CN110709430A - 嵌段聚合物的制造方法 - Google Patents

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CN110709430A CN201880037785.6A CN201880037785A CN110709430A CN 110709430 A CN110709430 A CN 110709430A CN 201880037785 A CN201880037785 A CN 201880037785A CN 110709430 A CN110709430 A CN 110709430A
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Abstract

本发明提供嵌段聚合物的制造方法，其包含：使用流动反应器、在引发剂的存在下使第一单体进行阴离子聚合以合成均聚物的工序，所述流动反应器具备双液混合用混合器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路；使不同于第一单体的第二单体与所述均聚物进行嵌段聚合以合成嵌段聚合物的工序；和将得到的嵌段聚合物用仅由所述第一单体得到的均聚物溶解、但仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物不溶解的溶剂清洗的工序。

Description

嵌段聚合物的制造方法
技术领域
本发明涉及嵌段聚合物的制造方法。
背景技术
在半导体领域中，利用了嵌段聚合物的定向自组装(DSA)的微细加工技术(DSA光刻)受到了关注。在DSA光刻中，需要分散度(Mw/Mn)更小的聚合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-067999号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供能够制造分散度更小的嵌段聚合物的方法。
用于解决课题的手段
与采用现有的间歇式阴离子聚合来合成嵌段聚合物的情形不同，使用流动反应器采用阴离子聚合来合成嵌段聚合物的情况下，由于采用混合器将第二单体溶液一齐混合，因此容易受到单体、溶剂中的水分的影响，生成低分子量聚合物，因此分散度增大居多。因此，本发明人为了实现上述目的，反复深入研究，结果发现：对于使用流动反应器得到的嵌段聚合物，使用规定的溶剂进行清洗，从而使嵌段聚合物的分散度提高，完成了本发明。
因此，本发明提供下述嵌段聚合物的制造方法。
1.嵌段聚合物的制造方法，其包含：使用流动反应器、在引发剂的存在下使第一单体进行阴离子聚合以合成均聚物的工序，所述流动反应器具备双液混合用混合器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路；使不同于第一单体的第二单体与所述均聚物进行嵌段聚合以合成嵌段聚合物的工序；和将得到的嵌段聚合物用溶解仅由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂清洗的工序。
2. 1的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述流动反应器为具备双液混合用混合器的流动反应器，所述双液混合用混合器具备：可将多个液体混合的流路、和在内部具有套管的接头构件或静态混合器构件。
3. 2的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述静态混合器构件具备筒状体和插入其内部的单元体。
4. 2或3的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述双液混合用混合器具备在内部具有套管的接头构件和静态混合器构件。
5. 4的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述双液混合用混合器具备在内部具有套管的接头构件和静态混合器构件，所述静态混合器构件具备筒状体和插入其内部的单元体，以使所述筒状体的所述套管侧的端面与所述套管的静态混合器构件侧的端面抵接的方式将所述接头构件与所述静态混合器构件连接。
6. 5的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述套管的静态混合器构件侧的端部位于所述接头构件的内部。
7. 2～6中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述接头构件具有用于插入引发剂溶液流动的内管的插入孔，在插入了所述内管的状态下，至少在所述内管的顶端附近，用所述内管内侧与由所述内管外壁和所述插入孔的内壁构筑的空间形成所述套管。
8. 7的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述接头构件具有用于导入单体溶液的导入孔，同时所述导入孔与所述插入孔连结。
9. 8的嵌段聚合物的制造方法，其中，在与所述导入孔的连接部附近形成所述插入孔，以成为与所述内管的外径大致相同的孔径，同时从所述连接部到所述内管的顶端形成所述插入孔，以成为比所述内管的外径大的孔径。
10. 7～9中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述接头构件具有静态混合器构件连接用孔，将所述插入孔与所述连接用孔连接。
11. 3～10中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，将所述单元体使其一端与所述筒状体的所述套管侧的端面大致在同一水平面上的方式插入所述筒状体内部。
12. 3～11中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述单元体具有右扭转叶片和左扭转叶片在扭转轴方向上交替地多个相连的形状。
13. 1～12中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述引发剂为单有机锂化合物。
14. 1～13中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述第一单体和第二单体为芳族乙烯基化合物。
15. 14的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述芳族乙烯基化合物为由下述式(1)表示的苯乙烯衍生物。
[化1]
Figure BDA0002306138540000031
(式中，R1表示氢原子或甲基，R2～R6各自独立地表示氢原子、碳原子数1～5的烷氧基、可被卤素原子取代的碳原子数1～10的烷基、-OSiR7 3或-SiR7 3，R7各自独立地表示碳原子数1～10的烷基、苯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数1～5的烷基甲硅烷基。)
16.15的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述第一单体为由下述式(2)表示的化合物，所述第二单体为由下述式(3)表示的化合物。
[化2]
Figure BDA0002306138540000032
(式中，R11和R21各自独立地为氢原子或甲基，R12～R16各自独立地为氢原子、碳原子数1～5的烷氧基、或可被卤素原子取代的碳原子数1～10的烷基，但至少一个为碳原子数1～5的烷氧基，R22～R26各自独立地为氢原子、-OSiR27 3或-SiR27 3，但至少一个为-OSiR27 3或-SiR27 3，R27各自独立地为碳原子数1～10的烷基、苯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数1～5的烷基甲硅烷基。)
17. 16的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为碳原子数1～5的烷氧基，R24为-SiR27 3。
