JP2008024731A - Manufacturing method of epoxidized polymer - Google Patents

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Kazuhiko Sato
一彦 佐藤
Yoshihiro Kon
喜裕 今
Momoko Yamamoto
桃子 山本
Yukihisa Hoshino
幸久 星野
Susumu Ooka
進 大岡
Takeshi Oda
威 尾田
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Denka Co Ltd
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Denki Kagaku Kogyo KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for industrially advantageously manufacturing an epoxidized polymer safely with a small amount of a catalyst in a short time with sufficiently reduced side reactions efficiently in a high yield with a light environmental load. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the epoxidized polymer comprises a step for introducing an epoxy group by oxidizing a polymer bearing a carbon-carbon double bond by hydrogen peroxide as an oxidant using a catalyst comprised of (A) a salt of a group VI metal oxide, (B) a phosphonic acid compound and (C) a surfactant. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明はエポキシ化ポリマーの製造方法に関する。さらに詳しくは、炭素炭素2重結合を含むポリマーを酸化してエポキシ基を導入するエポキシ化ポリマーの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an epoxidized polymer. More specifically, the present invention relates to a method for producing an epoxidized polymer in which an epoxy group is introduced by oxidizing a polymer containing a carbon-carbon double bond.

エポキシ化ポリマーの製造方法として、炭素炭素二重結合を有するポリマーをエポキシ化する方法が有用である。炭素炭素二重結合を有する重合体のエポキシ化方法として、過酸化水素を用いてエポキシ化する方法や過酢酸などの過酸を用いるエポキシ化方法が知られている。   As a method for producing an epoxidized polymer, a method of epoxidizing a polymer having a carbon-carbon double bond is useful. As a method for epoxidizing a polymer having a carbon-carbon double bond, a method for epoxidation using hydrogen peroxide and a method for epoxidation using a peracid such as peracetic acid are known.

特許文献1には、オレフィン性二重結合を有する重合体と第4級アンモニウム塩を水と非混和性の有機溶媒に溶解してなる溶液(I)に、タングステン酸アンモニウムまたはリンタングステン酸から選ばれるタングステン化合物(A)とリン酸(B)を含む水溶液(II)と、過酸化水素水溶液(III)を添加して、実質的にアルカリ金属イオンの不存在下に反応させる方法が開示されている。   In Patent Document 1, a solution (I) obtained by dissolving a polymer having an olefinic double bond and a quaternary ammonium salt in an organic solvent immiscible with water is selected from ammonium tungstate or phosphotungstic acid. A method is disclosed in which an aqueous solution (II) containing a tungsten compound (A) and phosphoric acid (B) and a hydrogen peroxide aqueous solution (III) are added and reacted substantially in the absence of alkali metal ions. Yes.

また、特許文献2には、オレフィン性二重結合を有する重合体とQ2{HPO4[WO(O222}(式中、Qは4級アンモニウム基を表す。)で示されるタングステン二核過酸化錯体を脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素に溶解させてなる溶液に過酸化水素水溶液を添加して反応させる方法が開示されている。 Patent Document 2 shows a polymer having an olefinic double bond and Q 2 {HPO 4 [WO (O 2 ) 2 ] 2 } (wherein Q represents a quaternary ammonium group). A method is disclosed in which a hydrogen peroxide aqueous solution is added to a solution obtained by dissolving a tungsten dinuclear peroxide complex in an aliphatic hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon and reacted.

更に、非特許文献1には、炭素炭素2重結合を有する重合体の過酸によるエポキシ化反応が記載されている。   Furthermore, Non-Patent Document 1 describes an epoxidation reaction of a polymer having a carbon-carbon double bond with a peracid.

一方、非特許文献2、3には、タングステン酸ナトリウム(Na2WO4)と硫酸水素メチルトリオクチルアンモニウム([CH3(n−C8173N]HSO4)とアミノメチルホスホン酸(NH2CH2PO32)からなる触媒系と過酸化水素を用い、低分子量のオレフィン化合物をエポキシ化する方法が開示されている。 On the other hand, Non-Patent Documents 2 and 3 include sodium tungstate (Na 2 WO 4 ), methyl trioctylammonium hydrogen sulfate ([CH 3 (n-C 8 H 17 ) 3 N] HSO 4 ) and aminomethylphosphonic acid ( A method of epoxidizing a low molecular weight olefin compound using a catalyst system comprising NH 2 CH 2 PO 3 H 2 ) and hydrogen peroxide is disclosed.

特開2002−249516号公報JP 2002-249516 A 特開2002−371113号公報JP 2002-371113 A Polymers for Advanced Technologies,Vol.7,p.67−72(1996)Polymers for Advanced Technologies, Vol. 7, p. 67-72 (1996) 佐藤一彦,碓井洋子,「過酸化水素水を用いる環境に優しい酸化反応の開発」,触媒,Vol.46,No.5,2004,p.328−333Kazuhiko Sato and Yoko Sakurai, “Development of environmentally friendly oxidation reaction using hydrogen peroxide solution”, Catalyst, Vol. 46, no. 5, 2004, p. 328-333 Ryoji Noyori,Masao Aoki and Kazuhiko Sato,Chem.Commun.,2003,1977−1986Ryoji Noyori, Masao Aoki and Kazuhiko Sato, Chem. Commun. , 2003, 1977-1986

しかし、特許文献1,2の方法では、触媒の加える順序や過酸化水素水の滴下速度に制限があり、不活性ガス雰囲気下が望ましい等反応条件が厳密でなければならず、更に、特許文献2の方法では、タングステン二核過酸化錯体の製造が困難であるという問題もあった。   However, in the methods of Patent Documents 1 and 2, there are restrictions on the order in which the catalyst is added and the dropping rate of the hydrogen peroxide solution, and the reaction conditions such as desirable in an inert gas atmosphere must be strict. The method 2 also has a problem that it is difficult to produce a tungsten binuclear peroxide complex.

さらに、非特許文献1の方法は、反応系中に存在する酢酸、ギ酸などの酸が、生成したエポキシ基の開環反応を発生させやすい。また、工業的に実施する際には、生成ポリマーからこれら有機酸を除去するのが困難なこと、環境に対する負荷が大きいこと、爆発性の高い有機過酸を用いることによる危険性など、困難な問題点があった。   Furthermore, in the method of Non-Patent Document 1, an acid such as acetic acid and formic acid present in the reaction system tends to cause a ring-opening reaction of the generated epoxy group. In addition, when implemented industrially, it is difficult to remove these organic acids from the produced polymer, the burden on the environment is large, and the danger due to the use of highly explosive organic peracids. There was a problem.

また、非特許文献2,3には、低分子量のオレフィン化合物のエポキシ化の開示はあるものの、この反応のポリマーへの適用は開示されていない。低分子量のオレフィン系化合物とポリマー中炭素炭素二重結合では反応性や反応条件等が異なる。非特許文献2,3に示された方法は、有機溶媒を用いることなく低分子量のオレフィン化合物の酸化反応を行うことが基本であり、固体や高粘度液体であるポリマー、ポリマー溶液、エマルジョン等の分散状態のポリマー等への適用は想定されていなかった。   Non-Patent Documents 2 and 3 disclose the epoxidation of a low molecular weight olefin compound, but do not disclose the application of this reaction to a polymer. The reactivity and reaction conditions differ between low molecular weight olefinic compounds and carbon-carbon double bonds in the polymer. The methods shown in Non-Patent Documents 2 and 3 are based on an oxidation reaction of a low-molecular-weight olefin compound without using an organic solvent, such as polymers, polymer solutions, and emulsions that are solid or high-viscosity liquids. Application to a polymer in a dispersed state was not assumed.

本発明は、かかる事情に鑑み、安全に、少量の触媒で短時間に、副反応が十分に低減され高収率で効率的に、工業的に有利に、かつ環境負荷少なくエポキシ化ポリマーを製造する方法を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention produces an epoxidized polymer safely, in a short time with a small amount of catalyst, with a sufficiently reduced side reaction, efficiently in a high yield, industrially advantageous, and with low environmental impact. It aims to provide a way to do.

すなわち、本発明のエポキシ化ポリマーの製造方法は、過酸化水素を酸化剤とし、(A)VI族金属酸化物の塩、(B)ホスホン酸類化合物及び(C)界面活性剤からなる触媒を用いて、炭素炭素二重結合を含むポリマーを酸化してエポキシ基を導入する工程を有することを特徴とする。   That is, the method for producing an epoxidized polymer of the present invention uses a catalyst comprising hydrogen peroxide as an oxidant and (A) a group VI metal oxide salt, (B) a phosphonic acid compound, and (C) a surfactant. And a step of introducing an epoxy group by oxidizing a polymer containing a carbon-carbon double bond.

本発明によれば、少量の触媒で短時間に、高分子鎖のゲル化や分子鎖切断及びジオール化等の副反応も少なく高収率で、効率的に、エポキシ化ポリマーを製造することができる。また、生成物の着色等も抑制され、かつ環境負荷少なく安全にエポキシ化ポリマーを製造することができ、工業的に有利である。   According to the present invention, it is possible to efficiently produce an epoxidized polymer in a short time with a small amount of catalyst, with few side reactions such as gelation of a polymer chain, molecular chain breakage, and diol formation, in a high yield. it can. Further, coloring of the product is suppressed, and the epoxidized polymer can be produced safely with less environmental load, which is industrially advantageous.

<炭素炭素二重結合を含むポリマー>
本発明におけるポリマーは、オリゴマーを包含するものである。炭素炭素二重結合を含むポリマーとしては、炭素炭素二重結合を、該ポリマーを構成する全単量体単位に基づいて0.1〜100モル%含有しているものが挙げられる。
<Polymer containing carbon-carbon double bond>
The polymer in the present invention includes an oligomer. As a polymer containing a carbon carbon double bond, what contains 0.1-100 mol% of carbon carbon double bonds based on all the monomer units which comprise this polymer is mentioned.

