CZ2003751A3 - Způsob syntézy blokového polymeru pomocí kontrolované radikálové polymerace v přítomnosti disulfidové sloučeniny - Google Patents

Způsob syntézy blokového polymeru pomocí kontrolované radikálové polymerace v přítomnosti disulfidové sloučeniny Download PDF

Info

Publication number
CZ2003751A3
CZ2003751A3 CZ2003751A CZ2003751A CZ2003751A3 CZ 2003751 A3 CZ2003751 A3 CZ 2003751A3 CZ 2003751 A CZ2003751 A CZ 2003751A CZ 2003751 A CZ2003751 A CZ 2003751A CZ 2003751 A3 CZ2003751 A3 CZ 2003751A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
group
compound
poles
alkyl
polymer
Prior art date
Application number
CZ2003751A
Other languages
English (en)
Inventor
Mathias Destarac
Original Assignee
Rhodia Chimie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie filed Critical Rhodia Chimie
Publication of CZ2003751A3 publication Critical patent/CZ2003751A3/cs

Links

Classifications

    • 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
    • C08F8/34Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
    • 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
    • C08F293/00Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule
    • C08F293/005Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule using free radical "living" or "controlled" polymerisation, e.g. using a complexing agent
    • 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
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)

Description

Způsob syntézy blokového polymeru pomocí kontrolované radikálové polymerace v přítomnosti disulfidové sloučeniny
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká nového způsobu radikálové polymerace, pomocí kterého se získají blokové polymery.
Dosavadní stav techniky
Blokové polymery se obvykle připravují pomocí iontové polymerace. Tento typ polymerace má tu nevýhodu, že umožňuje polymeraci pouze určitých typů nepolárních monomerů, zejména styrenu a butadienu, a vyžaduje zvláště čisté reakční médium a teploty často nižší, než je teplota místnosti, aby se minimalizovaly nežádoucí reakce závažně omezující průběh reakce.
Volně radikálová polymerace má tu výhodu, že se snadno provádí, aniž by bylo nutné dodržet podmínky mimořádné čistoty, a provádí se při teplotách vyšších nebo rovných teplotě místnosti. Do této doby však neexistoval žádný způsob radikálové polymerace, pomocí kterého by se získaly blokové polymery.
Při běžných volně radikálových polymeracích mají rostoucí mikroradikály neselektivní reaktivitu: řetězce terminují nevratně pomocí kondenzace nebo dismutace. Je tedy velice obtížné kontrolovat strukturu řetězce. Možnosti získání telechelických polymerů nebo blokových kopolymerů jsou velmi omezené. V nedávné době byla vyvinuta nová metoda volně radikálové polymerace: je to „kontrolovaná nebo „živá polymerace. Bylo vyvinuto několik technik, při kterých mohou být konce polymerních řetězců reaktivovány pomocí reverzibilní terminace nebo transferové reakce (rovnováha spící členy/aktivní členy).
• · · · · ·
Kontrolovaná volně radikálová polymerace má následující charakteristické vlastnosti:
1. počet řetězců je fixován pomocí trvání reakce,
2. všechny řetězce rostou stejnou rychlostí, čímž dochází k:
- linárnímu růstu molárních hmotností s konverzí,
- zúžení distribuce hmoty,
3. průměrná molární hmotnost se kontroluje pomocí molárního poměru monomer/prekurzor řetězce,
4. možnost přípravy blokových kopolymerů.
Ke kontrolované polymeraci dochází zejména pokud je velmi vysoká rychlost reaktivace řetězců na radikál vzhledem k rychlosti růstu řetězců (propagaci). Existují případy, kdy toto není vždy pravda (tj. míra reaktivace řetězců na radikál je nižší, než rychlost propagace) a nepozorují se podmínky 1 a 2, nicméně vždy je možné získat blokové kopolymery.
V nedávné době byly vyvinuty způsoby polymerace živých radikálů pomocí tepelné iniciace. Například Mezinárodní patentové přihlášky WO 98/01478 společnosti Dupont de Nemours a WO 99/35178 společnosti Rhodia Chimie popisují použití činidel pro reverzibilní přenos pomocí adice-fragmentace RSC=SR' dithioesterového typu za účelem syntézy kopolymerů s kontrolovanou architekturou. Další skupina reverzibilních transferových činidel, RSC=SOR' xantáty, je popsaná v Mezinárodní patentové přihlášce WO 98/58974 společnosti Rhodia Chimie, jako prekurzory blokových kopolymerů. Kontrola volně radikálové polyrace pomocí RS(C=S)NRiR2 dithiokarbamátů byla také • · · · nedávno popsaná v Mezinárodní patentové přihlášce WO 99/35177 společnosti Rhodia a Mezinárodní patentové přihlášce WO 99/31144 společnosti Dupont de Nemours.
Kontrolovaná volně radikálová polymerace je výhodná oproti běžné volně radikálové polymeraci, protože vede k přípravě funkcionalizovaných řetězců o nízké molární hmotnosti (reaktivních telomerů). Takové polymery jsou žádoucí při některých konkrétních aplikacích, jako jsou například potahové materiály a lepidla.
Pokud se tedy požaduje syntéza řetězců roubovaných průměrně 2 funkčními komonomery, podíl řetězců s maximálně jedním funkčním místem vzrůstá, když průměrný stupeň polymerace je nižší, než prahová hodnota (například 20 nebo 30). Kontrolovaná volně radikálová polymerace samotná umožňuje snížit, nebo dokonce zamezit, vzniku těchto oligomerů s nulou nebo jedním funkčním místem, které degradují průběh reakce ve smyslu konkrétní aplikace.
Pokud není uvedeno jinak, ve zbývajícím popise znamená termín „polymer” homopolymery nebo kopolymery.
Dále termín „blokový polymer” znamená kopolymer obsahující nejméně dvě série bloků monomerních jednotek s různou chemickou stavbou. Bloky mohou sestávat z homopolymeru nebo polymeru získaného ze směsi ethylenicky nenasycených monomerů. V tomto případě může být blok náhodným kopolymerem. Blokový kopolymer může obsahovat dva bloky, kdy každý obsahuje náhodné kopolymery. V tomto případě jsou ethylenicky nenasycené monomery takové, že získané bloky mají různou povahu. Výraz „různá povaha” znamená, že bloky sestávají z monomerů různých typů, ale také bloků obsahujících monomery stejného typu, ale různých množství.
• · · ·
Cílem předkládaného vynálezu je poskytnout nový způsob volně radikálové polymerace, který se vyznačuje zvýšenou účinností a lepší kontrolou tvorby polymeru.
Tohoto cíle a dalších cílů, které budou zřejmé z následujícího popisu, bylo podle předkládaného vynálezu dosaženo.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy první generace polymeru, který zahrnuje krok volně radikálové polymerace kompozice obsahující:
- nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
- zdroj volných radikálů,
- nejméně jednu sloučeninu I obecného vzorce IA nebo IB:
Z-(C -S-fVjp (tA)
II s
Rf-—s — c—z)p (ffl) li s
sloučeninu obecného vzorce II:
S
S kde:
R1 je vybraná ze skupiny, kterou tvoří alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina, nasycené, nenasycené nebo (II)
aromatické uhlíkaté kruhy nebo heterocykly, nebo polymerní řetězec,
Z a Zi, které mohou být stejné nebo různé, jsou vybrány ze skupiny, kterou tvoří
- alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina, nebo nasycený, nenasycený nebo aromatický uhlíkatý kruh nebo heterocyklus, které mohou být substituované,
- skupina -OR2, kde R2 je alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina, nasycený, nenasycený nebo aromatický uhlíkatý kruh nebo heterocyklus, polymerní řetězec, skupina -CH2CnF2n+1, kde n je 1 až 20, nebo skupina -CR5R6PO (OR2) 2, kde R5 a R6 jsou každá vybraná ze skupiny, kterou tvoří atom vodíku, atom halogenu, alkylová skupina, heterocyklická skupina, skupina -NO2, skupina -SO3R8, skupina -NCO, skupina CN, skupina R“, skupina -OR8, skupina -SR8, skupina -NR%, skupina -COOR8, skupina -O2CR8, skupina -CONR82, skupina -NCOR82, nebo skupina CnF2n+iz kde n je 1 až 20, skupiny R8, které mohou být stejné nebo různé, jsou vybrány ze skupiny, kterou tvoří: alkylová skupina, alkenylová skupina, alkynylová skupina, cykloalkenylová skupina, cykloalkynylová skupina, arylová skupina, popřípadě kondenzovaná s aromatickým nebo nearomatickým heterocyklem, alkylarylová skupina, arylalkylová skupina a heteroarylová skupina, R8 může být substituovaná jednou nebo více skupinami, které mohou být stejné nebo různé, vybranými ze skupiny, kterou tvoří atom halogenu, skupina =0, skupina =S, skupina OH, alkoxyskupina, skupina SH, thioalkoxyskupina, skupina NH2, mono- nebo dialkylaminoskupina, skupina CN, skupina COOH, esterová skupina, amidová skupina, a skupina CnF2n+i< kde n je 1
až 20, a/nebo popřípadě přerušená jedním nebo více atomy vybranými ze skupiny, kterou tvoří atom kyslíku, atom síry, atom dusíku a atom fosforu, nebo R5 a R6 tvoří společně s atomem uhlíku, ke kterému jsou vázány, skupinu =0 nebo =S nebo uhlovodíkový kruh nebo heterocyklus, a R7, které mohou být stejné nebo různé, jsou skupina R8, jak je definována výše, nebo společně tvoří uhlovodíkový řetězec obsahující 2 až 4 atomy uhlíku popřípadě přerušený heteroatomem vybraným z atomu kyslíku, atomu síry a atomu dusíku;
- skupina -NR3R4, kde R3 a R4 , které mohou být stejné nebo různé, jsou vybrány ze skupiny, kterou tvoří popřípadě substituovaná alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina a nasycený, nenasycený nebo aromatický uhlíkatý kruh nebo heterocyklus, který může být substituovaný, a R3 a R4 společně tvoří popřípadě substituovaný kruh obsahující nejméně 5 členů, s další podmínkou, že RJ a R’ indukují delokalizační efekt nebo elektrony přitahující efekt vzhledem k elektronové hustotě na atomu dusíku, p je celé číslo vyšší nebo rovné 1.
