JP2009108138A - Production method of polycarbonate resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリカーボネート樹脂の製造方法に関し、より詳しくは、環状ポリカーボネートオリゴマーの重合によるポリカーボネート樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polycarbonate resin, and more particularly to a method for producing a polycarbonate resin by polymerization of a cyclic polycarbonate oligomer.
ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐熱性、機械的強度及び耐衝撃性等が極めて高い等、優れた特性を数多く有し、幅広い分野で多量に使用されている。具体的には、各種機械部品、各種電気絶縁性材料、自動車部品、光ディスク等の情報機器材料、ヘルメット等の安全防護材料等、極めて多岐な用途が挙げられる。
このようなポリカーボネート樹脂に関し、特許文献1には、ポリカーボネート樹脂の構造の一部に柔軟鎖を導入する方法が提案されている。
また、非特許文献1には、重合触媒としてメチルトリフェニルホスホニウムブロミドやブチルトリフェニルホスホニウムブロミド等を用い、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合するポリカーボネート樹脂の製造方法が記載されている。
Polycarbonate resins have many excellent properties such as extremely high transparency, heat resistance, mechanical strength and impact resistance, and are used in a large amount in a wide range of fields. Specific examples include various machine parts, various electrical insulating materials, automobile parts, information equipment materials such as optical disks, and safety protection materials such as helmets.
Regarding such a polycarbonate resin, Patent Document 1 proposes a method of introducing a flexible chain into a part of the structure of the polycarbonate resin.
Non-Patent Document 1 describes a method for producing a polycarbonate resin in which a cyclic polycarbonate oligomer is polymerized using methyltriphenylphosphonium bromide, butyltriphenylphosphonium bromide, or the like as a polymerization catalyst.
ところで、ポリカーボネート樹脂は、他の射出成形用熱可塑性樹脂に比べ、溶融粘度が高いため流動性が低く、成形性に劣るという難点を持つ。この解決策として、低重合度のポリカーボネートを使用する方法が提案されているが、耐衝撃性が低下する問題が生じている。
一方、ポリカーボネート樹脂の構造の一部に柔軟鎖を導入すると、流動性がある程度改善されるものの、耐熱性が低下する問題が生じている。
また、重合触媒としてメチルトリフェニルホスホニウムブロミドやブチルトリフェニルホスホニウムブロミド等を用いて環状ポリカーボネートオリゴマーを重合する場合は、重合反応時に撹拌が必要とされるため、実使用に問題がある。
By the way, compared with other thermoplastic resins for injection molding, the polycarbonate resin has a drawback that it has poor meltability because of its high melt viscosity and low fluidity. As a solution to this problem, a method using a polycarbonate having a low degree of polymerization has been proposed, but there is a problem that impact resistance is lowered.
On the other hand, when a flexible chain is introduced into a part of the structure of the polycarbonate resin, although the fluidity is improved to some extent, there is a problem that the heat resistance is lowered.
Moreover, when polymerizing a cyclic polycarbonate oligomer using methyltriphenylphosphonium bromide, butyltriphenylphosphonium bromide or the like as a polymerization catalyst, there is a problem in actual use because stirring is required during the polymerization reaction.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、高分子量且つ機械的強度に優れたポリマーが得られるポリカーボネート樹脂の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a method for producing a polycarbonate resin from which a polymer having a high molecular weight and excellent mechanical strength can be obtained.
かくして本発明によれば、環状ポリカーボネートオリゴマーを原料とするポリカーボネート樹脂の製造方法であって、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合する際に、重合触媒としてトリアリールホスホニウム塩を、環状ポリカーボネートオリゴマー中のカーボネート結合量に対して0.6mol%以上の量で用いることを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法が提供される。
ここで、本発明が適用されるポリカーボネート樹脂の製造方法において重合触媒として使用するトリアリールホスホニウム塩が、下記一般式1で表される構造を有するものであることが好ましい。
Thus, according to the present invention, there is provided a method for producing a polycarbonate resin using a cyclic polycarbonate oligomer as a raw material. On the other hand, a method for producing a polycarbonate resin characterized by being used in an amount of 0.6 mol% or more is provided.
