JPS63178114A - α−メチルスチレン共重合体の製造方法 - Google Patents

α−メチルスチレン共重合体の製造方法

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JPS63178114A
JPS63178114A JP898687A JP898687A JPS63178114A JP S63178114 A JPS63178114 A JP S63178114A JP 898687 A JP898687 A JP 898687A JP 898687 A JP898687 A JP 898687A JP S63178114 A JPS63178114 A JP S63178114A
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牧田 竹夫
Noribumi Ito
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So Iwamoto
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はα−メチルスチレン共重合体、殊に、α−メチ
ルスチレン−アクリロニトリル−スチレン共重合体を製
造する方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、α−メチルスチレン−アクリロニトリル−スチレ
ン共重合体は、主として回分法で乳化重合あるいは懸濁
重合により製造されてきた。これらの方法は重合に要す
る時間が長く、重合の容積効率も低いという生産性の悪
いものであった。
一方、回分法による塊状重合も試みられている(例えば
、特公昭49−20076号公報)が、やはり重合時間
が長いものであった。
これらの問題を解決した方法として、連続塊状重合も提
案されている(例えば、特開昭59−147037号公
報)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
α−メチルスチレンを含む共重合体は耐熱性に優れてお
り、その耐熱性はα−メチルスチレンの含有量に依存し
ている。上記の連続塊状重合は生産効率の面から好まし
いのであるが、製造時に低分子量の共重合体が生成し、
α−メチルスチレンを充分に含有しているにかかわらず
耐熱性が充分でないという問題があった。
本発明の目的は、この低分子量の共重合体の生成を抑え
、耐熱性に優れたα−メチルスチレン−アクリロニトリ
ル−スチレン共重合体を効率良く製造する方法を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは上記目的を達成するため種々検討し、遂に
本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は、α−メチルスチレン30〜60重
量%、アクリロニトリル20〜40重■%およびスチレ
ン50〜5重量%からなる単量体混合物を完全混合型反
応槽に連続して供給して重合し、その後さらに1槽以上
の反応槽により重合を行うに際し、 (1)第1の完全混合型反応槽中のラジカル重合開始剤
の量が供給されるα−メチルスチレンノ0.05〜0.
0015モル%に保たれており、該反応槽での重合温度
が100〜130″Cであり、かつ、該反応槽内での重
合転化率が30〜60重量%であり、(2)その後さら
に!種以上の反応槽で重合を行い、この部分での重合転
化率を20重量%以上とし、総重合転化率を60〜90
重量%とする ことを特徴とするα−メチルスチレン共重合体の製造方
法である。
本発明においては、第1反応槽である完全混合型反応槽
に供給する単量体組成物が、α−メチルスチレン30〜
60重量%、アクリロニトリル20〜40重量%および
スチレン50〜5重量%であることが重要であり、α−
メチルスチレンの量が30重重量より少ないと得られる
共重合体の耐熱性が不充分となり、60重量%を越える
と重合速度が低下し、得られる共重合体の分子量が低下
するため好ましくない、一方、アクリルニトリルの量が
、20重量%未満では重合速度が低下し、40重重量を
越えると得られる共重合体が着色するので好ましくない
また、スチレンは重合速度を増すので多い方が、経済面
からも、好ましく、最適には50〜5j!量%である。
本発明で使用される完全混合型反応槽とは、重合を行う
反応系内が実質的に均一となるような混合状態を保持し
うる反応槽をいい、例えば、特公昭52−42834号
に示されているものがあげられる。
本発明ではラジカル重合開始剤としては、通常スチレン
系単量体の重合に用いられるものが使用でき、10時間
半減期温度が60〜100°Cであるラジカル重合開始
剤が好ましい0例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t
