JPH07258398A - 新規ポリカーボネート重合体およびその製造法 - Google Patents
新規ポリカーボネート重合体およびその製造法Info
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- JPH07258398A JPH07258398A JP26613194A JP26613194A JPH07258398A JP H07258398 A JPH07258398 A JP H07258398A JP 26613194 A JP26613194 A JP 26613194A JP 26613194 A JP26613194 A JP 26613194A JP H07258398 A JPH07258398 A JP H07258398A
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Abstract
0[dl/g]以下である末端ポリシロキサン変性ポリ
カーボネート重合体。 (式中、R1〜R8はそれぞれ、水素、ハロゲン、アルコ
キシル基、ニトロ基または置換基を有してもよいアルキ
ル基若しくはアリール基。末端組成(A)は、 を表し、R9〜R10はそれぞれ、水素、ハロゲン、アル
コキシル基、ニトロ基又は置換基を有してもよいアルキ
ル基若しくはアリール基。R11〜R12は水素、アルキル
基またはアリール基。R13〜R15は少なくとも1つが で表されるシロキサン基であり、残りはアルキル基また
はアリール基。R16〜R18はアルキル基またはアリール
基。aは1〜10、nは1〜500、mは5〜200の
整数。xは であり、ここにR19、R20はそれぞれ水素、ハロゲンま
たは置換基を有してもよいアルキル基若しくはアリール
基か、R19及びR20 が一緒に結合して、炭素環または
複素環を形成する基。R21、R22はそれぞれアルキル基
またはアリール基。bおよびdは0〜500の整数。)
Description
重合体とその製造方法に関する。本発明のポリカーボネ
ート重合体は、ポリシロキサン構造を連鎖末端に有す
る、特に耐磨耗性に優れた新規なポリカーボネート重合
体であり、各種成形材料やポリマーアロイ材料、添加剤
として有用のものである。
脂の大部分は2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパ
ン(ビスフェノールA)を原料とするビスフェノールA
型ポリカーボネートである。ビスフェノールA型ポリカ
ーボネートはコスト、耐熱性、機械的強度等のバランス
のとれたポリカーボネート樹脂であるが、近年ポリカー
ボネートの用途拡大にともない、市場からはより優れた
物性を有するポリカーボネートが要求されており、様々
な構造を持つポリカーボネートが開発されている。
たシロキサンブロック共重合ポリカーボネートが開発さ
れている(特開平3-79626、特開平5−1559
99、特開昭50−29695)。これらのシロキサン
共重合ポリカーボネートは耐摩耗性が向上し、表面自由
エネルギーが小さくなり、水をはじく性質を持つもので
ある。しかしながら、これらのシロキサンを有する構成
単位はランダム共重合体であり、シロキサンの含有量が
少なくなると、重合時にポリカーボネートのホモポリマ
ーが生じる可能性が高くなり、特に湿式成形の場合相分
離を起こし、表面にシロキサンブロックを有するポリカ
ーボネートのみが集中的に濃縮されることが知られてい
る。この現象自体は、小量の添加でも表面改質ができる
利点を有しているが、耐磨耗性に対しては、表面がある
程度磨耗してしまうと、急激に耐磨耗性が減少する欠点
をも有することになる。また、末端にモノシロキサンを
有するポリカーボネートも開発されているが(特開平4
−264129)、低分子オリゴマーの時はよいが、高
分子量体ではシロキサン含有量が少なく自由度が低いた
め前記特性を発揮するにはいたっていない。
期耐摩耗性を有するポリカーボネートが望まれており、
新規なポリカーボネート重合体を開発する必要性があっ
た。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、末端停止剤とし
てポリシロキサンを有するポリカーボネート重合体は文
献未記載の新規なポリカーボネートであって、各種成形
材料やポリマーアロイ原料として有用であることを見い
だし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
れ、極限粘度[η]が2.0[dl/g]以下である末
端ポリシロキサン変性ポリカーボネート重合体およびそ
の製造方法を提供するものである。
キシル基、ニトロ基または置換基を有してもよいアルキ
ル基若しくはアリール基を表す。(A)は
ロゲン、アルコキシル基、ニトロ基または置換基を有し
てもよいアルキル基若しくはアリール基を表す。R11〜
R12は水素、アルキル基またはアリール基を表す。R13