Here, it is preferable that the triarylphosphonium salt used as a polymerization catalyst in the method for producing a polycarbonate resin to which the present invention is applied has a structure represented by the following general formula 1.
(一般式1中、R1は、水素原子またはアルキル基、アルコキシ基、フェニル基を表し、R2は、アルキル基を表し、Xは、ハロゲン原子を表す。) (In General Formula 1, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group, R 2 represents an alkyl group, and X represents a halogen atom.)
また、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合する重合温度が150℃以上であることが好ましい。
さらに、環状ポリカーボネートオリゴマーの重合により得られるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が10,000以上であることが好ましい。
The polymerization temperature for polymerizing the cyclic polycarbonate oligomer is preferably 150 ° C. or higher.
Furthermore, the viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin obtained by polymerization of the cyclic polycarbonate oligomer is preferably 10,000 or more.
本発明によれば、重合触媒としてトリアリールホスホニウム塩を、環状ポリカーボネートオリゴマー中のカーボネート結合量に対して0.6mol%以上の量で用いることにより、高分子量且つ機械的強度に優れたポリカーボネート樹脂が得られる。 According to the present invention, a polycarbonate resin having a high molecular weight and excellent mechanical strength is obtained by using a triarylphosphonium salt as a polymerization catalyst in an amount of 0.6 mol% or more based on the amount of carbonate bonds in the cyclic polycarbonate oligomer. can get.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.
(環状ポリカーボネートオリゴマー)
本実施の形態が適用されるポリカーボネート樹脂の製造方法において、原料として使用する環状ポリカーボネートオリゴマーは、例えば、下記一般式2で示される環状構造を有するものが挙げられる。
(Cyclic polycarbonate oligomer)
In the method for producing a polycarbonate resin to which the present embodiment is applied, examples of the cyclic polycarbonate oligomer used as a raw material include those having a cyclic structure represented by the following general formula 2.
一般式2中、Yは単結合または2価基を表し、R5及びR6は、各々独立に水素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン基又はアルコキシ基を表す。a及びbは、各々独立に1〜4の整数を表す。また、nは、2〜1,000の整数である。
ここで、一般式2で示される環状ポリカーボネートオリゴマーを製造する際に用いるビスフェノールの製造容易性を勘案すると、R5及びR6において、アルキル基としては、炭素数1〜炭素数10のアルキル基が好ましく、さらに好ましくは炭素数1〜炭素数8であり、特に好ましくは炭素数1〜炭素数2である。アリール基としてフェニル基、ナフチル基が好ましい。ハロゲン基としてフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基が好ましい。
また、Yとしては、単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−CO−、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、シクロヘキシレンが挙げられる。これらの中でも、単結合、−O−、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、シクロヘキシレンが好ましい。
In General Formula 2, Y represents a single bond or a divalent group, and R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a halogen group, or an alkoxy group. a and b each independently represent an integer of 1 to 4; N is an integer of 2 to 1,000.
Here, considering the ease of production of bisphenol used when producing the cyclic polycarbonate oligomer represented by the general formula 2, in R 5 and R 6 , the alkyl group is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. More preferably, it is C1-C8, Most preferably, it is C1-C2. A phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group. As the halogen group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom are preferable. As an alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, and a butoxy group are preferable.
Y represents a single bond, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —CO—, —CH 2 —, —CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2. -And cyclohexylene. Among these, a single bond, —O—, —CH 2 —, —CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 —, and cyclohexylene are preferable.
一般式2で示される環状ポリカーボネートオリゴマーを製造する際に用いる2価フェノール成分の具体例としては、以下のものが例示される。
例えば、4,4’−ビフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、(2−ヒドロキシフェニル)(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン等が挙げられる。
Specific examples of the dihydric phenol component used when producing the cyclic polycarbonate oligomer represented by the general formula 2 include the following.
For example, 4,4′-biphenol, bis (4-hydroxyphenyl) methane, (2-hydroxyphenyl) (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxy) Phenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxyphenyl) ketone, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis ( 4-hydroxy-3-methylphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) ) Ether, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5) -Dimethylphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxyphenyl) phenylmethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenyl Ethane and the like can be mentioned.
