JPH0714970B2 - p−ビニルフエノ−ルポリマ−のエチレンオキシド付加体およびその製造方法 - Google Patents

p−ビニルフエノ−ルポリマ−のエチレンオキシド付加体およびその製造方法

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JPH0714970B2
JPH0714970B2 JP3985187A JP3985187A JPH0714970B2 JP H0714970 B2 JPH0714970 B2 JP H0714970B2 JP 3985187 A JP3985187 A JP 3985187A JP 3985187 A JP3985187 A JP 3985187A JP H0714970 B2 JPH0714970 B2 JP H0714970B2
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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p−ビニルフェノールポリマーのエチ
レンオキシド付加体、すなわち一般式〔I〕 (式中nは1〜100の任意の整数、Mは水素またはアル
カリ金属である)で表わされる構成単位を有するp−ビ
ニルフェノールポリマーのエチレンオキシド付加体およ
びその製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来から、p−ビニルフェノールポリマーのフエノール
性水酸基に、例えばオキシハロゲン化リンまたはチオハ
ロゲン化リン(特開昭53−49094号)、三ハロゲン化リ
ン(特開昭53−50289号)、ハロゲン化リン酸ジエステ
ルまたはハロゲン化モノチオリン酸ジエステル(特開昭
53−52594号)、ハロゲン化ラクトン類(特開昭55−605
03号)あるいはアセトハロゲン糖類(特開昭60−192704
号)等を付加したp−ビニルフェノールポリマーの誘導
体は知られている。しかし、p−ビニルフェノールポリ
マーのフェノール性水酸基にエチレンオキシドが付加し
た本発明に係るようなp−ビニルフェノールポリマーの
エチレンオキシド付加体は未だ報告されていない。
(解決しようとする問題点) p−ビニルフェノールポリマーは、それ自体でも機能性
高分子として有用な物質であるが、用途によっては未だ
その性質が十分でなく、改質が望まれることがしばしば
ある。
本発明者らは、p−ビニルフェノールポリマーの改質に
ついて種々検討していたところ、図らずもp−ビニルフ
ェノールポリマーを、その水酸基の水素の一部または全
部をアルカリ金属で置換してフェノラートとなし、それ
に無水状態でエチレンオキシドを反応させると、エチレ
ンオキシドの単独重合体の副生等の副反応を殆ど伴うこ
となく、ほぼ定量的に効率よくp−ビニルフェノールポ
リマーのエチレンオキシド付加体が得られることを見出
し、当該付加体となせば親水性が増加する等p−ビニル
フェノールポリマーを適度に改質できることを知見して
本発明を完成した。
この本発明に係る付加体は、例えば非イオン系の高分子
界面活性剤として用いることができ、またその他各種化
学製品の原料としても用いることができる。例えばポリ
ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の原料として用いること
ができ、当該付加体から誘導されたポリウレタン樹脂、
エポキシ樹脂等は、積層板、注型品、成型品、フィル
ム、塗料、接着剤、シーラント等に用いることができ
る。
(問題点を解決するための手段) したがって、本発明の要旨は、第一に、一般式〔I〕 (式中nは1〜100の任意の整数、Mは水素またはアル
カリ金属である)で表わされる構成単位が5〜100モル
%、一般式〔II〕 (式中Mは上記と同じである)で表わされる構成単位が
実質的残余のモル%を主たる構成単位として成り、上記
各構成単位がランダムに主鎖で結合した構造を有する重
合度3〜5000のp−ビニルフェノールポリマーのエチレ
ンオキシド付加体に存し、第二に、重合度3〜5000のp
−ビニルフェノールポリマーを、その水酸基の一部また
は全部の水素をアルカリ金属で置換してフェノラートと
した後、エチレンオキシドと無水状態で反応させること
から成る、上記をp−ビニルフェノールポリマーのエチ
レンオキシド付加体の製造方法に存する。
