JPH0859778A - Polydioxorane and its production - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポリジオキソラン及び
その製造方法に関する。更に詳しくは、分子量の制御さ
れ、耐熱性に優れたポリジオキソラン及びその製造方法
に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to polydioxolane and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polydioxolane having a controlled molecular weight and excellent heat resistance, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】1,3ージオキソランを開環重合して得
られるポリジオキソランは、例えば、特公昭48−17
390号公報等に開示されているように公知である。ま
た1,3−ジオキソランの開環重合は、例えば、前記公
報等に開示されているように通常カチオン重合触媒を用
いて行われるカチオン重合である。通常、カチオン重合
では、得られる重合体の分子量の制御は、重合開始剤の
量を調節することによって行われる。2. Description of the Related Art Polydioxolane obtained by ring-opening polymerization of 1,3-dioxolane is disclosed, for example, in Japanese Examined Patent Publication No. 48-17
It is publicly known as disclosed in Japanese Patent Publication No. 390. The ring-opening polymerization of 1,3-dioxolane is, for example, a cationic polymerization usually carried out using a cationic polymerization catalyst as disclosed in the above-mentioned publications and the like. Usually, in cationic polymerization, the molecular weight of the obtained polymer is controlled by adjusting the amount of a polymerization initiator.
【0003】しかしながら、1,3−ジオキソランの開
環重合反応は不純物の影響を非常に受けやすく、また連
鎖移動を伴うために重合開始剤量による分子量の制御は
困難であった。さらに、数平均分子量が数千〜数万のポ
リジオキソランを重合開始剤量を多量の重合開始剤を使
用することで得ようとした場合、重合反応が非常に激し
くなり危険であるために工業的には実施不可能であっ
た。However, the ring-opening polymerization reaction of 1,3-dioxolane is very susceptible to impurities, and it is difficult to control the molecular weight by the amount of the polymerization initiator because it is accompanied by chain transfer. Furthermore, when trying to obtain a polydioxolane having a number average molecular weight of several thousand to several tens of thousands by using a large amount of a polymerization initiator, the polymerization reaction becomes extremely vigorous and dangerous, which is industrially difficult. Was impossible to implement.
【0004】そのため、分子量の制御されたポリジオキ
ソランの工業的に実施可能な製造方法は今までなかっ
た。また分子量を制御されたポリジオキソランは今まで
なかった。Therefore, there has been no industrially feasible method for producing polydioxolane having a controlled molecular weight. In addition, there has been no polydioxolane with controlled molecular weight.
【0005】さらに、従来公知の方法で製造されたポリ
ジオキソランは、耐熱性が低いという問題点も有してい
る。すなわち、従来のポリジオキソランの耐熱温度は窒
素雰囲気下でもせいぜい200℃程度である。このた
め、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリスチレンの如き汎用樹脂とのブレンドを行おう
としても、通常これら汎用樹脂への添加物の混合、ブレ
ンドが行われる温度、すなわち100℃台後半〜300
℃ではポリジオキソランが分解してしまうために、得ら
れるブレンド物の品質が安定しないという問題点があ
る。Further, the polydioxolane produced by the conventionally known method also has a problem of low heat resistance. That is, the heat resistant temperature of the conventional polydioxolane is about 200 ° C. at most even in a nitrogen atmosphere. Therefore, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polymethylmethacrylate, even when trying to blend with a general-purpose resin such as polystyrene, usually the mixing of additives to these general-purpose resins, the temperature at which the blending is performed, that is, 100 ° C late half-300
There is a problem in that the quality of the resulting blend is not stable because the polydioxolane is decomposed at ℃.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のごとき
状況に鑑みてなされたものであり、前記の問題点を解決
し、分子量の制御され耐熱性に優れたポリジオキソラン
の工業的に安全に実施可能な製造方法を提供することを
目的とするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an industrially safe solution of polydioxolane having a controlled molecular weight and excellent heat resistance to solve the above problems. It is intended to provide a practicable manufacturing method.
【0007】また、本発明の他の目的は、分子量の制御
され耐熱性に優れたポリジオキソランを提供することで
ある。Another object of the present invention is to provide a polydioxolane having a controlled molecular weight and excellent heat resistance.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、1,3−ジオ
キソラン環含有化合物を1価のアルコールの存在下、重
合開始剤を添加して重合し得られた重合体をイソシアナ
ートと反応させることを特徴とする下記一般式(I)で
表される構造を有するポリジオキソランの製造方法であ
る。According to the present invention, a polymer obtained by polymerizing a 1,3-dioxolane ring-containing compound in the presence of a monohydric alcohol with a polymerization initiator is reacted with an isocyanate. And a method for producing polydioxolane having a structure represented by the following general formula (I).
【0009】[0009]
【化3】 [Chemical 3]
【0010】(ただし、式中、R1およびR2は炭素数1
〜24の、炭化水素基またはエーテル結合を有していて
もよい炭化水素基で、それぞれ同一であっても異なって
いてもよい、R3は炭素数1〜10の炭化水素残基、X
は下記一般式(II)又は(III)で表される1,3
−ジオキソラン環開環物を表わし、mおよびnは1以上
の整数を表わす。) −CHR4−O−CHR5−CH2−O− (II) 又は、 −CHR5−CH2−O−CHR4−O− (III) (ただし、(II)および(III)式中、R3及びR4
はそれぞれ独立に水素又は炭化水素基を表わす。) 本発明の他の発明は、下記一般式(I)で表される構造
を有するポリスチレン換算数平均分子量400〜15万
のポリジオキソランである。(In the formula, R 1 and R 2 have 1 carbon atoms.
To 24 hydrocarbon groups or hydrocarbon groups optionally having an ether bond, which may be the same or different, R 3 is a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, X
Is 1,3 represented by the following general formula (II) or (III)
Represents a ring-opened product of dioxolane, and m and n represent an integer of 1 or more. ) —CHR 4 —O—CHR 5 —CH 2 —O— (II) or —CHR 5 —CH 2 —O—CHR 4 —O— (III) (provided that in the formulas (II) and (III), R 3 and R 4
Each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group. Another invention of the present invention is a polydioxolane having a structure represented by the following general formula (I) and having a polystyrene reduced number average molecular weight of 400 to 150,000.
【0011】[0011]
【化4】 [Chemical 4]
【0012】(ただし、式中、R1およびR2は炭素数1
〜24の、炭化水素基またはエーテル結合を有していて
もよい炭化水素基で、それぞれ同一であっても異なって
いてもよい、R3は炭素数1〜10の炭化水素残基、X
は下記一般式(II)又は(III)で表される1,3
−ジオキソラン環開環物を表わし、mおよびnは1以上
の整数を表わす。) −CHR4−O−CHR5−CH2−O− (II) 又は、 −CHR5−CH2−O−CHR4−O− (III) (ただし、(II)および(III)式中、R4及びR5
はそれぞれ独立に水素又は炭化水素基を表わす。)(In the formula, R 1 and R 2 have 1 carbon atoms.