これらの中でも、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタンが好ましい。これらの2価フェノール成分を複数組み合わせて用いることも可能である。 Among these, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 1,1 -Bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane is preferred. It is also possible to use a combination of a plurality of these dihydric phenol components.
(環状ポリカーボネートオリゴマーの製造)
環状ポリカーボネートオリゴマーを製造する方法としては、従来の公知の方法を採用することができ特に限定されない。通常、反応時間、反応温度、反応濃度、アミン触媒量、水酸化アルカリ金属量、水量、反応槽の撹拌速度、原料の添加濃度や添加速度、反応後の溶液から環状ポリカーボネートオリゴマーを取り出す溶媒の種類や濃度等を調節することにより、環状ポリカーボネートオリゴマーの収率及び環状ポリカーボネートオリゴマーの分子量範囲を種々変えることができる。
このような公知の方法としては、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンを原料に用いる方法(特表昭61−502132号公報、J.Am.Chem.Soc.,vol.112,p2399−2402,(1990)、Macromolecules vol.24,p3035−3044,(1991))が挙げられる。
上述したこれらの方法の中でも、末端にフェノール性水酸基及びクロロホーメート基を有するポリカーボネートオリゴマー(以下、「PCR−OG」と記す。)を用い、環状ポリカーボネートオリゴマーを製造する方法が好ましい。
(Production of cyclic polycarbonate oligomer)
As a method for producing the cyclic polycarbonate oligomer, a conventionally known method can be adopted and is not particularly limited. Usually, reaction time, reaction temperature, reaction concentration, amine catalyst amount, alkali metal hydroxide amount, water amount, reaction vessel agitation rate, addition concentration and addition rate of raw materials, type of solvent for extracting cyclic polycarbonate oligomer from solution after reaction By adjusting the concentration and the like, the yield of the cyclic polycarbonate oligomer and the molecular weight range of the cyclic polycarbonate oligomer can be variously changed.
As such a known method, for example, a method using 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane as a raw material (Japanese Patent Publication No. 61-502132, J. Am. Chem. Soc., Vol. 112). , P2399-2402, (1990), Macromolecules vol.24, p3035-3044, (1991)).
Among these methods described above, a method of producing a cyclic polycarbonate oligomer using a polycarbonate oligomer having a phenolic hydroxyl group and a chloroformate group at the terminal (hereinafter referred to as “PCR-OG”) is preferable.
(PCR−OGの合成方法)
PCR−OGは、従来公知の方法により得ることができる。従来公知の方法としては、たとえば、上述した2価フェノール成分を含有した水酸化アルカリ金属水溶液又は水酸化アルカリ金属水溶液及び水不混合性有機溶媒を用い、これらの撹拌条件下にホスゲンを導入する方法が挙げられる。このときホスゲンは気体状、液体状または水不混合性有機溶媒溶液として導入される。
(Synthesis method of PCR-OG)
PCR-OG can be obtained by a conventionally known method. As a conventionally known method, for example, a method of introducing phosgene under these stirring conditions using an alkali metal hydroxide aqueous solution or an alkali metal hydroxide aqueous solution containing a dihydric phenol component and a water immiscible organic solvent described above. Is mentioned. At this time, phosgene is introduced as a gaseous, liquid or water-immiscible organic solvent solution.
ここで、水不混合性有機溶媒とは、水に完全には溶解せず、少なくとも一部が水と分離し、2層を形成し得る有機溶媒であって、通常のポリカーボネート樹脂の製造に用いることが可能な有機溶媒等が挙げられる。
このような水不混合性有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。これらの中でも、ジクロロメタンが特に好ましい。
Here, the water-immiscible organic solvent is an organic solvent that does not completely dissolve in water but can be separated at least partly from water to form two layers, and is used for the production of a normal polycarbonate resin. Organic solvents that can be used.
Examples of such water-immiscible organic solvents include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, monochlorobenzene, And halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene. Among these, dichloromethane is particularly preferable.