本発明のp−ビニルフェノールのエチレンオキシド付加
体(以下PVP−EO体と略称)の骨格となるp−ビニルフ
ェノールポリマーとしては、その製造由来は問うことな
く種々の方法で調製されたものを用い得て、例えばp−
ビニルフェノールを熱重合、ラジカル重合あるいはカチ
オン重合等種々の重合方法で調製されたもの、あるいは
p−アセトキシスチレンを種々の重合方法で重合させて
得られたp−アセトキシスチレンポリマーを加水分解し
て調製されたものを用いることができる。また、このp
−ビニルフェノールポリマーとしては、重合度3〜5000
(数平均分子量が360〜600,000)の範囲のものが用いら
れるが、目的物であるエチレンオキシド付加体の用途の
多様性の点から通常重合度10〜333(数平均分子量1,200
〜40,000)程度のものが好ましい。
本発明のPVP−EO体の合成に当っては、p−ビニルフェ
ノールポリマーは、まずその水酸基の一部または全部の
水素をアルカリ金属と置換してフェノラートとする。
この水酸基の水素のアルカリ金属との置換は、周知のあ
るいは任意の方法で行なえばよく、例えば、p−ビニル
フェノールポリマーを適当な溶媒、例えばアルコールあ
るいはエーテル等に溶解させ、その溶液にメタノール、
エタノールあるいはプロパノール等の脂肪族アルコール
のリチウム、カリウムあるいはナトリウム等のアルカリ
金属のアルコラートを混合してアルコール交換反応によ
り、あるいは上記p−ビニルフェノールポリマーの溶液
にリチウム、カリウムあるいはナトリウム等のアルカリ
金属の水酸化物の水溶液を作用させた後水を除去するこ
とにより容易に行ない得る。また、この水酸基の水素の
アルカリ金属との置換の程度、すなわちp−ビニルフェ
ノールポリマーの水酸基の全部をアルカリ金属で置換す
るかあるいはその一部のみをアルカリ金属で置換するか
は、目的とするPVP−EO体の所望のエチレンオキシドの
付加の程度、後記するエチレンオキシドの付加反応にお
いて採用する反応条件その他必要に応じ任意に選択する
ことができる。また、この水酸基の水素のアルカリ金属
との置換の操作は、骨格としてp−アセトキシスチレン
ポリマーの加水分解により調製されたものを用いる場合
は、通常当該ポリマーの加水分解によりp−ビニルフェ
ノールポリマーを調製するに際しては当該ポリマーのア
セトキシ基のアセチルは一旦アルカリ金属に置換される
ので、かかるアルカリ金属置換物を利用するとすれば、
省略できることはいうまでもない。
次いで、上記の水酸基の一部または全部の水素をアルカ
リ金属で置換したp−ビニルフェノールポリマーを、ジ
エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジ
グライム等のエーテル類に溶解させるか、ベンゼン、ト
ルエン等の芳香族炭化水素に懸濁させるかして、あるい
は無溶媒下で、20〜150℃にて、0.01〜30時間、エチレ
ンオキシドと無水の状態で混合して反応させ、しかる後
反応混合物を水、鉱酸等で処理すれば、目的のPVP−EO
体が単離される。この付加反応は、無水状態で行なう
と、エチレンオキシドの単独重合体の副生等の副反応を
殆ど伴うことなく、ほぼ定量的に進行する。したがっ
て、この付加反応におけるp−ビニルフェノールポリマ
ーとエチレンオキシドの仕込み比を選択することによっ
て、目的のPVP−EO体のエチレンオキシドの付加の程度
を任意に設計することができる。
なお、前記したとおり本発明方法を良好に実施するため
には、原料p−ビニルフェノールポリマーをあらかじめ
アルカリ金属と反応させておくことが必要であり、アル
カリ金属と反応していないp−ビニルフェノールポリマ
ーを用いたのでは反応は起こらず、また遊離のp−ビニ
ルフェノールポリマーをアルカリ金属水酸化物水溶液の
存在下エチレンオキシドと反応させてもPVP−EO体の生
成は円滑に進行しない。しかしながら、p−ビニルフェ
ノールポリマーの水酸基の一部でもアルカリ金属とすで
に反応している原料を用いるとエチレンオキシドの付加
は、ポリマー全体のフェノール性水酸基にほぼ同様に円
滑に生じる。この理由は、正確にはまだ解明されていな
いが、本発明者らは、フェノール性水酸基に結合してい
るアルカリ金属が触媒的に働きしかもPVP−EO体の末端
に生じるアルコール性水酸基と結合するよりにもフェノ
ール性水酸基と結合しやすいために遊離のフェノール性