炭素炭素二重結合を含むポリマーの炭素炭素二重結合は、ジエン系モノマーの重合反応によって形成されたものであることが好ましい。   The carbon-carbon double bond of the polymer containing the carbon-carbon double bond is preferably formed by a polymerization reaction of a diene monomer.

炭素炭素二重結合を含むポリマーの炭素炭素二重結合は、シスまたはトランスのいずれの構造でもよく、また両者が混在していてもよい。炭素炭素二重結合を含むポリマーにおける炭素炭素二重結合の分布にも特に制限はなく、例えば規則的な分布、ブロック状の分布、ランダム状の分布、テーパー状の分布、これらのいくつかが混在している分布などが挙げられる。   The carbon-carbon double bond of the polymer containing the carbon-carbon double bond may have either a cis or trans structure, or both may be mixed. There is no particular restriction on the distribution of carbon-carbon double bonds in polymers containing carbon-carbon double bonds, for example, regular distribution, block-shaped distribution, random distribution, tapered distribution, and some of these are mixed. Distribution.

炭素炭素二重結合を含むポリマーが側鎖を有する場合、炭素炭素二重結合は、該ポリマーの主鎖または側鎖のいずれに含有されていてもよいが、得られるエポキシ化ポリマーの安定性の観点から、炭素炭素二重結合を含むポリマーの全ての炭素炭素二重結合の50モル%以上が主鎖に含有されていることが好ましい。   When a polymer containing a carbon-carbon double bond has a side chain, the carbon-carbon double bond may be contained in either the main chain or the side chain of the polymer, but the stability of the resulting epoxidized polymer From the viewpoint, it is preferable that 50 mol% or more of all the carbon-carbon double bonds of the polymer containing the carbon-carbon double bond is contained in the main chain.

炭素炭素二重結合を含むポリマーの重合方法としては、特に制限はないが、付加重合、縮合重合等何れの形式でもよく、反応の手法としては、ラジカル重合、イオン重合、配位重合、メタセシス重合など、種々の重合方法によって製造されたものであってもよい。イオン重合の手法としては、アニオン重合、カチオン重合等を例示することができる。   The polymerization method for the polymer containing a carbon-carbon double bond is not particularly limited, but any method such as addition polymerization or condensation polymerization may be used. As a reaction method, radical polymerization, ionic polymerization, coordination polymerization, metathesis polymerization, etc. For example, it may be produced by various polymerization methods. Examples of ionic polymerization methods include anionic polymerization and cationic polymerization.

炭素炭素二重結合を含むポリマーとしては、例えばポリブタジエン、ポリイソプレンなどのポリジエン;シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテンなどのシクロアルケンを開環メタセシス重合して得られるポリアルケン;イソプレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−(イソプレン/ブタジエン)−スチレンブロック共重合体などのポリジエンブロックを含有するブロック共重合体;スチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチレン−イソプレンランダム共重合体などのジエンと他の重合性単量体からなるランダム共重合体;スチレン−ブタジエンテーパー共重合体などのジエンと他の重合性単量体からなるテーパー共重合体;これらの部分水素添加物などが挙げられる。また、アクリル酸エステルとジエンの共重合体、例えばエチルアクリレート、ブチルアクリレートとイソプレン、ブタジエンの共重合体も例示することができ、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム、イソプレン系ゴム、クロロプレン系ゴムなども例示することができる。炭素炭素二重結合を含むポリマーは、その分子鎖内または分子末端に、水酸基、アルコキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子などの官能基をさらに有していてもよく、芳香族ビニル、アクリル酸及びそのエステル、メタクリル酸及びそのエステル、カルボン酸ビニル、エチレン誘導体等が共重合されていてもよい。   Examples of the polymer containing a carbon-carbon double bond include polydienes such as polybutadiene and polyisoprene; polyalkenes obtained by ring-opening metathesis polymerization of cycloalkene such as cyclopentene, cyclohexene, and cyclooctene; isoprene-butadiene block copolymer, styrene -Butadiene block copolymer, styrene-isoprene block copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene- (isoprene / butadiene) -styrene block copolymer, etc. Block copolymer containing polydiene block; random copolymer comprising diene and other polymerizable monomers such as styrene-butadiene random copolymer, styrene-isoprene random copolymer; Down - tapered copolymer consisting diene and other polymerizable monomers such as butadiene tapered copolymer; and these partially hydrogenated product thereof. Examples of the copolymer of acrylate ester and diene, such as a copolymer of ethyl acrylate, butyl acrylate and isoprene, and butadiene, include ethylene-propylene-diene rubber, isoprene rubber, and chloroprene rubber. It can be illustrated. The polymer containing a carbon-carbon double bond may further have a functional group such as a hydroxyl group, an alkoxy group, a carbonyl group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, or a halogen atom in the molecular chain or at the molecular end. , Aromatic vinyl, acrylic acid and its ester, methacrylic acid and its ester, vinyl carboxylate, ethylene derivative and the like may be copolymerized.

炭素炭素二重結合を含むポリマーの分子量に特に制限はないが、通常、数平均分子量(Mn)として1,000〜1,000,000の範囲であることが好ましい。更に好ましくは、3,000〜500,000であり、最も好ましくは、5000〜300,000である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the molecular weight of the polymer containing a carbon carbon double bond, Usually, it is preferable that it is the range of 1,000-1,000,000 as a number average molecular weight (Mn). More preferably, it is 3,000 to 500,000, and most preferably 5,000 to 300,000.

<触媒>
本発明では、(A)VI族金属酸化物の塩、(B)ホスホン酸類化合物及び(C)界面活性剤からなる触媒を使用する。
<Catalyst>
In the present invention, a catalyst comprising (A) a group VI metal oxide salt, (B) a phosphonic acid compound and (C) a surfactant is used.

(A)VI族金属酸化物の塩としては、特に制限はないが、タングステン酸塩、モリブデン酸塩を例示することができる。   (A) Although there is no restriction | limiting in particular as a salt of a VI group metal oxide, A tungstate and a molybdate can be illustrated.

これらの中でもタングステン酸塩が好ましい。また塩としてはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましい。より好ましくはタングステン酸ナトリウムである。   Among these, tungstate is preferable. The salt is preferably an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt. More preferred is sodium tungstate.

(A)VI族金属酸化物の塩の使用量は、目標とするエポキシ基導入量に対して、0.01〜20mol%が好ましく、0.1〜10mol%がさらに好ましい。もっとも好ましくは、2〜5mol%である。   (A) 0.01-20 mol% is preferable with respect to the target epoxy group introduction amount, and 0.1-10 mol% is more preferable with respect to the usage-amount of the salt of VI group metal oxide. Most preferably, it is 2-5 mol%.

(B)ホスホン酸類化合物としては、ホスホン酸((HO)2PH(=O)で示される)及びホスホン酸から誘導される化合物であれば特に制限はない。 (B) The phosphonic acid compound is not particularly limited as long as it is a compound derived from phosphonic acid (indicated by (HO) 2 PH (= O)) and phosphonic acid.

これらの中でもアミノ基を含むホスホン酸化合物が好ましく、より好ましくはアミノアルキルホスホン酸であり、最も好ましくはアミノメチルホスホン酸である。   Among these, a phosphonic acid compound containing an amino group is preferred, aminoalkylphosphonic acid is more preferred, and aminomethylphosphonic acid is most preferred.

(B)ホスホン酸類化合物の使用量は、目標とするエポキシ基導入量に対して、0.01〜20mol%が好ましく、0.1〜10mol%がさらに好ましい。もっとも好ましくは、0.5〜3mol%である。   (B) The usage-amount of a phosphonic acid compound is 0.01-20 mol% with respect to the target epoxy group introduction amount, and 0.1-10 mol% is further more preferable. Most preferably, it is 0.5-3 mol%.

界面活性剤(C)としては、アニオン系、カチオン系、両性イオン系、ノニオン系界面活性剤何れであってもよく、特に制限はない。   The surfactant (C) may be any of anionic, cationic, zwitterionic and nonionic surfactants, and is not particularly limited.

アニオン系界面活性剤としては、カルボン酸系、スルホン酸、リン酸等の塩を挙げることができる。カチオン系界面活性剤としては、アンモニウム塩等をあげることができる。両性イオン性としてはアミンオキシド、アミノ酸、アンモニウムスルホン酸等を例示することができる。ノニオン系界面活性剤としては、エステル系、ポリエチレングリコール系、アミン系等を挙げることができる。   Examples of the anionic surfactant include salts of carboxylic acid, sulfonic acid, phosphoric acid and the like. Examples of the cationic surfactant include ammonium salts. Examples of zwitterionicity include amine oxide, amino acid, ammonium sulfonic acid and the like. Examples of nonionic surfactants include ester-based, polyethylene glycol-based, and amine-based surfactants.

