JP2006183001A - Random copolymer and its production process - Google Patents

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Shigetaka Hayano
重孝 早野
Yasuo Tsunokai
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a random copolymer suitable for optical materials excellent in transparency, high refractivity and low birefringence, and a production process for the copolymer excellent in productivity. <P>SOLUTION: The random copolymer is obtained by the metathesis copolymerization of a monomer mixture composed of an alkyne having a substituent and a monomer having a norbornene ring, and the hydrogenation of a C=C double bond in the main chain of the resultant metathesis copolymer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ランダム共重合体およびその製造方法に関する。より詳しくは、透明性、高屈折率性、低複屈折性に優れた光学材料に適したランダム共重合体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a random copolymer and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a random copolymer suitable for an optical material excellent in transparency, high refractive index, and low birefringence, and a method for producing the same.

ジシクロペンタジエンなどのノルボルネン環を有する単量体を開環重合し、次いで水素化して得られる重合体(以下、「ノルボルネン系重合体水素化物」という。)は、耐熱性、透明性、低吸湿性、低吸水性、機械的強靭性、高屈折率性、低複屈折性などに優れ、光学材料として広く用いられている。しかし近年においては、光学機器の機能の高度化に伴い、より高屈折率で低複屈折の光学材料が求められている。   A polymer obtained by ring-opening polymerization of a monomer having a norbornene ring such as dicyclopentadiene and then hydrogenating (hereinafter referred to as “norbornene polymer hydride”) has heat resistance, transparency and low moisture absorption. It has excellent properties, low water absorption, mechanical toughness, high refractive index and low birefringence, and is widely used as an optical material. However, in recent years, with the advancement of functions of optical devices, optical materials having a higher refractive index and lower birefringence have been demanded.

ノルボルネン系重合体水素化物は、一般的に正の固有複屈折値を有する。そこで、ノルボルネン系重合体水素化物とポリスチレンなどの負の固有複屈折値を示す重合体とを併用することで、複屈折を低減することが考えられる。しかしノルボルネン系重合体水素化物とポリスチレンとは相溶性が低く相分離しやすいため、単に混合したのみで得られる混合物は透明性が低いものであった。   The norbornene-based polymer hydride generally has a positive intrinsic birefringence value. Therefore, it is conceivable to reduce birefringence by using a born hydride of a norbornene polymer and a polymer having a negative intrinsic birefringence value such as polystyrene. However, since the hydride of norbornene-based polymer and polystyrene are low in compatibility and easily phase-separated, the mixture obtained simply by mixing was low in transparency.

ノルボルネン系重合体水素化物のセグメントとポリスチレンのセグメントとを有するブロック共重合体やグラフト共重合体も提案されている(特許文献1,2)。しかしこれらの共重合体でもミクロ相分離構造となるため、光学的透明性が不十分な場合があった。また、工程が煩雑で生産性が低いという問題があった。   Block copolymers and graft copolymers having a segment of norbornene polymer hydride and a segment of polystyrene have also been proposed (Patent Documents 1 and 2). However, even these copolymers have a microphase separation structure, and thus optical transparency may be insufficient. Moreover, there existed a problem that a process was complicated and productivity was low.

また、置換アセチレンとノルボルネンとの共重合体も知られている(特許文献3,4)。しかしながら、これらの文献に記載されている重合体は、耐熱性や耐候性が低くて着色しやすく、光学材料として使用することはできなかった。   A copolymer of substituted acetylene and norbornene is also known (Patent Documents 3 and 4). However, the polymers described in these documents have low heat resistance and weather resistance and are easily colored, and cannot be used as optical materials.

特開平8−92357号公報JP-A-8-92357 特開2001−316432号公報JP 2001-316432 A 特開平3−126715号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-126715 特開平8−295725号公報JP-A-8-295725

本発明の目的は、透明性、高屈折率性、低複屈折性に優れた光学材料に適したランダム共重合体およびその製造方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the random copolymer suitable for the optical material excellent in transparency, high refractive index property, and low birefringence, and its manufacturing method.

本発明者らは、鋭意研究を行った結果、特定の繰り返し単位を有するランダム共重合体が前記課題を解決できること、および置換基を有するアルキン類とノルボルネン環を有する単量体とをメタセシス共重合し、得られた重合体を水素化することで上記ランダム共重合体を効率よく製造できることを見出し、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that a random copolymer having a specific repeating unit can solve the above-mentioned problems, and that a metathesis copolymer of a alkyne having a substituent and a monomer having a norbornene ring And it discovered that the said random copolymer could be efficiently manufactured by hydrogenating the obtained polymer, and came to complete this invention based on these knowledge.

かくして本発明の第1によれば、一般式(1)   Thus, according to the first aspect of the present invention, the general formula (1)

Figure 2006183001
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(式中、RおよびRは水素原子、ハロゲン原子、シリル基、又はハロゲン原子、ケイ素原子、酸素原子もしくは窒素原子を含む置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、RおよびRが同時に水素原子であることはない。)
で表される繰り返し単位(I)1〜99モル%、一般式(2)
(Wherein R 1 and R 2 are a hydrogen atom, a halogen atom, a silyl group, or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent containing a halogen atom, a silicon atom, an oxygen atom or a nitrogen atom) Represents a group, and R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen atoms.)
1 to 99 mol% of the repeating unit (I) represented by the general formula (2)

Figure 2006183001
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(式中、R〜Rは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又はハロゲン原子、ケイ素原子、酸素原子もしくは窒素原子を含む基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。mは0〜2の整数である。)
で表される繰り返し単位(II)1〜99モル%、および式(3)
(Wherein R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a group containing a halogen atom, a silicon atom, an oxygen atom or a nitrogen atom, which may be the same or different, And may be bonded to each other to form a ring, and m is an integer of 0 to 2.)
1 to 99 mol% of the repeating unit (II) represented by formula (3)

Figure 2006183001
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で表される繰り返し単位(III)0〜20モル%を含有し、かつ繰り返し単位(I)の含有量が繰り返し単位(III)の含有量より多いことを特徴とするランダム共重合体が提供される。 There is provided a random copolymer comprising 0 to 20 mol% of the repeating unit (III) represented by the formula (I) and the content of the repeating unit (I) being larger than the content of the repeating unit (III). The

前記RおよびRの少なくとも一つは、芳香環を有するものであることが好ましい。また、前記繰り返し単位(II)は芳香環を有するものであることが好ましい。 At least one of R 1 and R 2 preferably has an aromatic ring. The repeating unit (II) preferably has an aromatic ring.

本発明の第2によれば、一般式(4)   According to a second aspect of the present invention, the general formula (4)

Figure 2006183001
Figure 2006183001

(式中、RおよびRは前記と同じ意味を表す。)
で表される単量体および一般式(5)
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
And a monomer represented by the general formula (5)

Figure 2006183001
Figure 2006183001

(式中、R〜Rおよびmは前記と同じ意味を表す。)
で表される単量体を含む単量体混合物をメタセシス共重合してメタセシス共重合体を得る工程と、得られたメタセシス共重合体の主鎖中の炭素−炭素二重結合を水素化する工程とを有する、上記のランダム共重合体の製造方法が提供される。
(Wherein R 3 to R 6 and m have the same meaning as described above.)
A step of obtaining a metathesis copolymer by copolymerizing a monomer mixture containing a monomer represented by formula (1) and hydrogenating a carbon-carbon double bond in the main chain of the obtained metathesis copolymer. And a process for producing the random copolymer.

本発明の第3によれば、上記のランダム共重合体を成形してなる光学材料が提供される。   According to the third aspect of the present invention, there is provided an optical material formed by molding the above random copolymer.

本発明によれば、透明性、高屈折率性、低複屈折性に優れ、各種の成形用材料に使用可能であり、特に光学材料に適したランダム共重合体およびその製造方法が提供される。本発明の光学材料は、透明性、高屈折率性、低複屈折性、および低吸湿性に優れ、機械的強度が高いので、光ディスク、光学レンズ、光カード、光ファイバー、光学ミラー、液晶表示素子基板、導光板、偏光フィルム、位相差フィルムなどとして好適に用いることができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a random copolymer excellent in transparency, high refractive index, and low birefringence, usable for various molding materials, and particularly suitable for optical materials, and a method for producing the same are provided. . The optical material of the present invention is excellent in transparency, high refractive index, low birefringence, and low hygroscopicity, and has high mechanical strength. Therefore, an optical disk, an optical lens, an optical card, an optical fiber, an optical mirror, and a liquid crystal display element. It can be suitably used as a substrate, a light guide plate, a polarizing film, a retardation film or the like.

1)ランダム共重合体
本発明のランダム共重合体は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位(I)1〜99モル%、一般式(2)で表される繰り返し単位(II)1〜99モル%、および式(3)で表される繰り返し単位(III)0〜20モル%を含有し、かつ繰り返し単位(I)の含有量が繰り返し単位(III)の含有量より多いことを特徴とするランダム共重合体である。
1) Random Copolymer The random copolymer of the present invention has a repeating unit (I) of 1 to 99 mol% represented by the following general formula (1) and a repeating unit (II) represented by the general formula (2). 1 to 99 mol% and 0 to 20 mol% of the repeating unit (III) represented by the formula (3), and the content of the repeating unit (I) is larger than the content of the repeating unit (III). Is a random copolymer.

Figure 2006183001
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Figure 2006183001
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Figure 2006183001
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上記一般式(1)において、RおよびRは水素原子、ハロゲン原子、シリル基、又はハロゲン原子、ケイ素原子、酸素原子もしくは窒素原子を含む置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表す。ただし、RおよびRが同時に水素原子であることはない。 In the above general formula (1), R 1 and R 2 may have a hydrogen atom, a halogen atom, a silyl group, or a substituent having a halogen atom, a silicon atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom. 20 hydrocarbon groups are represented. However, R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen atoms.