水酸基を探してこれと結合し、次次に活性化するためで
あろうと考えている。したがって原料p−ビニルフェノ
ールポリマー中の水酸基の約5〜10%をあらかじめアル
カリ金属と反応させておけば通常十分であって、過度に
アルカリ金属と反応させても特別に顕著な利益はなく、
むしろそのために生じる大量の副生アルカリ金属塩を目
的物であるPVP−EO体から分離する労力が増すのみとな
りやすい。
また、付加反応後は、必要に応じて鉱酸によるアルカリ
金属の除去処理を行なう以外、その他の精製処理を要す
ることなく得られたPVP−EO体をそのまま化学原料とし
て利用することができる。また、上記付加反応において
は、用いたp−ビニルフェノールポリマーの解重合等は
実質的に起らない。
上記PVP−EO体の製造に際し、鉱酸によるアルカリ金属
の除去処理を行なわなければ、あるいはこの除去処理が
不十分であれば、一般式〔I〕および〔II〕で表わされ
る構成単位を有するPVP−EO体にあっては、一般式
〔I〕および〔II〕におけるMがアルカリ金属である構
成単位が残存し、この除去処理が十分行なわれれば、一
般式〔I〕および〔II〕で表わされる構成単位はMが水
素であるものとみなされる。
また、上記PVP−EO体の製造に当っては、一般式〔I〕
で表わされる構成単位が5モル%(実質的残余の構成単
位は一般式〔II〕で表わされる構成単位)のPVP−EO体
から一般式〔I〕で表わされる構成単位が100モル%
(実質的に一般式〔I〕で表わされる構成単位のみから
成る)のPVP−EO体まで、また一般式〔I〕におけるn
が1から100までのPVP−EO体を得ることができるが、取
得の容易性、用途の多様性等から、通常一般式〔I〕の
構成単位が5〜100モル%、好ましくは5〜95モル%
で、一般式〔I〕におけるnのPVP−EO体における平均
値が1≦n<1.5、好ましくは1≦n<1.3であるもの、
あるいは一般式〔I〕で表わされる構成単位が95〜100
モル%で、一般式〔I〕におけるnのPVP−EO体におけ
る平均値が1.3≦n<100であるものが好ましい。
(発明の効果) 本発明のPVP−EO体のうち、比較的少量のエチレンオキ
シドが付加した付加体は従来のp−ビニルフェノールポ
リマーに比べて親水性が増加しているので更に多くの用
途が考えられ、また比較的多量のエチレンオキシドが付
加した付加体は規則的な構造を持った高分子非イオン系
界面活性剤として、従来の類似の構造のもの、例えばア
ルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂にエチレンオキ
シドを付加させたもの、に比べて優れた性能を有してい
る。
一方、PVP−EO体から誘導されるポリウレタン、エポキ
シ樹脂等は従来のものに比べて耐熱性に優れている。
(実施例) 以下に本発明を実施例を示して具体的に説明するが、本
発明の範囲はこれらによって限定されるものではない。
実施例1 窒素置換した内容積100mlのガラス製重合管にp−ビニ
ルフェノールポリマー(数平均分子量(▲▼)2,50
0、重量平均分子量(▲▼)5,400)のフェノール性
水酸基の水素を平均組成として5%ナトリウムで置換し
たフェノラート5.6g、1,4−ジオキサン24mlおよびエチ
レンオキシド2gを仕込んで(エチレンオキシド/p−ビニ
ルフェノール単位≒1モル/モル)封管し、80℃の湯浴
につけて22時間震とうを続けて反応させた。
反応後、内容物にアセトン−エタノール混合溶媒を加え
て均一に混ぜ合わせ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にし
た。次に系が相当粘稠になるまで溶媒を蒸発させ、それ
に300mlのベンゼンを加えてベンゼン可溶部と不溶部に
分別した。収量はそれぞれ0.17gおよび5.94gであった。
ベンゼン可溶部を100mlの水で処理して更に水可溶部と
水不溶部に分別したところ、収量はそれぞれ0.03gおよ
び0.14gであった。
前者はエチレンオキシドのホモポリマーと無機物との混
合物で、後者はp−ビニルフェノール単位当り平均値と
して1.25分子のエチレンオキシドが付加したPVP−EO体
であり、実質的に前記一般式〔I〕の単位(Mは水素)
のみから成るものであった。
一方、ベンゼン不溶部を200mlの水で処理して、更に水
可溶部と水不溶部に分別したところ、収量はそれぞれ0.