−ブチルパーオキシイソブチレート、L−ブチルパーオ
キシ(2−エチルヘキサノエート)、クミルパーオキシ
オクトエート、ラウロイルパーオキサイド、1,1−ビ
ス(t−ブチルパーオキシ) −3,3,5−)リメチ
ルシクロヘキサン、2,2゛−アゾビスイソブチロニト
リル、2゜2゛−アゾビス(2−メチルブチロニトリル
)などがあげられる。
本発明においては、上記のラジカル重合開始剤を連続し
て供給されるα−メチルスチレンに対して第1の完全混
合型反応槽内での量を0.05〜0.0015モル%に
保つことが重要であり、これ未満では低分子量の共重合
体が多く生成し、得られる共重合体の耐熱性が不十分と
なり、また、これを越えて使用すると得られる共重合体
の分子量が低下しすぎ、機械的強度が下がるので好まし
くない。
なお、分子量としては、通常ジメチルホルムアミド溶液
(0,5gを10klに溶解したもの)で30°Cで測
定した還元粘度が0.45以上となるのが望ましい。
本発明では、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、イ
ソプロピルベンゼン、アセトン、メチルエチルケトン等
の溶媒で希釈して重合してもよいが、溶媒を多く用いる
と得られる共重合体の分子量が低下し、生産性も低下す
るので、使用する場合は通常単量体組成物に対し20重
量%以下とすることが望ましい。
本発明では第1の完全混合型反応槽内での重合はioo
〜130°Cで行われる。100°C未満では生産性が
低下するので好ましくなく、130°Cより高い温度で
は低分子量共重合体が多く生成し、得られる共重合体の
耐熱性が悪化する。
第1反応槽である完全混合型反応槽内の平均滞留時間と
しては、通常1〜5時間が適当である。
1時間より短くすると転化率を上げるためにラジカル重
合開始剤が多く必要となるため、共重合体の分子量が低
下するので好ましくない。一方、5時間を越えると生産
性が悪くなり問題となる。
本発明では、第1反応槽である完全混合型反応槽内での
重合転化率を30〜60重量%に保つことが肝要である
。転化率が30重量%未満では低分子量共重合体が多く
生成し好ましくなく、生産性も低くなるので望ましくな
い。また、60重量%より高い転化率では、重合反応が
不安定となり暴走反応が起き易く好ましくない。
上記の様にして第1反応槽より得られた反応液を第2以
後の反応槽に送り、重合を進行させ、この部分での重合
転化率を20重量%以上とし、かつ総重合転化率を60
〜90重量%とすることが必要である。このとき第1の
反応槽より高い重合温度とすることが好ましく、110
〜150℃の範囲の温度が選ばれる。
第2以後の反応槽で重合する際、共重合体の組成を調節
する目的等で単量体を追加することもできる。
また反応槽の形式は完全混合型、基型等種々利用でき、
通常1〜5楢の反応槽が用いられる。
上記の条件で第2以後の反応槽で重合を進行させること
により低分子量共重合体の含をが少なく高重合転化率の
反応液を得ることができる。
上記のようにして重合して反応槽から得られた反応液は
、未反応単量体(溶媒を含む)が除去回収され、共重合
体が単離される。この未反応単量体の除去方法としては
特に制限はなく、通常ポリスチレンなどの重合で用いら
れている各種の方法が適用できる。
本発明の方法では、高重合転化率の反応液のため上記の
未反応の単量体の除去回収量が少なく、生産効率を向上
できる。
なお、未反応単量体や溶媒の残存量としては、共重合体
0,5重量%以下、好ましくは0.3重量%以下として
おくことが耐熱性の上から望ましい。
また、本発明の方法は、単槽で重合転化率を60〜90
重量%とする場合や第1の反応槽を上記の条件としない
で第2以後の反応槽での重合転化率を60〜90重量%
とする場合より、重合反応の制御のし易さや低分子量共
重合体の含有量が少ない点で優れている。
本発明で反応槽中のラジカル重合開始剤の量は直接分析
することにより求められるが、ラジカル重合開始剤の分
解速度式(下記式(I))および完全混合型反応槽の状
態式(下記式(■))より求められる。
Ka −Aexp(E/RT)      (1)式中
 K、: 分解速度定数(hr−’)A : 頻度因子
(hr−リ E : 活性化エネルギー(Ca l 1モル)R: 
気体常数 T : 反応槽内温度じK) C=C,/(にd ・θ+1)       (■)式
中 C: 反応槽中のラジカル重合開始剤濃度(モル%
) C0: 転化したラジカル開始剤濃度 (モル%) θ  : 平均滞留時間(hr) したがってこれらの式よりラジカル重合開始剤の添加量
が適宜決定でき、本発明においては、この方法によりラ
ジカル重合開始剤の量を調整した。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1〜6、比較例1〜7 301の完全混合型反応槽を第1の反応槽とし、60f
