JPH10245411A - スチレン系重合体の製造方法および成形体 - Google Patents

スチレン系重合体の製造方法および成形体

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JPH10245411A
JPH10245411A JP9051768A JP5176897A JPH10245411A JP H10245411 A JPH10245411 A JP H10245411A JP 9051768 A JP9051768 A JP 9051768A JP 5176897 A JP5176897 A JP 5176897A JP H10245411 A JPH10245411 A JP H10245411A
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JP
Japan
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styrene
polymerization
molecular weight
radical scavenger
tempo
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JP9051768A
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Masayuki Fujita
正行 藤田
Isato Kihara
勇人 木原
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/06Hydrocarbons
    • C08F12/08Styrene

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】スチレン系重合体であって、重量平均分子量
(Mw)が10万〜50万であり、数平均分子量が5万
〜40万であり、分子量分布(Mw/Mn)が1.5以
上2.0未満であるスチレン系重合体を効率よく製造す
る方法およびその製造方法によって得られるスチレン系
重合体の成形品を提供すること。 【解決手段】ラジカル捕捉剤存在下で、スチレン系化合
物を重合するにあたり、(1)下記一般式(A)に示さ
れる多官能過酸化物をスチレン系化合物に対して活性酸
素量(I:重量ppm)およびラジカル捕捉剤濃度
(C:重量ppm)が 【数1】10≦I≦1000 【数2】100≦C≦1000 となる範囲で、(2)重合温度が100〜140℃で、
(3)重合転化率が40〜80%となるまで重合を行
う、ことを特徴とするスチレン系共重合体の製造方法お
よびその製造方法によって得られるスチレン系重合体の
成形品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スチレン系重合体
の製造方法および成形体に関するものである。さらに詳
しくは、ラジカル捕捉剤存在下で、スチレン系化合物を
重合するにあたり、特定の多官能開始剤を使用すること
を特徴する分子量分布の狭いスチレン系重合体を効率よ
く製造する方法及びそのスチレン系重合体の成形体に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】スチレン系樹脂は、剛性があり、寸法安
定性に優れ、かつ廉価であることから、成形用途に広く
使用されている。近年、射出成形、押出成形、発泡成形
の各種用途においては高強度化の要求が益々強くなって
いる。かかる要求に応える試みとして、樹脂の分子量を
高くし、その強度を高める方法が提案されている。しか
しながら、この方法には樹脂の流動性が低下し成形が困
難となるといった問題があった。また、樹脂の分子量を
低下させずに流動性を高める方法として、樹脂にミネラ
ルオイルなどの可塑剤を添加して用いる方法がある。し
かしながら、この方法には、可塑剤により樹脂の耐熱性
及び機械的強度が低下するという問題があった。このよ
うに流動性を維持したまま、樹脂の耐熱性および機械的
強度を高くする方法として、ジビニルべンゼンのような
複数のビニル基を有する化合物と共重合する方法が、特
開昭8−45590号公報、特開平2−170866号
公報、特開平7−166013号公報に開示されてい
る。しかしながらこの方法では、分子量が高くなるとと
もに分子量分布も広くなり、更に低分子量成分が含まれ
るためにクリープ特性が劣るという問題があった。ま
た、クリープ特性を改良する方法として、低分子量成分
を低減させることが考えられるが、流動性も同時に改良
するためには高分子量成分をも低減させる必要がある。
これは分子量分布を狭くすることに他ならない。特開平
6−199916号公報には、フリーラジカル開始剤と
安定フリーラジカル作用剤を重合性モノマー化合物と混
合し、重合することで分子量分布の狭い重合体を得る技
術が開示されている。しかしながら、この方法によって
得られる重合体の重量平均分子量は10万以下であり、
成形材料として用いるには機械的強度が不十分であっ