ここで、水と水不混合性有機溶媒との混合比は、体積比で通常、(5/1)〜(1/5)の範囲であり、(3/1)〜(1/3)の範囲であることが好ましい。
また、水酸化アルカリ金属としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。水酸化アルカリ金属の使用量としては、反応系中に含まれるフェノール性水酸基の1.01倍当量〜3倍当量の範囲が好ましい。
Here, the mixing ratio of water and the water immiscible organic solvent is usually in the range of (5/1) to (1/5) by volume ratio, and (3/1) to (1/3). A range is preferable.
Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide and potassium hydroxide. The amount of alkali metal hydroxide used is preferably in the range of 1.01 to 3 equivalents of the phenolic hydroxyl group contained in the reaction system.
ホスゲンは、2価フェノール成分を含有した水酸化アルカリ金属水溶液中に、数分から数十分にわたり連続的に導入される。このときの反応系の温度は0℃〜40℃、好ましくは0℃〜20℃の範囲に保たれる。
尚、PCR−OGの合成において、必要に応じ、触媒、分子量制御剤、還元剤等を用いることも可能である。触媒を添加することにより、PCR−OGの合成反応が促進される。分子量制御剤を添加することにより、PCR−OGの分子量が調節される。また、還元剤を添加することにより着色を抑制することが可能である。
Phosgene is continuously introduced into the aqueous alkali metal hydroxide solution containing the dihydric phenol component for several minutes to several tens of minutes. The temperature of the reaction system at this time is kept in the range of 0 ° C to 40 ° C, preferably 0 ° C to 20 ° C.
In the synthesis of PCR-OG, a catalyst, a molecular weight control agent, a reducing agent, etc. can be used as necessary. By adding a catalyst, the synthesis reaction of PCR-OG is promoted. The molecular weight of PCR-OG is adjusted by adding a molecular weight control agent. Moreover, it is possible to suppress coloring by adding a reducing agent.
PCR−OGの合成に使用される触媒としては、例えば、公知の3級アミン、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩等を挙げられる。具体的には、3級アミンとして、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン、ピリジン、ジメチルアニリン等が挙げられる。4級アンモニウム塩又は4級ホスホニウム塩としては、トリブチルアミンやトリオクチルアミン等の3級アルキルアミンの塩酸、臭素酸、ヨウ素酸等の塩、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、トリエチルオクタデシルホスホニウムブロミド、N−ラウリルピリジニウムクロリド、ラウリルピコリニウムクロリド等が挙げられる。 Examples of the catalyst used for the synthesis of PCR-OG include known tertiary amines, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, and the like. Specific examples of the tertiary amine include trimethylamine, triethylamine, tributylamine, tripropylamine, trihexylamine, pyridine, dimethylaniline and the like. Examples of quaternary ammonium salts or quaternary phosphonium salts include tertiary alkylamines such as tributylamine and trioctylamine, such as hydrochloric acid, bromic acid, iodic acid, benzyltriethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, and benzyltributylammonium chloride. Tetraethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, trioctylmethylammonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, triethyloctadecylphosphonium bromide, N-laurylpyridinium chloride, laurylpicolinium chloride and the like.
PCR−OGの合成に使用される分子量制御剤としては、1価フェノール性化合物が挙げられる。具体例としては、例えば、フェノール、o,m,p−クレゾール、o,m,p−エチルフェノール、o,m,p−プロピルフェノール、o,m,p−tert−ブチルフェノール、ペンチルフェノール、ヘキシルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、2,6−ジメチルフェノール誘導体、2−メチルフェノール誘導体等のアルキルフェノール類;o,m,p−フェニルフェノール等の1官能性のフェノール等が挙げられる。
また、PCR−OGの合成に使用される還元剤としては、例えば、ハイドロサルファイトナトリウム等が挙げられる。
A monohydric phenolic compound is mentioned as a molecular weight control agent used for the synthesis | combination of PCR-OG. Specific examples include, for example, phenol, o, m, p-cresol, o, m, p-ethylphenol, o, m, p-propylphenol, o, m, p-tert-butylphenol, pentylphenol, hexylphenol. Alkylphenols such as octylphenol, nonylphenol, 2,6-dimethylphenol derivatives and 2-methylphenol derivatives; monofunctional phenols such as o, m, p-phenylphenol and the like.
