JP2003231706A - スチレンの重合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】スチレン系モノマーの重合において、分子量調
整能力と分子量分布拡大能力を有する炭化水素化合物を
用いる方法を提供する。 【解決手段】式（１）で表される化合物の存在下に、ス
チレン系モノマーを重合する。 式中Ｍｅはメチル基であり、ｎは０または１である。式
中Ｒは水素原子またはメチル基である。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、スチレン系モノマ
ーの重合反応時に特定の芳香族炭化水素化合物を共存さ
せることにより、ポリマーの分子量および分子量分布
（Ｍｗ／Ｍｎ）を制御する方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】スチレン系樹脂に限らず、分子量分布は
成形加工特性および得られる成形品の機械的特性に大き
な影響を与える因子である。そのなかでも、分子量分布
を広くすることは、成形時においては、低分子量成分を
含有することによる流動性の向上、あるいは、高分子量
成分を含有することによる溶融張力増加、両者を含有す
ることによる発泡材料としての加工性の向上、成形体に
おいては、低分子量成分を含有することによる表面光沢
の向上、高分子量成分を含有することによる耐衝撃特性
の向上、ワックス・ホットメルトにおいては塗布・接着
工程における濡れ性・流動性の向上、等々に有用であ
る。また、二次加工においては、流動性の向上と溶融張
力増加の優れたバランスによって、真空成形法や圧空成
形法により包装容器などの成形に好適に使用される。 【０００３】一般に、ビニルモノマー重合法において
は、連鎖移動剤を共存させると、連鎖移動反応により生
成ポリマー数は増えて分子量は低下する。この時、連鎖
移動反応に関与する重合体の分子量に分布があれば、こ
れらが共存しなかった場合に比べて、分子量分布が増加
することが期待できる。 【０００４】高い連鎖移動定数を有するのはチオール系
化合物であり、高効率の分子量調整剤として使用されて
いるが、その使用によりスチレン系樹脂は必然的にイオ
ウ原子を含有することになる。ハロゲン化炭化水素も連
鎖移動剤としての能力を有するが、その使用によりスチ
レン系樹脂は必然的にハロゲン原子を含有することにな
る。これらの問題を解決するためには炭化水素化合物の
連鎖移動剤が望ましい。 【０００５】Encyclopedia of Polymer Science and En
gineering Second Edition： Vol.16 p.28 Table 3に、
スチレン重合において最も大きな連鎖移動定数を有する
炭化水素系の連鎖移動剤としてα−メチルスチレン２量
体が記載されているが、分子量低下が急激であるため分
子量制御が困難である。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、スチレン系
モノマーの重合において、分子量調整能力と分子量分布
拡大能力を有する炭化水素化合物を用いる方法を提供し
ようとするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、下記式（１）
で表される化合物の存在下に、スチレン系モノマーを重
合することを特徴とするスチレン系ポリマーの製造方法
に関するものである。 【化２】 【０００８】 【発明の実施の形態】スチレン系ポリマーの主繰り返し
単位を構成するスチレン系モノマーとしては、スチレ
ン，α−メチルスチレン，メチルスチレン，エチルスチ
レン，イソプロピルスチレン，ターシャリーブチルスチ
レン，フェニルスチレン，ビニルスチレン，クロロスチ
レン，ブロモスチレン，フルオロスチレン，クロロメチ
ルスチレン，メトキシスチレン，エトキシスチレン等が
あげられる。これらは１種または２種以上で使用され
る。これらのうち特に好ましいのはスチレンである。 【０００９】なお、本発明のスチレン系ポリマーの製造
においては、上記のスチレン系モノマーと共に、スチレ
ン系モノマーと共重合可能な化合物、たとえばアクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、メタクリル酸、メタク
リル酸メチルなどのエステル誘導体などのビニルモノマ
ー、更には無水マレイン酸、マレイミド、核置換マレイ
ミドなどを使用してもよい。また、ブタジエンと共重合
してスチレン・ブタジエンゴム、ハイスチレンゴム、熱
可塑性スチレン・ブタジエンブロック共重合体等として