18gおよび5.76gであった。これらのうち、前者は主とし
て中和の過程で生成した食塩を含む無機物であり、後者
はp−ビニルフェノール単位当り平均値として約1.3分
子のエチレンオキシドが付加したPVP−EO体であった。
このもののIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ第1
図および第2図に示す。
第1図のIRスペクトルに於て主な吸収の帰属は次の通り
である。
3400cm-1 脂肪族1級アルコール水酸基のO−H伸縮振
動 1060cm-1 脂肪族1級アルコール水酸基のC−O伸縮振
動 2900〜3000cm-1 C−H伸縮振動 1620、1520、1460cm-1 ベンゼン核の−C=C−面内伸
縮振動 1180cm-1 ベンゼン核のCH面内変角振動 830cm-1 ベンゼン角のCH面外変角振動 1250cm-1 芳香族エーテルの=C−O−C逆対称伸縮振
動 1050〜1080cm-1 芳香族エーテルの=C−O−C対称伸
縮振動 第2図の1H−NMRスペクトルに於て各ピークの帰属は次
の通りである。
これらピークの帰属は対応する構造を有するモデル化合
物を基準にして行なった。
各ピークの面積比を計算し、上記帰属をもとに決定され
たPVP−EO体の平均的な構造は、実質的に下記一般式
〔I〕の単位のみから成るものであった。
この付加体はエーテル、ケトン、アルコールに可溶であ
るが水、脂肪族および芳香族炭化水素には殆んど溶けな
かった。
尚、p−ビニルフェノールポリマーのフェノール性水酸
基の水素を平均組成として5%ナトリウムで置換したフ
ェノラートは次の様にして合成した。
p−ビニルフェノールポリマー12gを乾燥したメタノー
ル50mlにとかし、それにメタノールと金属ナトリウムの
反応で合成したナトリウムメチラートのメタノール溶液
(0.5モル/)10ml加えた。
系は直ちに黒ずんだ緑かっ色に変化したが、その後60℃
で3時間撹拌を続けた。メタノールの殆んどを留出させ
た後、200mlの乾燥したジオキサンを加えて溶解させ、
ジオキサンを留出させた。
残渣を乾燥したベンゼン200mlに懸濁させ、ベンゼンを
留出させた。
残渣を真空乾燥した後実験に供した。
実施例2 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▼2,500、▲▼5,400)
のフェノール性水酸基の水素を平均組成として10%ナト
リウムで置換したフェノラート1.4gおよびエチレンオキ
シド0.25gを仕込んで(エチレンオキシド/p−ビニルフ
ェノール単位≒0.5モル/モル)封管し、80℃の湯浴に
つけて8時間震とうを続けた。
反応後、内容物にアセトン−エタノール混合溶媒を加え
て均一に混ぜ合わせ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にし
た。
次に系が相当粘稠になるまで溶媒を蒸発させ、それに10
0mlの水を加えてポリマーを懸濁させ、ロ過、水洗、乾
燥してポリマーを回収したところ収量1.4gであった。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ
第3図および第4図に示す。
第3図のIRスペクトルに於ては第1図に比べて新しい吸
収は認められないが1250cm-1の芳香族エーテル=C−O
−C逆対称伸縮振動の吸収が、残留するフェノール性水
酸基の=C−O伸縮振動(1230cm-1)と重なっているた
め幅が広くなっている。
また、1060cm-1の脂肪族1級アルコール水酸基のC−O
伸縮振動および1050〜1080cm-1の芳香族エーテル=C−
O−C対称伸縮振動の強度は第1図に比べて弱くなって
いる。
第4図の1H−NMRスペクトルに於ては第2図の各ピーク
の他にδ=8.3ppmにフェノール性水酸基プロトンに帰属
できる新しいシグナルが現われた。
各ピークの面積比から求めたPVP−EO体の平均的な構造
は、下記の一般式〔I〕の単位が76モル%、一般式〔I
I〕の単位が24モル%から成るものであった。
この付加体はエーテル、ケトン、アルコールに可溶であ
るが水、脂肪族および芳香族炭化水素には殆んど溶けな
かった。尚、フェノラートは実施例1と同様の方法で合
成した。
実施例3 窒素置換した内容積25mlのガラス製号管にp−ビニルフ
ェノールポリマー(▲▼1,600、▲▼2,600)の
フェノール性水酸基の水素を平均組成として10%ナトリ
ウムで置換したフェノラート2.8g、1,4−ジオキサン3ml
およびエチレンオキシド0.1gを仕込んで(エチレンオキ
シド/p−ビニルフェノール単位≒0.1モル/モル)封管
し、80℃の湯浴につけて24時間震とうを続けた。