Předkládaný vynález se také týká způsobu přípravy blokového polymeru a kompozic, které se mohou získat pomocí jednoho nebo jiného způsobu podle předkládaného vynálezu.
Výhodou způsobu podle předkládaného vynálezu je to, že umožňuje u relativně neaktivních systémů monomerních sloučenin I, dosáhnout v podstatě lineárního vývoje molární hmotnosti (Mn) jako funkce rychlosti konverze monomeru. Je tedy možné takto získat při malých rychlostech konverze nízké molekulární hmotnosti, avšak bez vzrůstu molárního poměru sloučenina I/monomer.
Další výhodou je, že sloučenina vzorce II, která se využívá při způsobu podle předkládaného vynálezu, umožňuje zrychlit spotřebu sloučeniny I podléhající reakci. Tento způsob je zvláště výhodný, pokud sloučenina má I nízkou reaktivitu vzhledem k použitému monomeru.
Konkrétně pro relativně neaktivní systémy monomer-sloučenina I obsahuje výsledná polymerní kompozice zbytkové množství sloučeniny I. Přítomnost tohoto zbytkového množství sloučeniny I ruší následný vznik blokového kopolymeru. Je proto zvláště výhodné mít k dispozici způsob syntézy, který umožňuje snížit zbytkové množství sloučeniny I ve získané polymerní kompozici.
Skupiny R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, Z a Z1 mohou být lineární nebo rozvětvené, substituované nebo nesubstituované skupiny. Substituenty mohou být vybrány ze skupiny, kterou tvoří fenylové skupiny, aromatické skupiny, nasycené nebo nenasycené uhlíkaté kruhy, nasycené nebo nenasycené heterocykly nebo skupiny sestávající z následujících skupin: alkoxykarbonylová skupina nebo aryloxykarbonylová skupina (-COOR), karboxylová skupina (-COOH), acyloxyskupina (-O2CR), karbamoylová skupina (-CONR2) , kyanoskupina (-CN), alkylkarbonylová skupina, alkylarylkarbonylová skupina, arylkarbonylová skupina, arylalkylkarbonylová skupina, ftalimidoskupina, maleimidoskupina, sukcinimidoskupina, amidinoskupina, guanidinoskupina, hydroxylová skupina (-0H), aminoskupina (~NR2) , atom halogenu, perfluoralkylová skupina CnF2n+iz allylová skupina, epoxyskupina, alkoxyskupina (-0R), S-alkylová skupina nebo S-arylová skupina, nebo skupiny vykazující hydrofilní nebo iontovou povahu, jako jsou soli karboxylových kyselin s alkalickými kovy, soli sulfonových kyselin s alkalickými kovy, póly(alkylenoxid)ové (PEO, PPO) řetězce nebo kationtové substituenty (kvarterní • · ·· ···· ·· ··♦· • · ·· ·»· · • « · · · · ··· ······· · · · · · 9 • · 9 9 9 9 · · · ·
9 · 9 9 9 9 9 9 9 9 amonium), R je alkylová skupina nebo arylová skupina nebo polymerní řetězec.
Ve sloučenině I obecného vzorce IA nebo IB je p s výhodou 1 až 10, výhodněji 1 až 5. Pokud je p větší, než 1, skupiny R1 a/nebo Z mohou být stejné nebo různé.
Podle konkrétního provedení R1 je je alkylová skupina, s výhodou substituovaná. Skupina R1 je například vybraná z následujících substituovaných alkylových skupin:
-CH2C6H5
-CH(CH3) (CO2Et)
-CH (CH3) CO2Me)
-CH(CH3) (C6H5)
-CH(CO2Et) 2
-C (CH3) (CO2Et) (S-CsH5)
-C (CH3) 2 (C6H5)
-C (CH3) 2cn
H O I II — c— C“ Ph
kde Et je ethylová skupina, Me je methylová skupina a Ph je fenylová skupina.
• 9 99 99 9 · · · ·*·· ··« ·· ·♦· ·
9999999 · 9 9 9 9 9 · 9 9 9 9 9 9 9 9
99 9 ·· ·9 ♦ · · ·
Pokud je R1 polymerní řetězec, může být tento polymerní řetězec získán volně radikálovou polymerací nebo iontovou polymerací nebo polykondenzací.
Podle zvláštního provedení je sloučenina I taková, že skupina Z je vybraná ze skupiny, kterou tvoří následující skupiny: alkylová skupina, skupina -OR2, kde R2 je alkylová skupina obsahující 1 až 20 atomů uhlíku, arylová skupina, arylalkylová skupina nebo skupina -CH2CnF2n+i, kde n je 1 až 20; skupina NR3R4, kde R3 a R4, které mohou být stejné nebo různé, jsou alkylová skupina obsahující 1 až 20 atomů uhlíku.
Podle zvláště výhodného provedení sloučeniny I vykazují takovou reaktivitu vzhledem k monomeru, že sloučenina I má přenosovou (transferovou) konstantu (Ctr) vzhledem k monomeru nižší, než 10.
Přenosová (transferová) konstanta je definovaná jako poměr rychlostních konstant přenosu a propagace při nulové konverzi sloučeniny I a monomeru. Transferová konstanta se může měřit pomocí Mayova zákonu popsaného v J. Am. Chem. Soc., 65, 2324 (1943).
Ve způsobu podle předkládaného vynálezu je transferová konstanta pro sloučeninu I vzhledem k monomeru s výhodou nižší, než 1. Takovými sloučeninami jsou například systémy monomer/ sloučenina I, jako je systém methylmethakrylát/S-propionyl-Oethylxanthát nebo systém styren/S-benzyl-O-ethylxanthát.
Sloučeniny I jsou snadno dostupné. Sloučeniny I, kde Z je skupina -OR2, kde R2 je alkylová skupina, ukončené alkylxantháty, se mohou získat zejména reakcí soli xantátu, jako je sůl s alkalickým kovem typu:
• · ··«··· ·»♦·»« ··· * · «·* * • »····· · ··· · • · * « · · · · · ··· · ·· ·· ·· ·· s
w
C-S-,M+ /
R2-0 a halogenovaného derivátu typu:
Hal-R1, kde Hal je vybrán z atomu chloru, bromu a jodu.
Sloučeniny I se mohou také získat pomocí způsobu, kde:
- se smísí disulfidová sloučenina S vzorce A:
s (A) a diazosloučenina vzorce:
Ft-N^N-R1 kde R1 a Z jsou stejné, jako bylo definováno výše, a společně se zahřívají.
Množství sloučeniny I závisí na molární hmotnosti požadovaného polymeru podle pravidla: Mnteoretická = [M] 0/ [I]o x rychlost konverze + MW(I), kde Mo je původní koncentrace monomerů, [I]o je původní koncentrace sloučeniny I a MW(I) je molární hmotnost sloučeniny I.
Použitá sloučenina II je taková, že skupiny Ζχ jsou stejné nebo různé. Podle zvláštního provedení je Zi skupina -OR2, kde R“ je alkylová skupina. Například je R2 lineární nebo rozvětvená, substituovaná nebo nesubstituovaná methylová skupina, ethylová skupina, propylová skupina, a tak dále. Z1 může být skupina OC2H5 nebo skupina -OCH:CF3.