Moreover, as a reducing agent used for the synthesis | combination of PCR-OG, hydrosulfite sodium etc. are mentioned, for example.
このように、2価フェノール成分とホスゲンとを用いるPCR−OGの合成方法の場合は、1量体〜20量体程度のPCR−OGが得られる。さらに、PCR−OGは、水不混合性有機溶媒の溶液状態で得られるため、この溶液をそのまま用い、環状ポリカーボネートオリゴマーの製造を行うことができる。 Thus, in the case of the synthesis method of PCR-OG using a dihydric phenol component and phosgene, PCR-OG of about a monomer to a 20-mer is obtained. Furthermore, since PCR-OG is obtained in a solution state of a water-immiscible organic solvent, this solution can be used as it is to produce a cyclic polycarbonate oligomer.
製造した環状ポリカーボネートオリゴマーの構造は、融点測定装置、核磁気共鳴装置(NMR)、高速液体クロマトグラフ装置(HPLC)、サイズ排除クロマトグラフ装置(SEC)、質量分析装置(MS)、マトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型質量分析装置(MALDI−TOF MS)等を用いて分析することが可能である。 The structure of the produced cyclic polycarbonate oligomer includes melting point measuring device, nuclear magnetic resonance device (NMR), high performance liquid chromatograph (HPLC), size exclusion chromatograph (SEC), mass spectrometer (MS), matrix assisted laser desorption. Analysis can be performed using a deionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI-TOF MS) or the like.
(環状ポリカーボネートオリゴマーの重合)
本実施の形態において、前述した環状ポリカーボネートオリゴマーを原料とし、重合触媒の存在下、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合してポリカーボネート樹脂が製造される。
ここで、環状ポリカーボネートオリゴマーと重合触媒とを混合させる方法としては、例えば、無溶媒で混合させる方法、溶媒を用いて混合させる方法、環状ポリカーボネートオリゴマーを加熱、溶融させた後に混合させる方法等の種々の方法が可能である。これらの方法の中でも、溶媒を用いて混合させる方法は、環状ポリカーボネートオリゴマーと重合触媒の両方が溶解する溶媒を用いるのが好ましい。このような溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
(Polymerization of cyclic polycarbonate oligomer)
In the present embodiment, the above-described cyclic polycarbonate oligomer is used as a raw material, and a polycarbonate resin is produced by polymerizing the cyclic polycarbonate oligomer in the presence of a polymerization catalyst.
Here, examples of the method of mixing the cyclic polycarbonate oligomer and the polymerization catalyst include various methods such as a method of mixing without a solvent, a method of mixing using a solvent, and a method of mixing after heating and melting the cyclic polycarbonate oligomer. Is possible. Among these methods, as a method of mixing using a solvent, it is preferable to use a solvent in which both the cyclic polycarbonate oligomer and the polymerization catalyst are dissolved. Examples of such a solvent include dichloromethane, chloroform, tetrahydrofuran, toluene, xylene and the like.
環状ポリカーボネートオリゴマーの重合方法としては、例えば、固相重合法、溶液重合法、溶融重合法等が挙げられる。これらの中でも、溶融重合法が好ましい。溶融重合法の場合、環状ポリカーボネートオリゴマーを溶融させた後、金型等に流し込み、重合、固化させ、成形体を得る等に応用可能である。 Examples of the polymerization method of the cyclic polycarbonate oligomer include a solid phase polymerization method, a solution polymerization method, and a melt polymerization method. Among these, the melt polymerization method is preferable. In the case of the melt polymerization method, the cyclic polycarbonate oligomer is melted and then poured into a mold or the like, polymerized and solidified to obtain a molded body.