〜R15は少なくとも1つが
ルキル基またはアリール基を示す。R16〜R18はアルキ
ル基またはアリール基を表す。aは1〜10、nは1〜
500、mは5〜200の整数を表す。xは
素、ハロゲンまたは置換基を有してもよいアルキル基若
しくはアリール基を表すか、R19及びR20が一緒に結合
して、炭素環または複素環を形成する基を表す。R21、
R22はそれぞれアルキル基またはアリール基を表す。b
およびdは0〜500の整数を表す。)
ポリシロキサン構造を持つポリカーボネート重合体は、
一般式(2)
式(1)中のものと同様の意味を表す。)で表される二
価フェノールと一般式(3)
般式(1)の末端組成(A)中のものと同様の意味を表
す。)で表される一価フェノールとを炭酸エステル形成
性化合物と反応させて製造することが出来る。
ルは、公知のヒドロシリル化反応による製造法、例えば
不飽和基を持った一価フェノールの片末端にSi−H基
を有するポリシロキサンを白金触媒下で付加反応させる
方法にて製造される。
系、不均一系のいずれでもよく、具体的には塩化白金酸
などに代表される白金錯体、金属白金、オクタカルボニ
ル2コバルト、パラジウム錯体、ロジウム錯体等が挙げ
られる。反応は、本発明に使用される不飽和基含有二価
フェノールが溶解する溶媒中で行われる。具体的には、
四塩化炭素、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン等のハ
ロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素、モノクロルベンゼン、ジクロロベンゼ
ン等の芳香族ハロゲン化物、メチルエチルケトン、酢酸
エチル、1,4-ジオキサン、シクロヘキサノン、ピリジン
等を挙げることができるが、溶解性や触媒との相性よ
り、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
が望ましい。また、反応温度は60℃以上が好ましい。
は、ポリアルキルシロキサン、ポリアリールシロキサ
ン、ポリアルキルアリールシロキサン等より誘導された
ものであり、具体的にはポリジメチルシロキサン、ポリ
ジエチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポリ
メチルフェニルシロキサン等が挙げられる。これらは2
種類以上併用しても良い。ポリシロキサン基の長さは、
一般式(1)の末端組成(A)および一般式(3)中の
重合度nで表され、nが1〜1000であり、好適には
10〜200である。十分なシロキサンの特性を得るた
めに、ある程度nが大きい方がよいがnが500を越え
るようなものでは、不飽和基を有する一価フェノールと
の反応性が劣り、あまり実用的ではない。また、ポリシ
ロキサンはポリマーであるためポリマー鎖の短長混ざり
あった混合物で、重合度nはあくまで平均重合度であ
り、通常は重合度は分布をもって存在する。
る不飽和基を有する一価フェノールは、具体的には、p-
ヒドロキシスチレン、p-イソプロペニルフェノール、o-
アリルフェノール、オイゲノール、イソオイゲノール、
2,6-ジメチル-4-アリルフェノール、4-(1-ブテニル)
フェノール、4-(1-ペンタニル)フェノール、4-(1-ヘ
キサニル)フェノール、4-(1-オクタニル)フェノー
ル、4-(1-デカニル)フェノール、4-(1-ドデカニル)
フェノール、4-(1-テトラデカニル)フェノール、4-
(1-ヘキサデカニル)フェノール、4-(1-ノナデカニ
ル)フェノールなどが例示される。これらの化合物は2
種類以上併用して使用することも可能である。
ルは、具体的には、
ールを2種類以上併用して使用することも可能である。
(wは1〜500の整数で、(n+m)≦1000であ
る。)
ルとしては、具体的にはビフェノール、ビス(4-ヒドロ
キシフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)
エーテル、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビ
ス(4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4-ヒ
ドロキシフェニル)スルファイド、ビス(4-ヒドロキシ
フェニル)ケトン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)
エタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン
(ビスフェノ-ルA;BPA)、2,2-ビス(4-ヒドロキシフ
ェニル)ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シ
クロヘキサン(ビスフェノ-ルZ;BPZ)、2,2-ビス(4-
ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン、2,2-ビ
