JPS6256236B2 - - Google Patents

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JPS6256236B2
JPS6256236B2 JP56140905A JP14090581A JPS6256236B2 JP S6256236 B2 JPS6256236 B2 JP S6256236B2 JP 56140905 A JP56140905 A JP 56140905A JP 14090581 A JP14090581 A JP 14090581A JP S6256236 B2 JPS6256236 B2 JP S6256236B2
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polystyrene
chlorinated
polymer
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JP56140905A
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Hiroyuki Watanabe
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Toyo Soda Manufacturing 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
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/18Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
    • C08F8/20Halogenation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/01Products
    • C25B3/11Halogen containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20Processes
    • C25B3/27Halogenation

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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩素化ポリビニル芳香族化合物の製造
方法、さらに詳しくは、ポリビニル芳香族化合物
(以下ポリマーと略す。)を有機溶媒に溶解させ、
塩素イオンを含む水溶液共存下電解反応を行い、
耐溶剤性、耐融解性、耐熱性、難燃性を有し、か
つ、該ポリマーの分子量分布とほぼ同一の分子量
分布をもつ塩素化ポリビニル芳香族化合物(以下
塩素化ポリマーと略す。)の製造に関する。
ポリビニル芳香族化合物は、加工が容易であり
また透明性、着色性、電気的性質が良好なため成
形材料として広く用いられているが、耐溶剤性、
耐熱性、難燃性の点に問題があり、かねてからこ
れらの性質を改良することがこの技術分野の重要
な課題となつている。
他方、該ポリマーを塩素化してその性質を改良
することは公知であり、例えばポリスチレンの塩
素化方法として四塩化炭素のような溶媒中、過酸
化ベンゾイル等の触媒存在下、塩素、N―クロル
コハク酸イミド、塩化スルフリル等の塩素化剤を
用いて該ポリスチレンを塩素化する方法等が知ら
れている(例えば、特開昭48−16995号、米国特
許第3812061号等)。
しかし、これらの方法はいずれも塩素化処理に
際し解重合が起り、ポリマーの分子量が著しく低
下し、ポリマーの機械的性質が劣化するという欠
点を有している。(例えば、ジヤーナル・オブ・
アプライド・ポリマー・サイエンス、第12巻第
2065頁)。
したがつて、原料ポリマーが有する好ましい性
質をなんら損うことなく、それを塩素化して難燃
性、耐融解性、耐熱性等を付与する技術が長い間
要望されていた。
本発明者らは、ポリマーの塩素化について鋭意
研究を重ねた結果、ポリマーを常温ないしはその
付近の温度で電解塩素化を行うことにより、原料
ポリマーとほぼ同じ分子量分布をもつ塩素化ポリ
マーが得られ、かつ、電解時の通電量を変化させ
ることにより任意の塩素化率をもつポリマーを製
造できることを見いだし、本発明を完成するに到
つた。