本実施の形態では、環状ポリカーボネートオリゴマーの重合温度は、通常、150℃〜350℃、好ましくは、160℃〜320℃、より好ましくは、180℃〜300℃である。このような温度範囲で環状ポリカーボネートオリゴマーの重合反応を行うことにより、迅速な重合反応が進行し、所望のポリカーボネート樹脂を得ることができる。
重合温度が過度に低いと、重合反応が進行しにくく、所望のポリカーボネート樹脂を得ることが困難になる傾向がある。一方、重合温度が過度に高いと、ポリカーボネート樹脂や触媒の分解反応が頻繁に起こるようになり、所望のポリカーボネート樹脂を得ることが困難になる傾向がある。
本実施の形態では、撹拌条件下に重合させても良いし、撹拌せずに重合させても良い。さらに重合時間は24時間以内が製造の簡便上、好ましい。
In this Embodiment, the polymerization temperature of cyclic polycarbonate oligomer is 150 to 350 degreeC normally, Preferably it is 160 to 320 degreeC, More preferably, it is 180 to 300 degreeC. By carrying out the polymerization reaction of the cyclic polycarbonate oligomer in such a temperature range, a rapid polymerization reaction proceeds and a desired polycarbonate resin can be obtained.
When the polymerization temperature is excessively low, the polymerization reaction does not proceed easily, and it tends to be difficult to obtain a desired polycarbonate resin. On the other hand, when the polymerization temperature is excessively high, the decomposition reaction of the polycarbonate resin and the catalyst frequently occurs, and it tends to be difficult to obtain a desired polycarbonate resin.
In the present embodiment, polymerization may be performed under stirring conditions, or polymerization may be performed without stirring. Further, the polymerization time is preferably within 24 hours for the convenience of production.
本実施の形態が適用されるポリカーボネート樹脂の製造法では、環状ポリカーボネートオリゴマーの重合により得られるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、通常、10,000以上、好ましくは12,000以上、さらに好ましくは14,000以上である。ここで、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が過度に低いと、機械的強度が劣り、所望のポリカーボネート樹脂を得ることが困難になる傾向がある。 In the production method of the polycarbonate resin to which the present embodiment is applied, the viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin obtained by polymerization of the cyclic polycarbonate oligomer is usually 10,000 or more, preferably 12,000 or more, more preferably 14, 000 or more. Here, when the viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin is excessively low, the mechanical strength is inferior, and it tends to be difficult to obtain a desired polycarbonate resin.
また、環状ポリカーボネートオリゴマーの重合に際しては、構造の異なる他の環状ポリカーボネートオリゴマー、環状カーボネート、環状エステル、環状アミド、環状エーテル、環状アセタール、環状アミン、環状スルフィド、オキサゾリン誘導体、環状シロキサン、リン含有環状化合物、エポキシド、ラクタム、ラクトン等の開環重合性化合物を含有していても良い。さらに、ビニル基を含有する重合性化合物を含有させても良い。また、架橋構造を導入するため、多官能性化合物を含有させても良い。
さらに、重合により得られるポリカーボネート樹脂の性能を向上させるため、環状ポリカーボネートオリゴマーやその重合体であるポリカーボネート樹脂に、無機物、有機物、天然由来化合物等を含有させても良い。
In the polymerization of cyclic polycarbonate oligomers, other cyclic polycarbonate oligomers having different structures, cyclic carbonates, cyclic esters, cyclic amides, cyclic ethers, cyclic acetals, cyclic amines, cyclic sulfides, oxazoline derivatives, cyclic siloxanes, phosphorus-containing cyclic compounds , A ring-opening polymerizable compound such as epoxide, lactam, and lactone may be contained. Furthermore, you may contain the polymeric compound containing a vinyl group. Moreover, in order to introduce a crosslinked structure, a polyfunctional compound may be contained.
Furthermore, in order to improve the performance of the polycarbonate resin obtained by polymerization, the cyclic polycarbonate oligomer or the polycarbonate resin that is a polymer thereof may contain an inorganic substance, an organic substance, a naturally-derived compound, or the like.
(重合触媒)
次に、重合触媒について説明する。
本実施の形態が適用されるポリカーボネート樹脂の製造方法では、環状ポリカーボネートオリゴマーの重合に際し、重合触媒としてトリアリールホスホニウム塩を使用する。
ここで、トリアリールホスホニウム塩は、リン原子に3つのアリール基を結合した構造を含み、さらに、リン原子に結合した水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基等の置換基を有するものである。また、リン原子に結合したアリール基には、さらに、アルキル基、アルコキシ基、フェニル基が結合しても良い。
トリアリールホスホニウム塩におけるアリール基としては、フェニル基、ナフタレン基、ビフェニル基が挙げられる、中でもフェニル基が好ましい。
(Polymerization catalyst)
Next, the polymerization catalyst will be described.