界面活性剤(C)の具体例としては、塩化テトラペンチルアンモニウム、塩化テトラヘキシルアンモニウム、塩化テトラヘプチルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウム、臭化テトラペンチルアンモニウム、臭化テトラヘキシルアンモニウム、臭化テトラヘプチルアンモニウム、臭化トリオクチルメチルアンモニウム、ヨウ化テトラペンチルアンモニウム、ヨウ化テトラヘキシルアンモニウム、ヨウ化テトラヘプチルアンモニウム、ヨウ化トリオクチルメチルアンモニウム、硫酸水素テトラヘプチルアンモニム、硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム、硫酸水素トリエチルベンジルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩;塩化テトラブチルホスホニウム、塩化テトラペンチルホスホニウム、塩化トリオクチルメチルホスホニウム、塩化ペンチルトリフェニルホスホニウム、塩化ヘプチルトリフェニルホスホニウム、塩化オクチルトリフェニルホスホニウム、臭化テトラブチルホスホニウム、臭化テトラペンチルホスホニウム、臭化トリオクチルメチルホスホニウム、臭化ペンチルトリフェニルホスホニウム、臭化ヘプチルトリフェニルホスホニウム、臭化オクチルトリフェニルホスホニウム、ヨウ化テトラブチルホスホニウム、ヨウ化テトラペンチルホスホニウム、ヨウ化トリオクチルメチルホスホニウム、ヨウ化ペンチルトリフェニルホスホニウム、ヨウ化ヘプチルトリフェニルホスホニウム、ヨウ化オクチルトリフェニルホスホニウムなどの4級ホスホニウム塩などが挙げられる。   Specific examples of the surfactant (C) include tetrapentylammonium chloride, tetrahexylammonium chloride, tetraheptylammonium chloride, trioctylmethylammonium chloride, tetrapentylammonium bromide, tetrahexylammonium bromide, tetraheptylammonium bromide. , Trioctylmethylammonium bromide, tetrapentylammonium iodide, tetrahexylammonium iodide, tetraheptylammonium iodide, trioctylmethylammonium iodide, tetraheptylammonium hydrogensulfate, trioctylmethylammonium hydrogensulfate, triethylhydrogensulfate Quaternary ammonium salts such as benzylammonium; tetrabutylphosphonium chloride, tetrapentylphosphonium chloride, trioctylmethylphosphonate , Pentyltriphenylphosphonium chloride, heptyltriphenylphosphonium chloride, octyltriphenylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, tetrapentylphosphonium bromide, trioctylmethylphosphonium bromide, pentyltriphenylphosphonium bromide, heptyltribromide bromide Phenylphosphonium, octyltriphenylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium iodide, tetrapentylphosphonium iodide, trioctylmethylphosphonium iodide, pentyltriphenylphosphonium iodide, heptyltriphenylphosphonium iodide, octyltriphenylphosphonium iodide, etc. And quaternary phosphonium salts.

このうち、4級アンモニウム塩、または4級ホスホニウム塩が好ましい。さらに好ましくは、4級アンモニウムの硫酸水素塩または4級ホスホニウムの硫酸水素塩である。さらに好ましくは、4級アルキルアンモニウム硫酸水素塩または4級アルキルホスホニウム硫酸水素塩である。最も好ましくは、トリオクチルメチルアンモニウム硫酸水素塩、トリオクチルメチルホスホニウム硫酸水素塩である。   Of these, quaternary ammonium salts or quaternary phosphonium salts are preferred. More preferred are quaternary ammonium hydrogen sulfate or quaternary phosphonium hydrogen sulfate. More preferably, it is a quaternary alkyl ammonium hydrogen sulfate or a quaternary alkyl phosphonium hydrogen sulfate. Most preferred are trioctylmethylammonium hydrogensulfate and trioctylmethylphosphonium hydrogensulfate.

(C)界面活性剤の使用量は、特に制限はないが、目標とするエポキシ基導入量に対して、0.01〜20mol%が好ましく、0.1〜10mol%がさらに好ましい。もっとも好ましくは、0.5〜3mol%である。分子量が明確でない界面活性剤の場合、炭素炭素二重結合を含むポリマーに対して、質量基準で0.01%〜10%が好ましく、0.1〜5%がさらに好ましい。   (C) Although the usage-amount of surfactant does not have a restriction | limiting in particular, 0.01-20 mol% is preferable with respect to the target epoxy group introduction amount, and 0.1-10 mol% is further more preferable. Most preferably, it is 0.5-3 mol%. In the case of a surfactant whose molecular weight is not clear, 0.01% to 10% is preferable and 0.1 to 5% is more preferable on a mass basis with respect to a polymer containing a carbon-carbon double bond.

<過酸化水素>
本発明では、過酸化水素として、市販されている水溶液の形態のものをそのまま、または水で希釈して使用することができる。例えば10〜60質量%の過酸化水素水溶液を工業的に容易に入手することができる。過酸化水素の濃度は特に制限されないが、反応効率および安全性の観点から、通常0.01〜60質量%の範囲であることが好ましく、5〜60質量%がより好ましい。さらにより好ましい濃度は15〜50質量%であり、最も好ましくは30〜40質量%である。
<Hydrogen peroxide>
In the present invention, hydrogen peroxide in the form of a commercially available aqueous solution can be used as it is or diluted with water. For example, a 10 to 60% by mass aqueous hydrogen peroxide solution can be easily obtained industrially. The concentration of hydrogen peroxide is not particularly limited, but from the viewpoint of reaction efficiency and safety, it is usually preferably in the range of 0.01 to 60% by mass, and more preferably 5 to 60% by mass. An even more preferred concentration is 15-50% by weight, most preferably 30-40% by weight.

また、過酸化水素の使用量は、特に制限はないが、生成物であるエポキシ化ポリマーにおいて、所望されるエポキシ基の導入量、必要な反応速度等に応じて異なり、また反応条件下における過酸化水素の分解等の副反応のレベルにも依存する。炭素炭素二重結合を含むポリマー中に含まれている、エポキシ基に変換しようとする炭素炭素二重結合1モルに対して1〜1,000モル倍の範囲であることが好ましく、1〜100モル倍の範囲であることがより好ましい。1〜50モル倍であることがさらに好ましく、1〜20モル倍であることがさらにより好ましく、1〜5倍モルであることが最も好ましい。上記の量より少ないと反応速度が遅くなる可能性があり、また多すぎると反応速度が過大となったり反応後に大過剰の過酸化水素が残存する可能性がある。 The amount of hydrogen peroxide to be used is not particularly limited, but in the epoxidized polymer that is a product, it varies depending on the desired amount of introduced epoxy groups, the required reaction rate, and the like. It also depends on the level of side reactions such as decomposition of hydrogen oxide. It is preferably in the range of 1 to 1,000 moles per mole of carbon-carbon double bonds to be converted to epoxy groups, contained in the polymer containing carbon-carbon double bonds, It is more preferable that the molar range. It is more preferably 1 to 50 mol times, still more preferably 1 to 20 mol times, and most preferably 1 to 5 times mol. If the amount is less than the above amount, the reaction rate may be slow, and if it is too large, the reaction rate may be excessive, or a large excess of hydrogen peroxide may remain after the reaction.

<反応条件等>
本発明では、過酸化水素を酸化剤とし、(A)VI族金属酸化物の塩、(B)ホスホン酸類化合物及び(C)界面活性剤からなる触媒を用いて、エポキシ化反応を行う。過酸化水素と、触媒の添加方法は、特に制約はない。
<Reaction conditions, etc.>
In the present invention, the epoxidation reaction is carried out using hydrogen peroxide as an oxidizing agent and a catalyst comprising (A) a group VI metal oxide salt, (B) a phosphonic acid compound and (C) a surfactant. Hydrogen peroxide and the method for adding the catalyst are not particularly limited.

本発明の製造方法は、例えば、上記の触媒を、炭素炭素二重結合を含むポリマーに加えた後、激しく攪拌しながら過酸化水素を添加してエポキシ化反応させることによって実施できる。この際、触媒の全てを添加した後に過酸化水素を添加することが望ましい。   The production method of the present invention can be carried out, for example, by adding the above catalyst to a polymer containing a carbon-carbon double bond and then adding hydrogen peroxide with vigorous stirring to cause an epoxidation reaction. At this time, it is desirable to add hydrogen peroxide after adding all of the catalyst.

また、本発明の製造方法は、炭素炭素二重結合を含むポリマーに、触媒と、過酸化水素をそれぞれ同時に添加してエポキシ化反応させることによって実施することもできる。   The production method of the present invention can also be carried out by simultaneously adding a catalyst and hydrogen peroxide to a polymer containing a carbon-carbon double bond and causing an epoxidation reaction.

本発明の製造方法は、炭素炭素二重結合を含むポリマーを30℃において1質量%以上溶解するエポキシ化反応不活性溶剤中で行ってもよいし、炭素炭素二重結合を含むポリマーが平均粒子径10μm以下の分散状態で行ってもよい。   The production method of the present invention may be carried out in an epoxidation reaction inert solvent in which a polymer containing a carbon-carbon double bond is dissolved at 30 ° C. in an amount of 1% by mass or more. You may carry out by the dispersion state of a diameter of 10 micrometers or less.

エポキシ化反応不活性溶媒にとくに制限はないが、酸化・還元反応に対して比較的不活性な非極性または極性溶媒が好ましい。非極性溶媒としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素及びこれらの混合物を挙げることができ、極性溶媒としては、エーテル、エステル、等を挙げることができる。   The epoxidation reaction inert solvent is not particularly limited, but a nonpolar or polar solvent that is relatively inert to the oxidation / reduction reaction is preferable. Nonpolar solvents can include aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and mixtures thereof, and polar solvents can include ethers, esters, and the like.

具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン、2,6−ジメチルシクロオクタンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、クメンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。   Specifically, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, methylcyclohexane, cyclooctane, 2,6-dimethylcyclooctane; benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, cumene And aromatic hydrocarbons.

これらのうち、炭素数5〜12の炭化水素溶媒がこのましく、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレンがさらに好ましい。もっとも好ましくは、シクロヘキサン、ノルマルヘキサン、トルエンである。   Of these, hydrocarbon solvents having 5 to 12 carbon atoms are preferable, and hexane, heptane, octane, cyclohexane, toluene, and xylene are more preferable. Most preferred are cyclohexane, normal hexane and toluene.

エポキシ化反応不活性溶媒の使用量は、反応に供する炭素炭素二重結合を含むポリマーの溶媒への溶解度によっても異なるが、通常、炭素炭素二重結合を含むポリマーに対して0.1〜200質量倍の範囲であり、反応性、操作性の観点からは1〜100質量倍の範囲であることが好ましく、1〜20質量倍の範囲であることがより好ましい。   The amount of the epoxidation reaction inert solvent used varies depending on the solubility of the polymer containing a carbon-carbon double bond to be subjected to the reaction in the solvent. From the viewpoint of reactivity and operability, the range is preferably from 1 to 100 times by mass, and more preferably from 1 to 20 times by mass.