• · »· «« · · ·* · « r · « 9 · »· ··· · ·«· » · fc »·· »»»·*«« · · · ♦ · · * » ···· ···« v« 9 « « ·· · · » ·
Způsoby přípravy těchto sloučenin II jsou podrobně popsány v literatuře. Tyto sloučeniny se mohou získat pomocí oxidace odpovídajících xantátových solí Z1(C=S)S’M+ jodem.
Množství sloučeniny II použité v kompozici podle předkládaného vynálezu může být velmi proměnlivé; výhodné je však množství sloučenin II 0,1 až 20 % molárních vzhledem k počtu molů sloučeniny I. Toto množství se s výhodou pohybuje mezi 1 až 10 %.
Způsob podle předkládaného vynálezu se ve všech případech provádí v přítomnosti zdroje volných radikálů, kdy tyto volné radikály se mohou generovat ze samotného monomeru nebo prostřednictvím sloučeniny II za podmínek polymerace. Konkrétně u určitých monomerů, jako je styren, se mohou volné radikály umožňující iniciaci polymerace generovat pomocí samotného ethylenicky nenasyceného monomeru při dostatečně vysoké teplotě, obvykle vyšší, než 100 °C. V tomto případě není nutné přidat zdroj dalších volných radikálů. Totéž platí pro sloučeniny II.
Zdrojem volných radikálů pro použití ve způsobu podle předkládaného vynálezu je obvykle iniciátor volně radikálové polymerace. Iniciátor volně radikálové polymerace může být vybrán z iniciátorů běžně používaných při volně radikálové polymeraci. Může to být například jeden z následujících iniciátorů:
- peroxidy vodíku, jako je: terc-butylhydroperoxid, kumenhydroperoxid, terc-butylperoxyacetát, terc-butylperoxybenzoát, terc-butylperoxyoktoát, terc-butylperoxyneodekanoát, terc-butylperoxyisobutyrát, lauroylperoxid, terc-amylperoxypivalát, terc-butylperoxypivalát, dikumylperoxid, benzoylperoxid, persulfát draselný nebo persulfát amonný, ····<· · * 4 · * · • · · · · ···· * * · »+ ·· ··
- azosloučeniny, jako je: 2,2'-azobis(iso-butyronitril), 2,2'azobis(2-butannitril), 4,4'-azobis(4-pentanová kyselina),
1,1'-azobis(cyklohexankarbonitril), 2-(terc-butylazo)-2-kyanopropan, 2,2'-azobis[2-methyl-N-(1,1)-bis(hydroxymethyl)-2-hydroxyethyl]propionamid, 2,2'-azobis(2-methyl-N-hydroxyethyl)propionamid, 2,2'-azobis-(Ν,N'-dimethylenisobutyramidin)dichlorid, 2,2'-azobis(2-amidinopropan)dichlorid, 2,2'-azobis(N, N-dimethylenisobutyramid), 2,2'-azobis(2-methyl-N-[1,1-bis(hydroxymethyl)-2-hydroxyehtyl]propionamid), 2,2'-azobis(2-methy 1-N- [1,1-bis(hydroxymethyl)ethyl]propionamid), 2,2'-azobis [2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid] nebo 2,2'-azobis(isobutyramid)dehydrát,
- redoxní systémy obsahující kombinace, jako jsou:
• směsi peroxidu vodíku nebo alkylperoxidů, peresterů, perkarbonátů a podobně a jakýchkoli solí železa, solí titanu, formaldehydsulfoxylátů zinku nebo formaldehydsulfoxylátu sodného, a redukujících cukrů;
• persulfáty, perkarbonáty nebo perchloráty alkalických kovů nebo amoniaku v kombinaci s bisulfitem alkalického kovu, jako je metabisulfit sodný, a redukujícími cukry;
• persulfáty alkalických kovů v kombinaci s arylfosfinovou kyselinou, jako je benzenfosfonová kyselina a další podobné kyseliny, a redukujícími cukry;
Podle jednoho provedení se množství iniciátoru, které se má použít, určí takovým způsobem, že aby množství generovaných radikálů bylo nejvýše 50 % molárních vzhledem k množství sloučeniny III, s výhodou nejvýše 20 % molárních.
······ · · · · * · • ···· «··· • ·· * · ·· · ·
Ethylenicky nenasycenými monomery pro použití ve způsobu podle předkládaného vynálezu jsou všechny monomery, které polymerují v přítomnosti sloučenin I a II, za získání aktivních polymerních řetězců.
Těmito ethylenicky nenasycenými monomery jsou například:
- styren a deriváty styrenu, jako je alfa-methylstyren nebo vinyltoluen vinylestery karboxylových kyselin, jako je vinylacetát, vinyl Versatát® nebo vinylpropionát,
- vinylhalogenidy, ethylenicky nenasycené monokarboxylové a dikarboxylové kyseliny, jako je akrylová kyselina, methakrylové kyselina, itakonová kyselina, maleinová kyselina nebo fumarová kyselina a monoalkylestery dikarboxylových kyselin typů uvedených v souvislosti s alkanoly s výhodou obsahujícími 1 až 4 atomy uhlíku a jejich N-substituované deriváty,
- amidy nenasycených karboxylových kyselin, jako je akrylamid, methakrylamid, N-methylolakrylamid nebo methakrylamid, nebo N-alkylakrylamidy,
- ethylenické monomery obsahující sulfonovou skupinu a jejich soli s amoniakem nebo alkalickými kovy, například vinylsulfonová kyselina, vinylbenzensulfonová kyselina, alfa-akrylamidomethylpropansulfonová kyselina a 2-sulfoethylenmethakrylát,
- amidy vinylaminu, zejména vinylformamid nebo vinylacetamid,
- nenasycené ethylenické monomery obsahující sekundární, terciární nebo kvarterní aminoskupinu nebo heterocyklickou skupinu obsahující atom dusíku, jako jsou například vinylpyri• · · · · · diny, vinylimidazol, aminoalkyl(meth)akryláty a aminoalkyl(meth) akrylamidy, jako je dimethylaminoethylakrylát nebo methakrylát, di-terc-butylaminoethylakrylát nebo methakrylát, nebo dimethylaminomethylakrylamid nebo -methakrylamid, nebo zwitteriontové monomery, jako je například sulfopropyl(dimethyl) aminopropylakrylát,
- dieny, například butadien a chloropren,
- estery (meth)akrylové kyseliny,
- vinylnitrity,
- vinylfosfonová kyselina a jejich deriváty.
Termín „estery (meth)akrylové kyseliny znamená estery akrylové kyseliny a methakrylové kyseliny s hydrogenovanými nebo fluorovanými alkoholy obsahujícími 1 až 12 atomů uhlíku, s výhodou alkoholy obsahujícími 1 až 8 atomů uhlíku. Mezi sloučeniny tohoto typu patří například: methylakrylát, ethylakrylát, propylakrylát, n-butylakrylát, isobutylakrylát, 2ethylhexylakrylát, terc-butylakrylát, methylmethakrylát, ethylmethakrylát, n-butylmethakrylát a isobutylmethakrylát.
Vinylnitrity zahrnují přesněji ty, které obsahují 3 až 12 atomů uhlíku, jako je zejména akrylonitril a methakrylonitril.
Pro přípravu polyvinylaminového bloku se mohou použít jako ethylenicky nenasycené monomery zejména amidy vinylaminu, například vinylformamid nebo vinylacetamid. Získaný polymer se potom hydrolyzuje v kyselém nebo bazickém pH.
Pro přípravu póly(vinylalkoholového) bloku se mohou použít jako ethylenicky nenasycené monomery zejména vinylestery kar15 «····· A · · · · • ···· · · · • c · · · · · ’ boxylové kyseliny, jako je například vinylacetát. Získaný polymer se potom hydrolyzuje v kyselém nebo bazickém pH.
Typy a množství polymerovatelných monomerů použité podle předkládaného vynálezu se mění jako funkce konkrétního konečného použití, které se u příslušného polymeru uvažuje. Tyto variace jsou odborníkům pracujícím v oblasti polymerní chemie známé a tito odborníci je snadno určí.
Tyto ethylenicky nenasycené monomery se mohou použít samostatně nebo jako směsi.
