基又はハロゲン原子である。有機基としては、炭
素数1〜12のアルキル基及びアリール基、シアノ基、
ニトロ基、COOH基、COOR基(Rはアルキル
基)、カルバゾイル基、ピリジル基、ナフタリル基、多
環式芳香族基などをあげることができる。
【0019】このようなオレフィン系モノマーとして
は、ラジカル重合できるものであれば特に制限されない
が、例えばスチレン、パラ−メチルスチレン、パラ−t
−ブトキシスチレン、パラ−クロルスチレン、パラ−ヨ
ードスチレン、パラ−ブロムスチレン、パラ−シアノス
チレン、パラ−ニトロスチレン、メタクリル酸メチル、
アクリル酸メチル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、塩化アリル、メチルビニルケトン、酢
酸ビニル、α−ビニルカルバゾールなどが挙げられ、こ
れらの1種を単独で又は2種以上を混合して用いること
ができる。
【0020】これらの高分子量ポリシランとオレフィン
系モノマーとの使用割合は、特に制限されないが、高分
子量ポリシラン1モルに対しオレフィン系モノマーを
0.1〜10モルの範囲とすることが好ましい。
【0021】本発明は、上記ポリシランとオレフィン系
モノマーとの溶液に紫外線を照射するものであるが、通
常ポリシラン類をオレフィン系モノマーに溶解させるこ
とによって溶液とする。しかし、ポリシラン類がオレフ
ィン系モノマーに溶解しない場合にはラジカル重合に対
し不活性の溶媒、例えばベンゼン、トルエン、キシレン
等を用いても良い。
【0022】なお、ポリシラン類を溶解した溶液中にお
けるポリシラン類の濃度は1〜50重量%、特に5〜1
0重量%とすることが好ましい。
【0023】紫外線の照射は、ポリシランとオレフィン
系モノマー及び必要により溶媒を含む溶液をパイレック
ス反応管や石英反応管などに入れ、不活性ガス雰囲気下
又は脱気条件下に、高圧水銀灯を用いることによって行
うことができる。ここで照射する紫外線の領域は250
〜400nm、特に300〜360nmの波長の紫外線
が好適である。また、加えるエネルギーは通常1〜10
J/cm2であるが、得られる共重合体中のポリシラン
の重合度は紫外線照射量に依存して小さくなるので、ポ
リシランが十分に分解する前に紫外線照射を中止するこ
とが良い。なお、反応温度は0〜30℃の範囲が好まし
い。
【0024】この反応では一般的にポリシランはポリマ
ー中にほとんど取り込まれ、一方、オレフィン系モノマ
ーは残存し、回収することができるが、紫外線照射時又
は照射後に光増感剤を添加したり、ラジカル発生剤を用
いて熱重合を行うことにより、オレフィン系モノマーを
更に重合付加した均一なポリマーとすることもできる。
【0025】紫外線を照射した後は、反応溶液を濃縮
し、メタノール等のアルコールなどを添加することによ
り、目的物を沈殿させ、ろ過、乾燥により下記一般式
(1)で示される繰り返し単位を有するポリシラン−オ
レフィン系ポリマー共重合体を白色固体として得ること
ができる。
【0026】
【化5】 (但し、式中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及び
8はそれぞれ上記と同様の意味を示し、n、m、j及
びkは1≦n≦10、1≦m≦10、10≦n+m、1
≦j、2≦kの関係を満たす数である。)
【0027】かかる共重合体は、従来のポリシランの性
質に加えて溶解性が改善され、種々のポリマーとのブレ
ンドが可能になると共に、膜強度の向上等の新たな性質
が付加され、電子写真用感光体材料、感光性材料などの
用途に好適に用いることができる。
【0028】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【0029】[実施例1]メチルフェニルジクロロシラ
ンとナトリウムとのカップリング反応により得られたメ
チルフェニルポリシラン(Mn=19700、Mw=9