18. 17的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为甲氧基，R24为-Si(CH3)3。
19. 16～18中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，溶解仅由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂为二甲基亚砜。
20. 15的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述第一单体为由下述式(3)表示的化合物，所述第二单体为由下述式(2)表示的化合物。
[化3]
Figure BDA0002306138540000041
(式中，R11～R16和R21～R26与上述相同。)
21. 20的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为碳原子数1～5的烷氧基，R24为-SiR27 3。
22. 21的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为甲氧基，R24为-Si(CH3)3。
23. 20～22中任一项的嵌段聚合物的制造方法，其中，溶解仅由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂为碳原子数4～7的醇。
24.嵌段聚合物的精制方法，其中，使用流动反应器，在引发剂的存在下使第一单体进行阴离子聚合，合成聚合物，将使第二单体与所述聚合物进行嵌段聚合而得到的嵌段聚合物用溶解仅由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂清洗，所述流动反应器具备双液混合用混合器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路。
25.24的嵌段聚合物的精制方法，其中，所述流动反应器为具备双液混合用混合器的流动反应器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路、和在内部具有套管的接头构件或静态混合器构件。
发明的效果
用于上述流动反应器的双液混合用混合器由于不易闭塞，混合效率也良好，因此根据使用其的本发明的嵌段聚合物的制造方法，能够稳定地长时间地制造聚合物。特别地，对于采用本发明的制造方法得到的嵌段聚合物而言，分散度(Mw/Mn)小(分子量分布窄)，高度地控制结构，适合作为DSA光刻用聚合物，也能够应用于其他的纳米图案化技术。另外，本发明的嵌段聚合物的制造方法能够适用于高功能弹性体等的制造。
附图说明
图1为本发明中使用的双液混合用混合器的形态涉及的斜视图。
图2为图1的双液混合用混合器的分解斜视图。
图3为沿着图2的III-III线的主体的截面图。
图4为沿着图1的IV-IV线的截面图。
图5为图4的套管部的放大截面图。
图6为插入了内管的状态下的主体的底面图。
图7为从对于其扭转轴方向的正交方向观看静态混合器构件的单元体得到的图。
图8为表示本发明中使用的双液混合用混合器的形态的斜视图。
图9为表示本发明中使用的流动反应器的形态的示意图。
图10为表示实施例中使用的流动反应器的构成的示意图。
图11为合成例1中合成的聚合物的1H-NMR图。
图12为合成例2中合成的聚合物的1H-NMR图。
具体实施方式
本发明的嵌段聚合物的制造方法包含：使用流动反应器、在引发剂的存在下使第一单体进行阴离子聚合以合成均聚物的工序，所述流动反应器具备双液混合用混合器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路；使不同于第一单体的第二单体与上述均聚物进行嵌段聚合以合成嵌段聚合物的工序；和将得到的嵌段聚合物用溶解仅由上述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由上述第二单体得到的均聚物和上述嵌段聚合物的溶剂清洗的工序。
[流动反应器]
作为上述流动反应器，只要具备双液混合用混合器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路，则并无特别限定，能够使用现有公知的构成的流动反应器。
作为上述流动反应器，优选具有以下的构成。即，优选上述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路、和在内部具有套管的接头构件或静态混合器构件。作为上述双液混合用混合器，更优选具备在内部具有套管的接头构件和静态混合器构件这两者，进一步优选上述静态混合器构件具备筒状体和插入其内部的单元体，以使上述筒状体的上述套管侧的端面与上述套管的静态混合器构件侧的端面抵接的方式将上述接头构件与上述静态混合器构件连接。
这样，以使筒状体的套管侧的端面与套管的静态混合器构件侧的端面抵接的方式，将接头构件与静态混合器构件连接，从而上述双液混合用混合器保持混合效率，同时不易闭塞，可进行稳定的长时间连续运转。
即，上述混合器为将套管与静态混合器(的筒状体)在接头内部连接的构成，结果与现有的微型反应器结构相比，可更可靠地进行各端面的抵接，结果从套管流出的双液在流出的大致同时流入静态混合器内，因此在反应开始时进行双液的更可靠的混合。
在上述双液混合用混合器中，优选上述套管的静态混合器构件侧的端部位于上述接头构件的内部。通过成为这样的构成，从而套管的构筑变得简便，结果接头构件的制造变得容易，另外，上述接头构件与静态混合器构件的接点变得容易确认。
在上述双液混合用混合器中，优选上述接头构件具有用于插入第一液体流动的内管的插入孔，在插入了上述内管的状态下，至少在上述内管的末端部附近，用上述内管内侧与由上述内管外壁和上述插入孔的内壁构筑的空间形成上述套管。通过成为这样的构成，从而套管的构筑变得简便，结果接头构件的制造变得容易。
该插入孔能够通过切削加工、使用具备与插入孔对应的模的模具等形成。此时，内管只要能够保持液密性，则可在插入了在接头构件中形成了的插入孔的状态下固着于接头构件主体，也可从接头构件主体可拆卸地固定，优选从接头构件主体可拆卸地固定。通过这样形成可将内管拆卸的结构，从而具有如下优点：使用后的套管部分的清洗变得简便，同时在内管破损或闭塞、污染的情况下进行更换成为可能。
作为内管的固着和固定手段，只要如上所述能够保持液密性，则并无特别限定，可列举出采用粘接剂的固着、采用焊接的固着等、采用螺丝紧固等的可拆卸的固定手段等，优选使用采用螺丝紧固等的可拆卸的固定手段。
另外，优选上述接头构件具有用于导入第二液体的导入孔，同时将上述导入孔与上述插入孔连接。通过成为这样的构成，能够在接头构件主体的内部构筑套管，结果能够缩短套管的长度，因此接头构件的制造变得容易。该导入孔也与上述插入孔同样地，能够采用切削加工、使用了模具的方法形成。
另外，对接头构件中的导入孔的形成位置并无特别限定，优选在与插入孔正交的方向上形成，进而，如果考虑缩短套管的长度，优选在如下位置形成：在与插入孔的基端部和终端部的中央部相比更接近终端部的位置能够与插入孔连接。
进而，优选将上述插入孔以在与上述导入孔的连接部附近成为与上述内管的外径大致相同的孔径的方式形成，同时以从上述连接部到上述内管的顶端成为比上述内管的外径大的孔径的方式形成。通过成为具有这样的不同直径的孔结构，从而在连接部处在内管与插入孔之间几乎没有形成空隙，因此能够防止从导入孔流入的第二液体的向插入孔的基端部侧的漏出，能够有效率地将双液混合。
另外，优选上述接头构件具有静态混合器构件连接用孔，上述插入孔与上述连接用孔连结。通过成为这样的构成，能够个别地设计接头构件和静态混合器构件，因此双液混合用混合器的内部结构的调整变得容易。该连接用孔也与上述插入孔同样地，能够采用切削加工、使用了模具的方法形成。