反応は、炭素炭素二重結合を含むポリマーが平均粒子径10μ以下の分散状態で行うことができるが、この際の分散媒としては、特に制約はなく、水、有機溶媒を用いることができ、水を用いるのが好ましい。良好な分散状態を得るために、ポリビニルアルコール、アルキルベンゼンスルホン酸塩など、一般的に用いられる乳化剤を添加することができる。   The reaction can be performed in a dispersion state in which a polymer containing a carbon-carbon double bond has an average particle size of 10 μm or less, but the dispersion medium in this case is not particularly limited, and water or an organic solvent can be used. It is preferable to use water. In order to obtain a good dispersion state, commonly used emulsifiers such as polyvinyl alcohol and alkylbenzene sulfonate can be added.

本発明の製造方法において、反応中のpHは、2以上7未満の酸性状態であることが好ましく、反応速度、操作性の観点から2〜4の範囲内であることがより好ましい。反応中のpHが低すぎる場合、エポキシ化反応が激しく進行し、コントロールが難しいだけでなく、目的とするエポキシ化重合体の安定性が低下する可能性がある。また、反応中のpHが高すぎる場合、過酸化水素の安定性を損ない、過酸化水素当たりのエポキシ化選択率が著しく低下する可能性がある。   In the production method of the present invention, the pH during the reaction is preferably in an acidic state of 2 or more and less than 7, and more preferably in the range of 2 to 4 from the viewpoint of reaction rate and operability. If the pH during the reaction is too low, the epoxidation reaction proceeds violently and is difficult to control, and the stability of the target epoxidized polymer may be reduced. Also, if the pH during the reaction is too high, the stability of hydrogen peroxide is impaired, and the epoxidation selectivity per hydrogen peroxide may be significantly reduced.

本発明の製造方法において、反応圧力は特に制限されないが、溶媒の揮散を防止する観点から、通常80kPa〜1MPaの範囲であることが好ましい。また、本発明の製造方法は、安全性の観点から、窒素、アルゴンなどの不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。   In the production method of the present invention, the reaction pressure is not particularly limited, but it is usually preferably in the range of 80 kPa to 1 MPa from the viewpoint of preventing volatilization of the solvent. Moreover, it is preferable to perform the manufacturing method of this invention in the atmosphere of inert gas, such as nitrogen and argon, from a safety viewpoint.

また、本発明の製造方法において、反応温度は特に制限されないが、反応速度および安全性の観点から、通常0〜140℃の範囲であり、40〜100℃の範囲であることが好ましく、50〜100℃の範囲であることがより好ましい。反応温度が高いと、過酸化水素の分解反応促進、エポキシ化反応の選択性低下などが発生する可能性がある。反応温度が低いと、反応速度の低下を招き、生産性が低下する可能性がある。   In the production method of the present invention, the reaction temperature is not particularly limited, but is usually in the range of 0 to 140 ° C, preferably in the range of 40 to 100 ° C, from the viewpoint of reaction rate and safety, A range of 100 ° C. is more preferable. When the reaction temperature is high, the decomposition reaction of hydrogen peroxide may be accelerated and the selectivity of the epoxidation reaction may be reduced. If the reaction temperature is low, the reaction rate may decrease, and the productivity may decrease.

反応終了後の反応混合物からのエポキシ化ポリマーの分離は、通常の単離精製操作によって行うことができる。例えば、反応混合物を静置して有機層と水層に分離させ、次いで水層を除去し、得られた有機層を水、亜硫酸水素ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液などを用いて洗浄した後、再沈、加熱下での溶媒除去、減圧下での溶媒除去、水蒸気による溶媒の除去(スチームストリッピング)などの、ポリマーを溶液から単離する際の公知の操作を施すことによって実施できる。   Separation of the epoxidized polymer from the reaction mixture after completion of the reaction can be performed by a normal isolation and purification operation. For example, the reaction mixture is allowed to stand to separate into an organic layer and an aqueous layer, then the aqueous layer is removed, and the resulting organic layer is washed with water, an aqueous sodium bisulfite solution, an aqueous sodium sulfite solution, etc. It can be carried out by performing known operations for isolating the polymer from the solution, such as precipitation, removal of the solvent under heating, removal of the solvent under reduced pressure, and removal of the solvent with steam (steam stripping).

触媒の効率的な除去は、水層から分離し、水、亜硫酸水素ナトリウム水溶液、亜硫酸ナトリウム水溶液などを用いて洗浄した後の有機層を、活性炭または塩基性物質と接触させることによって、実施することができる。   Efficient removal of the catalyst should be performed by contacting the organic layer after separation from the aqueous layer and washing with water, aqueous sodium bisulfite, aqueous sodium sulfite, etc. with activated carbon or a basic substance. Can do.

<エポキシ化ポリマー>
本発明の方法で得られるエポキシ化ポリマーは、エポキシ基の含有量が該ポリマーを構成する全単量体単位に基づいて0.01〜100モル%、好ましくは1〜70モル%、より好ましくは3〜50モル%、最も好ましくは5〜30モル%である。エポキシ基の含有量が少ないと、エポキシ基の反応点としての機能、極性、相溶性等の特性が発揮しにくく、また多すぎると熱安定性、PH安定性等が不足する場合がある。なお、本発明の方法で得られるエポキシ化ポリマーに含有されるエポキシ基の分布に特に制限はなく、例えば、規則的な分布、ブロック状の分布、ランダム状の分布、テーパー状の分布、これらのいくつかが混在している分布などが挙げられる。エポキシ基は、エポキシ化ポリマーの主鎖または側鎖のいずれに含有されていてもよいが、エポキシ化ポリマーの安定性の観点から、エポキシ化ポリマーのすべてのエポキシ基の70モル%以上が主鎖に含有されていることが好ましく、80モル%以上が主鎖に含有されていることがより好ましい。
<Epoxidized polymer>
The epoxidized polymer obtained by the method of the present invention has an epoxy group content of 0.01 to 100 mol%, preferably 1 to 70 mol%, more preferably based on the total monomer units constituting the polymer. It is 3 to 50 mol%, most preferably 5 to 30 mol%. When the content of the epoxy group is small, the functions such as the reaction point of the epoxy group, polarity, compatibility and the like are difficult to exhibit, and when the content is too large, the thermal stability, PH stability and the like may be insufficient. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the distribution of the epoxy group contained in the epoxidized polymer obtained by the method of this invention, For example, regular distribution, block-shaped distribution, random distribution, tapered distribution, these Some distributions are mixed. The epoxy group may be contained in either the main chain or the side chain of the epoxidized polymer, but from the viewpoint of the stability of the epoxidized polymer, 70 mol% or more of all the epoxy groups of the epoxidized polymer are the main chain. Is preferably contained in the main chain, and more preferably 80 mol% or more in the main chain.

本発明の方法で得られるエポキシ化ポリマーとしては、例えばエポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化ポリイソプレンなどのエポキシ化ポリジエン;シクロヘプテン、シクロオクテンなどのシクロアルケンを開環メタセシス重合して得られるポリアルケンのエポキシ化重合体;イソプレンーブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレンーイソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレンー(イソプレン/ブタジエン)−スチレンブロック上重合体などのポリジエンブロックを含有するブロック共重合体のエポキシ化重合体;スチレンーブタジエンランダム共重合体、スチレン−イソプレンランダム共重合体などのジエンと他の重合成単量体からなるランダム共重合体のエポキシ化重合体;スチレン−ブタジエンテーパー共重合体などのジエンと他の重合単量体から得られるテーパー共重合体のエポキシ化重合体;これらの部分水素添加物などのエポキシ化重合体;テレフタル酸などの二塩基酸と2−ブテン−1,4−ジオールなどのジオール類または、テトラヒドロフタル酸などの二塩基酸と1,4−ブタンジオールなどのジオール類から得られる不飽和ポリエステル類のエポキシ化ポリエステル類;テレフタル酸などの二塩基酸と2−ブテン−1,4−ジアミンなどのジアミン類、または、テトラヒドロフタル酸などの二塩基酸と1,4−ブタンジアミンなどのジアミン類から得られる不飽和ポリアミド類のエポキシ化ポリアミド等;アクリル酸エステルとジエンの共重合体、例えばエチルアクリレート、ブチルアクリレートとイソプレン、ブタジエンの共重合体のエポキシ化体、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム、イソプレン系ゴム、クロロプレン系ゴムなどのエポキシ化体も例示することができる。   Examples of the epoxidized polymer obtained by the method of the present invention include epoxidized polydienes such as epoxidized polybutadiene and epoxidized polyisoprene; and epoxidized polyalkene obtained by ring-opening metathesis polymerization of cycloalkene such as cycloheptene and cyclooctene. Isoprene-butadiene block copolymer, styrene-butadiene block copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene (isoprene / butadiene) ) -Epoxidized polymer of block copolymer containing polydiene block such as polymer on styrene block; diene such as styrene-butadiene random copolymer, styrene-isoprene random copolymer Random copolymer epoxidized polymer consisting of styrene and other polysynthetic monomers; taper copolymer epoxidized polymers obtained from dienes such as styrene-butadiene taper copolymer and other polymer monomers Epoxidized polymers such as these partially hydrogenated products; dibasic acids such as terephthalic acid and diols such as 2-butene-1,4-diol or dibasic acids such as tetrahydrophthalic acid and 1,4- Epoxidized polyesters of unsaturated polyesters obtained from diols such as butanediol; dibasic acids such as terephthalic acid and diamines such as 2-butene-1,4-diamine, or dibasic such as tetrahydrophthalic acid Epoxidized polyamides of unsaturated polyamides obtained from acids and diamines such as 1,4-butanediamine; acrylic acid esters And epoxides such as ethylene acrylate, butyl acrylate and isoprene, epoxidized butadiene copolymer, ethylene-propylene-diene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, etc. Can do.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example.