To 24 hydrocarbon groups or hydrocarbon groups optionally having an ether bond, which may be the same or different, R 3 is a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, X
Is 1,3 represented by the following general formula (II) or (III)
Represents a ring-opened product of dioxolane, and m and n represent an integer of 1 or more. ) —CHR 4 —O—CHR 5 —CH 2 —O— (II) or —CHR 5 —CH 2 —O—CHR 4 —O— (III) (provided that in the formulas (II) and (III), R 4 and R 5
Each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group. )
【0013】[0013]
【作用】まず本発明のポリジオキソランの製造方法にお
いて、1,3−ジオキソラン環含有化合物を1価のアル
コールの存在下、重合開始剤を添加して重合する工程に
ついて述べる。First, in the method for producing polydioxolane of the present invention, a step of polymerizing a 1,3-dioxolane ring-containing compound in the presence of a monohydric alcohol by adding a polymerization initiator will be described.
【0014】一般式(I)中のXに相当する構造を与え
る1,3−ジオキソラン環含有化合物としては、1,3
−ジオキソラン、2−メチル−1,3ージオキソラン、
2−フェニル−1,3−ジオキソラン、4−メチル−
1,3−ジオキソラン、4−エチル−1,3−ジオキソ
ラン等を挙げることができ、これらの1種又は2種以上
の混合物を用いることができる。また、これら1,3−
ジオキソラン環含有化合物の中でも、1,3−ジオキソ
ランは特に高い反応性を有している。一方、その他の
1,3−ジオキソラン環を含有化合物は、反応性の点で
は1,3−ジオキソランに劣るものの1,3−ジオキソ
ランの重合では得られない高融点でやや親水性の低い重
合体を与えるという特徴を有している。The 1,3-dioxolane ring-containing compound which gives a structure corresponding to X in the general formula (I) is 1,3
-Dioxolane, 2-methyl-1,3-dioxolane,
2-phenyl-1,3-dioxolane, 4-methyl-
1,3-dioxolane, 4-ethyl-1,3-dioxolane and the like can be mentioned, and one kind or a mixture of two or more kinds thereof can be used. Also, these 1,3-
Among the dioxolane ring-containing compounds, 1,3-dioxolane has particularly high reactivity. On the other hand, other 1,3-dioxolane ring-containing compounds are inferior to 1,3-dioxolane in terms of reactivity, but are polymers having a high melting point and a slightly low hydrophilicity, which cannot be obtained by polymerization of 1,3-dioxolane. It has the feature of giving.
【0015】本発明のポリジオキソランの重合に用いら
れるアルコールは、1価のアルコールであれば特に制限
はなく、脂肪族、芳香族いずれのアルコールでも使用で
き、分子中にエーテル結合を有していてもよい。例え
ば、脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノー
ル、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブ
タノール、、iso−ブタノール、n−ペンタノール、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル等が挙げられ、中でも炭素数
が1〜24の1価のアルコールは1,3−ジオキソラン
含有化合物との相溶性が良好であるので好ましい。ま
た、芳香族アルコールとしては、フェノール、ベンジル
アルコール等が挙げられる。The alcohol used in the polymerization of the polydioxolane of the present invention is not particularly limited as long as it is a monohydric alcohol, and either aliphatic or aromatic alcohol can be used, and it has an ether bond in the molecule. Good. For example, as the aliphatic alcohol, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, n-pentanol,
Examples thereof include ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether. Among them, monohydric alcohols having 1 to 24 carbon atoms are preferable because they have good compatibility with 1,3-dioxolane-containing compounds. Examples of aromatic alcohols include phenol and benzyl alcohol.
【0016】本発明に用いられるアルコールの使用量
は、単量体1モルに対して0.0002〜1モル、好ま
しくは0.0005〜0.1モルである。使用量が0.
0002モルより少ない場合には、得られるポリジオキ
ソランの分子量が重合開始剤量によって支配される傾向
が強くなり、アルコールによって分子量を制御するのが
困難になる場合がある。一方、使用量が1モルよりも多
い場合には、重合の為に大量の重合開始剤を要したり、
全く反応が進行しない場合がある。The amount of the alcohol used in the present invention is 0.0002 to 1 mol, preferably 0.0005 to 0.1 mol, based on 1 mol of the monomer. Usage is 0.
When the amount is less than 0002 mol, the molecular weight of the obtained polydioxolane tends to be dominated by the amount of the polymerization initiator, and it may be difficult to control the molecular weight by alcohol. On the other hand, when the amount used is more than 1 mol, a large amount of polymerization initiator is required for polymerization,
The reaction may not proceed at all.
【0017】また、前記アルコールの添加方法について
も特に制限はなく、重合開始剤投入前にあらかじめ1,
3−ジオキソラン環含有化合物と混合して置く方法や重
合開始剤と混合した後1,3−ジオキソラン環含有化合
物に添加する方法等が挙げられる。There is no particular limitation on the method of adding the alcohol, and the method of adding 1, 2
Examples thereof include a method of mixing with a 3-dioxolane ring-containing compound and a method of mixing with a polymerization initiator and then adding to a 1,3-dioxolane ring-containing compound.
【0018】本発明に用いられる重合開始剤にも特に制
限はなく、従来公知の1,3−ジオキソラン環を開環重
合させることのできる重合開始剤を用いることができ
る。具体的には、ヘテロポリ酸、三弗化ホウ素のエーテ
ラート、トリエチルオキソニウムテトラフルオロボレー
ト等の四フッ化ホウ素オキソニウム化合物、アルミノキ
サン/硫酸混合物、塩化スズなどが挙げられ、これらの
中から選ばれる1種または2種以上が用いられる。ヘテ
ロポリ酸としては、リンタングステン酸やケイタングス
テン酸、リンモリブデン酸が挙げられる。前記重合開始
剤の中でも、ヘテロポリ酸、トリエチルオキソニウムテ
トラフルオロボレート及びアルミノキサン/硫酸混合物
は高活性であるので好ましく、またヘテロポリ酸中でも
リンタングステン酸は1,3−ジオキソラン含有化合物
中に含まれる不純物や水分の影響を受け難く、さらに得
られるポリジオキソランが非着色性であるという点でが
好ましい。The polymerization initiator used in the present invention is not particularly limited, and a conventionally known polymerization initiator capable of ring-opening polymerization of 1,3-dioxolane ring can be used. Specific examples thereof include heteropolyacid, etherate of boron trifluoride, oxonium tetrafluoride compound such as triethyloxonium tetrafluoroborate, aluminoxane / sulfuric acid mixture, tin chloride, etc., and one selected from these Alternatively, two or more kinds are used. Examples of the heteropolyacid include phosphotungstic acid, silicotungstic acid, and phosphomolybdic acid. Among the above-mentioned polymerization initiators, heteropolyacid, triethyloxonium tetrafluoroborate and aluminoxane / sulfuric acid mixture are preferable because they have high activity, and among the heteropolyacid, phosphotungstic acid is an impurity contained in the 1,3-dioxolane-containing compound. It is preferable that it is hardly affected by moisture and that the obtained polydioxolane is non-coloring.
【0019】本発明の重合は、無溶媒で行なっても、活
性水素を有しない溶媒中で行ってもよい。好適に用いら
れる活性水素を有しない溶媒としては、例えばメチルエ
チルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケ
トン類、ジオキサン等の環状エーテル、クロロホルム、
ジクロロメタン、トリクロロ−トリフルオロ−エタン等
の含ハロゲン炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族
炭化水素を挙げることができ、これらの1種又は2種以
上を混合して用いることができる。The polymerization of the present invention may be carried out without solvent or in a solvent having no active hydrogen. As the solvent preferably having no active hydrogen, for example, methyl ethyl ketone, acetone, ketones such as methyl isobutyl ketone, cyclic ethers such as dioxane, chloroform,
Examples thereof include halogen-containing hydrocarbons such as dichloromethane and trichloro-trifluoro-ethane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, and one kind or a mixture of two or more kinds thereof can be used.