本発明に従へば、原料ポリマーを有機溶媒に溶
解させ、塩素イオンを含む水溶液共存下電極を挿
入し、所定の電気量を通電し電解することによ
り、塩素化ポリマーを製造することができる。
本発明に用いるポリマーは、一般式 (但し、R1,R2,R3は水素または、C1ないし
C6の低級アルキル基から選ばれるが、R1,R2
R3は同一でも異つていてもよい。nは50ないし
30000の整数から選ばれる。)で表わされ、例えば
ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリビニル
キシレン、ポリα―メチルスチレン、ポリジビニ
ルベンゼン等を挙げることができる。
有機溶媒中のポリマー濃度は、0.1重量%から
50重量%で行えるが、好ましくは、1重量%から
20重量%である。
有機溶媒は、該ポリマーを溶かし、塩素イオン
を含む水溶液と混合した際、該ポリマーが析出し
ない溶媒であればよく、好ましくは、塩素系パラ
フイン溶媒であり、例えばクロロホルム、塩化メ
チレン、四塩化炭素、エチレンジクロライド、ト
リクロロエタン、テトラクロロエチレン等を挙げ
ることができる。
塩素イオン源としては、塩素を含み、水に可溶
であり、その塩が支持電解質として働き電解反応
可能な導電性をもつ塩であればどのようなもので
もよく、例えば、塩化リチウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化鉄、塩
化コバルト、塩化銅等の金属塩及び塩化アンモニ
ウム塩、例えば塩化アンモニウム、塩化テトラメ
チルアンモニウム、塩化エトラエチルアンモニウ
ム、塩化テトラブチルアンモニウム、及び塩酸等
を挙げることができる。好ましくは、塩酸であ
る。
塩素イオン量は、目的の塩素化率をもつポリマ
ーを製造するために必要な当量以上であればよ
い。
その際、水溶液のPHは、1より大きく10より小
さい範囲で行なえるが、好ましくは、5以下であ
る。
PHが高くなるに従い、電解塩素化反応は進行し
にくくなり、PH14で、ポリマーの電解反応を行う
とポリマーの解重合が進行し、塩素化ポリマーは
得られなかつた。
このPHを調整するために、上記塩及び塩酸の他
に支持電解質として、鉱酸、例えば硫酸、リン酸
及び有機酸例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸ベン
ゼンスルホン酸、p―トルエンスルホン酸等を添
加することができる。
水溶液中の支持電解質の濃度は、10重量%から
60重量%まで用いることができるが、好ましくは
20重量%から50重量%である。また、水溶液100
部に対して該有機溶媒10〜500部用いることがで
きるが、好ましくは、50〜200部である。
電極は炭素又はグラフアイト、或いは任意の不
活性金属、例えば銅、パラジウム、ステンレス鋼
白金、ルテニウム、ニツケル、クロム又は金等の
金属或いは合金等を用いることができる。本発明
に従へば、最良の結果を得るためには、陰極は本
反応に対して不活性のものであればよいが、陽極
は、白金、グラフアイト或いはチタンに酸化ルテ
ニウムを被覆した電極が好ましい。反応を行なう
場合には、2―100ボルトの電圧を通常の電源か
らとつて行なうことができる。電流密度は0.0001
〜5A/cm2、さらに好ましくは0.01〜0.5A/cm2
かなり広い範囲で用いることができる。
本反応を行う場合、室温で行うことができる。
一般に本反応は0〜40℃で行うことが好ましい
が、反応温度が50℃以上ではポリマーの解重合が
進行し好ましくない。
また、圧力は通常常圧下で行うが、必要に応じ
て加圧下或いた減圧下でも本発明を実施すること
ができる。
本反応に用いる電解槽は、無隔膜電解槽及び隔
膜式電解槽のいずれも用いることができる。隔膜
式電解槽を用いる場合、本反応は陽極室で進行す
る。
さらに、本反応で最良の結果を得るためには、
有機相と水相をよく撹拌することが好ましい。
本発明に述へば、ポリマーを溶媒に溶解させ、
塩素イオンを含む水溶液共存下に常温ないしはそ
の付近の温度で電解反応を行うことにより、容易
に塩素化ポリマーを製造することができ、更に通
電量を変化させることにより任意の塩素化率をも
つポリマーを製造することができる。
従来のポリマーの塩素化方法では、ポリマーの
解重合が進行し、製造された塩素化ポリマーの機
械的強度がそこなわれていた。本発明によれば、
このようなポリマーの解重合は全んど認められ