およびRの具体例としては、水素原子;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子などのハロゲン原子;トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、およびトリクロロシリル基などのシリル基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、およびオクチル基などのアルキル基;フェニル基、ベンジル基、およびナフチル基などの芳香環を有する炭化水素基を挙げることができる。さらに、アルキル基または芳香環を有する炭化水素基は、ハロゲン原子;シリル基;アルコキシル基、アリールオキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、およびヒドロキシル基などの酸素原子を含む基;アミノ基、アミド基、およびニトリル基などの窒素原子を含む基;を置換基として有していてもよい。
なかでも、芳香環を有する炭化水素基;およびハロゲン原子、ケイ素原子、酸素原子、窒素原子を含む基を置換基として有するアルキル基または芳香環を有する炭化水素基;が好ましく、芳香環を有する炭化水素基が最も好ましい。
Specific examples of R 1 and R 2 include hydrogen atom; halogen atom such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom; trimethylsilyl group, triethylsilyl group, trimethoxysilyl group, triethoxysilyl group, and trichloro. Silyl groups such as silyl groups; alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, and octyl groups; aromatic rings such as phenyl, benzyl, and naphthyl groups The hydrocarbon group which has is mentioned. Furthermore, the hydrocarbon group having an alkyl group or an aromatic ring includes a halogen atom; a silyl group; a group containing an oxygen atom such as an alkoxyl group, an aryloxy group, a carbonyl group, a carboxyl group, and a hydroxyl group; an amino group, an amide group, And a group containing a nitrogen atom such as a nitrile group;
Among them, a hydrocarbon group having an aromatic ring; and an alkyl group having a group containing a halogen atom, a silicon atom, an oxygen atom or a nitrogen atom as a substituent or a hydrocarbon group having an aromatic ring; are preferred. A hydrogen group is most preferred.

上記一般式(2)において、R〜Rは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又はハロゲン原子、ケイ素原子、酸素原子もしくは窒素原子を含む基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。 In the general formula (2), R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a group containing a halogen atom, a silicon atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom, and they are the same or different. They may be bonded to each other to form a ring.

前記R〜Rの炭素数1〜20の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜20のアルキル基;ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、クロチル基等の炭素数2〜20のアルケニル基:エチニル基、プロパギル基等の炭素数2〜20のアルキニル基;フェニル基、ベンジル基、ナフチル基等の炭素数6〜20の芳香環を有する炭化水素基;等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms of R 3 to R 6 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group; a vinyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, and a crotyl group. Alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms such as: alkynyl groups having 2 to 20 carbon atoms such as ethynyl group and propargyl group; hydrocarbon groups having an aromatic ring having 6 to 20 carbon atoms such as phenyl group, benzyl group and naphthyl group And the like.

ハロゲン原子を含む基としては、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等のハロアルキル基;等が挙げられる。
ケイ素原子を含む基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、トリフェニル基等のシリル基;トリメチルシリルメチル基、2−トリメチルシリルエチル基等のシリル基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。
Examples of the group containing a halogen atom include halogen atoms such as fluorine atom and chlorine atom; haloalkyl groups such as trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group and pentafluoroethyl group;
Examples of the group containing a silicon atom include silyl groups such as trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, and triphenyl group; alkyl groups substituted with silyl groups such as trimethylsilylmethyl group and 2-trimethylsilylethyl group; Etc.

酸素原子を含む基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等のアルコキシル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;等が挙げられる。
窒素原子を含む基としては、アミノ基;メチルアミノ基等のモノ置換アミノ基;ジメチルアミノ基等のジ置換アミノ基;アミド基;N−メチルアミド基等のモノ置換アミド基;N,N−ジメチルアミド基等のジ置換アミド基;等が挙げられる。
Examples of the group containing an oxygen atom include an alkoxyl group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and an isopropoxy group; an alkoxycarbonyl group such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group and a t-butoxycarbonyl group;
Examples of the group containing a nitrogen atom include: an amino group; a monosubstituted amino group such as a methylamino group; a disubstituted amino group such as a dimethylamino group; an amide group; a monosubstituted amide group such as an N-methylamide group; A disubstituted amide group such as an amide group;

前記R〜Rは互いに結合して、環を形成していてもよい。かかる環としては、炭素原子のみからなるものであっても、酸素原子及び/又は窒素原子を含む環であってもよい。 R 3 to R 6 may be bonded to each other to form a ring. Such a ring may be composed of only carbon atoms, or may be a ring containing oxygen atoms and / or nitrogen atoms.

前記繰り返し単位(II)は、芳香環を有するものであることが好ましい。すなわち、前記R〜Rの少なくとも一つが、芳香環を有する炭化水素基であるか、またはR〜Rが互いに結合して芳香環を形成していることが好ましい。 The repeating unit (II) preferably has an aromatic ring. That is, it is preferable that at least one of R 3 to R 6 is a hydrocarbon group having an aromatic ring, or R 3 to R 6 are bonded to each other to form an aromatic ring.

mは0〜2の整数であり、0または1が好ましい。   m is an integer of 0 to 2, and 0 or 1 is preferable.

本発明のランダム共重合体において、繰り返し単位(I)の含有量は、1〜99モル%、好ましくは1〜90モル%、より好ましくは2〜80モル%、さらに好ましくは3〜70モル%、最も好ましくは5〜60モル%である。繰り返し単位(I)の含有量がこの範囲であると、特に低複屈折性に優れる。   In the random copolymer of the present invention, the content of the repeating unit (I) is 1 to 99 mol%, preferably 1 to 90 mol%, more preferably 2 to 80 mol%, still more preferably 3 to 70 mol%. Most preferably, it is 5 to 60 mol%. When the content of the repeating unit (I) is within this range, the low birefringence is particularly excellent.

また、繰り返し単位(II)の含有量は、1〜99モル%、好ましくは10〜99モル%、より好ましくは20〜98モル%、さらに好ましくは30〜97モル%、最も好ましくは40〜95モル%である。繰り返し単位(II)の含有量がこの範囲であると、低複屈折性と耐熱性のバランスに優れる。   The content of the repeating unit (II) is 1 to 99 mol%, preferably 10 to 99 mol%, more preferably 20 to 98 mol%, still more preferably 30 to 97 mol%, most preferably 40 to 95. Mol%. When the content of the repeating unit (II) is within this range, the balance between low birefringence and heat resistance is excellent.

本発明のランダム共重合体において、繰り返し単位(III)は任意成分であり、その含有量は、0〜20モル%、好ましくは0〜15モル%、より好ましくは0〜10モル%である。また、繰り返し単位(I)の含有量は繰り返し単位(III)の含有量より多い。繰り返し単位(III)の含有量が多すぎると、耐熱性の低下、複屈折の増大などという問題がある。   In the random copolymer of the present invention, the repeating unit (III) is an optional component, and the content thereof is 0 to 20 mol%, preferably 0 to 15 mol%, more preferably 0 to 10 mol%. Further, the content of the repeating unit (I) is larger than the content of the repeating unit (III). If the content of the repeating unit (III) is too large, there are problems such as a decrease in heat resistance and an increase in birefringence.

本発明のランダム共重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算値で、通常10,000〜1,000,000、好ましくは、15,000〜800,000、より好ましくは20,000〜600,000である。分子量が低すぎると、光学材料としての機械的強度に劣り、分子量が高すぎると、溶液粘度や溶融粘度が高すぎて、取り扱いが困難となる。   The weight average molecular weight (Mw) of the random copolymer of the present invention is a polystyrene conversion value measured by gel permeation chromatography, and is usually 10,000 to 1,000,000, preferably 15,000 to 800. 20,000, more preferably 20,000 to 600,000. If the molecular weight is too low, the mechanical strength as an optical material is inferior, and if the molecular weight is too high, the solution viscosity and the melt viscosity are too high, making handling difficult.

本発明のランダム共重合体のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは50〜250℃、より好ましくは80〜200℃である。Tgがこの範囲であると、光学材料としての成形性と使用時の耐熱性に優れる。   The glass transition temperature (Tg) of the random copolymer of the present invention is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 80 to 200 ° C. When Tg is within this range, the moldability as an optical material and the heat resistance during use are excellent.

本発明のランダム共重合体は、少なくとも繰り返し単位(I)および繰り返し単位(II)がランダムに結合した共重合体である。ランダムに結合していることは、共重合体の二次元NMRスペクトル分析を行うことにより、繰り返し単位(I)および繰り返し単位(II)が隣り合う結合に由来するシグナルが観測されることで確認できる。また、共重合体のガラス転移温度(Tg)を測定すると、ランダム共重合による1つのTgが観測されることでも確認することができる。   The random copolymer of the present invention is a copolymer in which at least repeating unit (I) and repeating unit (II) are bonded at random. Random bonding can be confirmed by observing signals derived from bonds adjacent to the repeating unit (I) and the repeating unit (II) by performing two-dimensional NMR spectrum analysis of the copolymer. . Further, when the glass transition temperature (Tg) of the copolymer is measured, it can be confirmed that one Tg by random copolymerization is observed.