该静态混合器构件也与上述的内管同样地，只要能够保持液密性，则可在插入了在接头构件中形成的连接用孔的状态下固着于接头构件主体，也可从接头构件主体可拆卸地固定，优选从接头构件主体可拆卸地固定。通过使其可拆卸，从而静态混合器构件内部的单元体的位置调整、使用后的混合器的清洗变得简便，同时在污染、劣化的情形等下，各部的更换成为可能。再有，作为静态混合器构件的固着和固定手段，可列举出与内管中所述的手段同样的手段，这种情况下，也优选使用采用螺丝紧固等的可拆卸的固定手段。
进而，优选将上述单元体插入上述筒状体内部，以使其一端与上述筒状体的上述套管侧的端面大致在同一水平面上。这样，通过筒状体的端面与单元体的端部大体上一致，从套管流出的两个液体与流出大体同时地流入单元体而被混合，使得从反应开始时起就进行更有效率的混合和搅拌。
对上述筒状体的形状并无特别限定，如果考虑通过其内部的双液的流动性和混合性等，优选圆筒状。
对上述单元体的结构并无特别限定，能够从作为静态混合器的单元体使用的结构中适当地选择使用，例如可列举出具有右扭转叶片和左扭转叶片在纵向方向(扭转轴方向)上交替地多个相连的形状的单元体、具有扭转方向一定的螺旋形状的单元体、将多个设置了1个或2个以上的孔的板层叠而成的单元体等，优选为具有右扭转叶片和左扭转叶片在扭转轴方向上交替地多个相连的形状的单元体。通过使用这样的形状的单元体，从而更有效率地进行混合成为可能，反应时的混合器的闭塞也变得难以发生。
上述单元体可以是只插入筒状体内部的可拆卸的结构，也可以是插入后固着于筒状体内部的不可拆卸的结构，但优选为只是插入的可拆卸的结构。通过成为可拆卸的结构，单元体的筒状体内部的位置调整、单元体的更换变得容易。
就上述单元体的直径而言，只要能够插入筒状体内部，则并无特别限定，优选其直径(最大径)与筒状体的内径大致相同。通过这样做，即使在只将单元体插入了筒状体内部的情况下，也能够防止单元体的位置在筒状体内部纵向方向和横向方向上变动。再有，如果考虑上述双液混合用混合器的用途，单元体的直径优选1～10mm左右，更优选1.6～8mm左右，进一步优选2～5mm左右。
另外，就上述单元体的长度而言，只要能够插入上述筒状体内部，也无特别限定，优选设为与上述筒状体的长度大致相同的长度。通过这样做，单元体端部与筒状体的套管侧的端面的对位变得容易。
本发明中使用的流动反应器具备上述双液混合用混合器。上述流动反应器可具备一个上述双液混合用混合器，也可具备两个以上。在具备两个以上的上述双液混合用混合器的情况下，多阶段的流动合成成为可能。上述双液混合用混合器由于不易闭塞，因此使用流动反应器进行了流动合成时的压力损失小，可进行稳定的长时间连续运转，适于大量合成。
本发明中使用的流动反应器除了上述双液混合用混合器以外，根据需要，可具备送液用泵、流路形成用的管、用于温度调整的温度调整装置等反应所需的其他各种构件。
作为上述送液泵，并无特别限定，能够使用柱塞泵、注射泵、旋转泵等通常所使用的泵。
对上述流路形成用的管的材质并无特别限定，可以是不锈钢、钛、铁、铜、镍、铝等金属、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基氟(PFA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯(PP)等树脂。
上述流路形成用的管的内径可在不损害本发明的效果的范围内根据目的适当地设定，通常优选0.5～10mm左右，更优选0.7～4mm左右，进一步优选1～2mm左右。上述流路形成用的管的长度也可在不损害本发明的效果的范围内根据目的适当地设定，通常优选0.1～20m左右，更优选0.2～10m左右，进一步优选0.3～5m左右。
以下基于附图对本发明中使用的双液混合用混合器和流动反应器具体地说明。双液混合用混合器1如图1中所示那样，具备接头构件2和静态混合器构件3而构成。接头构件2具备不锈钢制的主体21、和第一液体流动的不锈钢制的内管22(外径1.6mm、内径1.0mm)。
如图2和图3中所示那样，主体21具有：用于将内管22插入的插入孔211；与其正交、在主体21的内部与插入孔211连接、用于导入第二液体的导入孔212；和静态混合器构件连接用孔213。在插入孔211、导入孔212和连接用孔213的内壁形成了与后述的各连接器中形成的螺栓部对应的螺母部211a、212a、213a，使得能够将内管22、第二液体流动的导入管和静态混合器构件3通过螺丝紧固固定于主体21。
插入孔211从基端部侧到终端部侧，由螺母部211a、与其接续地形成且根据后述的连接器顶端部形状缩径的截面梯形的液密部211b、和与其接续的形成的内管通过部211c构成。其中，如图5中所示那样，插入孔211的内管通过部211c的内径b以在与导入孔212的连接部214附近成为与内管22的外径a大致相同的孔径的方式形成，同时从连接部214到连接用孔213的内管通过部211c的内径c以变得比内管22的外径a大的方式形成。这样，成为在连接部214中在内管22与插入孔211之间几乎没有形成空隙的结构，防止从导入孔212流入的第二液体向插入孔211的基端部侧漏出，同时如图6中所示那样，利用内管内侧221与由上述内管外壁222和上述插入孔的内壁211d形成的空间24构筑套管25。
另外，如图3中所示那样，插入孔211在其基端部与连接用孔213连接，由此，由插入孔211和连接用孔213形成的孔将主体21贯通。
在内管22，如图2中所示那样，安装在形成内管22通入其内部的孔(省略图示)的同时具有用于螺丝固定的大致六棱柱状的头部232和与其一体形成的、螺栓部231和用于保持接头主体21内部的液密性的倒圆锥台形的密封部233的连接器23，在该状态下，插入上述的具有螺母部211a的插入孔211，通过螺丝紧固，固定于主体21。
导入孔212如图3中所示那样，从基端部侧到终端部侧，由螺母部212a、与其接续地形成的、与后述的连接器顶端部形状相符的截面矩形的液密部212b、和由此延伸到与插入孔211的连接部214的连结部212c构成。将插入孔211和导入孔212相对于插入孔211的基端部和终端部的中央在终端部侧连接。
静态混合器连接用孔213如图3中所示那样，从基端部侧到终端部侧，由螺母部213a和与其接续地形成的、与后述的连接器顶端部形状相符的截面矩形的液密部213b构成。
静态混合器构件3如图1、2中所示那样，具备氟树脂制或不锈钢制的圆筒状的筒状体31(内径3.0mm)和插入了其内部的聚缩醛制的单元体32(3mm直径)。单元体32如图2、4中所示那样，在其基端与筒状体31的套管25侧的端面在同一水平面上的状态下插入筒状体31内部。其中，如图7中所示那样，单元体32具有右扭转叶片321与左扭转叶片322在扭转轴(纵向方向的中心轴)323方向上交替地多个相连的形状。
如图2中所示那样，在筒状体31的图中的上端部形成筒状体31通入其内部的孔(省略图示)，同时安装具有螺栓部331的氟树脂制连接器33，在该状态下，插入上述的具有螺母部213a的连接用孔213，通过螺丝紧固，固定于主体21。
接着，参照图4～6，对具有以上的构成的双液混合用混合器1的内部结构进行说明。如上所述，使插入孔211的孔径、具体地与导入孔212的连接部214附近的内管通过部211c的内径b与内管22的外径a大致相同。另外，从插入孔211与导入孔212的连接部214到内管22的静态混合器构件3侧的顶端223的内管通过部211c的内径c形成得比内管22的外径a要大。由此，用内管22的内侧221与由内管22的外壁222和插入孔211的内壁211d构筑的空间24形成套管25。
另外，静态混合器构件3的筒状体31的套管25侧的端面与套管25的静态混合器构件3侧的端面抵接，在本实施形态中，如上所述，单元体32的基端与筒状体31的套管25侧的端面在同一水平上，因此套管25的静态混合器构件3侧的端面和单元体32的基端(图4中上端)也抵接。
再有，将第二液体从导入孔212导入，这种情况下，如图8中所示那样，对于第二液体流动的导入管26，使用在形成导入管26通入其内部的孔(省略图示)的同时具有用于保持接头主体21内部的液密性的密封部(省略图示)和螺栓部271的连接器27，通过螺丝紧固与导入孔212固定连接。
接下来，参照图9，对使用了如上所述构成的双液混合用混合器的流动反应器的一个实施方式进行说明。