ス(4-ヒドロキシ-3,5-ジクロロフェニル)プロパン、
2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-ブロモフェニル)プロパ
ン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-クロロフェニル)プロ
パン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プ
ロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニ
ル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-
フェニルエタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェ
ニルメタン、α,ω-ビス[2-(p-ヒドロキシフェニル)
エチル]ポリジメチルシロキサン、α,ω-ビス[3-(o-
ヒドロキシフェニル)プロピル]ポリジメチルシロキサ
ンなどが例示される。これらは、2種類以上併用して用
いてもよい。また、これらの中でも特に2,2-ビス(4-ヒ
ドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ
-3-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキ
シフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ
フェニル)-1-フェニルエタン、ビス(4-ヒドロキシフ
ェニル)エーテル、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スル
ファイドから選ばれることが、反応性から好ましい。
は、例えばホスゲンや、ジフェニルカーボネート、ジ-p
-トリルカーボネート、フェニル-p-トリルカーボネー
ト、ジ-p-クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカ
ーボネートなどのビスアリルカーボネートが挙げられ
る。
ノールAからポリカーボネートを製造する際に用いられ
ている公知の方法、例えば二価フェノールとホスゲンと
の直接反応(ホスゲン法)、あるいは二価フェノールと
ビスアリールカーボネートとのエステル交換反応(エス
テル交換法)などの方法を採用することができる。
式(3)の一価フェノールの耐熱性やエステル交換率を
考慮した場合、ホスゲン法の方が好ましい。またホスゲ
ン法においては、一般式(3)の一価フェノールの溶解
性や反応性の観点から一般式(3)の一価フェノールは
全フェノールに対し50wt%以下使用することが好まし
い。
剤および溶媒の存在下において、一般式(2)で表され
る二価フェノールおよび一般式(3)で表される一価フ
ェノールとホスゲンを反応させる。酸結合剤としては、
例えばピリジンや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
などのアルカリ金属の水酸化物などが用いられ、また溶
媒としては、例えば塩化メチレン、クロロホルム、クロ
ロベンゼン、キシレンなどが用いられる。さらに、縮重
合反応を促進するために、トリエチルアミンのような第
三級アミンまたは第四級アンモニウム塩などの触媒を、
また重合度を調節には、一般式(3)の一価フェノール
が分子量調節剤としての役割を果たす。また、所望に応
じ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトなどの酸化
防止剤や、フロログルシン、イサチンビスフェノールな
ど分岐化剤を小量添加してもよい。反応は通常0〜15
0℃、好ましくは5〜40℃の範囲とするのが適当であ
る。反応時間は反応温度によって左右されるが、通常
0.5分〜10時間、好ましくは1分〜2時間である。
また、反応中は、反応系のpHを10以上に保持すること
が望ましい。
記一般式(2)の二価フェノールと一般式(3)の一価
フェノールとビスアリールカーボネートとを混合し、減
圧下において高温で反応させる。反応温度は通常150
〜350℃、好ましくは200〜300℃の範囲の温度
において行われ、また減圧度は最終で好ましくは1mmHg
以下にして、エステル交換反応により生成した該ビスア
リールカーボネートから由来するフェノール類を系外へ
留去させる。反応時間は反応温度や減圧度などによって
左右されるが、通常1〜4時間程度である。反応は窒素
やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ま
しく、また、所望に応じ、酸化防止剤や分岐化剤を添加
して反応を行ってもよい。
ト重合体は、押出成形、射出成形、ブロー成形、圧縮成
形、湿式成形など公知の成形法で成形可能であるが、容