Podle zvláštního provedení ve způsobu přípravy první generace polymeru ethylenicky nenasycený monomer odpovídá vzorci CXX'(=CV-CVZ)b=CH2, kde
- V a V', které mohou být stejné nebo různé, jsou: atom vodíku, alkylová skupina nebo atom halogenu,
- X a X', které mohou být stejné nebo různé, jsou atom vodíku, atom halogenu nebo skupina R4, skupina OR4, skupina O2COR4, skupina NHCOH, skupina OH, skupina NH2, skupina NHR4, skupina N(R4)2, skupina (R4)2N*O'Z skupina NHCOR4, skupina CO2H, skupina CO2R4, skupina CN, skupina CONH2, skupina CONHR4 nebo skupina CON(R4)2, kde R4 je vybraná ze skupiny, kterou tvoří alkylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkylarylová skupina, alkenová skupina nebo organosilylová skupina, které jsou popřípadě perfluorované a popřípadě substituované jednou nebo více skupinami vybranými ze skupinami vybranými ze skupiny, kterou tvoří karboxylová skupina, epoxyskupina, hydroxylová skupina, alkoxyskupina, aminoskupina, atom halogenu nebo sulfonová skupina a
- b je 0 nebo 1.
• ·
Polymerace se může provádět ve směsi, v roztoku, za emulzních podmínek, v disperzi nebo v suspenzi. S výhodou se provádí v roztoku nebo za emulzních podmínek.
Způsob se s výhodou provádí semikontinuálně.
Sloučenina II může být přítomna v polymeračním médiu od začátku reakce. Může se také přidat v průběhu polymerace.
Teplota se může pohybovat mezi teplotou místnosti a 150 °Ová skupina, v závislosti na povaze požitých monomerů.
Obecně je během polymerace okamžitý obsah polymeru vzhledem k okamžitému množství monomeru a polymeru 50 až 99 % hmotnostních a s výhodou 75 až 99 %, ještě výhodněji 90 až 99 %. Tento obsah se známým způsobem udržuje prostřednictvím kontroly teploty a rychlosti přidávání činidel a popřípadě iniciátoru polymerace.
Obecně se způsob provádí v nepřítomnosti zdroje UV, prostřednictvím tepelné iniciace.
Způsob podle předkládaného vynálezu se může provádět za použití směsi ethylenicky nenasycených monomerů. V tomto případě se získá náhodná první generace polymeru. Výběrem monomerů konkrétní povahy, například hydrofilních monomerů a hydrofobních monomerů, a množství každého takového monomeru v bloku se získá blok, který má konkrétní vlastnosti. Tento postup je zvláště výhodný, pokud takto získaná první generace polymeru je meziproduktem při přípravě blokového kopolymerů.
Za použití kompozice podle předkládaného vynálezu obsahující sloučeninu I obecného vzorce IA nebo IB, kde p je 1, a ethylenicky nenasycených monomerů odpovídajících vzorci CXX' (=CV• · · · · ·
CV')b=CH2 definovanému výše, se získá první generace polymeru vzorce Pl:
CX I •S -J-C-(CV, I
X
-i .CVX-CH,
Ri (Pl) kde n je větší nebo rovno 1, Z, X, X', V, V', ba R1 jsou stejné, jako bylo definováno výše.
Předkládaný vynález se také týká způsobu přípravy Nté generace blokového kopolymerů pomocí volně radikálové polymerace, kde N je větší nebo rovno 2, kdy tento způsob zahrnuje:
- první krok volně radikálové polymerace za použití kompozice obsahuj ící
- nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
- zdroj volných radikálů,
- nejméně jednu sloučeninu I obecného vzorce IA nebo IB,
- počet N-l volně radikálových polymeračních kroků, přičemž každý tento krok se provádí za použití kompozice obsahující:
- nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
- zdroj volných radikálů a
- polymer získaný v předchozím polymeračním kroku, ethylenicky nenasycený(é) monomer(y) v každém z těchto kroků je takový, že blok získaný v kroku má jinou povahu, než blok získaný v předchozím kroku, a první polymerační krok a/nebo • · »· ···· · » ···· «·· « · ··· * ······· · · · · » · • » ·«·· ···· • e · · «· ·· «· · · následující polymerační kroky se provádí v přítomnosti nejméně jedné sloučeniny obecného vzorce II.
Například druhá generace blokového kopolymeru se může získat pomocí způsobu, který zahrnuje volně radikálovou polymeraci kompozice obsahující:
- nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
- zdroj volných radikálů a první generaci polymeru získanou volně radikálovou polymeraci kompozice obsahující zdroj volných radikálů, sloučeniny I a II a ethylenicky nenasycený monomer, ethylenicky nenasycené monomery, které umožňují získání druhého bloku, jsou takové, že blok má odlišnou povahu, než první generace polymeru.
Podle jednoho provedení podle předkládaného vynálezu (1) se první generace polymeru syntetizuje za použití kompozice obsahující jeden nebo více ethylenicky nenasycených monomerů, zdroj volných radikálů, sloučeninu vzorce IA a/nebo IB a sloučeninu II, a potom (2) se první generace polymeru získaná v kroku (1) použije pro přípravu (druhé generace) kopolymerního dibloku uvedením této první generace polymeru do styku s jedním nebo více ethylenicky nenasycenými monomery a zdrojem volných radikálů, blok získaný v kroku (2) má jinou povahu, než první generace polymeru získaná v kroku (1). Podle zvláštního provedení se může krok (2) provádět v přítomnosti sloučeniny II.
Tento krok (2) se může opakovat s dalšími monomery a získaným kopolymerním diblokem za účelem syntézy nového bloku a získání kopolymerního tribloku.
• · · · · ·
Toto je možné opakovat tolikrát, kolikrát je potřeba provést polymerační krok za použití blokového kopolymeru za získání kopolymeru s dalším blokem.
Způsob podle předkládaného vynálezu umožňuje zejména získat kopolymerní diblok obecného vzorce P2:
Y I
C-(CW
I
Y
CW7.-CH,
C-(CV
I
X
CWCH,
ΊΐΓ
R1 (P2) za použití kompozice obsahující zdroj volných radikálů, polymer Pl, jak je dfinován výše, a ethylenicky nenasycený monomer vzorce CYY' (=CW-CW') a=CH2, kde
- n a m, které mohou být stejné nebo různé, jsou větší nebo rovny 1,
- W a W', které mohou být stejné nebo různé, jsou: atom vodíku, alkylová skupina nebo atom halogenu,
- Y a Y', které mohou být stejné nebo různé, jsou atom vodíku, atom halogenu nebo skupina R4, skupina OR4, skupina O2COR4, skupina NHCOH, skupina OH, skupina NH2, skupina NHR4, skupina N(R4)2, skupina (R4)2N+O~, skupina NHCOR4, skupina CO2H, skupina CO2R4, skupina CN, skupina CONH2, skupina CONHR4 nebo skupina CON(R4)2, kde R4 je vybraná ze skupiny, kterou tvoří alkylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkylarylová skupina, alkenová skupina nebo organosilylová skupina, které jsou popřípadě perfluorované a popřípadě substituované jednou nebo více skupinami vybranými ze skupiny, kterou tvoří kar• · * · • · · · * · • · • 0 · · boxylová skupina, epoxyskupina, hydroxylová skupina, alkoxyskupina, aminoskupina, atom halogenu nebo sulfonová skupina a
- a a b, které mohou být stejné nebo různé, jsou 0 nebo 1,
-V, V', X, X', Z, Z1 a R1 jsou stejné, jako bylo definováno výše.
Ethylenicky nenasycené monomery, které lze použit, jsou stejné, jako bylo definováno výše.
Způsob uvedený výše je popsaný na základě polymeru PÍ získaného za použití sloučeniny I, kde p je rovno 1; tento postup lze však přímo aplikovat na polymery získané za použití sloučenin I vzorce IA a/nebo IB, kde p je větší, než 1.
Sloučeniny vzorce IA a IB, kde p je větší, než 1, jsou zvláště výhodné, protože umožňují růst polymerního řetězce na nejméně dvou aktivních místech. U tohoto typu sloučeniny je možné zlevnit polymerační kroky za získání kopolymeru obsahujícího n bloků. Tedy, pokud p je 2 ve vzorci IA nebo IB, první blok se získá polymerací monomeru Ml v přítomnosti sloučeniny vzorce IA nebo IB. Tento první blok potom může růst na každém konci pomocí polymerace druhého monomeru M2. Získá se kopolymerní triblok a tento kopolymerní triblok může samotný růst na každém konci pomocí polymerace třetího monomeru M3. Takto se získá kopolymerní „pentablok pouze ve třech krocích. Pokud je p větší, než 2, způsob umožňuje získat blokové kopolymery nebo homopolymery v „multiramennou nebo hvězdicovou strukturou.
Podle tohoto způsobu přípravy blokových polymerů, pokud se požaduje získat polymery obsahující bloky, které jsou homogenní a neobsahují kompoziční gradient, a pokud se všechny následující polymerace provádějí ve stejném reaktoru, je zásadní, aby byly všechny monomery použité během kroku spotře21 bovány před zahájením polymerace v následujícím kroku a tedy před zavedením nových monomerů.