反応後、実施例2と同様の後処理を施こしたところ、回
収されたポリマーの収量は2.32gであった。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ
第5図および第6図に示す。
第5図のIRスペクトルに於ては第1図に比べて1250cm-1
の芳香族エーテル=C−O−C逆対称伸縮振動の吸収が
弱くなり、残留するフェノール性水酸基の=C−O伸縮
振動の吸収が1230cm-1にショルダーとして現われた。
また、1060cm-1の脂肪族1級アルコール水酸基のC−O
伸縮振動および1050〜1080cm-1の芳香族エーテル=C−
O−C対称伸縮振動に基づく吸収強度は更に第3図より
も弱くなっている。
第6図の1H−NMRスペクトルに於てはδ=3.8ppmに に基づくシグナルが現われなかった。
各ピークの面積比を計算し、上記帰属をもとに決定され
たPVP−EO体の平均的な構造は、下記の一般式〔I〕の
単位が20モル%、一般式〔II〕の単位が80モル%から成
るものであった。
この付加体はエーテル、ケトン、アルコール等に可溶で
あるが、水、脂肪族および芳香族炭化水素には殆んど溶
けなかった。
尚、フェノラートは実施例2で用いたものと同じもので
ある。
実施例4 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▼9,000、▲▼25,00
0)のフェノール性水酸基の水素を平均組成として10%
ナトリウムで置換したフェノラート1.4g、1,4−ジオキ
サン5mlおよびエチレンオキシド1gを仕込んで(エチレ
ンオキシド/p−ビニルフェノール単位≒2モル/モル)
封管し、80℃の湯浴につけて23時間震とうを続けた。
反応後、内容物にエタノールを加えて均一に混ぜ合わ
せ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にした。その後、溶媒
を蒸発させてポリマーを回収したところ、収量は2.2gで
あった。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ
第7図および第8図に示す。
第7図のIRスペクトルに於ては第1図に比べて1060cm-1
の脂肪族1級アルコールの水酸基のC−O伸縮振動に基
づく吸収強度が増し、脂肪族エーテルのC−O−C逆対
称伸縮振動に基づく吸収が1110cm-1に新しく現われた。
第8図の1H−NMRスペクトルに於てはエチエンオキシド
連鎖に基づく鋭いピークがδ=3.7ppmに現われた。
各ピークの面積比を計算し、上記帰属をもとに決定され
たPVP−EO体の平均的な構造は、実質的に下記の一般式
〔I〕の単位のみから成るものであった。
この付加体はエーテル、ケトン、アルコールに可溶、脂
肪族炭化水素に不溶、水および芳香族炭化水素には少し
溶解する。
尚、p−ビニルフェノールポリマーのフェノール性水酸
基の水素を平均組成として10%ナトリウムで置換したフ
ェノラートは次の様にして合成した。
p−ビニルフェノールポリマー6gをジオキサン100mlに
溶かし、それに0.2gの水酸化ナトリウムを含む水溶液1m
lを加えた。
系は直ちに緑かっ色に変化したが、そのまま80℃で2時
間撹拌を続けた。ジオキサンを殆んど留出させた後、20
0mlの乾燥したベンゼンを加えて懸濁させ、ベンゼンを
留出させる操作を2回繰り返して系中の水分を完全に除
去し、残渣を真空乾燥した。
実施例5 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▼1,600、▲▼2,600)
のフェノール性水酸基の水素を平均組成として10%カリ
ウムで置換したフェノラート0.7g、1,4−ジオキサン3ml
およびエチレンオキシド5gを仕込んで(エチレンオキシ
ド/p−ビニルフェノール単位≒20モル/モル)封管し、
80℃の湯浴につけて2.5時間震とうを続けた。
反応後、内容物にエタノールを加えて均一に混ぜ合わ
せ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にした。その後溶媒を
蒸発させてポリマーを回収したところ、収量は5.4gであ
った。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ
第9図および第10図に示す。
第9図に於ては脂肪族エーテルのC−O−C逆対称伸縮
振動に基づく1110cm-1の吸収が大きく、第10図に於ては
エチレンオキシド連鎖に基づくδ=3.7ppmの大きな鋭い
ピークが特徴的である。第10図の各ピークの面積比から
計算されたPVP−EO体の平均的な構造は、実質的に下記