た。また、分子量を上げるためには重合時間を非常に長
くしなければならず、工業的には問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる状況において、
本発明が解決しようとする課題は、スチレン系重合体で
あって、重量平均分子量(Mw)が10万〜50万であ
り、数平均分子量が5万〜40万であり、分子量分布
(Mw/Mn)が1.5以上2.0未満であるスチレン
系重合体を効率よく製造する方法およびその製造方法に
よって得られるスチレン系重合体の成形品を提供する点
に存する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達したもの
である。すなわち、本発明のひとつは、ラジカル捕捉剤
存在下で、スチレン系化合物を重合するにあたり、
(1)下記一般式(A)に示される多官能過酸化物をス
チレン系化合物に対して活性酸素量(I:重量ppm)
およびラジカル捕捉剤濃度(C:重量ppm)が
【数3】10≦I≦1000
【数4】100≦C≦1000 となる範囲で、(2)重合温度が100〜140℃で、
(3)重合転化率が40〜80%となるまで重合を行
う、ことを特徴とするスチレン系共重合体の製造方法で
ある。
【0005】
【化5】 (式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、下記式A
1、A2またはA3で表される基のいずれかである。k
は2〜30の正数である。)
【0006】
【化6】
【0007】
【化7】
【0008】
【化8】 (式中、 R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立
に、水素、炭素数1〜5のアルキル基、シクロヘキシル
基またはフェニル基である。L、mおよびnは、それぞ
れ独立に、0〜20の整数である。) 本発明の他のひとつは、上記の製造方法で得られるスチ
レン系重合体を射出成形、押出成形、または発泡成形す
ることにより得られることを特徴とする成形体に関す
る。以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるスチレン系化
合物としては、スチレン、α−メチルスチレンなどのα
−置換アルキルスチレン、p−メチルスチレンなどの核
置換アルキルスチレンなどが挙げられる。また、本発明
の製造方法においては、上記のスチレン系化合物と共
に、スチレン系化合物と共重合可能な化合物、たとえば
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリル
酸、アクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチ
ルなどのエステル誘導体、などのビニルモノマー、更に
は無水マレイン酸、マレイミド、核置換マレイミドなど
を併用してもよい。また、本発明の製造方法において
は、複数のビニル基を有する化合物として、ジビニルベ
ンゼン、エチレングリコールジメタクリレートなどをス
チレン系化合物に対して0〜50重量%の範囲で併用し
てもよい。
【0010】本発明で用いるラジカル捕捉剤とは、ポリ
マーの成長ラジカルと容易に結合、解離でき、平衡状態
をとり得るような化合物であり、種々の安定フリーラジ
カル剤を使用することができる。
【0011】本発明で用いるラジカル捕捉剤としては、
例えば2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニル
オキシ(以下、TEMPOと略する。)、4−アミノ−
TEMPO、4−ヒドロキシ−TEMPO、4−オキソ
−TEMPOなどのTEMPO誘導体、4,4−ジメチ
ル−3−オキサゾリニルオキシやその誘導体、2,2,
5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシやその
誘導体、フェニル−t−ブチルニトロキシド、2,2−
ジ(4−t−オクチルフェニル)−1−ピクリルヒドラ
ジル(DPPH)等の安定フリーラジカル等がある。こ
れらの中でも2, 2, 6, 6−テトラメチル−1−
ピペリジニルオキシ(TEMPO)が好ましい。重合さ
れる化合物に対するラジカル捕捉剤濃度(C:重量pp
m)が
【数5】100≦C≦1000 となる範囲で、重合する必要がある。Cが過小である場
合は、得られた重合体の分子量分布は広くなる。Cが過
大である場合は、重合が進まず、分子量が低いものしか
得られず、樹脂として使用できない。重合温度は100
〜140℃、好ましくは100〜130℃の範囲で重合
を行う必要がある。重合温度が低いと重合が進まず、重
合体の分子量が低いものしか得られず、樹脂として使用
できない。重合温度が高い場合、得られた共重合体の分
子量分布は広くなる。重合転化率は40〜80%、好ま
しくは50〜70%となるまで重合を行う必要がある。
重合転化率が小さい場合、重合体の分子量は低いものし
か得られず、樹脂として使用できない。重合転化率が大
きくなるまで重合を続ける場合、時間当たりの重合体生
成量が小さく、生産性に劣る。