Pokud se požaduje získání náhodného bloku, polymerační krok se provádí s kompozicí obsahující směs ethylenicky nenasycených monomerů.
Polymery získané podle způsobu podle předkládaného vynálezu mají nízký index polydisperzity a kontrolovanou molární hmotnost. Index polydisperzity je nejvýše 2, s výhodou nejvýše 1,5.
Podle zvláštního provedení blokové polymery obsahují nejméně dva polymerní bloky vybrané z následujících kombinací:
-polystyren/poly(methylakrylát) ,
-polystyren/poly(ethylakrylát) ,
-polystyren/poly(terc-butylakrylát) ,
-póly(ethylakrylát)/póly(vinylacetát) ,
-póly(butylakrylát)/póly(vinylacetát),
-póly(terc-butylakrylát)/póly(vinylacetát) .
Jeden z bloků může také obsahovat náhodný kopolymer získaný za použití směsi ethylenicky nenasycených monomerů.
Podle zvláštního provedení se připraví v jednom kroku kopolymerní diblok obsahující homopolymerní blok a druhý, náhodný kopolymerní blok pomocí zavedení druhého monomeru do reakčního média když ještě nebyl úplně spotřebován první monomer, přičemž se přidávání druhého monomeru provádí po úplném spotřebování sloučeniny I.
• · · · * ·
Toto provedení je zvláště výhodné u způsobu podle předkládaného vynálezu, který umožňuje (z důvodu přítomnosti sloučeniny II) zvýšit rychlost spotřeby sloučeniny I.
odle zvláštního provedení se mohou reaktivní konce blokového polymeru štěpit za vzniku polymeru, jehož konce jsou thioly nebo atomy vodíku. Tyto modifikace se mohou provádět pomocí redukce a/nebo hydrolýzy.
Předkládaný vynález bude dále ilustrován pomocí příkladů, které v žádném ohledu neomezují jeho rozsah.
Příklady provedení vynálezu
V následujících příkladech se měří molární hmotnost Mn pomocí gelové chromatografie (GPC). Teoretický průměr hmotnosti Mnt je
Mnt - ([M]:/[A]0) x konverze + MW (A) , kde [M]o je počáteční koncentrace monomeru, [A] o je počáteční koncentrace xanthátu A a MW(A) je molární hmotnost A. Mnt popisuje celkovou spotřebu xanthátu A na začátku reakce a bezvýznamný příspěvek řetězců iniciovaných iniciátorem bez radikálu.
Příklad 1
Syntéza S-propionyl-O-ethylxanthátu
CH3CH(CO2CH3) S (C=S)OEt (A)
Do roztoku 5 g (0,04 mol) methylchlorpropionátu CH3CH (CO2CH3) Cl v 10 ml acetonu se po částech během 30 minut přidá 7,2 g (0,045 mol) draselné soli xanthové kysleiny EtO(C=S)S~K+. Reakční směs se míchá 1 hodinu, produkt se pak extrahuje etherem a promyje se nasyceným vodným roztokem chloridu sodného a pak »·····* · · · · · · • · ···· ···» ··· · ·· * · · · · · vodou. Produkt se pak vysuší bezvodým síranem hořečnatým a rozpouštědlo se odpaří ve vakuu. Získá se 7,5 g (88 %) produktu A.
Příklad 2
Syntéza S-propionyl-O-trifluorethylxanthátu
CH3CH (CO2CH3) S (C=S) OCH2CF3 (B)
Roztok 2 g (20 mmol) of trifluorethanolu ve 40 ml dimethylformamidu se umístí do kulaté skleněné kulaté baňky a přidá se 2,4 ml (40 mmol) sirouhlíku. Roztok se ochladí na 0 °C a pak se přidá 0,96 g (20 mmol) hydridu sodného. Směs se míchá při 0 °C po dobu 1 hodiny a pak se přidá 2,34 ml (18 mmol) 2ethylbrompropionátu. Roztok se 1 hodinu míchá při 0 °C a pak 2 hodiny při teplotě místnosti a pak se zředí ethyletherem a promyje se vodou a nasyceným vodným roztokem chloridu sodného. Organická fáze se zahustí ve vakuu a zbytek se chromatografícky čistí na silikagelu s mobilní fází 9/1 heptan/ethylacetát. Získá se 3,4 g ( výtěžek 69 %) xanthátu B.
Příklad 3
Syntéza bis-O-ethylxanthátu (Dft)
Do roztoku 3 g (0,019 mol) draselné soli xanthové kyseliny EtO(C=S)SK+ ve 30 ml bezvodého tetrahydrofuranu se při 0 °C po částech přidá 2,4 g (0,0095 mol) jódu. Reakční směs se míchá 2 hodiny a produkt se pak extrahuje etherem a promyje se nasyceným vodným roztokem síranu sodného a pak nasyceným vodným roztokem chloridu sodného a pak vodou. Organická vrstva se vysuší bezvodým síranem hořečnatým a rozpouštědlo se odpaří ve vakuu. Získá se 2,1 g (výtěžek 93 %) bis-O-ethylxanthátu.
·····«· · · · · » · • · · · · · «··· ··· · ·· · · · · · ·
Příklad 4
Syntéza bis-O-trifluorethylxanthátu (DB)
Do roztoku 3 g (0,014 mol) CF3CH2O (C=S) S'K+ ve 30 ml bezvodého tetrahydrofuranu se při 0 °C po částech přidá 1,96 g (0,007 mol) jódu. Reakční směs se míchá 2 hodiny a produkt se pak extrahuje etherem a promyje se roztokem síranu sodného, nasyceným vodným roztokem chloridu sodného a pak vodou. Po vysušení bezvodým síranem hořečnatým se rozpouštědlo odpaří ve vakuu a zbytek se chromatograficky čistí na silikagelu za eluce heptanem. Získá se 1,54 g (63 %) čistého produktu.
Příklad 5
Polymerace ethylakrylátu v přítomnosti látky A
Připraví se zásobní roztok 0,146 g (0,7 mmol) látky A (S-propionyl-O-ethylxanthátu) , 3,4 mg (0,02 mmol) AIBN (azobisisobutyronitrilu) a 5,5 g (55 mmol) ethylakrylátu v 6 ml toluenu. Podíly tohoto zásobního roztoku se nanesou do Cariových zkumavek. Obsah těchto zkumavek se odplyní třemi následnými cykly „zmrazení-vakuum-teplota místnosti”. Zkumavky se pak ve vakuu uzavřou plamenem a umístí se do termostatované lázně s teplotou 80 °C. V pravidelných intervalech se pak vyjímají, otevírají a analyzuje se jejich obsah.
Tabulka níže uvádí vývoj průměrné molární hmotnosti (Mn) a index polymolekularity (M„/Mn) jako funkci konverze monomeru.
··· · · · ·· · · ··
Konverze (%) Mn (g/mol) Mnt (g/mol)a Mw/Mn
1 4,4 5130 560 1,71
2 11, 6 5710 1140 1,81
3 18,2 6060 1670 1,70
4 41 6745 3490 1,72
5 96, 5 7290 7940 1, 77
Příklad 6
Polymerace ethylakrylátu v přítomnosti látky A a Dň (2 %)
Opakuje se postup popsaný v příkladu 5, přičemž se do zásobního roztoku přidá 3,41 mg (0,014 mmol) bis-o-ethylxanthátu DA (2 molární % vzhledem k látce A) . Získané výsledky uvádí tabulka níže:
Konverze (%) Mn (g/mol) Mnt (g/mol)a M„/Mn
1 4,1 3600 540 2, 37
2 10, 2 4000 1020 2, 14
3 14,4 4100 1360 2,25
4 45, 7 5200 3870 2,11
5 76, 7 7050 6350 1,89
Příklad 7
Polymerace ethylakrylátu v přítomnosti A a DA (5 %)
Opakuje se postup popsaný v příkladu 5, přičemž se do zásobního roztoku přidá 8,53 mg (0,035 mmol) bis-o-ethylxanthátu DA • · · · · · ··· · ·» · · · · · · (5 molárních % vzhledem k látce A) . Získané výsledky uvádí tabulka níže:
Konverze (%) Mn (g/mol) M„t (g/mol)a Mw/Mn
1 2, 6 2340 420 2, 66
2 11, 9 2880 1160 2, 66
3 77,4 6232 6410 1,93
Příklad 8
Polymerace ethylakrylátu v přítomnosti A a DA (10 %)
Opakuje se postup popsaný v příkladu 5, přičemž se do zásobního roztoku přidá 17,06 mg (0,070 mmol) bis-o-ethylxanthátu DA (10 molárních % vzhledem k látce A). Získané výsledky uvádí tabulka níže:
Konverze (¾) Mn (g/mol) Mr,t (g/mol)d M„/Mn
1 1, 9 1960 360 2,39
2 10, 1 3100 1020 2, 35
3 25, 7 4800 2270 2, 01
4 71,8 5900 5960 1,88
Příklad 9
Polymerace ethylakrylátu v přítomnosti A a DA (20 %)
Opakuje se postup popsaný v příkladu 5, přičemž se do zásobního roztoku přidá 34,1 mg (0,14 mmol) bis-o-ethylxanthátu DA (20 molárních % vzhledem k látce A) . Získané výsledky uvádí tabulka níže:
• · ·· ··♦· ·· ···· «·· · · ·*· 9 »····«· · · · · · · • · ·«·· «··· • 99 · ·· 9 9 ·· ··
Konverze (%) Mn (g/mol) Mnt (g/mol)a
1 2 1710 370 2,15
2 5,9 2460 680 2,05
3 15, 7 2900 1470 2,23
Podle výsledků příkladů 5 až 9 je jasně zřejmé, že přidání DA umožňuje lépe řídit profil vývoje Mn (blíže k teoretickému profilu), tím lip čím víc DA se přidá. DA aktivuje spotřebu xanthátu A a tak i vznik polymerních řetězců generovaných látkou A.