【0020】本発明のポリジオキソランを製造する際の
反応温度についても特に制限はないが、通常0℃〜10
0℃、好ましくは25℃〜80℃で反応を行うのが好ま
しい。反応温度が0℃未満の場合には、反応速度が非常
に遅く、生産性が著しく低下する場合がある。一方、反
応温度が100℃を超える場合には、反応速度が非常に
速く、重合反応に伴う発熱を除去して反応を制御するの
が困難となるため危険であるばかりでなく、連鎖移動反
応が促進されるために分子量の制御できなくなる場合が
ある。The reaction temperature for producing the polydioxolane of the present invention is not particularly limited, but it is usually 0 ° C to 10 ° C.
It is preferable to carry out the reaction at 0 ° C, preferably 25 ° C to 80 ° C. When the reaction temperature is lower than 0 ° C, the reaction rate is very slow, and the productivity may be significantly reduced. On the other hand, when the reaction temperature is higher than 100 ° C, the reaction rate is so fast that it is difficult to remove the heat generated by the polymerization reaction and control the reaction, which is not only dangerous but also chain transfer reaction. In some cases, the molecular weight cannot be controlled because it is accelerated.
【0021】本発明のポリジオキソランを製造する装置
についても特に制限はなく、通常の櫂型や錨型攪拌翼を
備えた槽型反応器の他、住友重機械工業(株)製のマッ
クスブレンド翼やスーパーブレンド翼を備えた槽型反応
器、(株)ノリタケ製スタティックミキサーや住友重機
械工業(株)製スルーザーミキサーの如き駆動部を有し
ないピストンフロー型連続式反応器や、(株)栗本鐵工
所製KRCニーダー、住友重機械工業(株)製バイボラ
ック、三菱重工業(株)製SCRニーダー、(株)日本
製鋼所製TEX−K、(株)神戸製鋼所製NEX−T、
MIXTRON、HYPERKTX等の一軸又は二軸の
連続式反応器等を用いることができる。The apparatus for producing the polydioxolane of the present invention is also not particularly limited, and in addition to a conventional tank-type reactor equipped with a paddle-type or anchor-type stirring blade, a Maxblend blade manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tank type reactor with a super blend blade, Noritake static mixer, Sumitomo Heavy Industries Co., Ltd. Sulzer mixer, piston flow type continuous reactor without a drive unit, Co., Ltd. KRC Kneader manufactured by Kurimoto Iron Works, Vivolac manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., SCR kneader manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., TEX-K manufactured by Japan Steel Works, NEX-T manufactured by Kobe Steel, Ltd.
A uniaxial or biaxial continuous reactor such as MIXTRON or HYPERKTX can be used.
【0022】本発明における重合工程で得られた重合体
は、重合開始剤の活性を保ったまま放置すると重合体の
分解が起こる場合があるので、重合後に安定化のために
重合開始剤を失活させるのが好ましい。重合開始剤の失
活剤としては、アンモニア、トリエチルアミン、エチレ
ンジアミン、アニリン、ピリジン、ピペリジン等のアミ
ン類、アンモニア、ナトリウムメチラートの塩基性化合
物等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いるこ
とができる。前記失活剤の中でもアミン類は重合体内で
の拡散性が良好であり、迅速に重合開始剤を失活させる
ことができるので特に好適に用いられる。Since the polymer obtained in the polymerization step in the present invention may be decomposed if left as it is while the activity of the polymerization initiator is maintained, the polymerization initiator may be lost for stabilization after the polymerization. It is preferable to activate it. Examples of the deactivator of the polymerization initiator include amines such as ammonia, triethylamine, ethylenediamine, aniline, pyridine and piperidine, and basic compounds such as ammonia and sodium methylate. One or more of them are used. be able to. Among the above-mentioned deactivators, amines are particularly preferably used because they have good diffusivity in the polymer and can rapidly deactivate the polymerization initiator.
【0023】重合開始剤の失活は、重合開始剤投入時点
から2〜300分、好ましくは5〜60分以内に行うの
が好ましい。重合開始剤投入から重合開始剤の失活まで
の時間が300分より長い場合には重合体の分解が進行
するために所望の分子量のポリジオキソランを得ること
ができない場合がある。The deactivation of the polymerization initiator is preferably carried out within 2 to 300 minutes, preferably within 5 to 60 minutes from the time when the polymerization initiator is added. If the time from the addition of the polymerization initiator to the deactivation of the polymerization initiator is longer than 300 minutes, the decomposition of the polymer will proceed, so that polydioxolane having a desired molecular weight may not be obtained.
【0024】重合開始剤の失活方法に関しては特に制限
はなく、重合装置内で行っても良いし、また重合装置か
ら重合物を取り出した後、引き続いて重合装置で記載し
た如きバッチ式あるいは連続式の別の混合装置を用いて
行っても良い。The method of deactivating the polymerization initiator is not particularly limited, and it may be carried out in a polymerization apparatus, or after the polymer is taken out from the polymerization apparatus, it is subsequently operated in a batch system or continuously as described in the polymerization apparatus. It may be carried out using another mixing device of the formula.
【0025】次に本発明のポリジオキソランの製造方法
において、前記重合工程で得られた重合体をイソシアナ
ートと反応させる工程について述べる。Next, in the method for producing polydioxolane of the present invention, the step of reacting the polymer obtained in the above-mentioned polymerization step with isocyanate will be described.
【0026】重合工程で得られた重合体は、下記一般式
(IV)で表わされる構造を有したポリオキソランを主
成分とするもので、通常ポリスチレン換算数平均分子量
150〜10万の範囲である。The polymer obtained in the polymerization step is mainly composed of polyoxolane having a structure represented by the following general formula (IV), and usually has a polystyrene reduced number average molecular weight in the range of 150 to 100,000.
【0027】 R’1−O−(X’)p−H (IV) (ただし、式中、R’1は炭素数1〜24の、炭化水素
基またはエーテル結合を有していてもよい、R’2は炭
素数1〜10の炭化水素残基、X’は下記一般式(V)
又は(VI)で表される1,3−ジオキソラン環開環物
を表わし、pは1以上の整数を表す。) −CHR’3−O−CHR’4−CH2−O− (V) 又は、 −CHR’4−CH2−O−CHR’3−O− (VI) (ただし、(V)および(VI)式中、R’3及びR’4
はそれぞれ独立に水素又は炭化水素基を表わす。) 前記重合体は、特に精製を行わずにそのままイソシアナ
ートとの反応に供しても良いし、又は揮発分を減圧留去
したり或は再沈精製等の精製を行った後にイソシアナー
トとの反応に使用しても良い。R ′ 1 —O— (X ′) pH (IV) (In the formula, R ′ 1 may have a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or an ether bond, R '2 is a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, X' is represented by the following general formula (V)
Alternatively, it represents a 1,3-dioxolane ring opened product represented by (VI), and p represents an integer of 1 or more. ) —CHR ′ 3 —O—CHR ′ 4 —CH 2 —O— (V) or —CHR ′ 4 —CH 2 —O—CHR ′ 3 —O— (VI) (provided that (V) and (VI ) In the formula, R ′ 3 and R ′ 4
Each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group. ) The polymer may be subjected to a reaction with an isocyanate as it is without any particular purification, or a volatile matter may be distilled off under reduced pressure, or after purification such as reprecipitation purification, a reaction with an isocyanate may be performed. It may be used for the reaction.