さらに、後述する本発明の製造方法により、一般式(4)で表される単量体および一般式(5)で表される単量体を含む単量体混合物をメタセシス共重合してメタセシス共重合体を得、次いで得られたメタセシス共重合体を水素化して本発明のランダム共重合体を得る場合には、該メタセシス共重合体がランダムに共重合していることを確認してもよい。一般式(4)で表される単量体および一般式(5)で表される単量体がランダムに共重合したメタセシス共重合体を水素化すると、得られる水素化物は本発明のランダム共重合体となる。   Further, by the production method of the present invention, which will be described later, a monomer mixture containing the monomer represented by the general formula (4) and the monomer represented by the general formula (5) is subjected to metathesis copolymerization. When a polymer is obtained and then the obtained metathesis copolymer is hydrogenated to obtain the random copolymer of the present invention, it may be confirmed that the metathesis copolymer is randomly copolymerized. . When the metathesis copolymer obtained by random copolymerization of the monomer represented by the general formula (4) and the monomer represented by the general formula (5) is hydrogenated, the resulting hydride is converted into the random copolymer of the present invention. It becomes a polymer.

具体的には、Polymer,第34巻,1490−1495頁,1993年に記載の方法により確認できる。すなわち、メタセシス共重合体について、上記と同様に二次元NMRスペクトル測定を行うことで、ランダムに共重合していることを確認できる。また、一般式(4)で表される単量体の単独重合体と比較して、紫外−可視領域における吸収が低波長側にシフトしていることでも確認できる。紫外−可視領域における吸収波長のシフトは、紫外分光法で測定することができる。また、メタセシス共重合体の種類によっては、目視による色の変化で確認できる場合もある。例えば、フェニルアセチレンを六塩化タングステンを触媒に用いて単独重合すると、得られる重合体は赤色を呈するが、フェニルアセチレンと一般式(5)で表される単量体とがランダムに共重合すると黄色または橙色となる。そして、このようなメタセシス共重合体を水素化すると、無色の本発明のランダム共重合体が得られる。   Specifically, it can be confirmed by the method described in Polymer, 34, 1490-1495, 1993. That is, about a metathesis copolymer, it can confirm that it has copolymerized at random by performing a two-dimensional NMR spectrum measurement like the above. It can also be confirmed that the absorption in the ultraviolet-visible region is shifted to the lower wavelength side as compared with the homopolymer of the monomer represented by the general formula (4). The shift of the absorption wavelength in the ultraviolet-visible region can be measured by ultraviolet spectroscopy. Further, depending on the type of the metathesis copolymer, it may be confirmed by visual color change. For example, when phenylacetylene is homopolymerized using tungsten hexachloride as a catalyst, the resulting polymer is red, but when phenylacetylene and the monomer represented by the general formula (5) are randomly copolymerized, yellow Or it turns orange. When such a metathesis copolymer is hydrogenated, a colorless random copolymer of the present invention is obtained.

2)ランダム共重合体の製造方法
本発明の製造方法は、下記一般式(4)で表される単量体および一般式(5)で表される単量体を含む単量体混合物をメタセシス共重合してメタセシス共重合体を得る工程と、得られたメタセシス共重合体の主鎖中の炭素−炭素二重結合を水素化する工程とを有する、上記本発明のランダム共重合体の製造方法である。
2) Method for Producing Random Copolymer The production method of the present invention involves metathesis of a monomer mixture containing the monomer represented by the following general formula (4) and the monomer represented by the general formula (5). Production of the random copolymer of the present invention having a step of copolymerizing to obtain a metathesis copolymer and a step of hydrogenating a carbon-carbon double bond in the main chain of the obtained metathesis copolymer Is the method.

Figure 2006183001
Figure 2006183001

Figure 2006183001
Figure 2006183001

一般式(4)において、RおよびRは前記と同じ意味を表す。また、一般式(5)において、R〜Rおよびmは前記と同じ意味を表す。 In the general formula (4), R 1 and R 2 represent the same meaning as described above. In the general formula (5), R 3 ~R 6 and m are as defined above.

一般式(4)で表される単量体としては、具体的には、プロピン、1−ブチン、2−ブチン、1−ヘキシン、1−オクチン、およびt−ブチルアセチレンなどの直鎖状または分岐鎖状のアルキン類;フェニルアセチレン、ジフェニルアセチレン、および(メチルフェニル)アセチレンなどの芳香環を有するアルキン類;トリメチルシリルアセチレンおよびトリメチルシリルプロピンなどのシリル基を有するアルキン類;クロロプロピンおよびクロロヘキシンなどのハロゲン原子を有するアルキン類;が挙げられる。中でも、芳香環を有するアルキン類が好ましく、フェニルアセチレンが特に好ましい。   Specific examples of the monomer represented by the general formula (4) include linear or branched such as propyne, 1-butyne, 2-butyne, 1-hexyne, 1-octyne, and t-butylacetylene. Chain alkynes; Alkynes having aromatic rings such as phenylacetylene, diphenylacetylene, and (methylphenyl) acetylene; Alkynes having silyl groups such as trimethylsilylacetylene and trimethylsilylpropyne; Halogens such as chloropropyne and chlorohexyne And alkynes having an atom. Among them, alkynes having an aromatic ring are preferable, and phenylacetylene is particularly preferable.

一般式(5)で表される単量体としては、一般式(5)においてmが0であるノルボルネン類、mが1であるテトラシクロドデセン類、およびmが2であるヘキサシクロヘプタデセン類が挙げられる。   As the monomer represented by the general formula (5), norbornenes in which m is 0 in the general formula (5), tetracyclododecenes in which m is 1, and hexacycloheptadecene in which m is 2 Kind.

mが0であるノルボルネン類の具体例としては、ノルボルネン、5−メチルノルボルネン、5−エチルノルボルネン、5−シクロヘキシルノルボルネン、5−シクロペンチルノルボルネン等の無置換又はアルキル基を有するノルボルネン類;5−メチリデンノルボルネン、5−エチリデンノルボルネン、5−ビニルノルボルネン、5−シクロヘキセニルノルボルネン、5−シクロペンテニルノルボルネン等のアルケニル基を有するノルボルネン類;5−フェニルノルボルネン等の芳香環を有するノルボルネン類;   Specific examples of norbornenes in which m is 0 include norbornenes having an unsubstituted or alkyl group such as norbornene, 5-methylnorbornene, 5-ethylnorbornene, 5-cyclohexylnorbornene, and 5-cyclopentylnorbornene; 5-methylidene; Norbornenes having an alkenyl group such as norbornene, 5-ethylidenenorbornene, 5-vinylnorbornene, 5-cyclohexenylnorbornene, 5-cyclopentenylnorbornene; norbornenes having an aromatic ring such as 5-phenylnorbornene;

5−メトキシカルボニルノルボルネン、5−エトキシカルボニルノルボルネン、5−メチル−5−メトキシカルボニルノルボルネン、ノルボルネニル−2−メチルプロピオネイト、ノルボルネン−5,6−ジカルボン酸無水物、5−ヒドロキシメチルノルボルネン、5,6−ジ(ヒドロキシメチル)ノルボルネン、5,5−ジ(ヒドロキシメチル)ノルボルネン、5,6−ジカルボキシノルボルネン、5−メトキシカルボニル−6−カルボキシノルボルネン等の酸素原子を含む基を有するノルボルネン類;5−シアノノルボルネン、ノルボルネン−5,6−ジカルボン酸イミド等の窒素原子を含む基を有するノルボルネン類;   5-methoxycarbonylnorbornene, 5-ethoxycarbonylnorbornene, 5-methyl-5-methoxycarbonylnorbornene, norbornenyl-2-methylpropionate, norbornene-5,6-dicarboxylic anhydride, 5-hydroxymethylnorbornene, 5, Norbornenes having a group containing an oxygen atom such as 6-di (hydroxymethyl) norbornene, 5,5-di (hydroxymethyl) norbornene, 5,6-dicarboxynorbornene, 5-methoxycarbonyl-6-carboxynorbornene; 5 -Norbornenes having a group containing a nitrogen atom such as cyanonorbornene, norbornene-5,6-dicarboxylic imide;

ジシクロペンタジエン、トリシクロ[4.3.12,5.0]デカ−3−エン等の、一般式(5)においてRとRが互いに結合して五員環を形成している単量体;テトラシクロ[6.5.12,5.01,6.08,13]トリデカ−3,8,10,12−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロフルオレンともいう)、テトラシクロ[6.6.12,5.01,6.08,13]テトラデカ−3,8,10,12−テトラエン(1,4−メタノ−1,4,4a,5,10,10a−ヘキサヒドロアントラセンともいう)等の、一般式(5)においてR〜Rが互いに結合して芳香環を形成している単量体;等が挙げられる。 Dicyclopentadiene, tricyclo [4.3.1 2,5 . 0] Dec-3-ene or the like, a monomer in which R 4 and R 6 are bonded to each other to form a five-membered ring in the general formula (5); tetracyclo [6.5.1, 2, 5 . 0 1,6 . 0 8,13] trideca -3,8,10,12- tetraene (1,4-methano -1,4,4a, also referred 9a- tetrahydrofluorene), tetracyclo [6.6.1 2,5. 0 1,6 . 0 8,13] tetradeca -3,8,10,12- tetraene (1,4-methano -1,4,4a, 5,10,10a also called hexa hydro anthracene) such, in the general formula (5) A monomer in which R 3 to R 6 are bonded to each other to form an aromatic ring; and the like.

mが1であるテトラシクロドデセン類の具体例としては、テトラシクロドデセン、8−メチルテトラシクロドデセン、8−シクロヘキシルテトラシクロドデセン等の無置換又はアルキル基を有するテトラシクロドデセン類;8−メチリデンテトラシクロドデセン、8−エチリデンテトラシクロドデセン、8−ビニルテトラシクロドデセン、8−シクロヘキセニルテトラシクロドデセン等のアルケニル基を有するテトラシクロドデセン類;8−フェニルテトラシクロドデセン等の芳香環を有するテトラシクロドデセン類;   Specific examples of tetracyclododecenes in which m is 1 include tetracyclododecenes having an unsubstituted or alkyl group such as tetracyclododecene, 8-methyltetracyclododecene, and 8-cyclohexyltetracyclododecene. Tetracyclododecenes having an alkenyl group such as 8-methylidenetetracyclododecene, 8-ethylidenetetracyclododecene, 8-vinyltetracyclododecene, 8-cyclohexenyltetracyclododecene, etc .; 8-phenyltetra Tetracyclododecenes having an aromatic ring such as cyclododecene;