Příklad 10
Polymerace styrenu v přítomnosti látky A
Rozpuštěním 0,146 g (0,7 mmol) látky A a 5,87 g (56,4 mmol) styrenu v 6,45 ml toluenu se připraví zásobní roztok. Frakce tohoto roztoku se rozdělí do Cariových zkumavek. Obsah těchto zkumavek se odplyní třemi následnými cykly „zmrazení-vakuumteplota místnosti. Zkumavky se pak ve vakuu uzavřou plamenem a umístí se do termostatované lázně s teplotou 110 °C. V pravidelných intervalech se pak vyjímají, otevírají se a analyzuje se jejich obsah.
Tabulka níže uvádí vývoj průměrné molární hmotnosti (Mn) a index polymolekularity (Mw/Mn) jako funkci konverze monomeru.
Konverze (%) Mn (g/mol) Mnt (g/mol)a M„/Mn
1 10,2 7970 1060 2, 03
2 21 7790 1960 2, 09
3 34 8030 3040 2, 05
4 49 8250 4290 1, 97
5 76, 3 8150 6570 2,01
Příklad 11
Polymerace styrenu v přítomnosti A a DA (5 %)
Opakuje se postup popsaný v příkladu 10, přičemž se do zásobního roztoku přidá 8,53 mg (0,035 mmol) bis-o-ethylxanthátu DA (5 molárních % vzhledem k látce A) . Získané výsledky uvádí tabulka níže:
Konverze (%) Mn (g/mol) Mnt (g/mol)a Mw/Mn
1 12, 6 3400 1260 3, 05
2 45 5400 3960 2,73
3 48,8 6400 4280 2,44
4 92,5 8100 7930 2, 06
Podle výsledků příkladů 10 a 11 je jasně zřejmé, že přidání DA umožňuje lépe řídit profil vývoje Mn (blíže k teoretickému profilu). Srovnání tabulek z příkladů 10 a 11 pro nízký stupeň konverze ukazuje, že přidání 5 % DA umožňuje urychlit vznik • · ·· ···· ·· ···» » · · ·· · · · 4» ··· «·· ···
9 9 9 9 9 9 · 9 9 9 » · « · 9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 ·· ·· ·· ·· řetězců odvozených od látky A (řetězce vznikají podle hodnot Mn asi dvakrát rychleji).
Příklad 12
Polymerace ethylakrylátu v přítomnosti látky B
Připraví se zásobní roztok 0,190 g (0,69 mmol) látky B, 3,4 mg (0,02 mmol) AIBN (azobisisobutyronitrilu) a 5,5 g (55 mmol) ethylakrylátu v 6 ml toluenu. Podíly tohoto zásobního roztoku se nanesou do Cariových zkumavek. Obsah těchto zkumavek se odplyní třemi následnými cykly „zmrazení-vakuum-teplota místnosti. Zkumavky se pak ve vakuu uzavřou plamenem a umístí se do termostatované lázně s teplotou 80 °C. V pravidelných intervalech se pak vyjímají, otevírají se a analyzuje se jejich obsah.
Tabulka níže uvádí vývoj průměrné molární hmotnosti (M:-J a index polymolekularity (Mw/MrJ jako funkci konverze monomeru.
Konverze (%) Mn (g/mol) Mnt (g/mol)a Mw/Mr;
1 4,2 2790 610 1, 98
2 11 2940 1160 2, 00
3 25, 7 3600 2330 1,81
Příklad 13
Polymerace ethylakrylátu v přítomnosti látky B a látky DB (5 %)
Opakuje se postup popsaný v příkladu 12, přičemž se do zásobního roztoku přidá 12 mg (0,034 mmol) bis-o-ethylxanthátu Db (5 molárních % vzhledem ke xanthátu B) . Získané výsledky uvádí tabulka níže:
» · · · ·
Konverze (%) Mn (g/mol) Mnt (g/mol)a Mw/Mn
1 0,9 1830 350 1,78
2 1,3 1800 380 1, 87
3 4,1 1960 605 1, 96
Podle výsledků příkladů 12 a 13 je jasně zřejmé, že přidání DB umožňuje lépe řídit profil vývoje Mn (blíže k teoretickému profilu). Při srovnatelné rychlosti konverze (asi 4 %) je Mn v přítomnosti DB blíž k teoretickým hodnotám.

Claims (15)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob přípravy první generace polymeru, vyznačující se tím, že zahrnuje krok volně radikálové polymerace kompozice obsahující:
    - nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
    - zdroj volných radikálů,
    - nejméně jednu sloučeninu I obecného vzorce IA nebo IB:
    Z-(C-S-Rl)p (iA) II S
    R1-4—S - C-Z)p (©)
    II S
    - sloučeninu obecného vzorce II:
    kde:
    R1 je vybraná ze skupiny, kterou tvoří alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina, nasycené, nenasycené nebo aromatické uhlíkaté kruhy nebo heterocykly, nebo polymerní řetězec,
    Z a Zi, které mohou být stejné nebo různé, jsou vybrány ze skupiny, kterou tvoří «· «· <· ·
    - alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina, nebo nasycený, nenasycený nebo aromatický uhlíkatý kruh nebo heterocyklus, které mohou být substituované,
    - skupina -OR2, kde R2 je alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina, nasycený, nenasycený nebo aromatický uhlíkatý kruh nebo heterocyklus, polymerní řetězec, skupina —CH2CnF2n+i, kde n je 1 až 20, nebo skupina -CR5R6PO (OR7) 2, kde R5 a R6 jsou každá vybraná ze skupiny, kterou tvoří atom vodíku, atom halogenu, alkylová skupina, heterocyklická skupina, skupina -NO2, skupina -SO3R8, skupina -NCO, skupina CN, skupina Rtt, skupina -OR8, skupina -SR8, skupina -NR82, skupina -COOR8, skupina -O2CRS, skupina -CONR82, skupina -NCOR82, nebo skupina CnF2:-1+i, kde n je 1 až 20, skupiny R8, které mohou být stejné nebo různé, jsou vybrány ze skupiny, kterou tvoří: alkylová skupina, alkenylová skupina, alkynylová skupina, cykloalkenylová skupina, cykloalkynylová skupina, arylová skupina, popřípadě kondenzovaná s aromatickým nebo nearomatickým heterocyklem, alkylarylová skupina, arylalkylová skupina a heteroarylová skupina, R8 může být substituovaná jednou nebo více skupinami, které mohou být stejné nebo různé, vybranými ze skupiny, kterou tvoří atom halogenu, skupina -O, skupina =S, skupina OH, alkoxyskupina, skupina SH, thioalkoxyskupina, skupina NH2, mono- nebo dialkylaminoskupina, skupina CN, skupina COOH, esterová skupina, amidová skupina, a skupina CnF2n+i, kde n je 1 až 20, a/nebo popřípadě přerušená jedním nebo více atomy vybranými ze skupiny, kterou tvoří atom kyslíku, atom síry, atom dusíku a atom fosforu, nebo R5 a R6 tvoří společně s atomem uhlíku, ke kterému jsou vázány, skupinu =0 nebo =S nebo uhlovodíkový kruh nebo heterocyklus, a R7, které mohou být stejné nebo různé, jsou skupina R8, jak je definována výše, nebo společně tvoří uhlovodíkový řetězec obsahující 2 až 4 atomy uhlíku popřípadě přerušený heteroatomem vybraným z atomu kyslíku, atomu síry a atomu dusíku;
    - skupina -NR3R4, kde R3 a R4, které mohou být stejné nebo různé, jsou vybrány ze skupiny, kterou tvoří popřípadě substituovaná alkylová skupina, acylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkenová skupina nebo alkynová skupina a nasycený, nenasycený nebo aromatický uhlíkatý kruh nebo heterocyklus, který může být substituovaný, a R3 a R4 společně tvoří popřípadě substituovaný kruh obsahující nejméně 5 členů, s další podmínkou, že RJ a R’ vyvolávají delokalizační efekt nebo elektrony přitahující efekt vzhledem k elektronové hustotě na atomu dusíku, p je celé číslo vyšší nebo rovné 1.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že množství sloučeniny II se pohybuje mezi 0,1 až 20 % molárními vzhledem k počtu molů sloučeniny I.