6300)1.0gをスチレン9.0gに溶解し、濃度
を10%に調整した。直径15mmのパイレックス反応
管にポリシラン−スチレン溶液を封入し、凍結脱気後、
高圧水銀灯を用いて波長312nmの紫外線を3.0J
/cm2照射した。反応終了後、溶液粘度は上昇してい
た。次に、反応溶液にテトラヒドロフラン(THF)2
0gを加えて溶解した後、メタノール50mlを用いた
再沈により目的物を沈殿させ、ろ過、乾燥によりポリシ
ランースチレン共重合体を白色固体として得た。
【0030】反応生成物に関して、ゲルパーミネーショ
ンクロマトグラフィーを用いて分析を行った結果、屈折
率をもとにした分子量分布と、ポリシラン含有成分のみ
に感度を有する紫外線検出器による分子量分布が一致し
ており、生成物がポリシランとオレフィン系ポリマーと
の共重合体であることが確認された。
【0031】このポリシラン−ポリスチレン共重合体
は、以下のNMRの積分比とMnより、重合物の成分比
率は以下の通りのものであると認められた。また、紫外
線吸収極大が338.8nmを示すことより、ランダム
共重合体ではなくケイ素−ケイ素結合連鎖を含むブロッ
ク共重合体であることが確認された。
【0032】
【化6】[CH3(C65)Si]109[CH2CH(C6
5)]46
【0033】回 収 量: 1.3g 分 子 量: Mn=17800、Mw=79300
(ポリスチレン換算) 紫外線吸収極大:λmax=338.8nm/THF 融 点: m.p.=233〜278℃1 NMR: SiCH3 −0.8〜0.5ppm CH2 1.2〜1.8ppm CH 1.8〜2.4ppm C65 6.0〜7.4ppm [実施例2]メチルフェニルジクロロシランとナトリウ
ムとのカップリング反応によって得られたメチルフェニ
ルポリシラン(Mn=13500、Mw=55700)
0.5gをトルエン8.5gに溶解し、パラ−t−ブト
キシスチレン1.0gを添加した。直径15mmのパイ
レックス反応管にポリシラン−パラ−t−ブトキシスチ
レン溶液を封入し、凍結脱気後、高圧水銀灯を用いて3
12nmの紫外線を10.0J/cm2照射した。反応
終了後、溶液を約5mlに濃縮し、メタノール20ml
を用いた再沈により目的物を沈殿させ、ろ過、乾燥によ
りポリシラン−t−ブトキシスチレン共重合体を白色固
体として得た。
【0034】このポリシラン−t−ブトキシスチレン共
重合体は、以下のNMRの積分比とMnより、重合物の
成分比率は以下の通りのものであると認められた。ま
た、紫外線吸収極大が338.8nmを示すことより、
ランダム共重合体ではなくケイ素−ケイ素結合連鎖を含
むブロック共重合体であることが確認された。
【0035】
【化7】[CH3(C65)Si]79[CH2CH(C6
4−p−O−tBu]28
【0036】回 収 量: 0.68g 分 子 量: Mn=11900、Mw=26500
(ポリスチレン換算) 紫外線吸収極大:λmax=331.4nm/THF 融 点: m.p.=155〜210℃1 NMR: SiCH3 −0.8〜0.5ppm CH3 1.0〜1.4ppm CH2 1.4〜1.8ppm CH 1.9〜2.4ppm C65 6.3〜7.6ppm
【0037】[実施例3]メチルフェニルジクロロシラ
ンとナトリウムとのカップリング反応によって得られた
メチルフェニルポリシラン(Mn=13500、Mw=
55700)0.5gをトルエン7.5gに溶解し、パ
ラ−t−ブトキシスチレン2.0gを添加した。直径1
5mmのパイレックス反応管にポリシラン−パラ−t−
ブトキシスチレン溶液を封入し、凍結脱気後、高圧水銀
灯を用いて312nmの紫外線を10.0J/cm2
射した。反応終了後、溶液を約5mlに濃縮し、メタノ
ール20mlを用いた再沈により目的物を沈殿させ、ろ
過、乾燥によりポリシラン−t−ブトキシスチレン共重
合体を白色固体として得た。
【0038】このポリシラン−t−ブトキシスチレン共