8−メトキシカルボニルテトラシクロドデセン、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロドデセン、8−カルボキシテトラシクロドデセン、テトラシクロドデセン−8,9−ジカルボン酸、テトラシクロドデセン−8,9−ジカルボン酸無水物等の酸素原子を含む基を有するテトラシクロドデセン類;8−シアノテトラシクロドデセン、テトラシクロドデセン−8,9−ジカルボン酸イミド等の窒素原子を含む基を有するテトラシクロドデセン類;8−クロロテトラシクロドデセン等のハロゲン原子を含む基を有するテトラシクロドデセン類;等が挙げられる。   8-methoxycarbonyltetracyclododecene, 8-methyl-8-methoxycarbonyltetracyclododecene, 8-carboxytetracyclododecene, tetracyclododecene-8,9-dicarboxylic acid, tetracyclododecene-8,9 -Tetracyclododecenes having a group containing an oxygen atom such as dicarboxylic acid anhydride; Tetra having a group containing a nitrogen atom such as 8-cyanotetracyclododecene, tetracyclododecene-8,9-dicarboxylic imide Cyclododecenes; tetracyclododecenes having a group containing a halogen atom such as 8-chlorotetracyclododecene; and the like.

また、mが2であるヘキサシクロヘプタデセン類としては、上記のテトラシクロドデセン類とシクロペンタジエンとのディールズ・アルダー付加体をいずれも用いることができる。   As the hexacycloheptadecenes where m is 2, any Diels-Alder adduct of the above-mentioned tetracyclododecenes and cyclopentadiene can be used.

これらの中でも、芳香環を有するノルボルネン類;一般式(5)においてR〜Rが互いに結合して芳香環を形成している単量体;および芳香環を有するテトラシクロドデセン類が好ましい。 Among these, norbornenes having an aromatic ring; monomers in which R 3 to R 6 are bonded to each other to form an aromatic ring in the general formula (5); and tetracyclododecenes having an aromatic ring are preferable. .

本発明で用いられる単量体混合物は、上記の一般式(4)で表される単量体および一般式(5)で表される単量体の他に、これらとメタセシス共重合可能な単量体を共重合させてもよい。このような単量体としては、アセチレン、環状モノオレフィンおよび環状ジオレフィンが挙げられる。   In addition to the monomer represented by the general formula (4) and the monomer represented by the general formula (5), the monomer mixture used in the present invention is a monomer that can be copolymerized with these. The monomer may be copolymerized. Such monomers include acetylene, cyclic monoolefins and cyclic diolefins.

環状モノオレフィンの具体例としては、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、フェニルシクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、フェニルシクロオクテン等が挙げられる。環状ジオレフィンの具体例としては、シクロヘキサジエン、メチルシクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、フェニルシクロオクタジエン等が挙げられる。   Specific examples of the cyclic monoolefin include cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, phenylcyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, phenylcyclooctene and the like. Specific examples of the cyclic diolefin include cyclohexadiene, methylcyclohexadiene, cyclooctadiene, phenylcyclooctadiene and the like.

本発明の製造方法における各単量体の使用量の比は、得られるランダム共重合体中の、前記繰り返し単位(I)〜(III)の含有率(組成比)が上記範囲となるように適宜選択される。すなわち、単量体混合物として一般式(4)で表される単量体、一般式(5)で表される単量体およびアセチレンのみを用いる場合であって、メタセシス共重合における重合転化率が100%の場合には、これらの単量体の使用量の比は、所望のランダム共重合体における組成比と同じである。また、重合転化率が100%未満の場合には、単量体の使用量の比と得られる共重合体の組成比との相関を求めることにより、所望のランダム共重合体の組成比に合わせて使用量を決めればよい。   The ratio of the amount of each monomer used in the production method of the present invention is such that the content (composition ratio) of the repeating units (I) to (III) in the obtained random copolymer is in the above range. It is selected appropriately. That is, in the case where only the monomer represented by the general formula (4), the monomer represented by the general formula (5) and acetylene are used as the monomer mixture, and the polymerization conversion rate in the metathesis copolymerization is In the case of 100%, the ratio of the amounts of these monomers used is the same as the composition ratio in the desired random copolymer. Also, when the polymerization conversion is less than 100%, the correlation between the ratio of the amount of monomer used and the composition ratio of the resulting copolymer is obtained to match the composition ratio of the desired random copolymer. You can decide how much to use.

また、環状モノオレフィンまたは環状ジオレフィンを開環メタセシス重合し、水素化して得られる単量体単位は直鎖状の構造となり、繰り返し単位(III)および繰り返し単位(I)を組み合わせた構造となる。例えば、シクロオクテンを開環メタセシス重合し、水素化すると、シクロオクテン1モルあたり繰り返し単位(III)が4モル生成する。また、シクロオクテンに代えてフェニルシクロオクテンを用いた場合は、フェニルシクロオクテン1モルあたり繰り返し単位(III)が3モルと繰り返し単位(I)が1モル生成することになる。従って、単量体混合物がさらに環状モノオレフィンまたは環状ジオレフィンを含有する場合は、各単量体の使用量は、これらの単量体から生成する繰り返し単位(III)および繰り返し単位(I)の量を考慮して決定される。   The monomer unit obtained by ring-opening metathesis polymerization of a cyclic monoolefin or cyclic diolefin and hydrogenating has a linear structure, and has a structure in which the repeating unit (III) and the repeating unit (I) are combined. . For example, when cyclooctene is subjected to ring-opening metathesis polymerization and hydrogenated, 4 moles of repeating units (III) are produced per mole of cyclooctene. When phenylcyclooctene is used instead of cyclooctene, 3 moles of repeating unit (III) and 1 mole of repeating unit (I) are produced per mole of phenylcyclooctene. Therefore, when the monomer mixture further contains a cyclic monoolefin or a cyclic diolefin, the amount of each monomer used depends on the repeating units (III) and (I) generated from these monomers. It is determined in consideration of the amount.

本発明の製造方法では、上記の単量体混合物を、メタセシス重合触媒の存在下にメタセシス共重合させる工程を有する。メタセシス重合触媒は、周期表第4〜8族遷移金属の化合物であって、前記単量体混合物をメタセシス共重合できる触媒であればどのようなものでもよい。   The production method of the present invention includes a step of copolymerizing the monomer mixture in the presence of a metathesis polymerization catalyst. The metathesis polymerization catalyst may be any compound as long as it is a compound of a transition metal of Group 4 to 8 of the periodic table and can metathesis copolymerize the monomer mixture.

メタセシス重合触媒としては、例えば、(i)主触媒である遷移金属化合物と助触媒として機能するアルキル化剤またはルイス酸(以下、単に「助触媒」という場合がある。)との組み合わせによるメタセシス重合触媒、(ii)周期表第4〜8族遷移金属のカルベン錯体触媒、(iii)メタラシクロブタン錯体触媒等が挙げられる。これらのメタセシス反応触媒は単独で、または2種類以上を混合して使用することができる。これらの中でも、(i)主触媒である遷移金属化合物と助触媒との組み合わせによるメタセシス重合触媒が活性が高く好ましい。   Examples of the metathesis polymerization catalyst include (i) metathesis polymerization by a combination of a transition metal compound as a main catalyst and an alkylating agent or a Lewis acid functioning as a cocatalyst (hereinafter sometimes simply referred to as “cocatalyst”). A catalyst, (ii) a carbene complex catalyst of Group 4-8 transition metal of the periodic table, and (iii) a metallacyclobutane complex catalyst. These metathesis reaction catalysts can be used alone or in admixture of two or more. Among these, (i) a metathesis polymerization catalyst comprising a combination of a transition metal compound as a main catalyst and a cocatalyst is preferable because of its high activity.

上記(i)で主触媒として用いられる遷移金属化合物としては、モリブデンまたはタングステンの化合物が好ましい。また、該遷移金属化合物としては、ハロゲン基、イミド基、アルコキシル基、アリロキシ基またはカルボニル基を配位子として有する化合物が好ましく、ハロゲン基を有する化合物がより好ましい。具体的には、MoBr、MoBr、MoBr、MoCl、MoCl、MoF、MoOCl、MoOF等のハロゲン基を有するモリブデン化合物;WBr、WCl、WBr、WCl、WCl、WCl、WF、WI、WOBr、WOCl、WOF、WCl(OCCl等のハロゲン基を有するタングステン化合物;が挙げられる。 The transition metal compound used as the main catalyst in the above (i) is preferably a molybdenum or tungsten compound. Further, as the transition metal compound, a compound having a halogen group, an imide group, an alkoxyl group, an allyloxy group or a carbonyl group as a ligand is preferable, and a compound having a halogen group is more preferable. Specifically, molybdenum compounds having a halogen group such as MoBr 2 , MoBr 3 , MoBr 4 , MoCl 4 , MoCl 5 , MoF 4 , MoOCl 4 , MoOF 4 ; WBr 2 , WCl 2 , WBr 4 , WCl 4 , WCl 5 , tungsten compounds having a halogen group such as WCl 6 , WF 4 , WI 2 , WOBr 4 , WOCl 4 , WOF 4 , WCl 4 (OC 6 H 4 Cl 2 ) 2 .