  3. 3. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, žeZje vybraná ze skupiny, kterou tvoří alkylová skupina, halogenalkylová skupina, fenylová skupina, alkenová skupina a alkynová skupina.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, žeZje skupina -OR3, kde R2 je alkylová skupina.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, žeZje skupina -NR3R4, kde R3 a R4, které mohou být stejné nebo různé, jsou alkylová skupina.
    6. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, v y z n a - č u jící s e tím, že R1 je substituovaná alkylová skupina. 7. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, v y z n a - č u jící s e tím, že transferová konstanta sloučeniny I
    vzhledem k monomeru je nižší, než 10.
  6. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že transferová konstanta sloučeniny I vzhledem k monomeru je
    nižší, než 1. 9. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyzná- č u j i c i s e tím, že ethylenicky nenasycený(é) mono- mer(y) odpovídá vzorci CXX' (=CV-CV') b=CH2, kde - V a V', které mohou být stejné nebo různé, jsou: atom
    vodíku, alkylová skupina nebo atom halogenu,
    - X a X', které mohou být stejné nebo různé, jsou atom vodíku, atom halogenu nebo skupina R4, skupina OR4, skupina O2COR4, skupina NHCOH, skupina OH, skupina NH2, skupina NHR4, skupina N(R4)2, skupina (R4)2NO, skupina NHCOR4, skupina CO2H, skupina CO2R4, skupina CN, skupina CONH2, skupina CONHR4 nebo skupina CON(R4)2, kde R4 je vybraná ze skupiny, kterou tvoří alkylová skupina, arylová skupina, arylalkylová skupina, alkylarylová skupina, alkenová skupina nebo organosilylová skupina, které jsou popřípadě perfluorované a popřípadě substituované jednou nebo více skupinami vybranými ze skupiny, kterou tvoří karboxylová skupina, epoxyskupina, hydroxylová skupina, alko• · · · ·· ·«· · * · ······ · · · · * · • ···· » · « · xyskupina, aminoskupina, atom halogenu nebo sulfonová skupina a
    - b je 0 nebo 1.
  7. 10. Polymerní kompozice, vyznačující se tím, že se získá za použití způsobu definovaného podle kteréhokoli z nároků 1 až 9.
  8. 11. Způsob přípravy Nté generace blokového kopolymeru pomocí volně radikálové polymerace, kde N je větší nebo rovno 2, vyznačující se tím, že zahrnuje:
    - první krok volně radikálové polymerace za účelem získání provní generace polymeru za použití kompozice obsahující:
    - nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
    - zdroj volných radikálů,
    - nejméně jednu sloučeninu I obecného vzorce IA nebo IB,
    - počet N-l volně radikálových polymeračních kroků, přičemž každý z těchto kroků se provádí za použití kompozice obsahuj ící:
    - nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
    - zdroj volných radikálů a
    - polymer získaný v předchozím polymeračním kroku, ethylenicky nenasycený(é) monomer(y) v každém z těchto kroků je takový, že blok získaný v tomto kroku má jinou povahu, než blok získaný v předchozím kroku, a první polymerační krok a/nebo následující polymerační kroky se provádí v přítomnosti nejméně jedné sloučeniny obecného vzorce II, kde sloučeniny I vzorce IA, IB a sloučeniny II jsou definovány podle kteréhokoli z nároků 1 až 9.
  9. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se první polymerační krok provádí v přítomnosti sloučeniny II.
  10. 13. Způsob podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že se nejméně jeden z N-l kroků provádí v přítomnosti sloučeniny II.
  11. 14. Způsob podle kteréhokoli z nároků 11, 12 nebo 13, pro přípravu druhé generace blokového kopolymeru, vyznačující se tím, že zahrnuje volně radikálovou polymraci kompozice obsahující:
    - nejméně jeden ethylenicky nenasycený monomer,
    - zdroj volných radikálu a
    - první generaci polymeru.
  12. 15. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že ethylenicky nenasycený monomer je vybrán ze styrenu nebo jeho derivátů, dienů, esterů (meth)akrylové kyseliny, vinylnitritů a vinylesterů.
  13. 16. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že druhá generace blokového kopolymeru obsahuje dva bloky vybrané z ná ledujících kombinací:
    -polystyren/poly(methylakrylát) ,
    -polystyren/poly(ethylakrylát) ,
    -polystyren/poly(terc-butylakrylát) , • ······ · ··· • · · · · · «
    37 ”· * ** ·’ ”
    -póly(ethylakrylát)/póly(vinylacetát),
    -póly(butylakrylát)/póly(vinylacetát),
    -póly(ethylakrylát)/póly(terc-butylakrylát) ,
    -póly(terc-butylakrylát)/póly(vinylacetát) ,
    -póly(ethylakrylát)/póly(butylakrylát),
    -póly(butylakrylát)/póly(vinylalkohol) ,
    -póly(akrylová kyselina)/póly(vinylalkohol).
  14. 17. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že druhá generace kopolymeru obsahuje nejméně jeden blok sestávající z náhodného polymeru získaného za použití směsi ethylenicky nenasycených monomerů.
  15. 18. Polymerní kompozice, vyznačující se tím, že se získá za použití způsobu definovaného podle kteréhokoli z nároků 11 až 17.
CZ2003751A 2000-09-18 2001-09-11 Způsob syntézy blokového polymeru pomocí kontrolované radikálové polymerace v přítomnosti disulfidové sloučeniny CZ2003751A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0011877A FR2814168B1 (fr) 2000-09-18 2000-09-18 Procede de synthese de polymeres a blocs par polymerisation radicalaire controlee en presence d'un compose disulfure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2003751A3 true CZ2003751A3 (cs) 2003-06-18

Family

ID=8854411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2003751A CZ2003751A3 (cs) 2000-09-18 2001-09-11 Způsob syntézy blokového polymeru pomocí kontrolované radikálové polymerace v přítomnosti disulfidové sloučeniny

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6916884B2 (cs)
EP (1) EP1319027B1 (cs)
JP (1) JP2004509181A (cs)
KR (1) KR20030032031A (cs)
CN (1) CN100343286C (cs)
AT (1) ATE320451T1 (cs)
AU (2) AU9000901A (cs)
BR (1) BR0113941A (cs)
CA (1) CA2422593A1 (cs)
CZ (1) CZ2003751A3 (cs)
DE (1) DE60118007T2 (cs)
FR (1) FR2814168B1 (cs)
HU (1) HUP0303387A3 (cs)
MX (1) MXPA03002318A (cs)
NO (1) NO20031231L (cs)
PL (1) PL361423A1 (cs)
SK (1) SK3112003A3 (cs)
WO (1) WO2002022688A2 (cs)
ZA (1) ZA200301563B (cs)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2794463B1 (fr) 1999-06-04 2005-02-25 Rhodia Chimie Sa Procede de synthese de polymeres par polymerisation radicalaire controlee a l'aide de xanthates halogenes
AU2003210236A1 (en) * 2002-02-11 2003-09-04 Rhodia Chimie Detergent composition comprising a block copolymer
FR2842814B1 (fr) 2002-07-26 2004-10-22 Coatex Sas Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres obtenus, et leurs applications.
NL1025250C2 (nl) * 2004-01-15 2005-07-18 Univ Eindhoven Tech Multi- en bi-functionele dithiocarboxylaatverbindingen, monofunctionele alkoxycarbonyldithiocarbamaatverbinding, een werkwijze voor de bereiding van alkoxycarbonyldithiocarbamaatverbindingen evenals een werkwijze voor het door middel van radicaalpolymerisatie bereiden van multiblok-copolymeren.