<測定法>
以下に示すデータは、下記方法に従って測定した。
<Measurement method>
The data shown below was measured according to the following method.

(1)エポキシ化率
エポキシ化率を、プロトン核磁気共鳴(1H−NMR)法によって求めた。
装置:JEOL−LA500(分解能500MHz)
溶媒:重水素化クロロホルム
リファレンンス:TMSまたはクロロホルム
温度:20℃
(1) Epoxidation rate The epoxidation rate was determined by a proton nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) method.
Equipment: JEOL-LA500 (resolution 500MHz)
Solvent: deuterated chloroform reference: TMS or chloroform temperature: 20 ° C

なお、定量に必要なシグナル及び参考となるシグナルのシフト位置は以下のようであるが公知の文献等と比較して容易にアサイン、定量することができる。なお、シフト位置は、溶媒、温度の測定条件、ポリマー構造によって移動する場合があるので、その際にはポリマー中に含まれるモノマーユニット組成全体についてアサインを行い、適切な帰属を行う。   In addition, although the shift position of the signal required for quantification and the signal used as a reference is as follows, it can assign and quantify easily compared with well-known literature etc. Note that the shift position may move depending on the solvent, temperature measurement conditions, and polymer structure. At that time, the entire monomer unit composition contained in the polymer is assigned and assigned appropriately.

[定量に用いたシグナル]
(a)2.6〜3.0ppm
エポキシ基(−CH−)。エポキシ基1ユニット当たり2Hを含む。
[Signals used for quantification]
(A) 2.6-3.0 ppm
Epoxy group (—CH—). Contains 2H per unit of epoxy group.

(b)4.8〜5.0ppm
ブタジエン1,2−結合(=CH2)。1,2−結合による1,2ビニル基1ユニットあたり2Hを含む。
(B) 4.8-5.0 ppm
Butadiene 1,2-bond (= CH2). It contains 2H per unit of 1,2-vinyl group by 1,2-bond.

(c)5.0〜5.6ppm
ブタジエン1,2−結合による1,2−ビニル基(−CH=)およびブタジエン1,4−結合(主鎖中の2重結合)(−CH=)。1,2−結合による1,2−ビニル基1ユニットあたり1Hと、1,4−結合1ユニットあたり2Hを含む
(C) 5.0-5.6 ppm
1,2-vinyl group (-CH =) and butadiene 1,4-bond (double bond in the main chain) (-CH =) by butadiene 1,2-bond. Contains 1H per 1,2-vinyl group by 1,2-bond and 2H per 1,4-bond

(d)6.3〜7.3ppm
スチレン中のベンゼン環H。スチレン1ユニットあたり5Hを含む。なお標準としてクロロホルムを用いた場合、この範囲(7.2ppm)にクロロホルム中のH1つを含む。
(D) 6.3 to 7.3 ppm
Benzene ring H in styrene. Contains 5H per unit of styrene. When chloroform is used as a standard, this range (7.2 ppm) includes H1 in chloroform.

[定量法]
(i)エポキシ基のモル比
(a)の範囲の積分値を2で割った値がエポキシ基のモル比を示す。
[Quantitative method]
(I) Molar ratio of epoxy group The value obtained by dividing the integrated value in the range of (a) by 2 indicates the molar ratio of epoxy group.

(ii)1,2−結合(1,2−ビニル)のモル比
(b)の範囲の積分値を2で割った値がブタジエン成分の1,2−結合(1,2−ビニル)のモル比を示す。
(Ii) 1,2-bond (1,2-vinyl) molar ratio The value obtained by dividing the integrated value in the range of (b) by 2 is the mole of 1,2-bond (1,2-vinyl) of the butadiene component. Indicates the ratio.

(iii3)1,4−結合のモル比
(c)の範囲の積分値から(2)で算出したブタジエン1,2−結合のモル比を減じたのち2で割った値がブタジエン1,4−結合のモル比を示す。
(Iii3) Molar ratio of 1,4-bond The value obtained by subtracting the molar ratio of butadiene 1,2-bond calculated in (2) from the integral value in the range of (c) and then dividing by 2 is butadiene 1,4- The molar ratio of bonds is shown.

(iv)スチレンのモル比
(d)の範囲の積分値からクロロホルム分を減じたのち5で割った値がスチレンのモル比を示す。
(Iv) Molar ratio of styrene The value obtained by subtracting the chloroform content from the integral value in the range of (d) and then dividing by 5 shows the molar ratio of styrene.

(i)〜(iv)のモル比のそれぞれを、(i)〜(iv)の合計値で割った後100を乗じた値が、それぞれの成分のモル%である。   A value obtained by dividing each of the molar ratios (i) to (iv) by the total value of (i) to (iv) and then multiplying by 100 is the mol% of each component.

それぞれの成分のモル%にそれぞれの分子量を乗じ、その合計で割った後100を乗じた値が、それぞれの成分の重量%である。   The value obtained by multiplying the mol% of each component by the respective molecular weight, dividing by the total, and multiplying by 100 is the weight% of each component.

以下、ブタジエン1,2−結合比率とは、ポリマー中のブタジエンについて、1,4−結合と1,2−結合合計に対する1,2−結合のモル比率を表す。   Hereinafter, the butadiene 1,2-bond ratio represents the molar ratio of 1,2-bond to the total of 1,4-bond and 1,2-bond for butadiene in the polymer.

以下のブタジエンを用いた実施例において、示された条件においては、ブタジエン1,2−結合は酸化反応に対して不活性であることが確認されたので、エポキシ化率は、ブタジエン1,4−結合のうち、エポキシ基に変換された比率(モル比率)を示す。   In the following examples using butadiene, the butadiene 1,2-bond was confirmed to be inert to the oxidation reaction under the conditions shown, so that the epoxidation rate was determined as butadiene 1,4- Of the bonds, the ratio (molar ratio) converted to epoxy groups is shown.

なお、エポキシ基量は、以下の滴定法(HCl−ジオキサン法)によって別途求めた値と一致した。   In addition, the amount of epoxy groups corresponded with the value calculated | required separately by the following titration methods (HCl-dioxane method).

[滴定法(HCl−ジオキサン法)]
反応後のポリマーを0.1g精秤し、精製ジオキサン100MLに12N−塩酸1MLを混合した溶液で、50MLにメスアップする。1%フェノールフタレインのエタノール溶液を少量加え、0.1N−NaOHで滴定する。
[Titration method (HCl-dioxane method)]
0.1 g of the polymer after the reaction is precisely weighed and made up to 50 mL with a solution obtained by mixing 1 mL of 12N-hydrochloric acid with 100 mL of purified dioxane. Add a small amount of 1% phenolphthalein in ethanol and titrate with 0.1N NaOH.

(2)分子量
GPCにより分子量を測定した。
装置:東ソーHLC−8220
カラム:昭和電工Shodex GPC KF−400HQ×4本直列接続
温度:40℃
検出:RI(示差屈折率)
溶媒:テトラヒドロフラン
濃度:2wt%
検量線:標準ポリスチレン(東ソー製)
(2) Molecular weight The molecular weight was measured by GPC.
Equipment: Tosoh HLC-8220
Column: Showa Denko Shodex GPC KF-400HQ × 4 series connection temperature: 40 ° C.
Detection: RI (differential refractive index)
Solvent: Tetrahydrofuran Concentration: 2 wt%
Calibration curve: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh)

(3)ガラス転移点
DSC測定によりガラス転移点を求めた。
装置名:DSC6200型(セイコーインストルメンツ社)
測定温度範囲:−120℃〜200℃
昇温速度:10℃/min
(3) Glass transition point The glass transition point was calculated | required by DSC measurement.
Device name: DSC6200 (Seiko Instruments Inc.)
Measurement temperature range: -120 ° C to 200 ° C
Temperature increase rate: 10 ° C / min

なお、測定前に以下の条件で熱プレスを行い、サンプルを採取した。
温度:220℃
圧力:300kg、3分
厚み:0.5mm
In addition, the sample was extract | collected by heat-pressing on condition of the following before a measurement.
Temperature: 220 ° C
Pressure: 300kg, 3 minutes Thickness: 0.5mm

(4)ゴム粒子形状・粒径観察
ゴム粒子の形状及び粒径を、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した。
装置名:H−7500型(日立)
加速電圧:80KV
(4) Observation of rubber particle shape and particle size The shape and particle size of rubber particles were observed with a transmission electron microscope (TEM).
Device name: H-7500 (Hitachi)
Acceleration voltage: 80KV

サンプルは、オスミウム酸染色後、厚み1000オングストロームに切り出した。   Samples were cut to a thickness of 1000 angstroms after osmic acid staining.

<炭素炭素二重結合を含むポリマー>
原料となる炭素炭素二重結合を含むポリマーとしては以下に示すものを用いた。
<Polymer containing carbon-carbon double bond>
The following polymer was used as a polymer containing a carbon-carbon double bond as a raw material.