ず、原料ポリマーの分子量分布とほぼ同一の分子
量分布をもつた塩素化ポリマーを製造することが
できる。
次に実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。
実施例 1 ポリスチレン(平均分子量;40000、Mw/Mn
=2.3)0.5gを10ml塩化メチレンに溶解させたも
のと、35%濃塩酸10mlを50mlビーカー型電解槽に
入れ、白金電極(0.7φ×300mm)2本を挿入し、
電解液をマグネチツクスターラーでよく撹拌を行
いながら、0.5Aの一定電流で40分電解を行つ
た。
そのとき端末電圧は7V、反応温度は20℃であ
つた。反応終了後、有機相を分離し、メタノール
100mlに注ぎ塩素化ポリスチレン0.61gを得た。
塩素化ポリスチレンの塩素含量は25.6%、
Mw/Mn=2.3であつた。
実施例 2 塩化メチレン10mlの代りにクロロホルム10mlを
用いた以外は、実施例1と同様方法により、塩素
化ポリスチレン0.56gを得た。塩素含量は19.0%
であり、Mw/Mn=2.3であつた。
実施例 3 10ml塩化メチレンの代りに10ml四塩化炭素を用
いた以外は、実施例1と同様な方法により、塩素
化ポリスチレン0.63gを得た。塩素含量は28.2%
であり、Mw/Mn=2.32であつた。
実施例 4 10ml塩化メチレンの代りに、エチレンジクロラ
イド10mlを用いた以外は、実施例1と同様な方法
により、塩素化ポリスチレン0.62gを得た。塩素
含量は20.1%でありMw/Mn=2.40であつた。
実施例 5 白金電極の代りにグラフアイト電極(15mm×30
mm×2t)2枚を用いた以外は、実施例1と同様
な方法により、塩素化ポリスチレン0.52gを得
た。塩素含量は13.2%であり、Mw/Mn=2.3で
あつた。
実施例 6 白金電極の代りに、チタンに酸化ルテニウムを
メツキした電極(電極面積3.0cm2)を陽極に用い
た以外は実施例1と同様な方法により、塩素化ポ
リスチレン0.588gを得た。塩素含量は21.3%で
あり、Mw/Mn=2.3であつた。
実施例 7 電解電流値0.5Aの代りに0.2Aを用いた以外は
実施例1と同様な方法により、塩素化ポリスチレ
ン0.57gを得た。塩素含量は20.6%、Mw/Mn=
2.3であつた。
実施例 8 反応時間40分の代りに100分とした以外は実施
例7と同様な方法により、塩素化ポリスチレン
0.66gを得た。塩素含量は27.6%、Mw/Mn=
2.32であつた。
実施例 9 反応時間40分の代りに15分とした以外は、実施
例1と同様な方法により、塩素化ポリスチレン
0.54gを得た。塩素含量11.5%、Mw/Mn=2.30
であつた。
実施例 10 反応時間40分の代りに30分とした以外は、実施
例1と同様な方法で塩素化ポリスチレン0.48gを
得た。塩素含量は22.7%、Mw/Mn=1.01であつ
た。
実施例 11 ポリスチレンとして平均分子量5000(Mw/
Mn=1.58)0.5gを用いた以外は、実施例1と同
様方法により塩素化ポリスチレン0.62gを得た。
塩素含量26.3%Mw/Mn=1.60であつた。
実施例 12 ポリスチレンとして平均分子量20000(Mw/
Mn=1.90)0.5g用いた以外は実施例1と同様な
方法により塩素化ポリスチレン0.64gを得た。
塩素含量26.5%、、Mw/Mn=1.82であつた。
実施例 13 ポリスチレンとして、標準ポリスチレン(平均
分子量40000Mw/Mn=1.01、東洋曹達(株)製)0.5
gを用いた以外は実施例1と同様な方法により、
塩素化ポリスチレン0.64gを得た。
塩素含量25.7%、Mw/Mn=1.01であつた。
実施例 14 ポリスチレンとして、標準ポリスチレン(平均
分子量100000、Mw/Mn=1.01、東洋曹達(株)製)
0.5gを用いた以外は実施例1と同様な方法によ
り、塩素化ポリスチレン0.61gを得た。
塩素含量22.3%、Mw/Mn=1.03であつた。
実施例 15 ポリスチレンとして標準ポリスチレン(平均分
子量200000、Mw/Mn=1.01、東洋曹達(株)製)
0.5gを用いた以外は実施例1と同様な方法によ
り、塩素化ポリスチレン0.63gを得た。
塩素含量22.3%、Mw/Mn=1.02であつた。
実施例 16 ポリスチレンとして、平均分子量800000のポリ
スチレン(Mw/Mn=2.30)を用いた以外は実施