の一般式〔I〕の単位のみから成るものであった。
この付加体は水、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等アルコール類、アセトン、MEK、MIBK
等ケトン類、ベンゼン、トルエン等芳香族炭化水素、TH
F、塩化メチレン等に可溶であるが、シクロヘキサン、
ヘキサン等飽和炭化水素、ジエチルエーテル、ジブチル
エーテル等には不溶であった。
尚、フェノラートは実施例1に示したフェノラート合成
例に於て、ナトリウムメチラートの代りにカリウムメチ
ラートの計算量を使用する以外は実施例1と同様の方法
で合成した。
実施例6 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▼9,000、▲▼25,00
0)のフェノール性水酸基の水素を平均組成として10%
ナトリウムで置換したフェノラート1.4g、テトラヒドロ
フラン5mlおよびエチレンオキシド2.5gを仕込んで(エ
チレンオキシド/p−ビニルフェノール単位≒5モル/モ
ル)封管し、100℃の湯浴につけて2時間震とうを続け
た。
反応後、内容物にエタノールを加えて均一に混ぜ合わ
せ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にした。その後溶媒を
蒸発させてポリマーを回収したところ、収量は3.6gであ
った。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ
第11図および第12図に示す。
第11図に於ては脂肪族エーテルのC−O−C逆対称伸縮
振動に基づく1110cm-1の吸収は第7図より強くなった。
第12図に於てはエチレンオキシド連鎖に基づくδ=3.7p
pmの鋭いピークは第8図よりも大きくなった。
第12図の各ピークの面積比から計算されたPVP−EO体の
平均的な構造は、実質的に下記の一般式〔I〕の単位の
みから成るものであった。
この付加体は常温で高粘度の液体で水、アルコール、ケ
トン、芳香族炭化水素に溶解するが、脂肪族炭化水素に
溶けない。
尚、原料の1成分であるフェノラートは実施例2で用い
たものと同じである。
実施例7 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▼9,000、▲▼25,00
0)のフェノール性水酸基の水素を平均組成として50%
ナトリウムで置換したフェノラート1.4g、1,4−ジオキ
サン3mlおよびエチレンオキシド1.5gを仕込んで(エチ
レンオキシド/p−ビニルフェノール単位≒3モル/モ
ル)封管し、80℃の湯浴につけて0.5時間震とうを続け
た。
反応後、内容物にエタノールを加えて均一に混ぜ合わ
せ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にした。
次に溶媒を蒸発させてポリマーを回収したところ収量は
2.8gであった。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ
第13図および第14図に示す。
第13図に於ては脂肪族エーテルのC−O−C逆対称伸縮
振動に基づく1110cm-1の吸収は第7図と第11図の中間的
な強さを示した。第14図に於てはエチレンオキシド連鎖
に基づくδ=3.7ppmの鋭いピークは第8図と第12図の中
間的な強さを示した。
第14図の各ピーク面積比から計算されたPVP−EO体の平
均的な構造は、実質的に下記の単位のみから成るもので
あった。
この付加体は常温で高粘度の液体で水、アルコール、ケ
トン等に溶解する。
尚、フェノラートは計算されたナトリウムメチラートを
使用し、実施例1の合成例に準じて合成した。
実施例8 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▼2,500、▲▼5,400)
のフェノール性水酸基の水素を平均組成として50%ナト
リウムで置換したフェノラート0.2g、1,4−ジオキサン
1.5mlおよびエチレンオキシド5.5g仕込んで(エチレン
オキシド/p−ビニルフェノール単位≒75モル/モル)封
管し、80℃の湯浴につけて24時間震とうを続けた。
反応後、内容物にエタノールを加えて均一に混ぜ合わ
せ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にした。溶媒を蒸発さ
せてポリマーを回収したところ収量は5.7gであった。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルをそれぞれ
第15図および第16図に示す。
これらのスペクトルからエチレンオキシド連鎖が実施例