(1)サンプルA
スチレン−ブタジエンブロック共重合体(「クリアレン760M」電気化学工業社)
ポリマー中のスチレン/ブタジエン比率=24/76(質量比)
ブタジエン1,2−結合比率=13%
Mw12.1万、Mn9.52万、Mw/Mn1.27
ガラス転移点:−55℃、97℃
(1) Sample A
Styrene-butadiene block copolymer ("Clearen 760M", Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
Styrene / butadiene ratio in polymer = 24/76 (mass ratio)
Butadiene 1,2-bond ratio = 13%
Mw 121,000, Mn 952,000, Mw / Mn 1.27
Glass transition point: -55 ° C, 97 ° C

(2)サンプルB
スチレン−ブタジエンブロック共重合体(「TR2003」JSR社)
ポリマー中のスチレン/ブタジエン比率=40/60(質量比)
ブタジエン1,2−結合比率16%
Mw10.3万、Mn8.77万、Mw/Mn1.18
ガラス転移点:−78℃、102℃
(2) Sample B
Styrene-butadiene block copolymer ("TR2003" JSR)
Styrene / butadiene ratio in polymer = 40/60 (mass ratio)
Butadiene 1,2-bond ratio 16%
Mw 103,000, Mn 87770, Mw / Mn 1.18
Glass transition point: -78 ° C, 102 ° C

(3)サンプルC
ゴム強化スチレン−ブタジエン−メチルメタクリレート共重合体(平均粒径0.5μmのグラフトゴム粒子(スチレン−ブタジエンゴムにスチレン/メチルメタクリレート共重合体がグラフトした粒子)がスチレン/メチルメタクリレート共重合体に均一に分散したもの)
ポリマー中のスチレン/ブタジエン/メチルメタクリレート比率=59/3/38(質量比)
ブタジエン1,2−結合比率=17%
Mw12.9万、Mn6.25万、Mw/Mn2.06
ガラス転移点:−56℃、86℃
(3) Sample C
Rubber-reinforced styrene-butadiene-methyl methacrylate copolymer (grafted rubber particles with an average particle size of 0.5 μm (styrene-methyl methacrylate copolymer grafted with styrene-butadiene rubber) are uniform in styrene / methyl methacrylate copolymer Distributed)
Styrene / butadiene / methyl methacrylate ratio in polymer = 59/3/38 (mass ratio)
Butadiene 1,2-bond ratio = 17%
Mw 1290,000, Mn 6250,000, Mw / Mn 2.06
Glass transition point: -56 ° C, 86 ° C

(4)サンプルD
ポリスチレン−ポリブタジエンジブロック共重合体
Mw/Mn1.04
ポリスチレンブロック鎖のピークトップ分子量6,200
ポリブタジエンブロック鎖のピークトップ分子量16,300
ブタジエン1,2−結合比率11%
(4) Sample D
Polystyrene-polybutadiene diblock copolymer Mw / Mn 1.04
Peak top molecular weight of polystyrene block chain 6,200
Polybutadiene block chain peak top molecular weight 16,300
Butadiene 1,2-bond ratio 11%

尚、サンプルDは以下のようにして合成した。   Sample D was synthesized as follows.

内容積3Lのジャケット、攪拌機付きステンレス製重合槽を、シクロヘキサンで洗浄し、窒素ガス置換後、窒素ガス雰囲気下においてシクロヘキサン1,260g(水分10ppm以下に脱水され、テトラヒドロフラン150ppmを含む)を仕込み、次に水分量5ppm以下に脱水したスチレン62.9gを加えた。内温50℃に昇温後、n−ブチルリチウムの10%シクロヘキサン溶液を13.9ml添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で、20分間重合させた(ポリスチレンブロック鎖合成)。   A stainless steel polymerization tank with an internal volume of 3 L and a stirrer was washed with cyclohexane, replaced with nitrogen gas, and charged with 1,260 g of cyclohexane (dehydrated to a water content of 10 ppm or less and containing 150 ppm of tetrahydrofuran) in a nitrogen gas atmosphere. 62.9 g of styrene dehydrated to a water content of 5 ppm or less was added. After raising the internal temperature to 50 ° C., 13.9 ml of a 10% cyclohexane solution of n-butyllithium was added and polymerized for 20 minutes in a range where the maximum temperature did not exceed 120 ° C. (polystyrene block chain synthesis).

さらに内温80℃に昇温後、モレキュラーシーブを通過させて脱水したブタジエンを251.6g添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で30分間重合させた(ポリブタジエンブロック鎖の合成)。   Further, after raising the internal temperature to 80 ° C., 251.6 g of butadiene dehydrated by passing through a molecular sieve was added and polymerized for 30 minutes in a range where the maximum temperature did not exceed 120 ° C. (synthesis of polybutadiene block chain).

最後に、活性末端をメタノールにより失活させてから、この溶液をヒンダードフェノール系安定剤を含む大量のメタノール中に少量づつ添加し析出させ、真空乾燥を行った。   Finally, the active terminal was deactivated with methanol, and this solution was added little by little in a large amount of methanol containing a hindered phenol stabilizer, followed by vacuum drying.

(5)サンプルE
ポリスチレン−ポリブタジエンジブロック共重合体
Mw/Mn1.04
ポリスチレンブロック鎖のピークトップ分子量4,500
ポリブタジエンブロック鎖のピークトップ分子量16,700
ブタジエン1,2−結合比率27%
(5) Sample E
Polystyrene-polybutadiene diblock copolymer Mw / Mn 1.04
Peak top molecular weight of polystyrene block chain 4,500
Polybutadiene block chain peak top molecular weight 16,700
Butadiene 1,2-bond ratio 27%

尚、サンプルEは以下のようにして合成した。   Sample E was synthesized as follows.

内容積3Lのジャケット、攪拌機付きステンレス製重合槽を、シクロヘキサンで洗浄し、窒素ガス置換後、窒素ガス雰囲気下においてシクロヘキサン1,260g(水分10ppm以下に脱水され、テトラヒドロフラン2,000ppmを含む)を仕込み、次に水分量5ppm以下に脱水したスチレン62.9gを加えた。内温50℃に昇温後、n−ブチルリチウムの10%シクロヘキサン溶液を13.9ml添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で、20分間重合させた(ポリスチレンブロック鎖合成)。   A stainless steel polymerization tank with an internal volume of 3 L and a stirrer was washed with cyclohexane, and after replacement with nitrogen gas, 1,260 g of cyclohexane (dehydrated to 10 ppm or less of water and containing 2,000 ppm of tetrahydrofuran) was charged in a nitrogen gas atmosphere. Next, 62.9 g of styrene dehydrated to a water content of 5 ppm or less was added. After raising the internal temperature to 50 ° C., 13.9 ml of a 10% cyclohexane solution of n-butyllithium was added and polymerized for 20 minutes in a range where the maximum temperature did not exceed 120 ° C. (polystyrene block chain synthesis).

さらに内温80℃に昇温後、モレキュラーシーブを通過させて脱水したブタジエンを251.6g添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で30分間重合させた(ポリブタジエンブロック鎖の合成)。   Further, after raising the internal temperature to 80 ° C., 251.6 g of butadiene dehydrated by passing through a molecular sieve was added and polymerized for 30 minutes in a range where the maximum temperature did not exceed 120 ° C. (synthesis of polybutadiene block chain).

最後に、活性末端をメタノールにより失活させてから、この溶液をヒンダードフェノール系安定剤を含む大量のメタノール中に少量づつ添加し析出させ、真空乾燥を行った。   Finally, the active terminal was deactivated with methanol, and this solution was added little by little in a large amount of methanol containing a hindered phenol stabilizer, followed by vacuum drying.

(6)サンプルF
エチルアクリレート−ノルマルブチルアクリレート−イソプレン共重合体のエマルジョン
ポリマー中のエチルアクリレート/ノルマルブチルアクリレート/イソプレン比率=70/29/1(質量比)
エマルジョン中の固形分37%
エマルジョン平均粒子径は100nm(光回折法)
pH=2.3
(6) Sample F
Ethyl acrylate / normal butyl acrylate / isoprene ratio in the emulsion polymer of ethyl acrylate / normal butyl acrylate / isoprene copolymer = 70/29/1 (mass ratio)
37% solids in emulsion
Emulsion average particle size is 100 nm (light diffraction method)
pH = 2.3

尚、サンプルFの合成は以下のようにして、窒素雰囲気下で行った。   Sample F was synthesized under the nitrogen atmosphere as follows.

内容積5Lの攪拌機付きステンレス製反応器に、蒸留水2,400gとアルキルベンゼンスルホン酸96g、酢酸ナトリウム3gを加え、乳化剤液を調整し、イソプレン2.6gを加えた。反応器内にレドックス系ラジカル反応開始剤を添加後、55℃に昇温し、6時間かけてノルマルブチルアクリレート480g、エチルアクリレート1,120g、イソプレン27g、t−ドデシルメルカプタン0.4gの各成分を連続的に添加した。一方、55℃に昇温後、同様に6.5時間かけて、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド42gと乳化剤からなる水溶液を連続的に添加した。   Distilled water 2,400 g, alkylbenzene sulfonic acid 96 g, and sodium acetate 3 g were added to a stainless steel reactor with an internal volume of 5 L to prepare an emulsifier solution, and 2.6 g of isoprene was added. After adding a redox-type radical reaction initiator in the reactor, the temperature was raised to 55 ° C., and 480 g of normal butyl acrylate, 1,120 g of ethyl acrylate, 27 g of isoprene, and 0.4 g of t-dodecyl mercaptan were added over 6 hours. Added continuously. On the other hand, after raising the temperature to 55 ° C., an aqueous solution comprising 42 g of tertiary butyl hydroperoxide and an emulsifier was continuously added over 6.5 hours.

反応終了後は、温度を下げ、生成したエマルジョンを取り出した。   After completion of the reaction, the temperature was lowered and the produced emulsion was taken out.

<(C)界面活性剤>
触媒の一成分である(C)界面活性剤として、硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウムは以下のようにして合成した。
<(C) Surfactant>
As (C) surfactant which is one component of the catalyst, trioctylmethylammonium hydrogen sulfate was synthesized as follows.

磁気撹拌子を備えた1Lなす型フラスコに、塩化メチルトリオクチルアンモニウム4.2g、50%硫酸150mlおよびトルエン200mlを加え、室温で12時間撹拌した後トルエン層を水層から分離し、無水硫酸ナトリウムを加えて脱水した後、トルエンを留去して白色固体として析出させ、真空乾燥を行った。   To a 1 L eggplant-shaped flask equipped with a magnetic stirrer was added 4.2 g of methyl trioctylammonium chloride, 150 ml of 50% sulfuric acid and 200 ml of toluene. After stirring at room temperature for 12 hours, the toluene layer was separated from the aqueous layer and anhydrous sodium sulfate. After dehydration, toluene was distilled off to precipitate as a white solid, followed by vacuum drying.