流动反应器4通过将在恒温层43的内部配置的、第一双液混合用混合器1a和第二双液混合用混合器1b采用PTFE制管42d(内径1.5mm)串联地连接而构成。
将第一液体送液用的泵41a介由PTFE制管42a(内径1.0mm)连接至第一双液混合用混合器1a的内管22a。另一方面，将第二液体送液用的泵41b介由在顶端设置了连接器的第二液体流动的PTFE制管42b(内径1.0mm)连接至在双液混合用混合器1a的接头构件的主体21a设置的导入孔。
将第三液体送液用的泵41c介由在其顶端设置了连接器的第三液体流动的PTFE制管42c(内径1.0mm)连接至双液混合用混合器1b的导入孔，将PTFE制管42e(内径1.5mm)连接至双液混合用混合器1b的静态混合器构件3b的终端部。
在具有这样的构成的流动反应器4中，从第一液体送液用泵41a和第二液体送液用泵41b输送的各液流入第一双液混合用混合器1a的接头构件主体21a，通过了在其内部构筑的套管后，流入与该套管端部抵接的静态混合器构件3a，在其内部的单元体进行混合和搅拌，同时发生第一反应。反应后的第一反应液通过了管42d后，通过第二双液混合用混合器1b的内管22b流入接头构件主体21b。该第一反应液与从第三液体送液用泵41c输送并流入了接头构件主体21b的内部的第三液体一起通过接头构件主体21b内部的套管，与第一双液混合用混合器1a的情形同样地流入静态混合器构件3b内部，因此第二反应进行。
应予说明，本发明中使用的双液混合用混合器和流动反应器并不限定于上述的各实施方式，可在能够实现本发明的目的、效果的范围内进行变形、改进。
即，在上述的双液混合用混合器1中，将内管22和静态混合器构件3可从接头构件主体21拆卸地进行了螺丝紧固，但它们也可以采用其他的固定手段可拆卸地构成，另外，可在不能拆卸的状态下连接和固着。
另外，在内管22和筒状体31中设置了独立的连接器23、33，也可不设置它们而在内管和筒状体自身形成适宜的固定手段。
进而，将导入孔212以与插入孔211正交地连接的形式形成于接头构件主体21，也可以是以其他的角度与插入孔连接的形式，导入孔212的位置也能够设定在任意的场所。
主体21、内管22和连接器23的材质为不锈钢，但并不限定于此，也可以是钛、铁、铜、镍、铝等其他的金属、PTFE、FEP、PFA、PEEK、PP等树脂。
内管22的内径可在不损害本发明的效果的范围内根据目的适当地设定，通常优选0.1～3mm左右，更优选0.5～2mm左右，进一步优选0.5～1mm左右。内管22的外径可在不损害本发明的效果的范围内根据目的适当地设定，通常优选0.8～4mm左右，更优选0.8～3mm左右，进一步优选0.8～1.6mm左右。
插入孔211的孔径c可在不损害本发明的效果的范围根据目的适当地设定，通常优选0.1～5mm左右，更优选0.5～4mm左右，进一步优选0.8～2mm左右。
筒状体31的材质并不限定于不锈钢，也可以是钛、铁、铜、镍、铝等其他的金属、PTFE、FEP、PFA、PEEK、PP等树脂等。
单元体32的材质并不限定于聚缩醛，也可以是PTFE、FEP、PFA、PEEK、PP等其他的树脂、不锈钢、钛、铁、铜、镍、铝等金属、陶瓷等。
另外，单元体32的形状也可以是具有扭转方向一定的螺旋形状的形状、将多个设置了1个或2个以上的孔的板层叠而成的形状等。
连接器33的材质并不限定于氟系树脂，也可以是PEEK、PP等其他的树脂、不锈钢、钛、铁、铜、镍、铝等金属等。
筒状体31的内径可在不损害本发明的效果的范围根据目的适当地设定，通常优选1～10mm左右，更优选1.6～8mm左右，进一步优选2～5mm左右。另外，单元体32的直径也可在不损害本发明的效果的范围根据目的适当地设定，通常优选1～10mm左右，更优选1.6～8mm左右，进一步优选2～5mm左右。
流动反应器4由于具备2个双液混合用混合器，因此可进行两阶段的流动合成，在进行一阶段的流动合成的情况下，双液混合用混合器可以是1个，在进行n阶段的流动合成的情况下，可使用n个双液混合用混合器，如上所述来组装流动反应器。
另外，构成流动反应器4的管42a～42e的内径可在不损害本发明的效果的范围根据目的适当地设定，通常优选0.5～10mm左右，更优选0.7～4mm左右，进一步优选1～2mm左右。另外，其长度也可在不损害本发明的效果的范围根据目的适当地设定，通常优选0.1～20m左右，更优选0.2～10m左右，进一步优选0.3～5m左右。
[单体]
本发明的嵌段聚合物的制造方法中使用的单体只要可进行阴离子聚合，则并无特别限定。作为这样的单体，例如可列举出芳族乙烯基化合物、共轭二烯、(甲基)丙烯酸系化合物等。
作为上述芳族乙烯基化合物，可列举出由下述式(1)表示的芳族乙烯基化合物。
[化4]
Figure BDA0002306138540000151
式中，R1表示氢原子或甲基。R2～R6各自独立地表示氢原子、碳原子数1～5的烷氧基、可被卤素原子取代的碳原子数1～10的烷基、-OSiR7 3或-SiR7 3。R7各自独立地表示碳原子数1～10的烷基、苯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数1～5的烷基甲硅烷基。
作为上述烷基，直链状、分支状、环状均可，具体地，可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、1-甲基-环丙基、2-甲基-环丙基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、1-甲基正丁基、2-甲基正丁基、3-甲基正丁基、1,1-二甲基正丙基、1,2-二甲基正丙基、2,2-二甲基正丙基、1-乙基正丙基、环戊基、1-甲基-环丁基、2-甲基-环丁基、3-甲基-环丁基、1,2-二甲基-环丙基、2,3-二甲基-环丙基、1-乙基-环丙基、2-乙基-环丙基、正己基、1-甲基正戊基、2-甲基正戊基、3-甲基正戊基、4-甲基正戊基、1,1-二甲基正丁基、1,2-二甲基正丁基、1,3-二甲基正丁基、2,2-二甲基正丁基、2,3-二甲基正丁基、3,3-二甲基正丁基、1-乙基正丁基、2-乙基正丁基、1,1,2-三甲基正丙基、1,2,2-三甲基正丙基、1-乙基-1-甲基正丙基、1-乙基-2-甲基正丙基、环己基、1-甲基-环戊基、2-甲基-环戊基、3-甲基-环戊基、1-乙基-环丁基、2-乙基-环丁基、3-乙基-环丁基、1,2-二甲基-环丁基、1,3-二甲基-环丁基、2,2-二甲基-环丁基、2,3-二甲基-环丁基、2,4-二甲基-环丁基、3,3-二甲基-环丁基、1-正丙基-环丙基、2-正丙基-环丙基、1-异丙基-环丙基、2-异丙基-环丙基、1,2,2-三甲基-环丙基、1,2,3-三甲基-环丙基、2,2,3-三甲基-环丙基、1-乙基-2-甲基-环丙基、2-乙基-1-甲基-环丙基、2-乙基-2-甲基-环丙基、2-乙基-3-甲基-环丙基等。这些中，优选碳原子数1～8的烷基，更优选碳原子数1～6的烷基，进一步优选碳原子数1～3的烷基。
作为上述烷氧基，可列举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、环丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、环丁氧基、1-甲基环丙氧基、2-甲基环丙氧基、正戊氧基、1-甲基正丁氧基、2-甲基正丁氧基、3-甲基正丁氧基、1,1-二甲基正丙氧基、1,2-二甲基正丙氧基、2,2-二甲基正丙氧基、1-乙基正丙氧基、1,1-二乙基正丙氧基、环戊氧基、1-甲基环丁氧基、2-甲基环丁氧基、3-甲基-环丁氧基、1,2-二甲基环丙氧基、2,3-二甲基环丙氧基、1-乙基环丙氧基、2-乙基环丙氧基等。烷氧基的结构优选直链状或分支链状。这些中，优选碳原子数1～3的烷氧基。
作为上述卤素原子，优选氟原子、氯原子、溴原子和碘原子，更优选氟原子和氯原子等。
作为R4，优选碳原子数1～5的烷氧基或-SiR7 3，更优选甲氧基或-Si(CH3)3。另外，作为R2、R3、R5和R6，优选氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～5的烷氧基或-SiR7 3，更优选氢原子、甲氧基或-Si(CH3)3。