易に成形加工できるためには、極限粘度[η]が2.0
[dl/g]以下が望ましい。
ート重合体は、重合度mと末端基(A)のモル比がm/
(A)≦150であることが望ましい。
合成する際には、ポリシロキサン一価フェノールの不純
物や重合時の未反応物等があり、100%一般式(1)
のポリカーボネートが合成される訳ではない。しかし、
不純物の残量や反応率から考え、少なくとも80%以上
が一般式(1)の重合物として得られる上、さらに少な
くとも末端に1つ以上のシロキサンを有するものは90
%以上得られると考えられる。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
リウム水溶液600mlに、2,2-ビス(4-ヒドロキシフ
ェニル)プロパン(BPA)91.2gとハイドロサルフ
ァイト0.5gを加え溶解した。これに、メチレンクロ
ライド360mlを加え攪拌し、溶液温度を15℃に保
ちつつ、ホスゲン50gを60分かけて吹き込んだ。吹
き込み終了後、下記構造
5g添加し、激しく攪拌して、反応液を乳化させ、乳化
後0.2mlのトリエチルアミンを加え、約1時間攪拌
し重合させた。重合液を水相と有機相に分離し、有機相
をリン酸で中和し、洗液のpHを中性になるまで水洗を繰
り返した後、イソプロパノール470mlを加え、重合
物を沈澱させた。沈澱物を濾過後、乾燥して粉末状重合
体を得た。この重合体は、塩化メチレンを溶媒とする濃
度0.5g/dlの溶液の温度20℃における極限粘度
[η]は0.73[dl/g]であった。得られた重合
体を赤外線吸収スペクトルにより分析した結果、図1に
示すように1770cm-1の位置にカルボニル基による吸
収、1240cm-1の位置にエーテル結合による吸収が認
められ、カーボネート結合を有することが確認された。
また、3650〜3200cm-1の位置に水酸基由来の吸
収はほとんど認められなかった。しかも、1100〜1
020cm-1のシロキサン由来のピークも確認された。吸
光光度法による残存フェノール性OH量は92ppmで
あった。また、蛍光X線分析(Cr管球)により、この
重合体中にはシリコン元素が含まれていることが確認さ
れた。よって、この重合体は下記構造を有するポリカー
ボネート重合体と判断された。
価フェノール(式4)の代わりに、下記構造
6.8gを用いた以外は、実施例1と同様に行った 。
得られた重合体の極限粘度[η]は0.69[dl/
g]であった。赤外吸収スペクトル分析および蛍光X線
分析より、この重合体は下記構造を有するポリカーボネ
ート重合体と認められた。また、残存フェノール性OH
量は108ppmであった。
0ml、ホスゲン52g、ポリシロキサン含有一価フェ
ノール93gに変更した以外は実施例1と同様に行っ
た。得られた重合体の極限粘度[η]は0.40[dl
/g]であった。赤外吸収スペクトル分析および蛍光X
線分析より、この重合体は実施例1と同様な構造を有
し、ビスフェノールAから誘導される単位はm=40で
ある。また、残存フェノール性OH量は130ppmで
あった。
ノール23.3gに変更した以外は実施例1と同様に行
った。得られた重合体の極限粘度[η]は1.16[d
l/g]であった。赤外吸収スペクトル分析および蛍光
X線分析より、この重合体は実施例1と同様な構造を有
し、ビスフェノールAから誘導される単位はm=160
である。また、残存フェノール性OH量は33ppmで
あった。
キシフェニル)シクロヘキサン107.2gに変更した
以外は実施例1と同様に行った。得られた重合体の極限
粘度[η]は0.57[dl/g]であった。赤外吸収
スペクトル分析および蛍光X線分析より、この重合体
は、下記構造を有するポリカーボネート重合体と認めら
れた。また、残存フェノール性OH量は88ppmであ
った。
キシ-3-メチルフェニル)プロパン102.5gに変更
した以外は実施例1と同様に行った。得られた重合体の
極限粘度[η]は0.70[dl/g]であった。赤外
吸収スペクトル分析および蛍光X線分析より、この重合
体は、下記構造を有するポリカーボネート重合体と認め
られた。また、残存フェノール性OH量は90ppmで
あった。
有一価フェノール(式4)の代わりに、下記構造
4.1gに変更した以外は実施例1と同様に行った。得
られた重合体の極限粘度[η]は0.77[dl/g]
であった。赤外吸収スペクトル分析および蛍光X線分析
より、この重合体は、下記構造式を有するポリカーボネ
ート重合体と認められた。また、残存フェノール性OH
量は75ppmであった。
有一価フェノール(式4)の代わりに、下記構造
3.5gを用いた以外は、実施例1と同様に行った。得
られた重合体の極限粘度[η]は0.71[dl/g]
であった。赤外吸収スペクトル分析および蛍光X線分析
より、この重合体は下記構造式を有するポリカーボネー
ト重合体と認められた。また、残存フェノール性OH量
は96ppmであった。
有一価フェノール(式4)をp-t-ブチルフェノール1.