助触媒として機能するアルキル化剤またはルイス酸としては、周期表第1族、第2族、第12族、第13族、および第14族の有機金属の化合物を挙げることができる。なかでも、有機リチウム、有機マグネシウム、有機亜鉛、有機アルミニウム、および有機スズが好ましく、有機リチウム、有機アルミニウム、および有機スズが特に好ましい。   Examples of the alkylating agent or Lewis acid that functions as a cocatalyst include compounds of Group 1, Group 2, Group 12, Group 13, and Group 14 organometallic compounds of the periodic table. Among these, organic lithium, organic magnesium, organic zinc, organic aluminum, and organic tin are preferable, and organic lithium, organic aluminum, and organic tin are particularly preferable.

有機リチウムとしては、n−ブチルリチウム、メチルリチウム、フェニルリチウム、ネオペンチルリチウム、ネオフィルリチウムなどを挙げることができる。
有機マグネシウムとしては、ブチルエチルマグネシウム、ブチルオクチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、エチルマグネシウムクロリド、n−ブチルマグネシウムクロリド、アリルマグネシウムブロミド、ネオペンチルマグネシウムクロリド、ネオフィルマグネシウムクロリドなどを挙げることができる。
Examples of the organic lithium include n-butyllithium, methyllithium, phenyllithium, neopentyllithium, and neophyllithium.
Examples of the organic magnesium include butylethylmagnesium, butyloctylmagnesium, dihexylmagnesium, ethylmagnesium chloride, n-butylmagnesium chloride, allylmagnesium bromide, neopentylmagnesium chloride, neophyllmagnesium chloride and the like.

有機亜鉛としては、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジフェニル亜鉛などを挙げることができる。
有機アルミニウムとしては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、エチルアルミニウムジエトキシドなどの有機アルミニウム化合物を挙げることができる。さらに、上記の有機アルミニウムと水との反応によって得られる従来公知のアルミノキサンを挙げることができる。
有機スズとしては、テトラメチルスズ、テトラ(n−ブチル)スズ、テトラフェニルスズなどを挙げることができる。
Examples of the organic zinc include dimethyl zinc, diethyl zinc, and diphenyl zinc.
Examples of the organoaluminum include organoaluminum compounds such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, diethylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride, ethylaluminum dichloride, diethylaluminum ethoxide, and ethylaluminum diethoxide. Furthermore, the conventionally well-known aluminoxane obtained by reaction of said organoaluminum and water can be mentioned.
Examples of the organic tin include tetramethyltin, tetra (n-butyl) tin, and tetraphenyltin.

メタセシス共重合における、単量体混合物に対する重合触媒の割合は、主触媒中の遷移金属:単量体が、モル比で、通常1:100〜1:2,000,000、好ましくは1:200〜1,000,000、より好ましくは1:500〜1:500,000である。触媒量が多すぎると触媒除去が困難となり、少なすぎると十分な重合活性が得られない場合がある。   In the metathesis copolymerization, the ratio of the polymerization catalyst to the monomer mixture is usually 1: 100 to 1: 2,000,000, preferably 1: 200 in terms of molar ratio of transition metal: monomer in the main catalyst. To 1,000,000, more preferably 1: 500 to 1: 500,000. If the amount of catalyst is too large, catalyst removal becomes difficult, and if it is too small, sufficient polymerization activity may not be obtained.

助触媒の使用量は、用いる化合物によって異なるが、主触媒中の遷移金属に対して、モル比で0.1〜10,000倍が好ましく、0.2〜5,000倍がより好ましく、0.5〜2,000倍が特に好ましい。使用量が0.1倍以下では重合活性が向上せず、10,000倍以上であると、副反応が起こりやすくなる。   The amount of the cocatalyst used varies depending on the compound used, but is preferably 0.1 to 10,000 times, more preferably 0.2 to 5,000 times in terms of molar ratio to the transition metal in the main catalyst. It is particularly preferably 5 to 2,000 times. When the amount used is 0.1 times or less, the polymerization activity is not improved, and when it is 10,000 times or more, side reactions tend to occur.

重合反応は、単量体混合物とメタセシス重合触媒とを混合することにより開始される。重合反応温度は特に制限はないが、一般には、−30℃〜+200℃、好ましくは0℃〜+180℃である。重合反応時間は、1分間〜100時間で、特に制限はない。   The polymerization reaction is initiated by mixing the monomer mixture and the metathesis polymerization catalyst. The polymerization reaction temperature is not particularly limited, but is generally −30 ° C. to + 200 ° C., preferably 0 ° C. to + 180 ° C. The polymerization reaction time is 1 minute to 100 hours and is not particularly limited.

本発明においては、重合反応は通常有機溶媒中で行う。本発明で用いる有機溶媒は、得られるメタセシス共重合体およびその水素化物が所定の条件で溶解または分散し、重合に影響しないものであれば、特に限定されないが、工業的に汎用なものが好ましい。   In the present invention, the polymerization reaction is usually carried out in an organic solvent. The organic solvent used in the present invention is not particularly limited as long as the obtained metathesis copolymer and its hydride are dissolved or dispersed under predetermined conditions and do not affect the polymerization, but industrially general-purpose ones are preferable. .

このような有機溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ビシクロヘプタン、トリシクロデカン、ヘキサヒドロインデン、シクロオクタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン含有脂肪族溶媒;クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン含有芳香族溶媒;ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリルなどの含窒素溶媒;ジエチルエ−テル、テトラヒドロフランなどの脂肪族エ−テル類;アニソール、フェネトールなどの芳香族エーテル類;などが挙げられるが、これらの溶媒の中でも、工業的に汎用な芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、脂肪族エーテル類、芳香族エーテル類が好ましい。   Specific examples of such organic solvents include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane; cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, dimethylcyclohexane, trimethylcyclohexane, ethylcyclohexane, diethylcyclohexane, decahydronaphthalene, bicycloheptane, Alicyclic hydrocarbons such as tricyclodecane, hexahydroindene and cyclooctane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogen-containing aliphatic solvents such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane; chlorobenzene and di Halogen-containing aromatic solvents such as chlorobenzene; nitrogen-containing solvents such as nitromethane, nitrobenzene, and acetonitrile; aliphatic ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran Aromatic ethers such as anisole and phenetole; among these solvents, among these solvents, industrially versatile aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aliphatic ethers, aromatics Ethers are preferred.

重合反応を溶媒中で行う場合には、単量体混合物の濃度は、溶媒と単量体混合物の合計量に対し1〜50重量%が好ましく、2〜45重量%がより好ましく、3〜40重量%が特に好ましい。単量体混合物の濃度が1重量%以下の場合は生産性が悪く、50重量%以上の場合は重合後の溶液粘度が高すぎて、その後の水素化反応が困難となる場合がある。   When the polymerization reaction is carried out in a solvent, the concentration of the monomer mixture is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 2 to 45% by weight, more preferably 3 to 40% based on the total amount of the solvent and the monomer mixture. Weight percent is particularly preferred. When the concentration of the monomer mixture is 1% by weight or less, the productivity is poor, and when it is 50% by weight or more, the solution viscosity after polymerization is too high, and the subsequent hydrogenation reaction may be difficult.

また、重合反応においては、メタセシス共重合体の分子量を調整するために分子量調整剤を添加することができる。分子量調整剤としては、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどのα−オレフィン類;スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、アリルグリシジルエーテル、酢酸アリル、アリルアルコール、グリシジルメタクリレートなどの酸素含有ビニル化合物;アリルクロライドなどのハロゲン含有ビニル化合物;アクリルアミドなどの窒素含有ビニル化合物;1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、2−メチル−1,4−ペンタジエン、2,5−ジメチル−1,5-ヘキサジエンなどの非共役ジエン;1,3-ブタジエン、2−メチル−1,3-ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンなどの共役ジエン;を挙げることができる。添加する分子量調整剤の量は所望の分子量により、単量体混合物に対して、0.1〜10モル%の間で任意に選択することができる。   In the polymerization reaction, a molecular weight modifier can be added to adjust the molecular weight of the metathesis copolymer. Examples of molecular weight modifiers include α-olefins such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene and 1-octene; aromatic vinyl compounds such as styrene and vinyltoluene; ethyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, allyl glycidyl ether, acetic acid Oxygen-containing vinyl compounds such as allyl, allyl alcohol and glycidyl methacrylate; halogen-containing vinyl compounds such as allyl chloride; nitrogen-containing vinyl compounds such as acrylamide; 1,4-pentadiene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, 1 , 6-heptadiene, 2-methyl-1,4-pentadiene, 2,5-dimethyl-1,5-hexadiene and other non-conjugated dienes; 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2, 3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3- Ntajien, a conjugated diene such as 1,3-hexadiene; can be mentioned. The amount of the molecular weight modifier to be added can be arbitrarily selected from 0.1 to 10 mol% based on the monomer mixture depending on the desired molecular weight.

本発明の製造方法は、上記で得られたメタセシス共重合体の主鎖中の炭素−炭素二重結合を水素化する工程を有する。水素化反応は、水素化触媒の存在下で、上記メタセシス共重合体に水素を付加させて行う。   The production method of the present invention includes a step of hydrogenating a carbon-carbon double bond in the main chain of the metathesis copolymer obtained above. The hydrogenation reaction is performed by adding hydrogen to the metathesis copolymer in the presence of a hydrogenation catalyst.

本発明の製造方法における、メタセシス共重合体の主鎖中の炭素−炭素二重結合の水素化率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上である。水素化率が低いと、得られる水素化物、すなわち本発明のランダム共重合体が耐熱性に劣る場合がある。   In the production method of the present invention, the hydrogenation rate of the carbon-carbon double bond in the main chain of the metathesis copolymer is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and still more preferably 95% or more. When the hydrogenation rate is low, the resulting hydride, that is, the random copolymer of the present invention may have poor heat resistance.