作为由式(1)表示的芳族乙烯基化合物，具体地，可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-二甲基甲硅烷基苯乙烯、4-三甲基甲硅烷基苯乙烯、4-三甲基甲硅烷氧基苯乙烯、4-二甲基(叔丁基)甲硅烷基苯乙烯、4-二甲基(叔丁基)甲硅烷氧基苯乙烯、2-甲氧基苯乙烯、3-甲氧基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-乙氧基苯乙烯、3,4-二甲基苯乙烯、2,6-二甲基苯乙烯、2,4-二甲氧基苯乙烯、3,4-二甲氧基苯乙烯、3,4,5-三甲氧基苯乙烯等苯乙烯衍生物。
另外，作为上述芳族乙烯基化合物，也能够优选使用乙烯基萘、乙烯基蒽、2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等。
作为上述共轭二烯，可列举出1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-庚二烯、1,3-己二烯、1,3-环己二烯等。
作为上述(甲基)丙烯酸系化合物，可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸蒽酯、(甲基)丙烯酸蒽基甲酯、(甲基)丙烯酸2-苯基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氯乙酯、甲氧基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸正丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-金刚烷酯、(甲基)丙烯酸2-乙基-2-金刚烷酯、(甲基)丙烯酸2-丙基-2-金刚烷酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基丁基-2-金刚烷酯、(甲基)丙烯酸8-甲基-8-三环癸酯、(甲基)丙烯酸8-乙基-8-三环癸酯、5-甲基丙烯酰氧基-6-羟基降冰片烯-2-羧酸-6-内酯和(甲基)丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯等。
这些中，作为本发明的制造方法中使用的单体，从即使比较高的温度也能够抑制副反应、容易得到单分散高分子的方面出发，优选芳族乙烯基化合物。特别地，优选第一单体和第二单体都为芳族乙烯基化合物。
[引发剂]
本发明的嵌段聚合物的制造方法中使用的引发剂只要是在阴离子聚合中通常使用的引发剂，则并无特别限定，例如可列举出有机锂化合物等。
作为上述有机锂化合物，可列举出甲基锂、乙基锂、正丙基锂、异丙基锂、正丁基锂、异丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、戊基锂、己基锂等烷基锂、甲氧基甲基锂、乙氧基甲基锂、苯基锂、萘基锂、苄基锂、苯基乙基锂、α-甲基苯乙烯基锂、1,1-二苯基己基锂、1,1-二苯基-3-甲基戊基锂、3-甲基-1,1-二苯基戊基锂、乙烯基锂、烯丙基锂、丙烯基锂、丁烯基锂、乙炔基锂、丁炔基锂、戊炔基锂、己炔基锂、2-噻吩基锂、4-吡啶基锂、2-喹啉基锂等单有机锂化合物；1,4-二锂基丁烷、1,5-二锂基戊烷、1,6-二锂基己烷、1,10-二锂基癸烷、1,1-二锂基联苯、二锂基聚丁二烯、二锂基聚异戊二烯、1,4-二锂基苯、1,2-二锂基-1,2-二苯基乙烷、1,4-二锂基-2-乙基环己烷、1,3,5-三锂基苯、1,3,5-三锂基-2,4,6-三乙基苯等多官能性有机锂化合物。这些中，优选单有机锂化合物，优选正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂等烷基锂。
[嵌段聚合物的制造方法]
通过使用如上述的流动反应器4那样具有2个双液混合用混合器的流动反应器，从而能够合成具有2个单体单元的嵌段聚合物。
以下对于本发明的嵌段聚合物的制造方法，以二元嵌段聚合物的合成为例进行说明。首先，将包含上述的单体的第一单体溶液从第一混合器的导入孔导入流动反应器，将包含上述的引发剂的溶液从第一混合器的内管导入流动反应器，通过使其反应，从而合成由第一单体构成的均聚物。此时，通过如上所述导入上述第一单体溶液、引发剂溶液，从而不易发生流动反应器的闭塞，抑制压力损失，能够稳定地长时间地制造聚合物。
接下来，将包含上述的单体的第二单体溶液从第二混合器的导入孔导入流动反应器，合成嵌段聚合物。
作为将上述第一单体和第二单体溶解的溶剂，并无特别限定，优选四氢呋喃(THF)、2-甲基THF、乙醚、四氢吡喃(THP)、氧杂环己烷、1,4-二噁烷等醚系溶剂、甲苯、二氯甲烷、二乙氧基乙烷等。
对上述第一单体和第二单体的浓度并无特别限定，能够根据目的适当地设定，优选0.1～5mol/L，更优选0.1～3mol/L，特别优选0.5～2mol/L。如果单体浓度为上述范围，则不易发生流动反应器的闭塞，抑制压力损失，能够稳定地长时间地制造聚合物。
另外，作为在上述流动反应器的流路中流动的上述第一单体和第二单体的流量，并无特别限定，能够根据目的适当地设定，优选0.1～30mL/分钟，更优选0.5～20mL/分钟，特别优选10～20mL/分钟。如果上述单体的流量为上述范围，则不易发生流动反应器的闭塞，抑制压力损失，能够稳定地长时间地制造聚合物。
作为上述引发剂，特别能够优选使用正丁基锂。就阴离子聚合而言，如果在极性溶剂中(例如THF)中进行，则聚合速度加速，因此通常在低温下进行反应。因此，作为引发剂，如果不使用仲丁基锂，则存在引发反应难以一致的缺点。另一方面，如果在非极性溶剂中(例如甲苯)中进行，则反应速度慢，加热变得必要。这种情况下，作为引发剂，有时使用反应性低的正丁基锂。使用本发明的流动反应器的嵌段聚合物的制造方法由于可在极性溶剂中、室温附近进行反应，因此具有能够使用低反应性的正丁基锂作为引发剂的特长。
作为将上述引发剂溶解的溶剂，并无特别限定，优选己烷、THF、2-甲基THF、乙醚、THP、氧杂环己烷、1,4-二噁烷等醚系溶剂、甲苯、二氯甲烷、二乙氧基乙烷、甲苯、乙醚等。
对上述引发剂的浓度并无特别限定，能够根据单体的种类适当地设定，优选0.01～0.5mol/L，更优选0.03～0.3mol/L，特别优选0.05～0.1mol/L。如果引发剂的浓度为上述范围，则不易发生流动反应器的闭塞，抑制压力损失，能够稳定地长时间地制造聚合物。
另外，作为在上述流动反应器的流路中流动的上述引发剂的流量，并无特别限定，能够根据目的适当地设定，优选0.1～10mL/min，更优选0.5～5mL/min，特别优选1～3mL/min。如果引发剂的流量为上述范围，则不易发生流动反应器的闭塞，抑制压力损失，能够稳定地长时间地制造聚合物。
对本发明的制造方法中的反应温度(流动反应器的温度)并无特别限定，能够根据目的适当地设定，从反应速度的方面出发，优选-80℃以上，更优选-40℃以上，进一步优选-20℃以上。另外，就上述反应温度而言，从副反应抑制和生长末端的失活抑制的方面出发，优选100℃以下，更优选50℃以下，进一步优选30℃以下。
作为使反应终结的方法，可列举出将从流动反应器出来的聚合反应溶液用装有过量的甲醇等反应终止剂的容器回收的方法；在流动反应器中使其成为具有3个以上的上述双液混合用混合器的构成、从最后的双液混合用混合器这一者流入甲醇等反应终止剂的方法等。
将回收的嵌段聚合物用溶解上述仅由第一单体得到的均聚物、但不溶解上述仅由第二单体得到的均聚物和上述嵌段聚合物的溶剂清洗。由此，将残存的仅由第一单体得到的均聚物除去，能够进一步提高嵌段聚合物的分散度。
作为清洗方法，并无特别限定，例如可列举出在回收的嵌段聚合物中加入上述溶剂，悬浮、搅拌后将嵌段聚合物回收的方法。这种情况下，就上述溶剂的量而言，只要能够将上述均聚物充分地溶解，则并无特别限定，相对于嵌段聚合物，用质量比计，优选1～50左右，更优选10～30左右。另外，就搅拌的时间而言，只要能够充分地将上述均聚物溶解，则并无特别限定，优选0.1～5小时左右，更优选1～2小时左右。作为将嵌段聚合物回收的方法，并无特别限定，能够采用过滤等公知的方法进行回收。