の完全混合型反応槽を第2の反応槽とする装置に、α−
メチルスチレン40重量%、アクリロニトリル25重量
%およびスチレン35重量%からなる単量体混合物とエ
チルベンゼン10重量%(対単量体混合物)を連続的に
第1の完全混合型反応槽に装入して重合した。なお、重
合温度、平均滞留時間、重合転化率およびラジカル重合
開始剤(ムーブチルパーオキシ(2−エチルヘキサノエ
ート))の濃度(対装入α−メチルスチレン)を表1に
示すように調整して重合した。また、ラジカル重合開始
剤はエチルベンゼンに処定量溶解して装入した。
第1の反応槽で得られた反応液を第2の反応槽に装入し
てさらに重合を行った。このときの重合温度、平均滞留
時間、転化率を表1に示す。
第2の反応槽より連続的に得られる重合液を加熱器、真
空槽をそなえた揮発分除去装置を用いて残留単量体を除
去したのち押出機で押出し、共重合体のペレットを得た
。加熱器は280’Cの熱媒により加熱されており、真
空度は30Torrであった。
得られた共重合体中の低分子量重合体量(IJIR)、
還元粘度、耐熱性(VSP)および残留単量体量を次記
により測定した。
結果を表1に示す。
LMRn共重合体ペレット1gをメチルエチルケトン2
01に溶解し、この溶液を撹拌しているメタノール20
01中に徐々に加え、高分子量重合体を沈澱させる。沈
澱を除去したのち溶液を濃縮し、残渣を真空乾燥し、次
いで秤量して低分子量共重合体重IAgを求め、100
倍してLMRとする。(単位、重量%) 還元粘度:共重合体0.5gをジメチルホルムアミド1
00m1に溶かした溶液で30℃で測定する。
(単位、a/g) V S P : JIS K7206のA法によるビカ
ット軟化点により示す、(単位、℃) 残留単量体:共重合体をジメチルホルムアミドに溶かし
、ガスクロマトグラフ分析で測定した。
(単位、重量%) 実施例7 30ffiの完全混合型反応槽を第1の反応槽とし、8
0I!、の完全混合型反応槽を第2の反応槽とする装置
に、単量体混合物としてα−メチルスチレン60重量%
、アクリロニトリル35重量%およびスチレン5重量%
からなるものを用い、重合条件を表1に示す諸条件とす
る他は実施例1と同様に重合及び後処理を行った。
結果を表1に示す。
比較例8 301の完全混合型反応槽を第2の反応槽とし、重合条
件を表1に示す諸条件とする他は、実施例7と同様に重
合及び後処理を行った。
結果を表1に示す。
〔発明の効果〕
表1に見られる様に、第1の反応槽内のラジカル重合開
始剤1度が少ないと、本発明の方法で得られるものに比
べ耐熱性が4〜7℃劣り(比較例1.2)また逆に多す
ぎると還元粘度が低く好ましくない(比較例3.4)、
第1反応槽での重合転化率が本発明の範囲より低い場合
はLMR,VSPのいずれもが本発明の場合に比べ劣り
(比較例5)、第1反応槽のみで重合転化率が60重量
%以上となると考えられる条件では反応槽の制御ができ
ず重合が不能となった(比較例6)。
また第2反応槽での転化率が小さい場合低分子量共重合
体の含有が実施例に比較して多く耐熱性が劣る(比較例
7.8)し、未反応単量体の除去回収も多い。
本発明の方法では、上記したように耐熱性に優れたα−
メチルスチレン共重合体が比較的容易に安定して製造す
ることができ、その利用価値は極めて高い。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、α−メチルスチレン30〜60重量%、アクリロニ
    トリル20〜40重量%およびスチレン50〜5重量%
    からなる単量体混合物を完全混合型反応槽に連続して供
    給して重合し、その後さらに1槽以上の反応槽により重
    合を行うに際し、 (1)第1の完全混合型反応槽中のラジカル重合開始剤
    の量が供給されるα−メチルスチレンノ0.05〜0.
    0015モル%に保たれており、該反応槽での重合温度
    が100〜130℃であり、かつ、該反応槽内での重合
    転化率が30〜60重量%であり、(2)その後さらに
    1槽以上の反応槽で重合を行い、この部分での重合転化
    率を20重量%以上とし、総重合転化率を60〜90重
    量%とすることを特徴とするα−メチルスチレン共重合
    体の製造方法。 2、第2槽以後の重合温度を第1槽より高い重合温度と
    する特許請求範囲第1項記載のα−メチルスチレン共重
    合体の製造方法。
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JP4913052B2 (ja) * 2004-07-20 2012-04-11 香港理工大学 垂直マイクロ射出成形機

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