In the method for producing a polycarbonate resin to which the present embodiment is applied, a triarylphosphonium salt is used as a polymerization catalyst when the cyclic polycarbonate oligomer is polymerized.
Here, the triarylphosphonium salt includes a structure in which three aryl groups are bonded to a phosphorus atom, and further has a substituent such as a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or an aryl group bonded to the phosphorus atom. . In addition, an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group may be further bonded to the aryl group bonded to the phosphorus atom.
Examples of the aryl group in the triarylphosphonium salt include a phenyl group, a naphthalene group, and a biphenyl group. Of these, a phenyl group is preferable.
本実施の形態で使用するトリアリールホスホニウム塩中のリン原子は正の電荷を帯びた陽イオンであり、対イオンとして負の電荷を帯びた陰イオンも有している。ここで、リン原子に結合したアルキル基及びリン原子に結合したアリール基に結合したアルキル基の炭素数としては、30以下が好ましく、20以下が特に好ましい。同様に、アルコキシ基の炭素数としては、30以下が好ましく、20以下が特に好ましい。 The phosphorus atom in the triarylphosphonium salt used in this embodiment is a positively charged cation, and also has a negatively charged anion as a counter ion. Here, the carbon number of the alkyl group bonded to the phosphorus atom and the alkyl group bonded to the aryl group bonded to the phosphorus atom is preferably 30 or less, and particularly preferably 20 or less. Similarly, the number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 30 or less, and particularly preferably 20 or less.
本実施の形態で使用するトリアリールホスホニウム塩としては、一般式1で表される構造を有する化合物が挙げられる。 Examples of the triarylphosphonium salt used in the present embodiment include a compound having a structure represented by the general formula 1.
一般式1中、R1は、水素原子またはアルキル基、アルコキシ基、フェニル基を表し、R2は、アルキル基を表し、Xは、ハロゲン原子を表す。
R1におけるアルキル基としては、鎖状構造、分岐構造又は環構造のいずれの構造を取っていても良い。アルキル基の炭素数としては、30以下が好ましく、20以下が特に好ましい。R1におけるアルコキシ基の炭素数としては、30以下が好ましく、20以下が特に好ましい。R2で表されるアルキル基の炭素数としては、30以下が好ましく、20以下が特に好ましい。Xで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられるが、好ましくは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
In General Formula 1, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group, R 2 represents an alkyl group, and X represents a halogen atom.
The alkyl group for R 1 may have any structure of a chain structure, a branched structure, or a ring structure. As carbon number of an alkyl group, 30 or less are preferable and 20 or less are especially preferable. The number of carbon atoms of the alkoxy group in R 1, preferably 30 or less, particularly preferably 20 or less. The carbon number of the alkyl group represented by R 2 is preferably 30 or less, and particularly preferably 20 or less. Examples of the halogen atom represented by X include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom are preferred.