5で得られたPVP−EO体より更に長くなっていることが
わかる。
第16図のスペクトルからここで得られたPVP−EO体の平
均的な構造は、実質的に下記の一般式〔I〕の単位のみ
から成るものであることが結論された。
この付加体は常温で固体で水、アルコール、ケトン等に
溶解する。
尚、フェノラートは実施例7で用いたものと同じもので
ある。
実施例9 p−ビニルフェノールポリマー〔数平均分子量(▲
▲)2,520、重量平均分子量▲▼)5,390、▲▼
/▲▲=2.14〕をジエチルエーテルおよびジエチル
エーテル・1,4−ジオキサン混合溶媒で溶媒分別を繰り
返して、できるだけ単分散に近くしたp−ビニルフェノ
ールポリマー〔数平均分子量(▲▲)5,000、重量
平均分子量(▲▼)5,840、▲▼/▲▲=
1.17〕について、フェノール性水酸基の水素を平均組成
として10%ナトリウムで置換したフェノラートを合成し
た。
窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管に上記フェノ
ラート1.4g、1,4−ジオキサン3mlおよびエチレンオキシ
ド1.5g仕込んで(エチレンオキシド/p−ビニルフェノー
ル単位≒3モル/モル)封管し、80℃の湯浴につけて24
時間震とうを続けた。
反応後、内容物にエタノールを加えて均一に混ぜ合わ
せ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にした。溶媒を蒸発さ
せてポリマーを回収したところ収量は2.9gであった。1 H−NMRスペクトルの解析により、ここで得られたPVP−
EO体の平均的な構造は実質的に一般式〔I〕の構造のみ
から成るものであることが判明した。
尚、この付加体のGPC分析の結果、数平均分子量7,440、
重量平均分子量8,720であり、またポリマーの分子量分
布を表わす尺度である▲▼/▲▲の値は1.17で
あった。
この▲▼/▲▲の値は、付加反応の原料である
p−ビニルフェノールポリマーのそれと良く一致するの
で、エチレンオキシドの付加は各フェノール性水酸基に
対し均一に起っていることがわかる。
実施例10 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管に実施例9で
用いたフェノラート0.76g、1,4−ジオキサン3mlおよび
エチレンオキシド2.2g仕込んで(エチレンオキシド/p−
ビニルフェノール単位≒8モル/モル)封管し、80℃の
湯浴につけて24時間震とうを続けた。
反応後、実施例9と同様の後処理を施こしたところポリ
マーの収量は3.0gであった。1 H−NMRスペクトルの解析により、得られたPVP−OE体の
平均的な構造は実質的に一般式〔I〕の構造のみから成
るものであることが判明した。
尚、この付加体のGPC分析の結果、数平均分子量9,530、
重量平均分子量11,450、従って▲▼/▲▲=1.
20であった。
この▲▼/▲▲の値は付加反応の原料であるp
−ビニルフェノールポリマーのそれと良く一致するの
で、エチレンオキシドの付加は各フェノール性水酸基に
対し均一に起っていることがわかる。
比較例1 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▲2,500、▲▼5,400)
0.7g、1,4−ジオキサン3mlおよびエチレンオキシド5g仕
込んで(エチレンオキシド/p−ビニルフェノール単位≒
20モル/モル)封管し、80℃の湯浴につけて24時間震と
うを続けた。
反応後、内容物をエタノールで溶かし出し、溶媒を蒸発
させたところ、仕込んだp−ビニルフェノールポリマー
が未反応のまま回収されただけで、エチレンオキシド付
加体は得られなかった。
比較例2 窒素置換した内容積25mlのガラス製重合管にp−ビニル
フェノールポリマー(▲▲2,500、▲▼5,400)
1.36g、1,4−ジオキサン3mlおよび30重量%の水酸化ナ
トリウム水溶液0.15ml加えて混ぜ合わせ、それに5gのエ
チレンオキシドを仕込んで(エチレンオキシド/p−ビニ
ルフェノール単位≒10モル/モル)封管し、80℃の湯浴
につけて23時間震とうを続けた。
反応後、内容物にエタノールを加えて均一に混ぜ合わ
せ、それに濃塩酸を加えて弱酸性にした。その後、溶媒
を蒸発させてポリマーを回収したところ、収量は1.5gで
あった。
このPVP−EO体のIRおよび1H−NMRスペクトルを第17図お
よび第18図に示す。
第17図のスペクトルは全体として第3図のそれに酷似し
ているが、脂肪族エーテルのC−O−C逆対称伸縮振動
に基づく1110cm-1の吸収は第3図より若干強くなってい
る。