水素化反応において、上記単量体混合物の置換基であるR〜Rが炭素−炭素不飽和結合を有する場合には、該不飽和結合が水素化されてもよい。該不飽和結合が炭素−炭素二重結合である場合の水素化率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上である。炭素−炭素二重結合の水素化率が高いほど、得られる水素化物の耐熱性を高めることができる。また上記不飽和結合が芳香環である場合の芳香環の水素化率は、好ましくは50%以下、より好ましくは30%以下、さらに好ましくは10%以下である。芳香環の水素化率が低いと、得られる本発明のランダム共重合体は分子中に芳香環を有するので、屈折率の高いランダム共重合体とできる。 In the hydrogenation reaction, when R 1 to R 6 which are substituents of the monomer mixture have a carbon-carbon unsaturated bond, the unsaturated bond may be hydrogenated. When the unsaturated bond is a carbon-carbon double bond, the hydrogenation rate is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and further preferably 95% or more. The higher the hydrogenation rate of the carbon-carbon double bond, the higher the heat resistance of the resulting hydride. When the unsaturated bond is an aromatic ring, the hydrogenation rate of the aromatic ring is preferably 50% or less, more preferably 30% or less, and still more preferably 10% or less. When the hydrogenation rate of the aromatic ring is low, the random copolymer of the present invention obtained has an aromatic ring in the molecule, so that it can be a random copolymer having a high refractive index.

水素化触媒としては、オレフィン化合物の水素化に際して一般に使用されているものであれば使用可能であり、特に制限されないが、例えば、次のようなものが挙げられる。   Any hydrogenation catalyst can be used as long as it is generally used in the hydrogenation of olefin compounds, and is not particularly limited. Examples thereof include the following.

均一系触媒としては、遷移金属化合物とアルカリ金属化合物の組み合わせからなる触媒系、例えば、酢酸コバルト/トリエチルアルミニウム、ニッケルアセチルアセトナート/トリイソブチルアルミニウム、チタノセンジクロリド/n-ブチルリチウム、ジルコノセンジクロリド/sec−ブチルリチウム、テトラブトキシチタネート/ジメチルマグネシウムなどの組み合わせが挙げられる。さらに、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、クロロヒドリドカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウムなどの貴金属錯体触媒も挙げることができる。   As the homogeneous catalyst, a catalyst system comprising a combination of a transition metal compound and an alkali metal compound, such as cobalt acetate / triethylaluminum, nickel acetylacetonate / triisobutylaluminum, titanocene dichloride / n-butyllithium, zirconocene dichloride / sec- Examples include butyl lithium, tetrabutoxy titanate / dimethyl magnesium, and the like. Further examples include noble metal complex catalysts such as dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, chlorohydridocarbonyltris (triphenylphosphine) ruthenium, chlorotris (triphenylphosphine) rhodium.

不均一触媒としては、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、又はこれらの金属をカーボン、シリカ、ケイソウ土、アルミナ、酸化チタンなどの担体に担持させた固体触媒、例えば、ニッケル/シリカ、ニッケル/ケイソウ土、ニッケル/アルミナ、パラジウム/カーボン、パラジウム/シリカ、パラジウム/ケイソウ土、パラジウム/アルミナなどの触媒系が挙げられる。   As the heterogeneous catalyst, nickel, palladium, platinum, rhodium, ruthenium, or a solid catalyst in which these metals are supported on a support such as carbon, silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, for example, nickel / silica, nickel / Examples of the catalyst system include diatomaceous earth, nickel / alumina, palladium / carbon, palladium / silica, palladium / diatomaceous earth, and palladium / alumina.

水素化反応は、通常、不活性有機溶媒中で実施する。このような不活性有機溶媒としては、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素;ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、デカヒドロナフタレンなどの脂環族炭化水素;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類;などが挙げられる。
不活性有機溶媒は、通常は、重合反応に用いる溶媒と同じで良く、重合反応で得られたメタセシス共重合体を単離することなく、重合反応溶液に上記の水素化触媒を添加して反応させればよい。
The hydrogenation reaction is usually carried out in an inert organic solvent. Examples of such inert organic solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; aliphatic hydrocarbons such as pentane and hexane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and decahydronaphthalene; tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, and the like. Ethers; and the like.
The inert organic solvent is usually the same as the solvent used for the polymerization reaction, and the reaction is carried out by adding the above hydrogenation catalyst to the polymerization reaction solution without isolating the metathesis copolymer obtained by the polymerization reaction. You can do it.

水素化反応の条件は、使用する水素化触媒によっても異なるが、反応温度は通常−20℃〜+250℃、好ましくは−10℃〜+220℃、より好ましくは0℃〜+200℃である。反応温度が低すぎると反応速度が遅く、高すぎると副反応が起こる場合がある。水素圧力は、通常0.01〜20MPa、好ましくは0.05〜15MPa、より好ましくは0.1〜10MPaである。水素圧力が低すぎると水素化速度が遅くなり、高すぎると高耐圧反応装置が必要となる。反応時間は所望の水素化率とできれば特に限定されないが、通常0.1〜10時間である。   The conditions for the hydrogenation reaction vary depending on the hydrogenation catalyst used, but the reaction temperature is usually -20 ° C to + 250 ° C, preferably -10 ° C to + 220 ° C, more preferably 0 ° C to + 200 ° C. If the reaction temperature is too low, the reaction rate is slow, and if it is too high, side reactions may occur. The hydrogen pressure is usually 0.01 to 20 MPa, preferably 0.05 to 15 MPa, and more preferably 0.1 to 10 MPa. If the hydrogen pressure is too low, the hydrogenation rate is slow, and if it is too high, a high pressure reactor is required. Although reaction time will not be specifically limited if it can be set as the desired hydrogenation rate, Usually, it is 0.1 to 10 hours.

上記のメタセシス共重合体が芳香環を有する場合には、触媒としてパラジウムもしくはルテニウムを含有する不均一触媒、または貴金属錯体触媒を用いることが好ましい。これらの触媒を用いることで、芳香環を水素化することなく選択的に炭素−炭素二重結合を水素化することができる。また、その他の触媒を用いる場合であっても、水素化反応温度の上限を150℃、好ましくは120℃とすることで、選択的に炭素−炭素二重結合を水素化することができる。   When the metathesis copolymer has an aromatic ring, it is preferable to use a heterogeneous catalyst containing palladium or ruthenium or a noble metal complex catalyst as a catalyst. By using these catalysts, a carbon-carbon double bond can be selectively hydrogenated without hydrogenating an aromatic ring. Even when other catalysts are used, the carbon-carbon double bond can be selectively hydrogenated by setting the upper limit of the hydrogenation reaction temperature to 150 ° C., preferably 120 ° C.

3)光学材料
上記本発明のランダム共重合体は、各種の成形用材料として用いることができるが、好適には光学材料として用いられる。本発明の光学材料は、上記本発明のランダム共重合体を成形してなるものである。成形方法としては、公知の熱可塑性樹脂の成形方法をいずれも採用することができる。具体的には、射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、回転成形、プレス成形、ロール成形などの成形方法が挙げられる。
3) Optical material The random copolymer of the present invention can be used as various molding materials, but is preferably used as an optical material. The optical material of the present invention is obtained by molding the random copolymer of the present invention. As the molding method, any known thermoplastic resin molding method can be employed. Specific examples include injection molding, extrusion molding, blow molding, vacuum molding, rotational molding, press molding, roll molding, and the like.

本発明の光学材料は、各種の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、酸化防止剤;紫外線吸収剤;耐候安定剤;帯電防止剤;光安定剤;近赤外線吸収剤;染料や顔料などの着色剤;滑剤;可塑剤;アンチブロッキング剤;蛍光増白剤;防臭剤;充填剤;架橋剤;加硫剤;他の合成樹脂やゴム質重合体;などが挙げられる。これらの添加剤は、本発明のランダム共重合体と混合して成形を行うことで、本発明の光学材料に含有させることができる。   The optical material of the present invention may contain various additives. Additives include: antioxidants; UV absorbers; weathering stabilizers; antistatic agents; light stabilizers; near infrared absorbers; colorants such as dyes and pigments; lubricants; plasticizers; antiblocking agents; Deodorant; Filler; Cross-linking agent; Vulcanizing agent; Other synthetic resins and rubbery polymers; These additives can be contained in the optical material of the present invention by mixing with the random copolymer of the present invention and molding.

本発明の光学材料は、透明性、高屈折率性、低複屈折性、および低吸湿性に優れ、機械的強度が高いので、光ディスク、光学レンズ、光カード、光ファイバー、光学ミラー、液晶表示素子基板、導光板、偏光フィルム、位相差フィルムなどとして好適に用いることができる。   The optical material of the present invention is excellent in transparency, high refractive index, low birefringence, and low hygroscopicity, and has high mechanical strength. Therefore, an optical disk, an optical lens, an optical card, an optical fiber, an optical mirror, and a liquid crystal display element. It can be suitably used as a substrate, a light guide plate, a polarizing film, a retardation film or the like.