【0012】本発明で用いるラジカル捕捉剤は、スチレ
ン系化合物と予め混合して用いてもよいし、重合槽に添
加することもできる。
【0013】本発明のスチレン系重合体の重合方法とし
ては懸濁重合法、乳化重合法および塊状重合法を用いる
ことができる。本発明の重合方法はバッチ式または連続
プロセスに適用できる。重合槽としては、完全混合型撹
拌重合槽、プラグフロータイプの満液型(縦型又は横
型)、静的混合管型重合槽又はこれらの重合槽を組み合
わせて用いることができる。
【0014】本発明で用いる多官能過酸化物は上記一般
式(B)で示される多官能過酸化物である。例えば、ポ
リ(2、5−ジメチルヘキサン−2,5)−(シクロヘ
キサン−1,4−ジパーカーボキシレート、ポリアゼロ
イルパーオキサイド、ポリ2,5−ジメチル−2,5−
ジパーアゼレートなどが挙げられる。本発明に用いる多
官能過酸化物の添加量は、スチレン系化合物に対して活
性酸素量(I:重量ppm)
【数6】10≦I≦1000 となることが必要である。Iが過小であると、重合速度
が小さく、生産性が劣る。また、Iが過大であると分子
量が小さく、樹脂として使用できない。
【0015】本発明の製造方法で得られるスチレン系重
合体は、その重量平均分子量(Mw)が10万〜50万
であり、数平均分子量が5万〜40万であり、分子量分
布(Mw/Mn)が1.4以上2.0未満である。ま
た、分子鎖内に多官能過酸化物に基づく一般式(B)で
表される基を含有し、また、分子鎖末端にラジカル補足
剤に基づく基を含有する。
【0016】
【化9】 [式中、Rは、上記一般式(A)におけるRの定義と同
じである。] これはその重合過程において、生成したポリマーラジカ
ルの一部は多官能過酸化物と結合し、あるいはラジカル
補足剤と結合し重合が停止するためである。ポリマー鎖
に官能過酸化物あるいはラジカル補足剤による基が含有
しているかを判別する方法としては、例えば、高分解能
NMR法や熱分解GC−MS法などが挙げられる。
【0017】本発明の製造方法によるスチレン系重合体
は、該スチレン系重合体を20〜99.995重量%含
み、該スチレン系重合体以外の成分として、他のスチレ
ン系重合体を80〜0.005重量%含む樹脂組成物と
することができる。他のスチレン系重合体として、一般
ポリスチレン(GPPS)、ゴム変性ポリスチレン(H
IPS)、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(S
B、SBS)及びその水添物(SEBS)などの耐衝撃
性改良剤などがあげられる。本発明のスチレン系重合体
には、ミネラルオイルなどの可塑剤、離型剤、滑剤、帯
電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃
剤、抗菌剤、顔料、染料など通常の添加剤を配合するこ
とができる。本発明のスチレン系重合体に、該重合体以
外の成分を添加する方法は、スチレン系重合体を製造す
る際に、重合系にそれらを添加して製造することができ
る。また、該重合体とその重合体以外の成分を溶融混練
することで製造することができる。
【0018】本発明のスチレン系重合体は、射出成形用
途、押出成形用途、または発泡成形用途などに使用でき
る。例えば、テレビなどの家電製品、OA機器のハウジ
ング、ヨーグルトカップなどの射出成形体、食品用ボト
ルや事務機器用パネルなどのブロー成形品、冷蔵庫内装
材などのシート成形品、PSPラミネート用インフレー
ションフィルムや食品包装用二軸延伸フィルムなどの押
出成形体、発泡ポリスチレンシート、発泡ボード、ビー
ズ発泡などの発泡成形体に使用できる。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例
及び比較例で用いた測定方法は、次のとおりである。 (1)重合転化率 重合で得られた重合溶液試料0. 5gを精秤し、メチ
ルエチルケトンに溶解させた溶液を、過剰のメタノール
溶液中に滴下して、沈殿させて、ろ過して得られたもの
を70℃で2時間真空乾燥させ乾燥後重量を0.5gで
割った値を百分率で表したものを重合転化率とした。 (2)生産性 重合転化率を重合時間で除したものを生産性の指標とし
た。 (3)重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw
/Mn) (1)で乾燥したポリマーサンプルの濃度が約0.5m
g/mlになるように、テトラヒドロフラン溶剤に溶解
させ、溶解液をろ過後、ゲルパーミエーションクロマト
グラフィー(GPC)を用いて測定した。ここでこのG
PCは検出器として示差屈折率計を備えたものであり、
重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/M
n)は、単分散ポリスチレンを用いて求めた検量線によ
って算出した。
【0020】実施例1、2 スチレンとラジカル捕捉剤として2,2,6,6−テトラ
メチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMPO)、多官