第18図の1H−NMRスペクトルは第4図のそれに類似して
いるが、δ=8.3ppmのフェノール性水酸基プロトンに帰
属できるピークがあるにも拘らず、エチレンオキシド連
鎖に基づく鋭いピークもδ=3.7ppmに現われた。従っ
て、生成物は各ピーク面積比から計算して、平均的に
は、下記の一般式〔I〕の単位が68モル%、一般式〔I
I〕の単位が32モル%からなると考えられる。
ところで上式〔I〕におけるzの算出方法は、前記実施
例におけるnの算出方法と同じであるが、その結果から
考えて実施例におけるnと同じ内容を意味しているもの
とは考えにくいので区別する意味でzの記号を用いた。
すなわち、上記のようにエチレンオキシド連鎖に基づく
鋭いピーク(δ=3.7ppm)が現われているので、分布が
かなり幅広いと考えられ、したがってこの生成物ではエ
チレンオキシド単独重合体の副生、未反応p−ビニルフ
ェノールポリマーの残留等が考えられる。
また、この様な条件下では、生成物中のエチレンオキシ
ド含有量は仕込み比と大きくかけ離れておりエチレンオ
キシドが定量的に反応せず分子設計し難いことを示して
いる。
参考例1 実施例5で得られたPVP−EO体0.5gを100mlの水に溶解さ
せ、激しくかき混ぜたところ泡が立った。しかしその泡
は10分以内に消失した。
次にこの溶液に0.1mlのキシレンを混合して激しくかき
まぜたところ、安定なエマルジョンを生成した。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は実施例1で得られた反応生成物の
内、ベンゼン不溶部を更に水で処理して水不溶部として
回収されたPVP−EO体のIRおよび1H−NMRの各スペクトル
を、第3図および第4図は実施例2で得られたPVP−EO
体のIRおよび1H−NMRの各スペクトルを、第5図および
第6図は実施例3で得られたPVP−EO体のIRおよび1H−N
MRの各スペクトルを、第7図および第8図は実施例4で
得られたPVP−EO体のIRおよび1H−NMRの各スペクトル
を、第9図および第10図は実施例5で得られたPVP−EO
体のIRおよび1H−NMRの各スペクトルを、第11図および
第12図は実施例6で得られたPVP−EO体のIRおよび1H−N
MRの各スペクトルを、第13図および第14図は実施例7で
得られたIRおよび1H−NMRの各スペクトルを、第15図お
よび第16図は実施例8で得られたPVP−EO体のIRおよび1
H−NMRの各スペクトルを、第17図および第18図は比較例
2で得られた反応生成物ポリマーのIRおよび1H−NMRの
各スペクトルをそれぞれ示すものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式〔I〕 (式中nは1〜100の任意の整数、Mは水素またはアル
    カリ金属である)で表わされる構成単位が5〜100モル
    %、一般式〔II〕 (式中Mは上記と同じである)で表わされる構成単位が
    実質的残余のモル%を主たる構成単位として成り、上記
    各構成単位がランダムに主鎖で結合した構造を有する重
    合度3〜5000のp−ビニルフェノールポリマーのエチレ
    ンオキシド付加体。
  2. 【請求項2】一般式〔I〕で表わされる構成単位のn
    の、当該付加体における平均値が、1≦n<1.5である
    特許請求の範囲第1項記載のp−ビニルフェノールポリ
    マーのエチレンオキシド付加体。
  3. 【請求項3】一般式〔I〕で表わされる構成単位のn
    の、当該付加体における平均値が1.3≦n<100であっ
    て、かつ一般式〔I〕で表わされる構成単位が95〜100
    モル%である特許請求の範囲第1項記載のp−ビニルフ
    ェノールポリマーのエチレンオキシド付加体。
  4. 【請求項4】重合度3〜5000のp−ビニルフェノールポ
    リマーを、その水酸基の一部または全部の水素をアルカ
    リ金属で置換したフェノラートとした後、エチレンオキ
    シドと無水状態で反応させることから成る、一般式
    〔I〕 (式中nは1〜100の任意の整数、Mは水素またはアル
    カリ金属である)で表わされる構成単位が5〜100モル
    %、一般式〔II〕 (式中Mは上記と同じである)で表わされる構成単位が
    実質的残余のモル%を主たる構成単位として成り、上記
    各構成単位がランダムに主鎖で結合した構造を有する重
    合度3〜5000のp−ビニルフェノールポリマーのエチレ
    ンオキシド付加体の製造方法。
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