<実施例1(サンプルA)>
マグネチックスターラー、還流管、および滴下ロートを装着した容量3000mlの三口セパラブルフラスコに、ポリマー(サンプルA)150gおよびトルエン1000mlを加えて溶解させた。
<Example 1 (Sample A)>
To a 3000 ml three-necked separable flask equipped with a magnetic stirrer, a reflux tube, and a dropping funnel, 150 g of polymer (sample A) and 1000 ml of toluene were added and dissolved.

一方、200mlナス型フラスコに、(A)タングステン酸ナトリウム1.17g、(B)アミノメチルホスホン酸0.39g、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム1.65g、および過酸化水素水溶液(30%、96g)を秤量し、内温を60℃まで徐々に昇温させ30分間激しく撹拌して触媒の調製を行った。   On the other hand, in a 200 ml eggplant-shaped flask, (A) 1.17 g of sodium tungstate, (B) 0.39 g of aminomethylphosphonic acid, (C) 1.65 g of trioctylmethylammonium hydrogen sulfate, and an aqueous hydrogen peroxide solution (30%, 96 g) was weighed, the internal temperature was gradually raised to 60 ° C., and the mixture was vigorously stirred for 30 minutes to prepare a catalyst.

これを先ほどのポリマー溶液に添加し、70℃で2時間激しく撹拌した。反応液を室温まで冷却して水層と有機層を分液した。有機層を水100gで3度洗浄して水層を取り除いた。一部はメタノール中に滴下し、乾燥させて1H−NMRで解析した。エポキシ化率は9.3%であった。 This was added to the previous polymer solution and stirred vigorously at 70 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and the aqueous layer and the organic layer were separated. The organic layer was washed 3 times with 100 g of water to remove the aqueous layer. A part was dropped into methanol, dried and analyzed by 1 H-NMR. The epoxidation rate was 9.3%.

エポキシ化率は、ポリマー主鎖中の炭素炭素二重結合を基準に算出した(1,4−ビニル構造)。なお、以下の全ての実施例とも1,2−ビニル構造は未反応であった。   The epoxidation rate was calculated based on the carbon-carbon double bond in the polymer main chain (1,4-vinyl structure). In all the following examples, the 1,2-vinyl structure was unreacted.

GPC測定の結果、Mw16.9万、Mn8.84万、Mw/Mn1.91であり、ゲル化、分子鎖切断、着色は抑制されていた。また、ガラス転移点は、−47℃、94℃であった。   As a result of GPC measurement, Mw was 169,000, Mn was 884,000, and Mw / Mn was 1.91, and gelation, molecular chain breakage, and coloring were suppressed. Moreover, the glass transition point was -47 degreeC and 94 degreeC.

<実施例2(サンプルB)>
マグネチックスターラー、還流管、および滴下ロートを装着した容量3000mlの三口セパラブルフラスコに、ポリマー(サンプルB)100gおよびトルエン2000mlを加えて溶解させた。
<Example 2 (Sample B)>
To a 3000 ml three-necked separable flask equipped with a magnetic stirrer, a reflux tube, and a dropping funnel, 100 g of polymer (sample B) and 2000 ml of toluene were added and dissolved.

一方、200mlナス型フラスコに、(A)タングステン酸ナトリウム1.74g、(B)アミノメチルホスホン酸0.585g、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム2.45g、および過酸化水素水溶液(30%、118g)を秤量し、内温を60℃まで徐々に昇温させ、30分間激しく撹拌して、触媒を調製した。   On the other hand, in a 200 ml eggplant-shaped flask, (A) 1.74 g of sodium tungstate, (B) 0.585 g of aminomethylphosphonic acid, (C) 2.45 g of trioctylmethylammonium hydrogen sulfate, and an aqueous hydrogen peroxide solution (30%, 118 g) was weighed, the internal temperature was gradually raised to 60 ° C., and the mixture was vigorously stirred for 30 minutes to prepare a catalyst.

これを先ほどのポリマー溶液に添加し、70℃で2時間激しく撹拌した。反応液を室温まで冷却して水層と有機層を分液した。有機層を水100gで3度洗浄して水層を取り除いた。一部をメタノール中に滴下して固体化させた後、乾燥させて1H−NMRで解析した。エポキシ化率は29%であった。 This was added to the previous polymer solution and stirred vigorously at 70 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and the aqueous layer and the organic layer were separated. The organic layer was washed 3 times with 100 g of water to remove the aqueous layer. A part of the solution was dropped into methanol to be solidified, dried and analyzed by 1 H-NMR. The epoxidation rate was 29%.

GPC測定の結果、Mw14.2万、Mn6.63万、Mw/Mn2.15であり、ゲル化、分子鎖切断、着色は抑制されていた。また、ガラス転移点は−53℃、100℃であった。   As a result of GPC measurement, Mw was 142,000, Mn was 663,000, and Mw / Mn was 2.15, and gelation, molecular chain breakage, and coloring were suppressed. Moreover, the glass transition point was -53 degreeC and 100 degreeC.

<実施例3(サンプルC)>
マグネチックスターラー、還流管、および滴下ロートを装着した容量3000mlの三口セパラブルフラスコに、ポリマー(サンプルC)のペレット100gおよびトルエン2000mlを加えた。ポリマーペレットは完全には溶解せず膨潤した成分が共存したがそのまま酸化反応を行った。
<Example 3 (Sample C)>
To a 3000 ml three-necked separable flask equipped with a magnetic stirrer, reflux tube, and dropping funnel, 100 g of polymer (sample C) pellets and 2000 ml of toluene were added. The polymer pellets did not dissolve completely, but the swollen components coexisted, but the oxidation reaction was carried out as it was.

一方、200mlナス型フラスコに、(A)タングステン酸ナトリウム3.30g、(B)アミノメチルホスホン酸1.11g、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム4.66g、および過酸化水素水溶液(30%、123g)を秤量し、内温を60℃まで徐々に昇温させ30分間激しく撹拌して触媒を調製した。   On the other hand, in a 200 ml eggplant-shaped flask, (A) 3.30 g of sodium tungstate, (B) 1.11 g of aminomethylphosphonic acid, (C) 4.66 g of trioctylmethylammonium hydrogen sulfate, and an aqueous hydrogen peroxide solution (30%, 123 g) was weighed, the internal temperature was gradually raised to 60 ° C., and the mixture was vigorously stirred for 30 minutes to prepare a catalyst.

これを先ほどのポリマー溶液に添加し、70℃で2時間激しく撹拌した。反応液を室温まで冷却して水層と有機層を分液した。有機層を水100gで3度洗浄して水層を取り除いた。一部はメタノール中に滴下し、乾燥させて1H−NMRで解析した。エポキシ化率は37%であった。 This was added to the previous polymer solution and stirred vigorously at 70 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and the aqueous layer and the organic layer were separated. The organic layer was washed 3 times with 100 g of water to remove the aqueous layer. A part was dropped into methanol, dried and analyzed by 1 H-NMR. The epoxidation rate was 37%.

GPC測定の結果、Mw12.4万、Mn5.25万、Mw/Mn2.36であり、ゲル化、分子鎖切断、着色は抑制されていた。   As a result of the GPC measurement, Mw was 124,000, Mn was 5250,000, and Mw / Mn was 2.36, and gelation, molecular chain breakage, and coloring were suppressed.

TEM観察の結果、反応前後でのゴム粒子形状(単胞及びサラミ状が共存)、粒径に大きな変化はなかった。   As a result of TEM observation, there was no significant change in the rubber particle shape (single cell and salami shape coexisted) and particle size before and after the reaction.

<実施例4(サンプルD)>
ビーカーに、ポリマー(サンプルD)678.9mgおよびトルエン5mlを加えて溶解させた。
<Example 4 (Sample D)>
In a beaker, 678.9 mg of polymer (sample D) and 5 ml of toluene were added and dissolved.

一方、マグネチックスターラー、還流管を装着した容量30mlナス型フラスコに、(A)タングステン酸ナトリウム16.5mg、(B)アミノメチルホスホン酸5.55mg、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム23.3mg、および過酸化水素水溶液(30%、1.2g)を秤量し、内温を60℃まで徐々に昇温させ、30分間激しく撹拌して、触媒を調製した。   On the other hand, in a 30 ml eggplant type flask equipped with a magnetic stirrer and a reflux tube, (A) 16.5 mg of sodium tungstate, (B) 5.55 mg of aminomethylphosphonic acid, (C) 23.3 mg of trioctylmethylammonium hydrogen sulfate. And an aqueous hydrogen peroxide solution (30%, 1.2 g) were weighed, the internal temperature was gradually raised to 60 ° C., and the mixture was vigorously stirred for 30 minutes to prepare a catalyst.

これに先ほどのポリマー溶液を添加し、70℃で2.5時間激しく撹拌した。過酸化物試験紙で過酸化水素の消費を確認し、反応液を室温まで冷却して水層と有機層を分液した。有機層に二酸化マンガンを加えて過酸化水素が完全に消費されたら、無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、酢酸エチルを用いてシリカゲルカラムで単離し、1H−NMRで解析した。エポキシ化率は26%であった。 The previous polymer solution was added thereto, and the mixture was vigorously stirred at 70 ° C. for 2.5 hours. The consumption of hydrogen peroxide was confirmed with a peroxide test paper, the reaction solution was cooled to room temperature, and the aqueous layer and the organic layer were separated. When manganese dioxide was added to the organic layer and hydrogen peroxide was completely consumed, it was dried over anhydrous sodium sulfate, isolated on a silica gel column using ethyl acetate, and analyzed by 1 H-NMR. The epoxidation rate was 26%.