本发明的嵌段聚合物的制造方法适于使用由下述式(2)表示的单体作为第一单体并且使用由下述式(3)表示的单体作为第二单体得到的嵌段聚合物的制造、使用由下述式(3)表示的单体作为第一单体并且使用由下述式(2)表示的单体作为第二单体得到的嵌段聚合物的制造。
[化5]
Figure BDA0002306138540000201
式中，R11和R21各自独立地为氢原子或甲基。R12～R16各自独立地为氢原子、碳原子数1～5的烷氧基、或可用卤素原子取代的碳原子数1～10的烷基，但至少一个为碳原子数1～5的烷氧基。R22～R26各自独立地为氢原子、-OSiR27 3或-SiR27 3，但至少一个为-OSiR27 3或-SiR27 3，R27各自独立地为碳原子数1～10的烷基、苯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数1～5的烷基甲硅烷基。作为上述烷基、烷氧基和卤素原子，可列举出与上述的基团同样的基团。
作为R14，优选碳原子数1～5的烷氧基，更优选甲氧基。另外，作为R24，优选-SiR27 3，更优选-Si(CH3)3。作为R12、R13、R15、R16、R22、R23、R25和R26，优选氢原子、碳原子数1～10的烷基、碳原子数1～5的烷氧基或-SiR7 3，更优选氢原子、甲氧基或-Si(CH3)3，进一步优选氢原子。
在使用由式(2)表示的单体作为第一单体、使用由式(3)表示的单体作为第二单体的情况下，作为上述的溶解仅由第一单体得到的均聚物但不溶解上述仅由第二单体得到的均聚物和上述嵌段聚合物的溶剂，优选二甲基亚砜(DMSO)。
在使用由式(3)表示的单体作为第一单体、使用由式(2)表示的单体作为第二单体的情况下，作为上溶解述的仅由第一单体得到的均聚物但不溶解上述仅由第二单体得到的均聚物和上述嵌段聚合物的溶剂，优选碳原子数4～7的醇。
作为上述碳原子数4～7的醇，可列举出1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2,2-二甲基-1-丙醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、4-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、3-甲基-2-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-3-戊醇、2,2-二甲基-1-丁醇、2,3-二甲基-1-丁醇、3,3-二甲基-1-丁醇、2,3-二甲基-2-丁醇、3,3-二甲基-2-丁醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、4-庚醇等直链状或分支状的脂肪族醇。
在上述嵌段聚合物中，优选第一聚合物嵌段只包含由式(2)表示的结构单元，第二聚合物嵌段只包含由式(3)表示的结构单元。另外，优选上述嵌段聚合物只包含第一聚合物嵌段和第二聚合物嵌段。
在上述嵌段聚合物中，由式(2)所示的单体单元构成的聚合物嵌段和由式(3)所示的单体单元构成的聚合物嵌段的含有率用摩尔比表示，优选1：1～1：10，更优选1：1～1：3。
根据本发明的制造方法，能够合成分散度(Mw/Mn)更小(分子量分布窄)的聚合物。上述分散度优选1.5以下，更优选1.3以下，进一步优选1.2以下，更进一步优选1.15以下。应予说明，Mw和Mn分别表示重均分子量和数均分子量，它们是采用凝胶渗透色谱(GPC)得到的聚苯乙烯换算测定值。应予说明，对采用本发明的制造方法得到的聚合物的Mw并无特别限定，优选1,000～100,000，更优选1,000～50,000。
实施例
以下示出合成例、实施例和比较例对本发明具体地说明，但本发明并不限定于下述实施例。
将下述合成例中使用的流动反应器(反应装置)的示意图示于图10中。应予说明，图10中，箭头表示液体的流动方向。将柱塞泵((株)フロム制KP-12或HP-12)用于第一单体液送液用泵，使用PTFE制管(内径1.0mm、外径1.6mm、长度2m)将柱塞泵与混合器1连接，将注射泵1((株)ワイエムシィ制Keychem-L、合成例1)、注射泵2(TELEDYNE ISCO公司制1000DSyringe pump、合成例2)用于引发剂溶液送液用泵，使用PTFE制管(内径1.0mm、外径1.6mm、长度2m)将注射泵1与混合器1连接。将混合器1的出口与混合器2的入口用PTFE制管1(内径1.5mm、外径3mm、长度5m(合成例1)、2m(合成例2))连接，将混合器2的另一入口与第二单体液送液用注射泵3((株)ワイエムシィ制Keychem-L、合成例1、2)用PTFE制管(内径1.0mm、外径1.6mm、长度2m)连接。将混合器2的出口与混合器3的入口用PTFE制管2(内径1.5mm、外径3mm、长度2m(合成例1)、5m(合成例2))连接。将混合器3的另一入口与聚合终止剂溶液送液用注射泵(Syrr is公司制As ia)用PTFE制管(内径1.0mm、外径1.6mm、长度2m)连接。将PTFE制管3(内径1.5mm、外径3mm、长度0.7m)与混合器3的出口连接。应予说明，对于从各泵的最前部到管3的90％长度的流路，浸于5℃的恒温槽而调整了温度。
得到的聚合物的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)采用凝胶渗透色谱(GPC)测定。GPC的测定条件如下所述。
柱：PLgel 5μm MIXED-D(Agilent Technologies公司制造)
移动相：四氢呋喃(THF)
流量：1.0mL/分钟
柱烘箱：40℃
检测器：RI检测器
校正曲线：标准聚苯乙烯
[合成例1]聚甲氧基苯乙烯-嵌-聚三甲基甲硅烷基苯乙烯嵌段聚合物(PMOST-b-PTMSS)的合成
将作为第一单体的0.5mol/L 4-甲氧基苯乙烯THF溶液和作为引发剂的0.05mol/L正丁基锂己烷溶液用混合器1分别以流速10mL/分钟、1.2mL/分钟混合，使第一单体聚合。作为混合器1的接头构件2，使用不锈钢制的接头构件，作为筒状体31，使用了不锈钢制的筒状体。另外，作为静态混合器单元体，使用了对NORITAKE CO.,LIMITED制DSP-MXA3-17(聚缩醛制单元、扭转叶片数17、3mm直径)进行加工、将6个连接并使扭转叶片数成为了102的产物。接着，将作为第二单体的4-三甲基甲硅烷基苯乙烯液用混合器2以0.67mL/分钟混合，使其嵌段聚合。混合器2使用了(株)テクノアプリケーションズ制コメットX-01(不锈钢制造)。接着，将作为聚合终止剂的0.25mol/L甲醇/THF溶液用混合器3以10mL/分钟混合，使聚合终止。应予说明，混合器3使用了一般的简便的套管混合器。再有，使第一单体溶液管与混合器1的导入孔入口连接，使引发剂溶液管与内管入口连接，使管1与混合器2的导入孔入口连接，使第二单体液管与内管入口连接，使聚合终止剂溶液与混合器3的导入孔入口连接，使管2与内管入口连接。送液15分钟后，拾取流出液。
进而，对于上述流出液258g，采用蒸发器将溶剂馏除，使其成为103g后，在室温下滴到甲醇403g中。将得到的白色悬浮液用滤纸((有)桐山制作所制造、No.5B)过滤后，用甲醇202g清洗。接着，将得到的白色固体减压干燥(50℃、2.5小时)，得到了PMOST-b-PTMSS16g。采用GPC对得到的聚合物进行分析，结果为Mn＝34,792、Mw/Mn＝1.13。另外，将聚合物的1H-NMR图示于图11中。由该结果可知，甲氧基苯乙烯单元和三甲基甲硅烷基苯乙烯单元的组成比为甲氧基苯乙烯单元：三甲基甲硅烷基苯乙烯单元＝58：42。
[合成例2]聚三甲基甲硅烷基苯乙烯-嵌-聚甲氧基苯乙烯嵌段聚合物(PTMSS-b-PMOST)的合成