【0028】本発明に使用されるイソシアナートにも特
に制限はなく、脂肪族、芳香族何れのイソシアナートも
使用できる。具体的には、例えばヘキサメチレンジイソ
シアナート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシル
イソシアナート)、イソホロンジイソシアナート、トリ
メチルヘキサメチレンジイソシアナート、リジンイソシ
アナート、トリレンジイソシアナート、パラフェニレン
ジイソシアナート、ナフチレン−1,5−ジイソシアナ
ート等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用い
ることができる。脂肪族系イソシアナートは非着色性で
ある点で芳香族系イソシアナートより優れるが、反応性
が低いという欠点を有している。このため、得られるポ
リジオキソランに非着色性が要求される場合には脂肪族
系イソシアナートを用いるのが好ましい。The isocyanate used in the present invention is not particularly limited, and either aliphatic or aromatic isocyanate can be used. Specifically, for example, hexamethylene diisocyanate, 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine isocyanate, tolylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate. , Naphthylene-1,5-diisocyanate and the like, and one or more of these can be used. Aliphatic isocyanates are superior to aromatic isocyanates in that they are non-coloring, but they have the drawback of low reactivity. Therefore, when the obtained polydioxolane is required to be non-coloring, it is preferable to use an aliphatic isocyanate.
【0029】本発明に用いられるイソシアナートの使用
量は、重合体100重量部に対して0.005〜200
重量部、好ましくは0.05〜40重量部である。使用
量が0.005重量部より少ない場合には、充分な耐熱
性向上効果が得られない。一方、使用量が200重量部
よりも多い場合には、それ以上イソシアナートの使用量
を増やしても耐熱性の更なる向上効果が得られない場合
があるばかりでなく、経済的に不利である。The amount of the isocyanate used in the present invention is 0.005 to 200 per 100 parts by weight of the polymer.
Parts by weight, preferably 0.05 to 40 parts by weight. When the amount used is less than 0.005 parts by weight, sufficient heat resistance improving effect cannot be obtained. On the other hand, when the amount used is more than 200 parts by weight, not only the amount of isocyanate used may not be further improved in heat resistance, but it is economically disadvantageous. .
【0030】また、本発明のイソシアナートの反応に際
しては、従来公知のイソシアナート反応触媒を用いても
よい。具体的には、オクチル錫、ジブチル錫ジラウレー
ト、ジブチル錫オキサイド等の有機金属触媒、酢酸カル
シウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム等のアルカリ
(土)類金属塩、トリエチルアミン、エチレンジアミ
ン、アニリン、ピリジン、ピペリジン等のアミン類等を
挙げることができ、これらの1種または2種以上を用い
ることができる。In the reaction of the isocyanate of the present invention, a conventionally known isocyanate reaction catalyst may be used. Specifically, organic metal catalysts such as octyl tin, dibutyl tin dilaurate and dibutyl tin oxide, alkali (earth) metal salts such as calcium acetate, sodium carbonate and calcium carbonate, triethylamine, ethylenediamine, aniline, pyridine, piperidine and the like. Examples thereof include amines, and one or more of these can be used.
【0031】本発明のイソシアナートの添加時期及び回
数に関しても特に制限はないが、重合開始剤失活後に一
括して添加するのが好ましい。重合開始剤失活後に添加
することの利点としては、失活剤として用いたアミン等
の塩基性物質がイソシアナートの反応触媒として働くた
め、特にイソシアナート反応触媒を追加しなくても良い
という点をあげることができる。There are no particular restrictions on the timing and the number of times the isocyanate of the present invention is added, but it is preferable to add it all at once after deactivating the polymerization initiator. As an advantage of adding after the polymerization initiator has been deactivated, a basic substance such as an amine used as a deactivator acts as a reaction catalyst for the isocyanate, so that it is not necessary to add an isocyanate reaction catalyst. Can be raised.
【0032】本発明のイソシアナートの反応は、無溶媒
で行なっても良いし、活性水素を有しない溶媒中で行っ
ても良い。好適に用いられる活性水素を有しない溶媒と
しては、例えばメチルエチルケトン、アセトン、メチル
イソブチルケトン等のケトン類、ジオキサン等の環状エ
ーテル、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロ−
トリフルオロ−エタン等の含ハロゲン炭化水素、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素を挙げることができ、
これらの1種又は2種以上を混合して用いることができ
る。The reaction of the isocyanate of the present invention may be carried out without a solvent or in a solvent having no active hydrogen. As the solvent preferably having no active hydrogen, for example, ketones such as methyl ethyl ketone, acetone and methyl isobutyl ketone, cyclic ethers such as dioxane, chloroform, dichloromethane and trichloro-
Examples thereof include halogen-containing hydrocarbons such as trifluoro-ethane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene,
These 1 type, or 2 or more types can be mixed and used.
【0033】本発明のイソシアナートの反応温度につい
ても特に制限はないが、通常30℃〜200℃、好まし
くは50℃〜150℃で反応を行うのが好ましい。反応
温度が30℃未満の場合には、反応速度が非常に遅く、
生産性が著しく低下する場合がある。一方、反応温度が
200℃を超える場合には、ポリジオキソランが分解す
る場合がある。The reaction temperature of the isocyanate of the present invention is not particularly limited, but the reaction is usually carried out at 30 ° C to 200 ° C, preferably 50 ° C to 150 ° C. When the reaction temperature is lower than 30 ° C, the reaction rate is very slow,
Productivity may be significantly reduced. On the other hand, when the reaction temperature exceeds 200 ° C., polydioxolane may decompose.
【0034】本発明のイソシアナートの反応時間につい
ても特に制限はないが、通常5分〜100時間、好まし
くは10分〜48時間が好ましい。反応時間が5分未満
の場合には、イソシアナートの反応が不完全で、充分な
耐熱性が得られない場合がある。一方、反応時間が10
0時間を超える場合には、生産性が著しく低下するばか
りでなく、ポリジオキソランが分解したり、ウレタン結
合部での副反応のためにポリジオキソランが架橋する場
合がある。The reaction time of the isocyanate of the present invention is not particularly limited, but is usually 5 minutes to 100 hours, preferably 10 minutes to 48 hours. If the reaction time is less than 5 minutes, the reaction of the isocyanate may be incomplete and sufficient heat resistance may not be obtained. On the other hand, the reaction time is 10
When it exceeds 0 hours, not only the productivity is remarkably lowered, but also polydioxolane may be decomposed or the polydioxolane may be crosslinked due to a side reaction at the urethane bond.
【0035】さらに、イソシアナートの反応方法に関し
ても特に制限はなく、重合装置内で行っても良いし、ま
た重合装置から重合物を取り出した後、引き続いて重合
装置で記載した如きバッチ式あるいは連続式の別の混合
装置を用いて行っても良い。また、イソシアナート添加
前に残存するアルコールや単量体、溶媒などの揮発分を
除去しても良い。Further, there is no particular limitation on the reaction method of the isocyanate, and it may be carried out in the polymerization apparatus, or after the polymerized product is taken out from the polymerization apparatus, it is subsequently operated in a batch system or continuously as described in the polymerization apparatus. It may be carried out using another mixing device of the formula. Further, volatile components such as alcohols, monomers and solvents remaining before the addition of isocyanate may be removed.