以下に実施例、比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、部および%は、特に断りのない限り重量基準である。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, “part” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

実施例および比較例における各特性は、以下のようにして測定した。
(1)分子量
重合体の数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフランまたはクロロホルムを展開溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリスチレン換算値として求めた。
(2)共重合体の繰り返し単位組成比および水素化率
共重合体の繰り返し単位組成比および水素化率(%)は、H−NMRスペクトル分析により求めた。
(3)複屈折値
重合体を熱プレスして、厚さ1.2mm、直径85mmの光ディスク基板を成形した。この基板の中心から半径25mm位置の複屈折値を偏光顕微鏡(546nmセナルモンコンペンセータ、ニコン社製)を用いて測定した。複屈折値が0に近いほど低複屈折性であることを表す。
(4)屈折率
上記(4)で作製したディスク基板の屈折率を測定した。
(5)ガラス転移温度
重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量分析(DSC)により毎分10℃で昇温して測定した。
Each characteristic in an Example and a comparative example was measured as follows.
(1) Molecular weight The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran or chloroform as a developing solvent, and were determined as polystyrene equivalent values.
(2) Repeating unit composition ratio and hydrogenation rate of copolymer The repeating unit composition ratio and hydrogenation rate (%) of the copolymer were determined by 1 H-NMR spectrum analysis.
(3) Birefringence value The polymer was hot-pressed to form an optical disk substrate having a thickness of 1.2 mm and a diameter of 85 mm. The birefringence value at a radius of 25 mm from the center of the substrate was measured using a polarizing microscope (546 nm Senalmon Compensator, manufactured by Nikon Corporation). The closer the birefringence value is to 0, the lower the birefringence.
(4) Refractive index The refractive index of the disk substrate produced in the above (4) was measured.
(5) Glass transition temperature The glass transition temperature (Tg) of the polymer was measured by raising the temperature at 10 ° C. per minute by differential scanning calorimetry (DSC).

[実施例1]フェニルアセチレン/ジシクロペンタジエン共重合体水素化物の製造
攪拌機付きガラス製反応器に、六塩化タングステン0.09部をトルエン1部に溶解した溶液と、テトラブチルスズ0.16部とを添加し、15分間攪拌した。ここに、溶媒としてシクロヘキサン27部、単量体混合物としてフェニルアセチレン2.7部およびジシクロペンタジエン4.8部、分子量調整剤として1−ヘキセン0.15部を添加し、80℃に加熱して重合反応を行った。重合反応開始後、徐々に溶液の粘度が上昇した。3時間反応後、得られた重合反応液に大量のイソプロピルアルコールを注いで沈殿物を凝集させ、この沈殿物を濾別洗浄し、40℃で24時間減圧乾燥して共重合体aを得た。共重合体aの収量は3部であり、Mnは16,000、Mwは56,000であった。共重合体aの組成比は、フェニルアセチレン単位:ジシクロペンタジエン単位がモル比で39:61であった。共重合体aは黄橙色で、Tgが115℃に1つ観測されることから、ランダムに共重合していることが確認できた。
[Example 1] Production of hydrogenated phenylacetylene / dicyclopentadiene copolymer In a glass reactor equipped with a stirrer, a solution prepared by dissolving 0.09 part of tungsten hexachloride in 1 part of toluene, 0.16 part of tetrabutyltin, Was added and stirred for 15 minutes. To this was added 27 parts of cyclohexane as a solvent, 2.7 parts of phenylacetylene and 4.8 parts of dicyclopentadiene as a monomer mixture, 0.15 part of 1-hexene as a molecular weight regulator, and heated to 80 ° C. A polymerization reaction was performed. After the polymerization reaction started, the viscosity of the solution gradually increased. After the reaction for 3 hours, a large amount of isopropyl alcohol was poured into the obtained polymerization reaction solution to aggregate the precipitate, this precipitate was filtered and washed, and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain a copolymer a. . The yield of copolymer a was 3 parts, Mn was 16,000, and Mw was 56,000. The composition ratio of copolymer a was 39:61 in terms of a molar ratio of phenylacetylene units: dicyclopentadiene units. Copolymer a was yellow-orange and one Tg was observed at 115 ° C., confirming random copolymerization.

次いで、攪拌機付きオートクレーブに、上記で得られた共重合体a3部とシクロヘキサン47部を供給した。次いでビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリジンルテニウム(IV)ジクロリド0.0187部及びエチルビニルエーテル0.45部をシクロヘキサン10mlに溶解した水素化触媒溶液を添加し、水素圧0.8MPa、160℃で8時間水素化反応を行った。得られた水素化反応液を多量のイソプロピルアルコールに注いでポリマ−を完全に析出させ、濾別洗浄後、40℃で24時間減圧乾燥して共重合体aの水素化物である共重合体Aを3部得た。共重合体AのH−NMR測定においては、共重合体主鎖およびジシクロペンタジエン単位の側鎖の炭素−炭素二重結合由来のピークは観測されず、主鎖および側鎖の水素化率は99%以上であった。芳香環の水素化率は1%以下であった。Tgは100℃に1つ観測された。 Next, 3 parts of the copolymer a obtained above and 47 parts of cyclohexane were supplied to an autoclave equipped with a stirrer. Then, a hydrogenation catalyst solution in which 0.0187 part of bis (tricyclohexylphosphine) benzilidineruthenium (IV) dichloride and 0.45 part of ethyl vinyl ether were dissolved in 10 ml of cyclohexane was added, and the hydrogen pressure was 0.8 MPa at 160 ° C. for 8 hours. A hydrogenation reaction was performed. The obtained hydrogenation reaction solution is poured into a large amount of isopropyl alcohol to completely precipitate the polymer, washed by filtration, and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain a copolymer A which is a hydride of copolymer a. 3 parts were obtained. In the 1 H-NMR measurement of copolymer A, no peak derived from the carbon-carbon double bond of the side chain of the copolymer main chain and dicyclopentadiene unit was observed, and the hydrogenation rate of the main chain and side chain Was 99% or more. The hydrogenation rate of the aromatic ring was 1% or less. One Tg was observed at 100 ° C.

以上より、共重合体Aは、一般式(1)においてRが水素原子であり、Rがフェニル基である繰り返し単位39モル%と、一般式(2)においてRおよびRが水素原子であり、RとRとが互いに結合して五員環を形成しており、mが0である繰り返し単位61モル%とを有するランダム共重合体であることが確認できた。
共重合体Aを熱プレスして得られた光ディスク基板は透明で、複屈折値は6nm、屈折率は1.56であった。
As described above, the copolymer A has a repeating unit of 39 mol% in which R 1 is a hydrogen atom and R 2 is a phenyl group in the general formula (1), and R 3 and R 5 are hydrogen in the general formula (2). It was an atom, and R 4 and R 6 were bonded to each other to form a five-membered ring, and it was confirmed to be a random copolymer having 61 mol% of repeating units in which m is 0.
The optical disk substrate obtained by hot pressing the copolymer A was transparent, had a birefringence value of 6 nm, and a refractive index of 1.56.

[実施例2]フェニルアセチレン/1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロフルオレン共重合体水素化物の製造
単量体混合物として、フェニルアセチレン2.7部およびジシクロペンタジエン4.8部に代えて、フェニルアセチレン4.8部および1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロフルオレン4.8部を用いた他は、実施例1と同様にして共重合体bを得た。共重合体bの収量は3部であり、Mnは15,000、Mwは48,000であった。共重合体bの組成比は、フェニルアセチレン単位:1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロフルオレン単位がモル比で64:36であった。また、黄橙色であることから、ランダムに共重合していることが確認できた。
[Example 2] Preparation of hydrogenated phenylacetylene / 1,4-methano-1,4,4a, 9a-tetrahydrofluorene copolymer As a monomer mixture, 2.7 parts of phenylacetylene and 4.8 of dicyclopentadiene were used. The copolymer b was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4.8 parts of phenylacetylene and 4.8 parts of 1,4-methano-1,4,4a, 9a-tetrahydrofluorene were used instead of the parts. Obtained. The yield of copolymer b was 3 parts, Mn was 15,000, and Mw was 48,000. The composition ratio of copolymer b was 64:36 in terms of a molar ratio of phenylacetylene units: 1,4-methano-1,4,4a, 9a-tetrahydrofluorene units. Moreover, since it was yellowish orange, it has confirmed that it copolymerized at random.

次いで、共重合体a3部に代えて共重合体bを3部用いた他は実施例1と同様に水素化反応を行い、共重合体bの水素化物である共重合体Bを3部得た。共重合体BのH−NMR測定においては、共重合体主鎖の炭素−炭素二重結合由来のピークは観測されず、主鎖の水素化率は99%以上であった。また、芳香環の水素化率は1%以下であった。Tgは120℃に1つ観測されることからランダム共重合体であることが確認できた。以上より、共重合体Bは、一般式(1)においてRが水素原子であり、Rがフェニル基である繰り返し単位64モル%と、一般式(2)においてR〜Rが互いに結合して芳香環を形成しており、mが0である繰り返し単位36モル%とを有するランダム共重合体であることが確認できた。
共重合体Bを熱プレスして得られた光ディスク基板は透明で、複屈折値は8nm、屈折率は1.59であった。
Subsequently, a hydrogenation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of copolymer b was used instead of 3 parts of copolymer a to obtain 3 parts of copolymer B which is a hydride of copolymer b. It was. In 1 H-NMR measurement of copolymer B, no peak derived from the carbon-carbon double bond of the copolymer main chain was observed, and the hydrogenation rate of the main chain was 99% or more. The hydrogenation rate of the aromatic ring was 1% or less. Since one Tg was observed at 120 ° C., it was confirmed to be a random copolymer. From the above, the copolymer B has a repeating unit of 64 mol% in which R 1 is a hydrogen atom and R 2 is a phenyl group in the general formula (1), and R 3 to R 6 in the general formula (2) are It was confirmed that it was a random copolymer having 36 mol% of repeating units bonded to form an aromatic ring and m = 0.
The optical disk substrate obtained by hot pressing the copolymer B was transparent, had a birefringence value of 8 nm, and a refractive index of 1.59.