例1と同様な方法により塩素化ポリスチレン0.60
gを得た。
塩素含量14.3%、Mw/Mn=2.31であつた。
実施例 17 ポリスチレンとして、平均分子量2800000のポ
リスチレン(Mw/Mn=3.21)0.3gを用いた以
外は、実施例1と同様な方法により、塩素化ポリ
スチレン0.32gを得た。
塩素含量10.2%、Mw/Mn=3.2であつた。
実施例 18 ポリスチレン1g、塩化メチレン20mlを用い反
応時間を80分にした以外は、実施例1と同様な方
法により、塩素化ポリスチレン1.23gを得た。
塩素含量25.4%、Mw/Mn=2.28であつた。
実施例 19 濃塩酸20mlを用いた以外は、実施例1と同様な
方法により塩素化ポリスチレン0.58gを得た。
塩素含量19.3%、Mw/Mn=2.31であつた。
実施例 20 35%塩酸の代りに20%塩酸をを用いた以外は実
施例1と同様な方法により、塩素化ポリスチレン
0.48gを得た。
塩素含量8.2%、Mw/Mn=2.32であつた。
実施例 21 塩酸の代りに35%塩化ナトリウム水溶液10mlを
用いPH5〜6で行つた以外は、実施例1と同様な
方法で塩素化ポリスチレン0.48gを得た。
塩素含量3.5%、Mw/Mn=2.31であつた。
実施例 22 塩酸の代りに30%塩化アンモニウム水溶液10ml
を用いPH3〜5で行つた以外は、実施例1と同様
な方法により塩素化ポリスチレン0.47gを得た。
塩素含量2.8%、Mw/Mn=2.31であつた。
実施例 23 塩酸の代りに20%硫酸水溶液10mlに塩化ナトリ
ウム3.5gを溶解させPH1で行つた以外は、実施
例1と同様な方法により、塩素化ポリスチレン
0.58gを得た。
塩素含量16.2%、Mw/Mn=2.30であつた。
実施例 24 ポリスチレンの代りにポリビニルトルエン(平
均分子量3.95×105、Mw/Mn=1.02)0.5gを用
いた以外は実施例1と同様な方法により塩素化ポ
リビニルトルエン0.69gを得た。
塩素含量33.5%、Mw/Mn=1.02であつた。
実施例 25 ポリスチレンの代りにポリα―メチルスチレン
(平均分子量3.72×105、Mw/Mn=2.10)0.5gを
用いた以外は実施例3と同様な方法により、塩素
化ポリα―メチルスチレン0.61gを得た。
塩素含量22.3%、Mw/Mn=2.15であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 (但し、R1,R2,R3は水素又はC1〜C6の低級
    アルキル基から選ばれ、R1,R2,R3は同一ある
    いは異つていてもよい、nは50ないし3万の整数
    から選ばれる。)で表わされるポリビニル芳香族
    化合物を有機溶媒に溶解させ、塩素イオンを含む
    水溶液共存下に電解反応を行い、塩素化ポリビニ
    ル芳香族化合物を製造する方法。
JP56140905A 1981-09-09 1981-09-09 塩素化ポリビニル芳香族化合物の製造方法 Granted JPS5842779A (ja)

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EP82107305A EP0073947B1 (en) 1981-09-09 1982-08-11 Method for preparing a chlorinated vinyl aromatic polymer
DE8282107305T DE3264662D1 (en) 1981-09-09 1982-08-11 Method for preparing a chlorinated vinyl aromatic polymer
US06/407,945 US4414065A (en) 1981-09-09 1982-08-13 Method for preparing a chlorinated vinyl aromatic polymer

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JPS5842779A JPS5842779A (ja) 1983-03-12
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EP0073947B1 (en) 1985-07-10
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