【0036】本発明の製造方法により制御されるポリジ
オキソランの分子量の範囲は、通常ポリスチレン換算の
数平均分子量で表わして400〜15万の範囲である。
特に該分子量が1000〜15万の範囲、中でも500
0〜10万の範囲で容易に制御できる。The molecular weight range of the polydioxolane controlled by the production method of the present invention is usually in the range of 400 to 150,000 in terms of polystyrene-equivalent number average molecular weight.
In particular, the molecular weight is in the range of 1000 to 150,000, especially 500.
It can be easily controlled in the range of 0 to 100,000.
【0037】本発明のポリジオキソランは、前記一般式
(I)で表される構造を有しポリスチレン換算数平均分
子量400〜15万のポリジオキソランである。特に該
分子量が1000〜10万の範囲、中でも5000〜5
万の範囲が容易に生産でき取扱い易い点で有用である。
また一般式(I)中のR1およびR2が、炭素数1〜5の
アルキル基であるポリジオキソランが、容易に生産でき
取扱いが容易な点で有用である。ポリジオキソランの製
法としては、例えば、前記のポリジオキソランの製造方
法が挙げられる。さらに、本発明のポリジオキソラン
は、各種添加剤、例えばフィラーや染料、顔料、安定化
剤、滑剤、結晶核剤等を添加しても良い。The polydioxolane of the present invention is a polydioxolane having a structure represented by the above general formula (I) and having a polystyrene reduced number average molecular weight of 400 to 150,000. In particular, the molecular weight is in the range of 1000 to 100,000, especially 5000 to 5
It is useful in that it can be easily produced and handled easily.
Further, polydioxolane in which R 1 and R 2 in the general formula (I) are an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is useful in that it can be easily produced and handled easily. Examples of the method for producing polydioxolane include the above-described method for producing polydioxolane. Furthermore, various additives such as fillers, dyes, pigments, stabilizers, lubricants and crystal nucleating agents may be added to the polydioxolane of the present invention.
【0038】[0038]
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらにより限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【0039】<実施例1>攪拌機、冷却器、温度計およ
び窒素導入管を備えた容量300mlの4つ口フラスコ
に1,3−ジオキソラン200.00g及びn−ブタノ
ール2.86gを入れ、水浴にて30℃にした。これ
に、重合開始剤としてリンタングステン酸の5重量%メ
チルエチルケトン溶液1.0mlを攪拌下添加した。重
合開始剤投入後3分経過してから重合反応の発熱に伴う
温度上昇が認められ、重合開始剤投入から45分で発熱
ピーク78℃を迎えた。その後さらに15分間熟成した
後、濃度0.1重量%のトリエチルアミンの1、3−ジ
オキソラン溶液5mlを添加して、反応を停止した。得
られたポリジオキソラン中に残存する1,3−ジオキソ
ラン、n−ブタノール、トリエチルアミン、メチルエチ
ルケトン等を除去するため、80℃−1mmHgで5時
間かけて揮発分を除去した。Example 1 200.00 g of 1,3-dioxolane and 2.86 g of n-butanol were placed in a four-necked flask having a capacity of 300 ml equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer and a nitrogen introducing tube, and placed in a water bath. To 30 ° C. To this, 1.0 ml of a 5 wt% solution of phosphotungstic acid in methyl ethyl ketone was added as a polymerization initiator with stirring. A temperature rise due to the heat generation of the polymerization reaction was observed 3 minutes after the polymerization initiator was charged, and the exothermic peak reached 78 ° C. 45 minutes after the polymerization initiator was charged. After further aging for 15 minutes, 5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight was added to stop the reaction. In order to remove 1,3-dioxolane, n-butanol, triethylamine, methyl ethyl ketone, etc. remaining in the obtained polydioxolane, volatile components were removed at 80 ° C.-1 mmHg for 5 hours.
【0040】得られた重合体に、ヘキサメチレンジイシ
シアナート3.57g及び濃度0.1重量%のトリエチ
ルアミンの1,3−ジオキソラン溶液0.5mlを添加
し、120℃で24時間反応させた。To the obtained polymer was added 3.57 g of hexamethylene diisocyanate and 0.5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 24 hours. .
【0041】得られたポリジオキソランを50重量%水
溶液とし、これを飽和食塩水で再沈精製した。その後、
精製したポリジオキソランを100℃−1mmHgで4
8時間乾燥させた結果、サイズ排除クロマトグラフィー
によって測定したポリスチレン換算数平均分子量が13
000のポリジオキソラン(1)を得た。The obtained polydioxolane was made into a 50% by weight aqueous solution, which was then reprecipitated and purified with saturated saline. afterwards,
Purified polydioxolane at 100 ° C-1mmHg 4
As a result of drying for 8 hours, the polystyrene reduced number average molecular weight measured by size exclusion chromatography was 13
000 polydioxolanes (1) were obtained.
【0042】得られたポリジオキソラン(1)のフーリ
エ変換赤外線吸収スペクトルを図1に、フーリエ変換核
磁気共鳴スペクトルを図2に示した。The Fourier transform infrared absorption spectrum of the obtained polydioxolane (1) is shown in FIG. 1, and the Fourier transform nuclear magnetic resonance spectrum is shown in FIG.
【0043】ポリジオキソラン(1)のフーリエ変換赤
外線吸収スペクトルには、NH基に起因する吸収が、3
500cm-1近辺に、ウレタン結合に起因する吸収が1
539cm-1及び1720cm-1に認められる。The Fourier transform infrared absorption spectrum of polydioxolane (1) shows that the absorption due to the NH group is 3
Absorption due to urethane bond near 1 at 500 cm -1
Found at 539 cm -1 and 1720 cm -1 .
【0044】一方、ポリジオキソラン(1)のフーリエ
変換核磁気共鳴スペクトルでは、1.2ppm、1.4
ppm及び3.0ppmに添加したイソシアナートのヘ
キサメチレン基に基づくピークが観測される。On the other hand, in the Fourier transform nuclear magnetic resonance spectrum of polydioxolane (1), 1.2 ppm, 1.4
A peak based on the hexamethylene group of the isocyanate added at ppm and 3.0 ppm is observed.
【0045】以上の結果より、ポリジオキソラン(1)
の構造は、前記一般式(I)においてR1およびR2がn
−ブチル基、R3がヘキサメチレン基、前記一般式(I
I)又は(III)においてR4およびR5が水素である
構造であることが特定される。From the above results, polydioxolane (1)
The structure of R 1 and R 2 in the general formula (I) is n
A butyl group, R 3 is a hexamethylene group, the above general formula (I
It is specified that in I) or (III) R 4 and R 5 are hydrogen.
【0046】<実施例2>攪拌機、冷却器、温度計およ
び窒素導入管を備えた容量300mlの4つ口フラスコ
に1,3−ジオキソラン200.00g及びn−ブタノ
ール1.43gを入れ、水浴にて30℃にした。これ
に、重合開始剤としてリンタングステン酸の5重量%メ
チルエチルケトン溶液0.5mlを攪拌下添加した。重
合開始剤投入後1分経過してから重合反応の発熱に伴う
温度上昇が認められ、重合開始剤投入から15分で発熱
ピーク82℃を迎えた。その後さらに15分間熟成した
後、濃度0.1重量%のトリエチルアミンの1,3−ジ
オキソラン溶液5mlを添加して、反応を停止した。Example 2 200.00 g of 1,3-dioxolane and 1.43 g of n-butanol were placed in a four-necked flask having a capacity of 300 ml equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer and a nitrogen introducing tube, and placed in a water bath. To 30 ° C. To this, 0.5 ml of a 5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid as a polymerization initiator was added with stirring. One minute after the addition of the polymerization initiator, a temperature rise due to the heat generation of the polymerization reaction was observed, and the exothermic peak reached 82 ° C. 15 minutes after the addition of the polymerization initiator. After further aging for 15 minutes, 5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight was added to stop the reaction.