[比較例1]フェニルアセチレン単独重合体水素化物の製造
単量体混合物であるフェニルアセチレン2.7部およびジシクロペンタジエン4.8部に代えて、フェニルアセチレン7.5部のみを用いた他は、実施例1と同様にして重合体cを1.1部得た。重合体cはフェニルアセチレンの単独重合体で、Mnは10,000、Mwは23,000であり、赤色であった。
[Comparative Example 1] Preparation of hydride of phenylacetylene homopolymer In place of 2.7 parts of phenylacetylene and 4.8 parts of dicyclopentadiene as a monomer mixture, only 7.5 parts of phenylacetylene was used. In the same manner as in Example 1, 1.1 parts of polymer c was obtained. Polymer c was a homopolymer of phenylacetylene, Mn was 10,000, Mw was 23,000, and it was red.

次いで、攪拌機付きオートクレーブに、得られた重合体c1部とシクロヘキサン15.7部を供給した。次いでビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリジンルテニウム(IV)ジクロリド0.0062部及びエチルビニルエーテル0.15部をシクロヘキサン3.3mlに溶解した水素化触媒溶液を添加し、水素圧0.8MPa、160℃で8時間水素化反応を行った。得られた水素化反応液を多量のイソプロピルアルコールに注いでポリマ−を完全に析出させ、濾別洗浄後、40℃で24時間減圧乾燥して重合体cの水素化物である重合体Cを1部得た。   Subsequently, the obtained polymer c1 part and cyclohexane 15.7 parts were supplied to the autoclave with a stirrer. Next, a hydrogenation catalyst solution prepared by dissolving 0.0062 part of bis (tricyclohexylphosphine) benzilidine ruthenium (IV) dichloride and 0.15 part of ethyl vinyl ether in 3.3 ml of cyclohexane was added, and the hydrogen pressure was 0.8 MPa at 160 ° C. Hydrogenation reaction was performed for 8 hours. The obtained hydrogenation reaction solution is poured into a large amount of isopropyl alcohol to completely precipitate the polymer, washed by filtration, dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours, and polymer C which is a hydride of polymer c is 1 I got a part.

重合体CのH−NMR測定においては、重合体主鎖の炭素−炭素二重結合由来のピークは観測されず、主鎖の水素化率は99%以上であった。また、芳香環の水素化率は1%以下であり、重合体Cはポリスチレンと同じ構造を有していた。Tgは102℃であった。
重合体Cを熱プレスして得られた光ディスク基板は透明で、複屈折値は54nm、屈折率は1.59であった。
In the 1 H-NMR measurement of polymer C, no peak derived from the carbon-carbon double bond of the polymer main chain was observed, and the hydrogenation rate of the main chain was 99% or more. The hydrogenation rate of the aromatic ring was 1% or less, and the polymer C had the same structure as polystyrene. Tg was 102 ° C.
The optical disk substrate obtained by hot pressing the polymer C was transparent, had a birefringence value of 54 nm and a refractive index of 1.59.

[比較例2]ジシクロペンタジエンの単独重合体水素化物の製造
単量体混合物であるフェニルアセチレン2.7部およびジシクロペンタジエン4.8部に代えて、ジシクロペンタジエン4.8部のみを用いた他は、実施例1と同様にして重合体dを4.5部得た。重合体dはジシクロペンタジエンの単独重合体で、Mnは18,000、Mwは64,000、Tgは125℃であった。
次いで、共重合体a3部に代えて重合体dを3部用いた他は実施例1と同様に水素化反応を行い、重合体dの水素化物である重合体Dを3部得た。重合体DのH−NMR測定においては、共重合体主鎖およびジシクロペンタジエン単位の側鎖の炭素−炭素二重結合由来のピークは観測されず、主鎖および側鎖の水素化率は99%以上であった。Tgは100℃であった。
重合体Dを熱プレスして得られた光ディスク基板は透明で、複屈折値は26nm、屈折率は1.54であった。
[Comparative Example 2] Preparation of dicyclopentadiene homopolymer hydride Instead of 2.7 parts of phenylacetylene and 4.8 parts of dicyclopentadiene, which are monomer mixtures, only 4.8 parts of dicyclopentadiene were used. In the same manner as in Example 1, 4.5 parts of polymer d was obtained. The polymer d was a homopolymer of dicyclopentadiene, Mn was 18,000, Mw was 64,000, and Tg was 125 ° C.
Subsequently, a hydrogenation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of the polymer d was used instead of 3 parts of the copolymer a to obtain 3 parts of a polymer D which is a hydride of the polymer d. In the 1 H-NMR measurement of polymer D, no peak derived from the carbon-carbon double bond in the side chain of the copolymer main chain and dicyclopentadiene unit was observed, and the hydrogenation rate of the main chain and side chain was It was 99% or more. Tg was 100 ° C.
The optical disk substrate obtained by hot pressing the polymer D was transparent, the birefringence value was 26 nm, and the refractive index was 1.54.

[比較例3]重合体Cおよび重合体Dの混合物
重合体C1部および重合体D1部をシクロヘキサン10部に加え、80℃に加熱して溶解した。続いて、得られた溶液を過剰のイソプロピルアルコール中に注ぎ、重合体を析出させ、ろ過、乾燥して、重合体混合物2部を得た。
本重合体混合物を熱プレスして得られた光ディスク基板は白濁していた。
[Comparative Example 3] Mixture of polymer C and polymer D 1 part of polymer C and 1 part of polymer D were added to 10 parts of cyclohexane and heated to 80 ° C to dissolve. Subsequently, the obtained solution was poured into excess isopropyl alcohol to precipitate a polymer, filtered and dried to obtain 2 parts of a polymer mixture.
The optical disk substrate obtained by hot pressing the polymer mixture was cloudy.

以上より、一般式(1)で表される繰り返し単位および一般式(2)で表される繰り返し単位がランダムに結合したものである本発明のランダム共重合体は、透明で、複屈折値が小さく、かつ屈折率も高いので、光学材料として好適であることがわかる(実施例1,2)。一方、それぞれの繰り返し単位の単独重合体は、透明ではあるが複屈折値が大きい(比較例1,2)。また、これらの単独重合体の混合物は、相分離により白濁するため、光学材料には適さないものであった(比較例3)。   From the above, the random copolymer of the present invention in which the repeating unit represented by the general formula (1) and the repeating unit represented by the general formula (2) are randomly bonded is transparent and has a birefringence value. Since it is small and has a high refractive index, it can be seen that it is suitable as an optical material (Examples 1 and 2). On the other hand, the homopolymer of each repeating unit is transparent but has a large birefringence value (Comparative Examples 1 and 2). Moreover, since the mixture of these homopolymers became cloudy by phase separation, it was not suitable for an optical material (Comparative Example 3).

Claims (5)

一般式(1)
Figure 2006183001
(式中、RおよびRは水素原子、ハロゲン原子、シリル基、又はハロゲン原子、ケイ素原子、酸素原子もしくは窒素原子を含む置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、RおよびRが同時に水素原子であることはない。)
で表される繰り返し単位(I)1〜99モル%、一般式(2)
Figure 2006183001
(式中、R〜Rは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、又はハロゲン原子、ケイ素原子、酸素原子もしくは窒素原子を含む基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。mは0〜2の整数である。)
で表される繰り返し単位(II)1〜99モル%、および式(3)
Figure 2006183001
で表される繰り返し単位(III)0〜20モル%を含有し、かつ繰り返し単位(I)の含有量が繰り返し単位(III)の含有量より多いことを特徴とするランダム共重合体。
General formula (1)
Figure 2006183001
(Wherein R 1 and R 2 are a hydrogen atom, a halogen atom, a silyl group, or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent containing a halogen atom, a silicon atom, an oxygen atom or a nitrogen atom) Represents a group, and R 1 and R 2 are not simultaneously hydrogen atoms.)
1 to 99 mol% of the repeating unit (I) represented by the general formula (2)
Figure 2006183001
(Wherein R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a group containing a halogen atom, a silicon atom, an oxygen atom or a nitrogen atom, which may be the same or different, And may be bonded to each other to form a ring, and m is an integer of 0 to 2.)
1 to 99 mol% of the repeating unit (II) represented by formula (3)
Figure 2006183001
A random copolymer comprising 0 to 20 mol% of the repeating unit (III) represented by the formula (I) and a larger content of the repeating unit (I) than that of the repeating unit (III).
およびRの少なくとも一つが芳香環を有するものである請求項1記載のランダム共重合体。 The random copolymer according to claim 1, wherein at least one of R 1 and R 2 has an aromatic ring. 前記繰り返し単位(II)が芳香環を有するものである請求項1または2記載のランダム共重合体。 The random copolymer according to claim 1 or 2, wherein the repeating unit (II) has an aromatic ring. 一般式(4)
Figure 2006183001
(式中、RおよびRは前記と同じ意味を表す。)
で表される単量体および一般式(5)
Figure 2006183001
(式中、R〜Rおよびmは前記と同じ意味を表す。)
で表される単量体を含む単量体混合物をメタセシス共重合してメタセシス共重合体を得る工程と、得られたメタセシス共重合体の主鎖中の炭素−炭素二重結合を水素化する工程とを有する、請求項1〜3のいずれかに記載のランダム共重合体の製造方法。
General formula (4)
Figure 2006183001
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
And a monomer represented by the general formula (5)
Figure 2006183001
(Wherein R 3 to R 6 and m have the same meaning as described above.)
A step of obtaining a metathesis copolymer by copolymerizing a monomer mixture containing a monomer represented by formula (1) and hydrogenating a carbon-carbon double bond in the main chain of the obtained metathesis copolymer. The method for producing a random copolymer according to any one of claims 1 to 3, comprising a step.
請求項1〜3のいずれかに記載のランダム共重合体を成形してなる光学材料。 The optical material formed by shape | molding the random copolymer in any one of Claims 1-3.
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