将作为第一单体的0.35mol/L 4-三甲基甲硅烷基苯乙烯THF溶液和作为引发剂的0.05mol/L正丁基锂己烷溶液用混合器1分别以流速10mL/分钟、1.5mL/分钟混合，使第一单体聚合。使用了(株)テクノアプリケーションズ制コメットX-01(不锈钢制)。接着，将作为第二单体的4-甲氧基苯乙烯液用混合器2以0.72mL/分钟混合，使其嵌段聚合。混合器2使用了(株)テクノアプリケーションズ制コメットX-01(不锈钢制)。接着，将作为聚合终止剂的0.25mol/L甲醇/THF溶液用混合器3以10mL/分钟混合，使聚合终止。混合器3使用了一般的简便的套管混合器。应予说明，使第一单体溶液管与混合器1的导入孔入口连接，使引发剂溶液管与内管入口连接，使管1与混合器2的导入孔入口连接，使第二单体液管与内管入口连接，使聚合终止剂溶液与混合器3的导入孔入口连接，使管2与内管入口连接。送液9分钟后，拾取流出液。
进而，将上述流出液在室温下滴到甲醇396g中。将得到的白色悬浮液用滤纸((有)桐山制作所制造、No.5B)过滤后，用甲醇200g清洗。接着，将得到的白色固体减压干燥(50℃、2.5小时)，得到了PMOST-b-PTMSS10g。采用GPC对得到的聚合物进行分析，结果为Mn＝33,734、Mw/Mn＝1.16。另外，将聚合物的1H-NMR图示于图12中。由该结果可知，甲氧基苯乙烯单元和三甲基甲硅烷基苯乙烯单元的组成比为甲氧基苯乙烯单元：三甲基甲硅烷基苯乙烯单元＝60：40。
[参考合成例1]聚甲氧基苯乙烯(PMOST)的合成
将作为单体的0.5mol/L 4-甲氧基苯乙烯THF溶液和作为引发剂的0.06mol/L正丁基锂己烷溶液用混合器1分别以流速10mL/分钟、2.0mL/分钟混合，使第一单体聚合。作为混合器1的接头构件2，使用不锈钢制的接头构件，作为筒状体31，使用了氟树脂制的筒状体。另外，作为静态混合器单元体，使用了对NORITAKE CO.,LIMITED制DSP-MXA3-17(聚缩醛制单元、扭转叶片数17、3mm直径)进行加工、将7个连接并使扭转叶片数成为了119的产物。接着，将作为聚合终止剂的0.25mol/L甲醇/THF溶液用混合器2以10mL/分钟混合，使聚合终止。应予说明，作为混合器2的接头构件2，使用不锈钢制的接头构件，作为筒状体31，使用了不锈钢制的筒状体。另外，作为静态混合器单元体，使用了对NORITAKE CO.,LIMITED制DSP-MXA3-17(聚缩醛制单元、扭转叶片数17、3mm直径)进行了加工的产物。再有，使第一单体溶液管与混合器1的导入孔入口连接，使引发剂溶液管与内管入口连接，使聚合终止剂溶液与混合器2的导入孔入口连接，使管1与内管入口连接。送液15分钟后，拾取流出液1分钟。
进而，将上述流出液在室温下滴入甲醇87g中。将得到的白色悬浮液用滤纸((有)桐山制作所制造、No.5B)过滤后，用甲醇8g清洗。接着，将得到的白色固体减压干燥(50℃、0.5小时)，得到了PMOST537mg。采用GPC对得到的聚合物进行分析，结果为Mn＝6,828、Mw/Mn＝1.09。
[参考合成例2]聚三甲基甲硅烷基苯乙烯(PTMSS)的合成
将作为单体的0.65mol/L 4-三甲基甲硅烷基苯乙烯THF溶液和作为引发剂的0.05mol/L正丁基锂己烷溶液用混合器1分别以流速10mL/分钟、2.0mL/分钟混合，使第一单体聚合。混合器1使用了(株)テクノアプリケーションズ制コメットX-01(不锈钢制)。接着，将作为聚合终止剂的0.25mol/L甲醇/THF溶液用混合器2以10mL/分钟混合，使聚合终止。混合器2使用了(株)テクノアプリケーションズ制コメットX-01(不锈钢制)。再有，使第一单体溶液管与混合器1的导入孔入口连接，使引发剂溶液管与内管入口连接，使聚合终止剂溶液与混合器2的导入孔入口连接，使管1与内管入口连接。送液4分钟后，拾取流出液1分钟。
进而，将上述流出液在室温下滴入甲醇87g中。将得到的白色悬浮液用滤纸((有)桐山制作所制造、N0.5B)过滤后，用甲醇8g清洗。接着，将得到的白色固体减压干燥(50℃、0.5小时)，得到了PTMSS1g。采用GPC对得到的聚合物进行分析，结果为Mn＝12，199、Mw/Mn＝1.11。
[实施例、比较例]
将上述合成例和参考合成例中合成的各聚合物的在溶剂中的溶解性示于下述表2中。应予说明，就溶解性而言，将通过在聚合物10mg中加入各种溶剂500μL从而溶解的聚合物记为“+”，将没有溶解的聚合物记为“-”。溶解采用目视、通过不溶物或白浊的有无来判断。另外，表2中的溶剂如以下所述。
DMSO：二甲基亚砜
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮
1-PrOH：1-丙醇
2-PrOH：2-丙醇
1-BuOH：1-丁醇
2-BuOH：2-丁醇
1-HexOH：1-己醇
[表1]
溶剂 PMOST PTMSS PMOST-b-PTMSS PTMSS-b-PMOST
DMSO + - -
NMP + + +
1-PrOH - - -
2-PrOH - - -
1-BuOH - + -
2-BuOH - + -
1-HexOH - + -
[实施例1]
将合成例1中得到的596.2mg PMOST-b-PTMSS悬浮于6mL DMSO，在室温下搅拌了1小时。然后，用滤纸((有)桐山制作所制作、No.5B)过滤后，用4mL DMSO清洗。将得到的白色固体溶解于5mLTHF，用100mL甲醇再沉淀。将该悬浮液用0.5μm的膜滤器过滤后，用10mL甲醇清洗。将得到的白色固体减压干燥(50℃、1.5小时)，得到了PMOST-b-PTMSS483.0mg。采用GPC分析，结果为Mn＝35,865、Mw/Mn＝1.10，分散度提高。
[实施例2]
将合成例2中得到的610.0mg PTMSS-b-PMOST悬浮于6mL 2-丁醇，在室温下搅拌了1小时。然后，用0.5μm的膜滤器过滤后，用10mL 2-丁醇清洗。将得到的白色固体溶解于5mLTHF，用100mL甲醇再沉淀。将该悬浮液用0.5μm的膜滤器过滤后，用10mL甲醇清洗。将得到的白色固体减压干燥(50℃、1.5小时)，得到了PTMSS-b-PMOST500.0mg。采用GPC分析，结果为Mn＝34,886、Mw/Mn＝1.12，分散度提高。
[实施例3]
将合成例2中得到的605.0mg PTMSS-b-PMOST悬浮于6mL 1-己醇，在室温下搅拌了1小时。然后，用1.0μm的膜滤器过滤后，用1-己醇8mL清洗。将得到的白色固体溶解于5mLTHF，用100mL甲醇再沉淀。将该悬浮液用0.5μm的膜滤器过滤后，用甲醇10mL清洗。将得到的白色固体减压干燥(50℃、1.5小时)，得到了PTMSS-b-PMOST478.4mg。采用GPC分析，结果为Mn＝34,933、Mw/Mn＝1.12，分散度提高。
[实施例4]
将合成例2中得到的605.0mg PTMSS-b-PMOST悬浮于6mL叔丁醇，在室温下搅拌了1小时。然后，用1.0μm的膜滤器过滤后，用叔丁醇8mL清洗。将得到的白色固体溶解于5mLTHF，用100mL甲醇再沉淀。将该悬浮液用0.5μm的膜滤器过滤后，用10mL甲醇清洗。将得到的白色固体减压干燥(50℃、1.5小时)，得到了478.4mg PTMSS-b-PMOST。采用GPC分析，结果为Mn＝33,152、Mw/Mn＝1.14，分散度提高。
[比较例1]
将合成例1中得到的10mg PMOST-b-PTMSS加入0.5mL NMP，结果溶解，没有得到悬浮液。
如以上所述，根据本发明的嵌段聚合物的制造方法，能够得到分散度进一步提高的嵌段聚合物。
附图标记的说明
1 双液混合用混合器
2 接头构件
21 主体
211 插入孔
212 导入孔
213 连接用孔
22 内管
221 内管内侧
222 内管外壁
223 内管顶端
24 空间
25 套管
3 静态混合器构件
31 筒状体
32 单元体
321 右扭转叶片
322 左扭转叶片
4 流动反应器

Claims (25)