重合体は、以下のNMRの積分比とMnより、重合物の
成分比率は以下の通りのものであると認められた。ま
た、紫外線吸収極大が338.8nmを示すことより、
ランダム共重合体ではなくケイ素−ケイ素結合連鎖を含
むブロック共重合体であることが確認された。
【0039】
【化8】[CH3(C65)Si]81[CH2CH(C6
4)−p−O−tBu]55
【0040】回 収 量: 0.90g 分 子 量: Mn=14200、Mw=34500
(ポリスチレン換算) 紫外線吸収極大:λmax=333.4nm/THF 融 点: m.p.=145〜185℃1 NMR: SiCH3 −0.8〜0.5ppm CH3 1.0〜1.4ppm CH2 1.4〜1.8ppm CH 1.9〜2.4ppm C65 6.3〜7.6ppm
【0041】[実施例4]メチルフェニルジクロロシラ
ンとナトリウムとのカップリング反応によって得られた
メチルフェニルポリシラン(Mn=13500、Mw=
55700)0.5gをトルエン6.5gに溶解し、パ
ラ−t−ブトキシスチレン3.0gを添加した。直径1
5mmのパイレックス反応管にポリシラン−パラ−t−
ブトキシスチレン溶液を封入し、凍結脱気後、高圧水銀
灯を用いて312nmの紫外線を10.0J/cm2
射した。反応終了後、溶液を約5mlに濃縮し、メタノ
ール20mlを用いた再沈により目的物を沈殿させ、ろ
過、乾燥によりポリシラン−t−ブトキシスチレン共重
合体を白色固体として得た。
【0042】このポリシラン−t−ブトキシスチレン共
重合体は、以下のNMRの積分比とMnより、重合物の
成分比率は以下の通りのものであると認められた。ま
た、紫外線吸収極大が338.8nmを示すことより、
ランダム共重合体ではなくケイ素−ケイ素結合連鎖を含
むブロック共重合体であることが確認された。
【0043】
【化9】
【0044】回 収 量:1.53g 分 子 量: Mn=16000、Mw=40800
(ポリスチレン換算) 紫外線吸収極大:λmax=333.6nm/THF 融 点: m.p.=150〜185℃1 NMR: SiCH3 −0.8〜0.5ppm CH3 1.0〜1.4ppm CH2 1.4〜1.8ppm CH 1.9〜2.4ppm C65 6.3〜7.6ppm
【0045】
【発明の効果】本発明のポリシラン−オレフィン系ポリ
マー共重合体の製造方法によれば、溶解性が改善され、
種々のポリマーとのブレンドが可能になると共に、膜強
度が向上し、電子写真用感光体材料、感光性材料等の用
途に好適に用いられるポリシラン共重合体を工業的有利
に製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子量ポリシランとオレフィン系モノ
    マーとを含有する溶液に紫外線を照射することを特徴と
    する下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する
    ポリシラン−オレフィン系ポリマー共重合体の製造方
    法。 【化1】 (但し、式中R1、R2、R3及びR4はそれぞれ同一又は
    異種の置換もしくは非置換の炭素数1〜12のアルキル
    基又は炭素数6〜12のアリール基、R5、R6及びR7
    はそれぞれ同一又は異種の1価の有機基又は水素原子、
    8は1価の有機基又はハロゲン原子、n、m、j及び
    kは1≦n≦10、1≦m≦10、10≦n+m、1≦
    j、2≦kの関係を満たす数である。)
  2. 【請求項2】 R5、R6、R7、R8の少なくとも1つ以
    上がカルバゾイル基、ピリジル基、ナフタリル基、又
    は、多環式芳香族基である請求項1記載の共重合体の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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