US7279446B2 (en) 2004-11-15 2007-10-09 Rhodia Inc. Viscoelastic surfactant fluids having enhanced shear recovery, rheology and stability performance
ATE431368T1 (de) * 2006-08-17 2009-05-15 Rhodia Operations Blockcopolymere, verfahren zu deren herstellung und ihre verwendung in emulsionen
US8362190B2 (en) 2007-09-12 2013-01-29 Nissan Chemical Industries, Ltd. Method for producing hyperbranched polymer
JP5534244B2 (ja) * 2009-03-06 2014-06-25 日産化学工業株式会社 ハイパーブランチポリマーの製造方法
JP5598470B2 (ja) * 2009-07-16 2014-10-01 ダイキン工業株式会社 含フッ素ブロック共重合体の製造方法
BR122022001868B1 (pt) 2015-12-10 2022-09-13 Adama Makhteshim Ltd. Composição de material agrícola, método de controle e prevenção de peste e de aperfeiçoamento do crescimento de planta, processo de preparo da composição de material agrícola e uso de um copolímero em bloco
WO2017103635A1 (en) 2015-12-16 2017-06-22 Rhodia Poliamida E Especialidades Ltda Emulsifier system for explosive emulsions
EP3472212A4 (en) * 2016-06-15 2020-02-19 Rhodia Operations HIGH PERFORMANCE LATEX WITHOUT SURFACTANT FOR IMPROVED WATER RESISTANCE
BR112019004569A8 (pt) * 2016-09-09 2023-02-07 Rhodia Operations Látex autoespessante para sistemas aquáticos e métodos relacionados
AR114185A1 (es) 2018-01-23 2020-07-29 Adama Makhteshim Ltd Síntesis de 5-cloro-2-[(3,4,4-trifluoro-3-buten-1-il)tio]-tiazol
JP2022522446A (ja) 2019-02-28 2022-04-19 ローディア オペレーションズ エマルジョンの高安定化のための組成物
WO2020182919A1 (en) 2019-03-12 2020-09-17 Rhodia Operations Stabilized friction reducer emulsions
FR3095447B1 (fr) 2019-04-26 2021-12-24 Michelin & Cie Bandage pour roue de véhicule transportable manuellement
CN110357992A (zh) * 2019-07-09 2019-10-22 复旦大学 一种超高分子量含氟聚合物的制备方法
FR3111636B1 (fr) 2020-06-18 2022-08-26 Michelin & Cie Composition élastomérique comprenant un composé phénolique et un composé de la famille des oses
FR3113905B1 (fr) 2020-09-04 2022-08-05 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base d’elastomere dienique fortement sature
FR3113906B1 (fr) 2020-09-04 2022-08-05 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base d’elastomere dienique fortement sature
WO2023210671A1 (ja) * 2022-04-26 2023-11-02 京セラ株式会社 共重合体、高分子膜、測定用装置および測定用担体

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE156600C (cs)
DE2756128A1 (de) * 1977-12-16 1979-06-21 Gerhard Kappes Klappstuhl
DE2756218C2 (de) * 1977-12-16 1983-03-10 Denki Kagaku Kogyo K.K., Tokyo Verfahren zur Herstellung eines bei Raumtemperatur mit einer Aminverbindung härtbaren in Toluol löslichen, flüssigen Copolymeren
FR2442863A1 (fr) * 1978-11-07 1980-06-27 Distugil Procede de preparation de polychloroprene modifie au soufre
DD156600A5 (de) * 1981-02-25 1982-09-08 Karin Wendler Verfahren zur herstellung fluessiger polymerer mit reaktiven endgruppen
JPH0676516B2 (ja) * 1985-11-28 1994-09-28 旭化成工業株式会社 タイヤトレツド用のゴム組成物
DE3608556A1 (de) * 1986-03-14 1987-10-01 Akzo Gmbh Telechele polymere
JPS6426672A (en) * 1987-04-01 1989-01-27 Yokohama Rubber Co Ltd Ultraviolet-curing type resin composition
JPH0753846B2 (ja) * 1988-06-20 1995-06-07 株式会社クラレ 含イオウ接着剤
US5254198A (en) * 1988-06-20 1993-10-19 Kuraray Co., Ltd. Method of bonding a metal or alloy utilizing a polymerizable thiocarboxylic acid or a derivative thereof
JP2765137B2 (ja) * 1988-12-15 1998-06-11 ジェイエスアール株式会社 紙塗被組成物用の共重合体ラテックスおよび紙塗被組成物
JPH04198303A (ja) * 1990-11-27 1992-07-17 Sanyo Chem Ind Ltd 重合開始剤および重合方法
JPH0649131A (ja) * 1992-07-30 1994-02-22 Nippon Shokubai Co Ltd 高酸価(メタ)アクリル系重合体の製造方法
ATE210684T1 (de) * 1996-07-10 2001-12-15 Du Pont POLYMERISATION MIT ßLIVINGß KENNZEICHEN
FR2755969B1 (fr) * 1996-11-20 1998-12-24 Atochem Elf Sa Polymerisation en presence d'un radical libre stable et d'un iniferter
FR2764892B1 (fr) * 1997-06-23 2000-03-03 Rhodia Chimie Sa Procede de synthese de polymeres a blocs
NZ505654A (en) * 1997-12-18 2002-03-28 John Chiefair Living polymerisation process whereby photo-initiators of polymerisation utilises a thermal process resulting in polymers of controlled molecular weight and low polydispersity
FR2773161B1 (fr) * 1997-12-31 2000-01-21 Rhodia Chimie Sa Procede de synthese de polymeres a blocs
WO1999035177A1 (fr) * 1997-12-31 1999-07-15 Rhodia Chimie Procede de synthese de polymeres a blocs par polymerisation radicalaire controlee a partir de composes dithiocarbamates
FR2802209B1 (fr) * 1999-12-10 2002-03-01 Rhodia Chimie Sa Latex a chimie de surface modifiee et poudres redispersables , leur obtention et leurs utilisations

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0303387A3 (en) 2005-03-29
FR2814168B1 (fr) 2006-11-17
JP2004509181A (ja) 2004-03-25
CA2422593A1 (fr) 2002-03-21
CN1458937A (zh) 2003-11-26
DE60118007D1 (de) 2006-05-11
PL361423A1 (en) 2004-10-04
MXPA03002318A (es) 2003-06-24
ATE320451T1 (de) 2006-04-15
WO2002022688A3 (fr) 2002-06-20
BR0113941A (pt) 2003-07-22
EP1319027B1 (fr) 2006-03-15
HUP0303387A2 (hu) 2004-01-28
WO2002022688A2 (fr) 2002-03-21
DE60118007T2 (de) 2006-11-02
US20030187165A1 (en) 2003-10-02
EP1319027A2 (fr) 2003-06-18
US6916884B2 (en) 2005-07-12
AU2001290009B2 (en) 2005-05-12
NO20031231D0 (no) 2003-03-17
NO20031231L (no) 2003-05-19
FR2814168A1 (fr) 2002-03-22
KR20030032031A (ko) 2003-04-23
AU9000901A (en) 2002-03-26
SK3112003A3 (en) 2003-09-11
CN100343286C (zh) 2007-10-17
ZA200301563B (en) 2004-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU740771B2 (en) Method for block polymer synthesis by controlled radical polymerization
CZ2003751A3 (cs) Způsob syntézy blokového polymeru pomocí kontrolované radikálové polymerace v přítomnosti disulfidové sloučeniny
US7247688B2 (en) Method for synthesis of block polymers by controlled free radical polymerization
US6812291B1 (en) Method for block polymer synthesis by controlled radical polymerization from dithiocarbamate compounds
US6777513B1 (en) Synthesis method for polymers by controlled radical polymerisation using halogenated xanthates
US6545098B1 (en) Synthesis method for block polymers by controlled radical polymerization from dithioester compounds
JP2004530751A (ja) ブロック共重合体を界面活性剤として用いるラテックス製造プロセス
JP4025192B2 (ja) 制御した遊離基重合によってシリコーン及び有機ハイブリッド共重合体を合成する方法
US8389643B2 (en) Copolymers based on methacrylate units, preparation method thereof and use of same
WO2007100719A1 (en) Process for synthesizing thiol terminated polymers
WO2008103144A1 (en) Process for transforming the end groups of polymers
WO2015121225A1 (fr) Polymère porteur de fonctions phosphorées et d&#39;au moins une fonction azoture, son procédé de synthèse et son utilisation
US6890980B2 (en) Synthesis of block polymers obtained by controlled free radical polymerization
US7214751B2 (en) Radical polymerization method performed in the presence of disulfide compounds
Guerrero-Santos pJatSenCt lisziggng? i) oir adJusted under 35 W0 W0 gig/01478 1/1998
MXPA99011605A (es) Procedimiento para la sintesis de polimeros en bloque por polimerizacion controlada por radicales