1.嵌段聚合物的制造方法，其包含：使用流动反应器、在引发剂的存在下使第一单体进行阴离子聚合以合成均聚物的工序，所述流动反应器具备双液混合用混合器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路；使不同于第一单体的第二单体与所述均聚物进行嵌段聚合以合成嵌段聚合物的工序；和将得到的嵌段聚合物用溶解仅由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂清洗的工序。
2.根据权利要求1所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述流动反应器为具备双液混合用混合器的流动反应器，所述双液混合用混合器具备：可将多个液体混合的流路、和在内部具备套管的接头构件或静态混合器构件。
3.根据权利要求2所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述静态混合器构件具备筒状体和插入其内部的单元体。
4.根据权利要求2或3所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述双液混合用混合器具备在内部具备套管的接头构件和静态混合器构件。
5.根据权利要求4所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述双液混合用混合器具备在内部具有套管的接头构件和静态混合器构件，所述静态混合器构件具备筒状体和插入其内部的单元体，将所述接头构件与所述静态混合器构件连接，以使所述筒状体的所述套管侧的端面与所述套管的静态混合器构件侧的端面抵接。
6.根据权利要求5所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述套管的静态混合器构件侧的端部位于所述接头构件的内部。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述接头构件具有用于插入引发剂溶液流动的内管的插入孔，在插入了所述内管的状态下，至少在所述内管的顶端附近，用所述内管内侧与由所述内管外壁和所述插入孔的内壁构筑的空间形成所述套管。
8.根据权利要求7所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述接头构件具有用于导入单体溶液的导入孔，同时所述导入孔与所述插入孔连结。
9.根据权利要求8所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，在与所述导入孔的连接部附近形成所述插入孔，以成为与所述内管的外径大致相同的孔径，同时从所述连接部到所述内管的顶端形成所述插入孔，以成为比所述内管的外径大的孔径。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述接头构件具有静态混合器构件连接用孔，将所述插入孔与所述连接用孔连接。
11.根据权利要求3～10中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，将所述单元体以使其一端与所述筒状体的所述套管侧的端面大致在同一水平面上的方式插入所述筒状体内部。
12.根据权利要求3～11中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述单元体具有右扭转叶片和左扭转叶片在扭转轴方向上交替地多个相连的形状。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述引发剂为单有机锂化合物。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述第一单体和第二单体为芳族乙烯基化合物。
15.根据权利要求14所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述芳族乙烯基化合物为由下述式(1)表示的苯乙烯衍生物：
[化1]
式中，R1表示氢原子或甲基，R2～R6各自独立地表示氢原子、碳原子数1～5的烷氧基、可被卤素原子取代的碳原子数1～10的烷基、-OSiR7 3或-SiR7 3，R7各自独立地表示碳原子数1～10的烷基、苯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数1～5的烷基甲硅烷基。
16.根据权利要求15所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述第一单体为由下述式(2)表示的化合物，所述第二单体为由下述式(3)表示的化合物，
[化2]
Figure FDA0002306138530000031
式中，R11和R21各自独立地为氢原子或甲基，R12～R16各自独立地为氢原子、碳原子数1～5的烷氧基、或可被卤素原子取代的碳原子数1～10的烷基，但至少一个为碳原子数1～5的烷氧基，R22～R26各自独立地为氢原子、-OSiR27 3或-SiR27 3，但至少一个为-OSiR27 3或-SiR27 3，R27各自独立地为碳原子数1～10的烷基、苯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数1～5的烷基甲硅烷基。
17.根据权利要求16所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为碳原子数1～5的烷氧基，R24为-SiR27 3。
18.根据权利要求17所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为甲氧基，R24为-Si(CH3)3。
19.根据权利要求16～18中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，溶解仅由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂为二甲基亚砜。
20.根据权利要求15所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，所述第一单体为由下述式(3)表示的化合物，所述第二单体为由下述式(2)表示的化合物，
[化3]
式中，R11和R21各自独立地为氢原子或甲基，R12～R16各自独立地为氢原子、碳原子数1～5的烷氧基、或者可被卤素原子取代的碳原子数1～10的烷基，但至少一个为碳原子数1～5的烷氧基，R22～R26各自独立地为氢原子、-OSiR27 3或-SiR27 3，但至少一个为-OSiR27 3或-SiR27 3，R27各自独立地为碳原子数1～10的烷基、苯基、碳原子数1～5的烷氧基或碳原子数1～5的烷基甲硅烷基。
21.根据权利要求20所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为碳原子数1～5的烷氧基，R24为-SiR27 3。
22.根据权利要求21所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，R14为甲氧基，R24为-Si(CH3)3。
23.根据权利要求20～22中任一项所述的嵌段聚合物的制造方法，其中，仅溶解由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂为碳原子数4～7的醇。
24.嵌段聚合物的精制方法，其中，使用流动反应器，在引发剂的存在下使第一单体进行阴离子聚合，合成聚合物，将使第二单体与所述聚合物进行嵌段聚合而得到的嵌段聚合物用溶解仅由所述第一单体得到的均聚物但不溶解仅由所述第二单体得到的均聚物和所述嵌段聚合物的溶剂清洗，所述流动反应器具备双液混合用混合器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路。
25.根据权利要求24所述的嵌段聚合物的精制方法，其中，所述流动反应器为具备双液混合用混合器的流动反应器，所述双液混合用混合器具备可将多个液体混合的流路、和在内部具有套管的接头构件或静态混合器构件。
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