もよい。 【００１０】重合の方式には制限はない。芳香族ビニル
モノマーに係る公知の方法、例えば、バッチ式あるいは
連続式のバルク重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合の
いずれでも良い。必要に応じて開始剤を使用する。 【００１１】本発明に係る式（１）の化合物の具体例と
しては、１，１−ジフェニルエチレン、１，１−ジ（メ
チルフェニル）エチレン、１−フェニル−１−メチルフ
ェニルエチレン、１，１−ジフェニルプロペン、１，１
−ジ（メチルフェニル）プロペン、１−フェニル−１−
メチルフェニルプロペン等が挙げられる。 【００１２】本発明に係る式（１）で表わされる化合物
の基本構造はエチレン誘導体である。該エチレン構造の
１つの炭素原子は、２つの水素原子、または、１つの水
素原子と１つのメチル基が配置していて、他モノマーラ
ジカルとの付加反応性に富む。しかし他方の炭素原子に
は２つの芳香族環が配置しているために、当該炭素原子
がラジカル化したときに共鳴構造を取り、かつ該２つの
芳香族環の立体障害により他モノマーとの反応性に乏し
いことが特徴である。この特性は、主として分子量調整
機構に関与していると考えられる。式（１）の化合物の
Ｒがメチル基より炭素数が多い場合、または式（１）の
化合物のｎが２以上になると立体障害と共鳴効果で反応
性が低下するので好ましくない。 【００１３】スチレン系モノマーの重合に際して式
（１）の化合物を共存させると、スチレン系ポリマーの
分子量を制御できるだけでなく分子量分布を拡大するこ
とができる。さらに、炭化水素系連鎖移動剤のα−メチ
ルスチレン２量体ではスチレン系ポリマーの分子量の変
化に伴い分子量分布が変化するが、式（１）の化合物の
共存量を増加させて分子量を低下させたときに、分子量
分布が変化しないか又は少ししか変化しないという特徴
がある。したがって、分子量分布と分子量とを別個に制
御できるという利点があり用途に応じて所望の製品を得
ることができる。 【００１４】本発明に係る式（１）の化合物の中でも、
１，１−ジフェニルエチレンは、エチレンとベンゼンか
らエチルベンゼンを製造する際に副生する重質成分に含
まれている１，１−ジフェニルエタンを分離回収して脱
水素すれば容易に得られること、および、その反応性と
共鳴効果のバランスに優れているので好ましい。なお、
エチルベンゼン製造方法例は、「工業有機化学−主要原
料と中間体−」(K.Weissermel, H-J.Arpe著：向山光昭
監訳：東京化学同人1978年刊行) 中の322頁から324頁に
記載されている。 【００１５】 【発明の効果】本発明によれば、分子量および分子量分
布の制御ができるので、所望の分子量および分子量分布
のスチレン系ポリマーが容易に製造できる。 【００１６】 【実施例】以下、本発明の好ましい実施態様を、比較例
とともに示すが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではない。 【００１７】１．参照実験 スチレンモノマー５mlとベンゼン５mlを混合し、冷却
管、窒素導入管および温度センサーを装着した５０ｍｌ
三つ口フラスコに投入し、５時間、１４０℃の油浴で加
熱しながらマグネチックスターラーで攪拌してポリスチ
レンを得た。 ＧＰＣで測定した数平均分子量は１６
６，０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．２９であ
った。 【００１８】２．重合実験（実施例および比較例） スチレンモノマーに対して１０vol%〜５０vol%の範囲
で、１０vol%毎に量を変えて、１，１−ジフェニルエチ
レン（ＤＰＥＬ）（実施例），α−メチルスチレン２量
体（ＭＳＤ）（比較例）を加えた以外は上記した参照実
験と同一条件でポリスチレンを製造し、数平均分子量と
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を測定した。結果を表１およ
び表２に示す。なお、ＤＰＥＬはエチルベンゼン製造時
にエチルベンゼンを回収した後、残油から蒸留して得た
１，１−ジフェニルエタンを公知の方法で脱水素して得
たものを用いた。 【００１９】表１および表２によれば、ＤＰＥＬは分子
量低下に伴う分子量分布の変化がほとんどないのに対し
て、ＭＳＤは分子量低下とともに分子量分布が変化して
いる。 【００２０】 【表１】【００２１】 【表２】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 下式（１）で表わされる化合物の存在下
   にスチレン系モノマーを重合する方法。 【化１】