<実施例5(サンプルD)>
ビーカーに、ポリマー(サンプルD)678.9mgおよびシクロヘキサン4mlを加えて溶解させた。
<Example 5 (Sample D)>
In a beaker, 678.9 mg of polymer (sample D) and 4 ml of cyclohexane were added and dissolved.

一方、マグネチックスターラー、還流管を装着した容量50mlナス型フラスコに、(A)タングステン酸ナトリウム16.5mg、(B)アミノメチルホスホン酸5.55mg、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム23.3mg、および過酸化水素水溶液(30%、1.2g)を秤量し、内温を60℃まで徐々に昇温させ、30分間激しく撹拌して、触媒を調製した。   On the other hand, in a 50 ml eggplant type flask equipped with a magnetic stirrer and a reflux tube, (A) 16.5 mg of sodium tungstate, (B) 5.55 mg of aminomethylphosphonic acid, (C) 23.3 mg of trioctylmethylammonium hydrogen sulfate. And an aqueous hydrogen peroxide solution (30%, 1.2 g) were weighed, the internal temperature was gradually raised to 60 ° C., and the mixture was vigorously stirred for 30 minutes to prepare a catalyst.

これに先ほどのポリマー溶液を添加し、70℃で1.5時間激しく撹拌した。過酸化物試験紙で過酸化水素の消費を確認し、反応液を室温まで冷却して水層と有機層を分液した。有機層に二酸化マンガンを加えて過酸化水素が完全に消費されたら、無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、酢酸エチルを用いてシリカゲルカラムで単離し、1H−NMRで解析した。エポキシ化率は2%であった。 The previous polymer solution was added thereto, and the mixture was vigorously stirred at 70 ° C. for 1.5 hours. The consumption of hydrogen peroxide was confirmed with a peroxide test paper, the reaction solution was cooled to room temperature, and the aqueous layer and the organic layer were separated. When manganese dioxide was added to the organic layer and hydrogen peroxide was completely consumed, it was dried over anhydrous sodium sulfate, isolated on a silica gel column using ethyl acetate, and analyzed by 1 H-NMR. The epoxidation rate was 2%.

<実施例6(サンプルE)>
ビーカーに、ポリマー(サンプルE)3.44gおよびトルエン25mlを加えて溶解させた。
<Example 6 (Sample E)>
In a beaker, 3.44 g of polymer (sample E) and 25 ml of toluene were added and dissolved.

一方、マグネチックスターラー、還流管を装着した容量100mlナス型フラスコに、(A)タングステン酸ナトリウム82.4mg、(B)アミノメチルホスホン酸27.8mg、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム116.4mg、および過酸化水素水溶液(30%、6.0g)を秤量し、内温を60℃まで徐々に昇温させ、30分間激しく撹拌して、触媒を調製した。   On the other hand, in a 100 ml eggplant type flask equipped with a magnetic stirrer and a reflux tube, (A) 82.4 mg of sodium tungstate, (B) 27.8 mg of aminomethylphosphonic acid, (C) 116.4 mg of trioctylmethylammonium hydrogen sulfate. And an aqueous hydrogen peroxide solution (30%, 6.0 g) were weighed, the internal temperature was gradually raised to 60 ° C., and the mixture was vigorously stirred for 30 minutes to prepare a catalyst.

これに先ほどのポリマー溶液を添加し、70℃で1.5時間激しく撹拌した。過酸化物試験紙で過酸化水素の消費を確認し、反応液を室温まで冷却して水層と有機層を分液した。有機層に二酸化マンガンを加えて過酸化水素が完全に消費されたら、無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、酢酸エチルを用いてシリカゲルカラムで単離し、1H−NMRで解析した。エポキシ化率は54%であった。 The previous polymer solution was added thereto, and the mixture was vigorously stirred at 70 ° C. for 1.5 hours. The consumption of hydrogen peroxide was confirmed with a peroxide test paper, the reaction solution was cooled to room temperature, and the aqueous layer and the organic layer were separated. When manganese dioxide was added to the organic layer and hydrogen peroxide was completely consumed, it was dried over anhydrous sodium sulfate, isolated on a silica gel column using ethyl acetate, and analyzed by 1 H-NMR. The epoxidation rate was 54%.

<実施例7(サンプルF)>
ビーカーに、サンプルFを1.65g(うちポリマー0.614g)採取した。
<Example 7 (Sample F)>
1.65 g (of which 0.614 g of polymer) of Sample F was collected in a beaker.

一方、マグネチックスターラー、還流管を装着した容量30mlナス型フラスコに、(A)タングステン酸ナトリウム16.5mg、(B)アミノメチルホスホン酸5.55mg、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウム23.3mg、および過酸化水素水溶液(30%、3.3g)を秤量し、内温を60℃まで徐々に昇温させ、30分間激しく撹拌して、触媒を調製した。   On the other hand, in a 30 ml eggplant type flask equipped with a magnetic stirrer and a reflux tube, (A) 16.5 mg of sodium tungstate, (B) 5.55 mg of aminomethylphosphonic acid, (C) 23.3 mg of trioctylmethylammonium hydrogen sulfate. And an aqueous hydrogen peroxide solution (30%, 3.3 g) were weighed, the internal temperature was gradually raised to 60 ° C., and the mixture was vigorously stirred for 30 minutes to prepare a catalyst.

これに先ほどのエマルジョンを添加し、70℃で2時間激しく撹拌した。過酸化物試験紙で過酸化水素の消費を確認し、反応液を室温まで冷却し、1H−NMRで解析した。エポキシ基に帰属される3.04及び3.21ppmにシグナルが観測され、エポキシ基の生成を確認した。 The previous emulsion was added thereto, and the mixture was vigorously stirred at 70 ° C. for 2 hours. The consumption of hydrogen peroxide was confirmed with a peroxide test paper, and the reaction solution was cooled to room temperature and analyzed by 1 H-NMR. Signals were observed at 3.04 and 3.21 ppm attributed to the epoxy group, confirming the formation of the epoxy group.

<比較例1>
実施例1において、(A)タングステン酸ナトリウムを添加せずに反応をおこなったところ、2時間ではエポキシ基の生成は殆ど認められなかった。
<Comparative Example 1>
In Example 1, the reaction was carried out without adding (A) sodium tungstate. Almost no epoxy groups were observed in 2 hours.

<比較例2>
実施例1において、(B)アミノメチルホスホン酸を添加せずに反応をおこなったところ、2時間ではエポキシ基の生成は殆ど認められなかった。
<Comparative example 2>
In Example 1, the reaction was carried out without adding (B) aminomethylphosphonic acid, and almost no epoxy group was observed in 2 hours.

<比較例3>
実施例1において、(C)硫酸水素トリオクチルメチルアンモニウムを添加せずに反応をおこなったところ、2時間ではエポキシ基の生成は殆ど認められなかった。
<Comparative Example 3>
In Example 1, when the reaction was carried out without adding (C) trioctylmethylammonium hydrogensulfate, almost no epoxy group was observed in 2 hours.

Claims (9)

過酸化水素を酸化剤とし、(A)VI族金属酸化物の塩、(B)ホスホン酸類化合物及び(C)界面活性剤からなる触媒を用いて、炭素炭素二重結合を含むポリマーを酸化してエポキシ基を導入する工程を有することを特徴とするエポキシ化ポリマーの製造方法。   Using a catalyst comprising hydrogen peroxide as an oxidizing agent, (A) a group VI metal oxide salt, (B) a phosphonic acid compound and (C) a surfactant, a polymer containing a carbon-carbon double bond is oxidized. And a method for producing an epoxidized polymer, comprising the step of introducing an epoxy group. 前記(A)VI族金属酸化物の塩が、タングステン酸塩であることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   2. The method for producing an epoxidized polymer according to claim 1, wherein the salt of the (A) Group VI metal oxide is a tungstate. 前記(C)界面活性剤が、4級アンモニウム塩または4級ホスホニウム塩であることを特徴とする請求項1または2に記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   The method for producing an epoxidized polymer according to claim 1 or 2, wherein the surfactant (C) is a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt. 前記4級アンモニウム塩または4級ホスホニウム塩が、4級アンモニウム硫酸水素塩または4級ホスホニウム硫酸水素塩であることを特徴とする請求項3に記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   The method for producing an epoxidized polymer according to claim 3, wherein the quaternary ammonium salt or quaternary phosphonium salt is a quaternary ammonium hydrogen sulfate or a quaternary phosphonium hydrogen sulfate. 前記(B)ホスホン酸類化合物が、アミノ基を含むホスホン酸化合物であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   The method for producing an epoxidized polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the (B) phosphonic acid compound is a phosphonic acid compound containing an amino group. 前記炭素炭素二重結合を含むポリマーの炭素炭素二重結合が、ジエン系モノマーの重合反応によって形成されたものであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   6. The epoxidized polymer according to claim 1, wherein the carbon-carbon double bond of the polymer containing the carbon-carbon double bond is formed by a polymerization reaction of a diene monomer. Production method. 前記工程を、炭素炭素二重結合を含むポリマーを30℃において1質量%以上溶解するエポキシ化反応不活性溶剤中で行うことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   The epoxidized polymer according to any one of claims 1 to 6, wherein the step is performed in an epoxidation reaction inert solvent in which a polymer containing a carbon-carbon double bond is dissolved at 30 ° C by 1% by mass or more. Manufacturing method. 前記工程を、炭素炭素二重結合を含むポリマーが平均粒子径10μm以下の分散状態で行うことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   The method for producing an epoxidized polymer according to any one of claims 1 to 6, wherein the step is performed in a dispersion state in which a polymer containing a carbon-carbon double bond has an average particle diameter of 10 µm or less. 前記工程を、pHが2以上7未満の酸性状態で行うことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のエポキシ化ポリマーの製造方法。   The method for producing an epoxidized polymer according to any one of claims 1 to 8, wherein the step is performed in an acidic state having a pH of 2 or more and less than 7.
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