【0047】次に、ヘキサメチレンジイシシアナート
1.79gを添加し、150℃で4時間反応させた。Next, 1.79 g of hexamethylene diisocyanate was added, and the mixture was reacted at 150 ° C. for 4 hours.
【0048】得られたポリジオキソランを50重量%水
溶液とし、これを飽和食塩水で再沈精製した。その後、
精製したポリジオキソランを100℃−1mmHgで4
8時間乾燥させた結果、サイズ排除クロマトグラフィー
によって測定したポリスチレン換算数平均分子量が25
000のポリジオキソラン(2)を得た。The obtained polydioxolane was made into a 50% by weight aqueous solution, which was then reprecipitated and purified with saturated saline. afterwards,
Purified polydioxolane at 100 ° C-1mmHg 4
As a result of drying for 8 hours, the polystyrene reduced number average molecular weight measured by size exclusion chromatography was 25.
000 polydioxolanes (2) were obtained.
【0049】実施例2では、実施例1で使用したn−ブ
タノールの量を半分にすることにより、実施例1で得ら
れるポリジオキソランの2倍の分子量を有するポリジオ
キソランが得られた。このことから、アルコールの存在
下に1,3−ジオキソラン環含有化合物を重合すること
により、得られるポリジオキソランの分子量が制御され
ていることは明らかである。In Example 2, by halving the amount of n-butanol used in Example 1, polydioxolane having a molecular weight twice that of the polydioxolane obtained in Example 1 was obtained. From this, it is clear that the molecular weight of the obtained polydioxolane is controlled by polymerizing the 1,3-dioxolane ring-containing compound in the presence of alcohol.
【0050】<実施例3>攪拌機、冷却器、温度計およ
び窒素導入管を備えた容量100mlの4つ口フラスコ
に1,3−ジオキソラン60.00g及びエタノール
0.552gを入れ、水浴にて30℃にした。これに、
重合開始剤としてリンタングステン酸の5重量%メチル
エチルケトン溶液1.0mlを攪拌下添加した。重合開
始剤投入後20分経過してから重合反応の発熱に伴う温
度上昇が認められ、重合開始剤投入から90分で発熱ピ
ーク35℃を迎えた。その後さらに90分間熟成した
後、濃度0.1重量%のトリエチルアミンの1,3−ジ
オキソラン溶液5mlを添加して、反応を停止した。得
られたポリジオキソラン中に残存する1,3−ジオキソ
ラン、エタノール、トリエチルアミン、メチルエチルケ
トン等を除去するため、80℃−1mmHgで5時間か
けて揮発分を除去した。Example 3 60.00 g of 1,3-dioxolane and 0.552 g of ethanol were placed in a four-necked flask having a capacity of 100 ml equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer and a nitrogen introducing tube, and the mixture was placed in a water bath for 30 minutes. ℃. to this,
1.0 ml of a 5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid was added as a polymerization initiator with stirring. A temperature rise due to the heat generation of the polymerization reaction was observed 20 minutes after the addition of the polymerization initiator, and an exothermic peak of 35 ° C. was reached 90 minutes after the addition of the polymerization initiator. After further aging for 90 minutes, 5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight was added to stop the reaction. In order to remove 1,3-dioxolane, ethanol, triethylamine, methyl ethyl ketone and the like remaining in the obtained polydioxolane, volatile components were removed at 80 ° C.-1 mmHg for 5 hours.
【0051】得られた重合体に、ヘキサメチレンジイシ
シアナート2.35g及び濃度0.1重量%のトリエチ
ルアミンの1,3−ジオキソラン溶液0.5mlを添加
し、120℃で24時間反応させた。2.35 g of hexamethylene diisocyanate and 0.5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight were added to the obtained polymer, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 24 hours. .
【0052】得られたポリジオキソランを50重量%水
溶液とし、これを飽和食塩水で再沈精製した。その後、
精製したポリジオキソランを100℃−1mmHgで4
8時間乾燥させた結果、サイズ排除クロマトグラフィー
によって測定したポリスチレン換算数平均分子量が14
000のポリジオキソラン(3)を得た。The obtained polydioxolane was made into a 50% by weight aqueous solution, which was then reprecipitated and purified with saturated saline. afterwards,
Purified polydioxolane at 100 ° C-1mmHg 4
As a result of drying for 8 hours, the polystyrene reduced number average molecular weight measured by size exclusion chromatography was 14
000 polydioxolanes (3) were obtained.
【0053】得られたポリジオキソラン(3)のフーリ
エ変換赤外線吸収スペクトルを図3に、フーリエ変換核
磁気共鳴スペクトルを図4に示した。The Fourier transform infrared absorption spectrum and the Fourier transform nuclear magnetic resonance spectrum of the obtained polydioxolane (3) are shown in FIG. 3 and FIG. 4, respectively.
【0054】ポリジオキソラン(3)のフーリエ変換赤
外線吸収スペクトルには、NH基に起因する吸収が、3
500cm-1近辺に、ウレタン結合に起因する吸収が、
1720cm-1に認められる。The Fourier transform infrared absorption spectrum of polydioxolane (3) shows that the absorption due to the NH group is 3
Absorption due to urethane bond near 500 cm -1
It is recognized at 1720 cm -1 .
【0055】一方、ポリジオキソラン(3)のフーリエ
変換核磁気共鳴スペクトルでは、1.3ppm、1.5
ppm及び3.15ppmに添加したイソシアナートの
ヘキサメチレン基に基づくピークが観測される。On the other hand, in the Fourier transform nuclear magnetic resonance spectrum of polydioxolane (3), 1.3 ppm and 1.5
Peaks based on the hexamethylene group of the isocyanate added at ppm and 3.15 ppm are observed.
【0056】以上の結果より、ポリジオキソラン(1)
の構造は、前記一般式(I)においてR1およびR2がエ
チル基、R3がヘキサメチレン基、前記一般式(II)
又は(III)においてR4およびR5が水素である構造
であることが特定される。From the above results, polydioxolane (1)
In the general formula (I), R 1 and R 2 are ethyl groups, R 3 is a hexamethylene group, and the general formula (II)
Or in (III) it is specified that R 4 and R 5 are hydrogen.
【0057】<実施例4>攪拌機、冷却器、温度計およ
び窒素導入管を備えた容量300mlの4つ口フラスコ
に1,3−ジオキソラン200.00g及びベンジルア
ルコール4.17gを入れ、水浴にて30℃にした。こ
れに、重合開始剤としてリンタングステン酸の5重量%
メチルエチルケトン溶液0.5mlを攪拌下添加した。
開始剤投入後1分経過してから重合反応の発熱に伴う温
度上昇が認められ、開始剤投入から15分で発熱ピーク
75℃を迎えた。その後さらに15分間熟成した後、濃
度0.1重量%のトリエチルアミンの1,3−ジオキソ
ラン溶液5mlを添加して、反応を停止した。<Example 4> 200.00 g of 1,3-dioxolane and 4.17 g of benzyl alcohol were placed in a four-necked flask having a capacity of 300 ml equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer and a nitrogen introducing tube, and the mixture was placed in a water bath. The temperature was set to 30 ° C. In addition, 5% by weight of phosphotungstic acid as a polymerization initiator
0.5 ml of methyl ethyl ketone solution was added with stirring.