能過酸化物としてポリ2,5−ジメチル−2,5−パー
アゼレート(Poly2,5-dimethyl-2,5-diperazelate)
(商品名ポリパー25AZ;日本油脂(株)製)を用いて
表1に示すような組成に調合した溶液を表1に示す重合
温度で重合を行った。測定結果を表1に示す。
【0021】実施例3 スチレンとラジカル捕捉剤として2, 2, 6, 6−
テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMP
O)、多官能過酸化物としてポリアゼロイルパーオキシ
ド(Poly azeloyl peroxide)(ポリパーAZ;日本
油脂(株)製)を用いて表1に示すような組成に調合した
溶液を表1に示す重合温度で重合を行った。測定結果を
表1に示す。
【0022】比較例1,2 スチレンと、ラジカル捕捉剤として2, 2, 6, 6
−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMP
O)、開始剤として過酸化ベンゾイル(BPO;日本油
脂(株)製)を用いて表2に示すような組成に調合した溶
液を表2に示す重合温度で重合を行った。測定結果を表
2に示す。
【0023】比較例3 スチレンと、ラジカル捕捉剤として2, 2, 6, 6
−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMP
O)を用いて表2に示すような組成に調合した溶液を表
2に示す重合温度で重合を行った。測定結果を表2に示
す。
【0024】
【表1】 PO1: ポリ2,5−ジメチル−2,5−パーアゼレ
ート PO2:ポリアゼロイルパーオキシド PO3:過酸化ベンゾイル
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、スチレン系
の重合体であって、重量平均分子量(Mw)が10万〜
50万であり、数平均分子量が5万〜40万であり、分
子量分布(Mw/Mn)が1.5以上2.0未満である
スチレン系重合体を効率よく製造でき、またその成形体
を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08F 12/00 C08F 12/00 // B29K 25:00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ラジカル捕捉剤存在下で、スチレン系化合
    物を重合するにあたり、(1)下記一般式(A)で表さ
    れる多官能過酸化物をスチレン系化合物に対して活性酸
    素量(I:重量ppm)およびラジカル捕捉剤濃度
    (C:重量ppm)が 【数1】10≦I≦1000 【数2】100≦C≦1000 となる範囲で、(2)重合温度が100〜140℃で、
    (3)重合転化率が40〜80%となるまで重合を行
    う、ことを特徴とするスチレン系重合体の製造方法。 【化1】 (式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、下記式A
    1、A2またはA3で表される基のいずれかである。k
    は2〜30の正数である。) 【化2】 【化3】 【化4】 (式中、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、
    水素、炭素数1〜5のアルキル基、シクロヘキシル基ま
    たはフェニル基である。L、mおよびnは、それぞれ独
    立に、0〜20の整数である。)
  2. 【請求項2】スチレン系化合物がスチレン、α−置換ス
    チレンまたは核置換スチレンから選ばれた化合物である
    ことを特徴とする請求項1記載のスチレン系重合体の製
    造方法。
  3. 【請求項3】2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリ
    ジニルオキシ(以下、TEMPOと略する。)、4−ア
    ミノ−TEMPO、4−ヒドロキシ−TEMPO、4−
    オキソ−TEMPO、4,4−ジメチル−3−オキサゾ
    リニルオキシやその誘導体、2,2,5,5−テトラメチ
    ル−1−ピロリジニルオキシ、フェニル−t−ブチルニ
    トロキシド、2,2−ジ(4−t−オクチルフェニル)
    −1−ピクリルヒドラジルから選ばれたラジカル捕捉剤
    を用いることを特徴とする請求項1記載のスチレン系重
    合体の製造方法。
  4. 【請求項4】請求項1記載の製造方法によって得られる
    スチレン系重合体を射出成形、押出成形、または発泡成
    形することにより得られることを特徴とする成形体。
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WO2019022227A1 (ja) * 2017-07-28 2019-01-31 デンカ株式会社 重合体の製造方法

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