5gに変更した以外は実施例1と同様に行った。得られ
た重合体の極限粘度[η]は0.63[dl/g]であ
った。赤外吸収スペクトル分析および蛍光X線分析より
シロキサン基は認められず、この重合体は下記構造式を
有するポリカーボネート重合体と認められた。また、残
存フェノール性OH量は85ppmであった。
リウム水溶液620ml、ホスゲン51g、BPA9
1.2g、α,ω-ビス〔2-(p-ヒドロキシフェニル)
エチル〕ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会
社製重合度n=60)47.5gを用いた以外は比較例
1と同様に行った。得られた重合体の極限粘度[η]は
0.70[dl/g]であった。赤外吸収スペクトル分
析および蛍光X線分析より、この重合体は下記構造式を
有するポリカーボネート重合体と認められた。また、残
存フェノール性OH量は70ppmであった。
ビス〔2-(p-ヒドロキシフェニル)エチル〕ポリジメチ
ルシロキサン(信越化学工業株式会社製重合度n=6
0)23.5gを用いた以外は比較例2と同様に行っ
た。得られた重合体の極限粘度[η]は0.65[dl
/g]であった。赤外吸収スペクトル分析および蛍光X
線分析より、この重合体は下記構造式を有するポリカー
ボネート重合体と認められた。また、残存フェノール性
OH量は75ppmであった。
に実施例1で使用した一価フェノール(式4)を10w
t%添加し、ブレンドした。このブレンド物の極限粘度
[η]は0.33[dl/g]であった。また、残存フ
ェノール性OH量は446ppmであった。
に実施例1で使用した一価フェノール(式4)を1wt
%添加し、ブレンドした。このブレンド物の極限粘度
[η]は0.55[dl/g]であった。また、残存フ
ェノール性OH量は138ppmであった。
た以外は実施例1と同様に行った。得られた重合体は、
ゲルとなり、ジクロロメタンに不溶のため極限粘度測定
はできず、超高分子量体の性質を示した。
表1に、実施例1および実施例4との比較例1〜5まで
の重合物をキャスト成形したものについて磨耗性試験の
結果を表2に示した。
にポリシロキサン構造を有する文献未記載の新規なポリ
マーであって、また各種成形材料やポリマーアロイ原料
に使用する新規なポリカーボネート重合体を提供するこ
とができる。特に、本発明のポリカーボネート重合体
は、従来のポリシロキサンランダムブロック共重合ポリ
カーボネートに比べ、1分子中にポリシロキサン基を含
有する確率が非常に高く、組成がより均一になり、相溶
性が増す。そのため、従来のものに比べ長時間にわたる
耐磨耗性が高く、レンズ、照明カバー、軸受け等の耐摩
耗性が要求される成形品に応用が可能である。
Claims (3)
- 【請求項1】下記一般式(1)で表され、極限粘度
[η]が2.0[dl/g]以下である末端ポリシロキ
サン変性ポリカーボネート重合体。 【化1】 (式中、R1〜R8はそれぞれ、水素、ハロゲン、アルコ
キシル基、ニトロ基または置換基を有してもよいアルキ
ル基若しくはアリール基を表す。末端組成(A)は、 【化2】 を表し、R9〜R10はそれぞれ、水素、ハロゲン、アル
コキシル基、ニトロ基又は置換基を有してもよいアルキ
ル基若しくはアリール基を表す。R11〜R12は水素、ア
ルキル基またはアリール基を表す。R13〜R15は少なく
とも1つが 【化3】 で表されるシロキサン基であり、残りはアルキル基また
はアリール基を表す。R16〜R18はアルキル基またはア
リール基を表す。aは1〜10、nは1〜500、mは
5〜200の整数を表す。xは 【化4】 であり、ここにR19、R20はそれぞれ水素、ハロゲンま
たは置換基を有してもよいアルキル基若しくはアリール
基を表すか、R19及びR20 が一緒に結合して、炭素環
または複素環を形成する基を表す。R21、R22はそれぞ
れアルキル基またはアリール基を表す。bおよびdは0
〜500の整数を表す。) - 【請求項2】一般式(1)のポリカーボネート重合体が
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス
(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビ
ス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス
(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、ビス(4
-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-ヒドロキシ
フェニル)スルファイドより誘導された請求項1記載の
末端ポリシロキサン変性ポリカーボネート重合体。 - 【請求項3】一般式(2)で表される二価フェノール
と、一般式(3)で表される一価フェノールとを炭酸エ
ステル形成性化合物と反応させて一般式(1)のポリカ
ーボネートを得ることを特徴とする請求項1記載の末端
ポリシロキサン変性ポリカーボネート重合体の製造法。 【化5】 (式中、R1〜R8およびxはそれぞれ、前記一般式
(1)中のものと同様の意味を表す。) 【化6】 (式中、R9〜R15 およびaはそれぞれ、前記一般式
(1)の末端組成(A)中のものと同様の意味を表
す。)
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|---|---|---|---|
| JP26613194A JP3561766B2 (ja) | 1994-02-07 | 1994-10-06 | 新規ポリカーボネート重合体およびその製造法 |
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| JP3549094 | 1994-02-07 | ||
| JP26613194A JP3561766B2 (ja) | 1994-02-07 | 1994-10-06 | 新規ポリカーボネート重合体およびその製造法 |
Publications (2)
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| JPH07258398A true JPH07258398A (ja) | 1995-10-09 |
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| JP26613194A Expired - Fee Related JP3561766B2 (ja) | 1994-02-07 | 1994-10-06 | 新規ポリカーボネート重合体およびその製造法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3561766B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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