A temperature rise due to the heat generation of the polymerization reaction was observed 1 minute after the addition of the initiator, and the exothermic peak reached 75 ° C. 15 minutes after the addition of the initiator. After further aging for 15 minutes, 5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight was added to stop the reaction.
【0058】次に、ヘキサメチレンジイシシアナート
3.57gおよび濃度0.1重量%のトリエチルアミン
の1,3−ジオキソラン溶液5mlを添加し、120℃
で24時間反応させた。Next, 3.57 g of hexamethylene diisocyanate and 5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight were added, and the mixture was heated at 120 ° C.
And reacted for 24 hours.
【0059】得られたポリジオキソランを50重量%水
溶液とし、これを飽和食塩水で再沈精製した。その後、
精製したポリジオキソランを100℃−1mmHgで4
8時間乾燥させた結果、サイズ排除クロマトグラフィー
によって測定したポリスチレン換算数平均分子量が14
000のポリジオキソラン(4)を得た。The polydioxolane thus obtained was made into a 50% by weight aqueous solution, which was then reprecipitated and purified with saturated saline. afterwards,
Purified polydioxolane at 100 ° C-1mmHg 4
As a result of drying for 8 hours, the polystyrene reduced number average molecular weight measured by size exclusion chromatography was 14
000 polydioxolanes (4) were obtained.
【0060】得られたポリジオキソラン(4)の耐熱性
評価結果を表1に示した。The heat resistance evaluation results of the obtained polydioxolane (4) are shown in Table 1.
【0061】<比較例1>攪拌機、冷却器、温度計およ
び窒素導入管を備えた容量100mlの4つ口フラスコ
に、1,3−ジオキソラン60.00gを入れ、0℃の
氷水浴にて内部温度を3℃にした。これに、重合開始剤
としてリンタングステン酸の5重量%メチルエチルケト
ン溶液0.3mlを攪拌下添加した。重合は重合開始剤
投入後直ちに開始し、約6分で発熱ピーク45℃を迎え
た。その後、氷水浴を50℃の温水浴に換えて反応器を
保温してポリマーを15分間熟成した後、濃度0.1重
量%のトリエチルアミンの1,3−ジオキソラン溶液5
mlを添加して、反応を停止した。<Comparative Example 1> 60.00 g of 1,3-dioxolane was placed in a four-necked flask having a capacity of 100 ml equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer, and a nitrogen introducing tube, and the inside was cooled in an ice water bath at 0 ° C. The temperature was 3 ° C. To this, 0.3 ml of a 5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid as a polymerization initiator was added with stirring. The polymerization started immediately after the addition of the polymerization initiator, and reached an exothermic peak of 45 ° C. in about 6 minutes. After that, the ice water bath was replaced with a hot water bath at 50 ° C., the reactor was kept warm, and the polymer was aged for 15 minutes. Then, 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight was added.
The reaction was stopped by adding ml.
【0062】得られたポリジオキソランを50重量%水
溶液とし、これを飽和食塩水で再沈精製した。その後、
精製したポリジオキソランを100℃−1mmHgで4
8時間乾燥させた結果、サイズ排除クロマトグラフィー
によって測定したポリスチレン換算数平均分子量は23
万のポリジオキソラン(5)を得た。The obtained polydioxolane was made into a 50% by weight aqueous solution, which was then reprecipitated and purified with saturated saline. afterwards,
Purified polydioxolane at 100 ° C-1mmHg 4
As a result of drying for 8 hours, the polystyrene reduced number average molecular weight measured by size exclusion chromatography was 23.
Many polydioxolanes (5) were obtained.
【0063】得られたポリジオキソラン(5)の耐熱性
評価結果を表1に示した。The heat resistance evaluation results of the obtained polydioxolane (5) are shown in Table 1.
【0064】<比較例2>攪拌機、冷却器、温度計およ
び窒素導入管を備えた容量300mlの4つ口フラスコ
に1,3−ジオキソラン200.00g及びn−ブタノ
ール1.43gを入れ、水浴にて30℃にした。これ
に、重合開始剤としてリンタングステン酸の5重量%メ
チルエチルケトン溶液0.5mlを攪拌下添加した。重
合開始剤投入後1分経過してから重合反応の発熱に伴う
温度上昇が認められ、重合開始剤投入から15分で発熱
ピーク82℃を迎えた。その後さらに15分間熟成した
後、濃度0.1重量%のトリエチルアミンの1,3−ジ
オキソラン溶液5mlを添加して、反応を停止した。<Comparative Example 2> 200.00 g of 1,3-dioxolane and 1.43 g of n-butanol were placed in a four-necked flask having a capacity of 300 ml equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer and a nitrogen introducing tube, and placed in a water bath. To 30 ° C. To this, 0.5 ml of a 5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid as a polymerization initiator was added with stirring. One minute after the addition of the polymerization initiator, a temperature rise due to the heat generation of the polymerization reaction was observed, and the exothermic peak reached 82 ° C. 15 minutes after the addition of the polymerization initiator. After further aging for 15 minutes, 5 ml of a 1,3-dioxolane solution of triethylamine having a concentration of 0.1% by weight was added to stop the reaction.
【0065】得られたポリジオキソランを50重量%水
溶液とし、これを飽和食塩水で再沈精製した。その後、
精製したポリジオキソランを100℃−1mmHgで4
8時間乾燥させた結果、サイズ排除クロマトグラフィー
によって測定したポリスチレン換算数平均分子量が13
000のポリジオキソラン(6)を得た。The obtained polydioxolane was made into a 50% by weight aqueous solution, which was then reprecipitated and purified with saturated saline. afterwards,
Purified polydioxolane at 100 ° C-1mmHg 4
As a result of drying for 8 hours, the polystyrene reduced number average molecular weight measured by size exclusion chromatography was 13
000 polydioxolane (6) was obtained.
【0066】得られたポリジオキソラン(6)の耐熱性
評価結果を表1に示した。The heat resistance evaluation results of the obtained polydioxolane (6) are shown in Table 1.
【0067】[0067]
【表1】 [Table 1]
【0068】<ポリジオキソランの耐熱性評価>実施例
及び比較例で得られたポリジオキソランの耐熱性を、
(株)島津製作所製「DTG−50」で評価した。実施
例1および比較例2で得られたポリジオキソランの耐熱
性の測定結果を、各々図5及び図6に示した。またこの
耐熱性の評価方法によりポリジオキソランの1%の重量
減少が認められた温度を表1に示した。<Evaluation of Heat Resistance of Polydioxolane> The heat resistance of the polydioxolane obtained in Examples and Comparative Examples was
It was evaluated by "DTG-50" manufactured by Shimadzu Corporation. The heat resistance measurement results of the polydioxolanes obtained in Example 1 and Comparative Example 2 are shown in FIGS. 5 and 6, respectively. Table 1 shows the temperatures at which a 1% weight loss of polydioxolane was observed by this heat resistance evaluation method.
【0069】図5、図6及び表1より明らかなように、
本発明の実施例1〜4で得られたポリジオキソラン
(1)〜(4)は230℃付近まで分解に伴う重量減少
がほとんどなくその後の重量減少も緩やかである。これ
に対して、比較例1、2で得られたポリジオキソラン
(5)、(6)は200℃付近から急激に分解し、26
0℃付近でほぼ完全に分解している。このことから、本
発明のポリジオキソランが、従来のポリジオキソランよ
りも優れた耐熱性を有していることは明らかである。As is clear from FIGS. 5 and 6 and Table 1,
The polydioxolanes (1) to (4) obtained in Examples 1 to 4 of the present invention show almost no weight loss due to decomposition up to around 230 ° C., and the weight loss thereafter is gradual. On the other hand, the polydioxolanes (5) and (6) obtained in Comparative Examples 1 and 2 rapidly decomposed at around 200 ° C.
Almost completely decomposed at around 0 ° C. From this, it is clear that the polydioxolane of the present invention has superior heat resistance to conventional polydioxolane.
【0070】[0070]
【発明の効果】本発明の製造方法を用いることにより、
従来困難であった分子量の制御されかつ耐熱性に優れた
ポリジオキソランを安全に工業的に製造することができ
ることが可能となった。By using the production method of the present invention,
It has become possible to safely and industrially produce polydioxolane having a controlled molecular weight and excellent heat resistance, which has been difficult in the past.
【0071】本発明のポリジオキソランは、分子量の制
御された、しかも耐熱性に優れたポリジオキソランであ
る。該ポリジオキソランは樹脂添加剤として極めて有用
であり、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレンの如き樹脂に添加することによ
り、該樹脂に帯電防止性や親水性、表面滑り性を付与す
ることができる。The polydioxolane of the present invention is a polydioxolane having a controlled molecular weight and excellent heat resistance. The polydioxolane is extremely useful as a resin additive, and when added to a resin such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polymethylmethacrylate, or polystyrene, the resin has antistatic properties, hydrophilicity, and surface slippage. It is possible to impart sex.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明における実施例1で得られたポリジオキ
ソラン(1)のフーリエ変換赤外線吸収スペクトルであ
る。FIG. 1 is a Fourier transform infrared absorption spectrum of polydioxolane (1) obtained in Example 1 of the present invention.
【図2】本発明における実施例1で得られたポリジオキ
ソラン(1)のフーリエ変換核磁気共鳴スペクトルであ
る。FIG. 2 is a Fourier transform nuclear magnetic resonance spectrum of polydioxolane (1) obtained in Example 1 of the present invention.
【図3】本発明における実施例3で得られたポリジオキ
ソラン(3)のフーリエ変換赤外線吸収スペクトルであ
る。FIG. 3 is a Fourier transform infrared absorption spectrum of polydioxolane (3) obtained in Example 3 of the present invention.
【図4】本発明における実施例3で得られたポリジオキ
ソラン(3)のフーリエ変換核磁気共鳴スペクトルであ
る。FIG. 4 is a Fourier transform nuclear magnetic resonance spectrum of polydioxolane (3) obtained in Example 3 of the present invention.
【図5】本発明における実施例1で得られたポリジオキ
ソラン(1)の(株)島津製作所製「DTG−50」に
よる温度−重量減少曲線で、縦軸は、重量変化(mg)
を表わし、横軸は、温度(℃)を表わす。FIG. 5 is a temperature-weight reduction curve of the polydioxolane (1) obtained in Example 1 of the present invention by “DTG-50” manufactured by Shimadzu Corporation, in which the vertical axis represents the weight change (mg).
And the horizontal axis represents temperature (° C.).
【図6】本発明における比較例2で得られたポリジオキ
ソラン(6)の(株)島津製作所製「DTG−50」に
よる温度−重量減少曲線で、縦軸は、重量変化(mg)
を表わし、横軸は、温度(℃)を表わす。FIG. 6 is a temperature-weight reduction curve of polydioxolane (6) obtained in Comparative Example 2 according to the present invention by “DTG-50” manufactured by Shimadzu Corporation, in which the vertical axis represents weight change (mg).
And the horizontal axis represents temperature (° C.).
Claims (3)
価のアルコールの存在下、重合開始剤を添加して重合し
得られた重合体を、イソシアナートと反応させることを
特徴とする下記一般式(I)で表される構造を有するポ
リジオキソランの製造方法。 【化1】 (ただし、式中、R1およびR2は炭素数1〜24の、炭
化水素基またはエーテル結合を有していてもよい炭化水
素基で、それぞれ同一であっても異なっていてもよい、
R3は炭素数1〜10の炭化水素残基、Xは下記一般式
(II)又は(III)で表される1,3−ジオキソラ
ン環開環物を表わし、mおよびnは1以上の整数を表わ
す。) −CHR4−O−CHR5−CH2−O− (II) 又は、 −CHR5−CH2−O−CHR4−O− (III) (ただし、(II)および(III)式中、R3及びR4
はそれぞれ独立に水素又は炭化水素基を表わす。)1. A 1,3-dioxolane ring-containing compound
Production of polydioxolane having a structure represented by the following general formula (I), characterized in that a polymer obtained by polymerizing by adding a polymerization initiator in the presence of a dihydric alcohol is reacted with an isocyanate. Method. Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrocarbon group which may have an ether bond, and may be the same or different, respectively.
R 3 represents a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, X represents a 1,3-dioxolane ring opened product represented by the following general formula (II) or (III), and m and n are integers of 1 or more. Represents ) —CHR 4 —O—CHR 5 —CH 2 —O— (II) or —CHR 5 —CH 2 —O—CHR 4 —O— (III) (provided that in the formulas (II) and (III), R 3 and R 4
Each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group. )
るポリスチレン換算数平均分子量400〜15万のポリ
ジオキソラン。 【化2】 (ただし、式中、R1およびR2は炭素数1〜24の、炭
化水素基またはエーテル結合を有していてもよい炭化水
素基で、それぞれ同一であっても異なっていてもよい、
R3は炭素数1〜10の炭化水素残基、Xは下記一般式
(II)又は(III)で表される1,3−ジオキソラ
ン環開環物を表わし、mおよびnは1以上の整数を表わ
す。) −CHR4−O−CHR5−CH2−O− (II) 又は、 −CHR5−CH2−O−CHR4−O− (III) (ただし、(II)および(III)式中、R4及びR5
はそれぞれ独立に水素又は炭化水素基を表わす。)2. A polydioxolane having a polystyrene-reduced number average molecular weight of 400 to 150,000 and having a structure represented by the following general formula (I). Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a hydrocarbon group which may have an ether bond, and may be the same or different, respectively.
R 3 represents a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, X represents a 1,3-dioxolane ring opened product represented by the following general formula (II) or (III), and m and n are integers of 1 or more. Represents ) —CHR 4 —O—CHR 5 —CH 2 —O— (II) or —CHR 5 —CH 2 —O—CHR 4 —O— (III) (provided that in the formulas (II) and (III), R 4 and R 5
Each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group. )
炭素数1〜5のアルキル基である請求項2に記載のポリ
ジオキソラン。3. R 1 and R 2 in the general formula (I) are
The polydioxolane according to claim 2, which is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194114A JPH0859778A (en) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | Polydioxorane and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194114A JPH0859778A (en) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | Polydioxorane and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0859778A true JPH0859778A (en) | 1996-03-05 |
Family
ID=16319160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6194114A Pending JPH0859778A (en) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | Polydioxorane and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0859778A (en) |
-
1994
- 1994-08-18 JP JP6194114A patent/JPH0859778A/en active Pending
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