一般式1で表される構造を有するトリアリールホスホニウム塩の具体例としては、例えば、メチルトリフェニルホスホニウムクロリド、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、メチルトリフェニルホスホニウムヨージド;エチルトリフェニルホスホニウムクロリド、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド;プロピルトリフェニルホスホニウムクロリド、プロピルトリフェニルホスホニウムブロミド、プロピルトリフェニルホスホニウムヨージド、イソプロピルトリフェニルホスホニウムヨージド;ブチルトリフェニルホスホニウムクロリド、ブチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ブチルトリフェニルホスホニウムヨージド;ヘキシルトリフェニルホスホニウムクロリド、ヘキシルトリフェニルホスホニウムブロミド、ヘキシルトリフェニルホスホニウムヨージド;ヘプチルトリフェニルホスホニウムクロリド、ヘプチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ヘプチルトリフェニルホスホニウムヨージド;オクチルトリフェニルホスホニウムクロリド、オクチルトリフェニルホスホニウムブロミド、オクチルトリフェニルホスホニウムヨージド、オクチルトリフェニルホスホニウムクロリド、オクチルトリフェニルホスホニウムブロミド、オクチルトリフェニルホスホニウムヨージド;テトラデシルトリフェニルホスホニウムクロリド、テトラデシルトリフェニルホスホニウムブロミド、テトラデシルトリフェニルホスホニウムヨージド等が挙げられる。 Specific examples of the triarylphosphonium salt having a structure represented by the general formula 1 include, for example, methyltriphenylphosphonium chloride, methyltriphenylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium iodide; ethyltriphenylphosphonium chloride, ethyltriphenyl. Phosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium iodide; propyltriphenylphosphonium chloride, propyltriphenylphosphonium bromide, propyltriphenylphosphonium iodide, isopropyltriphenylphosphonium iodide; butyltriphenylphosphonium chloride, butyltriphenylphosphonium bromide, butyltri Phenylphosphonium iodide; hexyltriphenylphosphonium chloride, hexyl Phenylphosphonium bromide, hexyltriphenylphosphonium iodide; heptyltriphenylphosphonium chloride, heptyltriphenylphosphonium bromide, heptyltriphenylphosphonium iodide; octyltriphenylphosphonium chloride, octyltriphenylphosphonium bromide, octyltriphenylphosphonium iodide, octyl Examples include triphenylphosphonium chloride, octyltriphenylphosphonium bromide, octyltriphenylphosphonium iodide; tetradecyltriphenylphosphonium chloride, tetradecyltriphenylphosphonium bromide, tetradecyltriphenylphosphonium iodide, and the like.
これらの中でも、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、メチルトリフェニルホスホニウムヨージド、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド、プロピルトリフェニルホスホニウムブロミド、イソプロピルトリフェニルホスホニウムヨージド、ブチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ヘキシルトリフェニルホスホニウムブロミド、ヘプチルトリフェニルホスホニウムブロミド、テトラデシルトリフェニルホスホニウムブロミドが好ましい。 Among these, methyltriphenylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium iodide, propyltriphenylphosphonium bromide, isopropyltriphenylphosphonium iodide, butyltriphenylphosphonium bromide, hexyl Triphenylphosphonium bromide, heptyltriphenylphosphonium bromide, and tetradecyltriphenylphosphonium bromide are preferred.
本実施の形態において、環状ポリカーボネートオリゴマーの重合触媒として使用するトリアリールホスホニウム塩の使用量は、環状ポリカーボネートオリゴマーのカーボネート結合量に対し、通常0.6mol%以上が好ましくは、さらに、0.7mol%以上がより好ましい。但し、トリアリールホスホニウム塩の使用量は、通常、50mol%以下である。
トリアリールホスホニウム塩の使用量が0.6mol%未満であると、重合反応が充分に進行せず、高分子量のポリカーボネート樹脂が得られないので好ましくない。
In the present embodiment, the amount of the triarylphosphonium salt used as the polymerization catalyst for the cyclic polycarbonate oligomer is usually preferably 0.6 mol% or more, more preferably 0.7 mol% with respect to the carbonate bond amount of the cyclic polycarbonate oligomer. The above is more preferable. However, the amount of triarylphosphonium salt used is usually 50 mol% or less.
If the amount of the triarylphosphonium salt used is less than 0.6 mol%, the polymerization reaction does not proceed sufficiently, and a high-molecular-weight polycarbonate resin cannot be obtained.
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。なお、本発明はその趣旨に反しない限り実施例に限定されるものではない。また、実施例等における「部」は、特に指定しない限り重量単位である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. In addition, this invention is not limited to an Example, unless contrary to the meaning. Further, “parts” in Examples and the like are in units of weight unless otherwise specified.
(PCR−OGの合成)
以下の操作に従い、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及びホスゲンを原料とするポリカーボネートオリゴマー(以下、「BPA−PCR−OG」と記す。)を合成した。
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン100部(0.438mol)、水酸化ナトリウム45.6部(1.14mol)、水848部、ハイドロサルファイトナトリウム0.336部及びジクロロメタン432部(328ml)を、撹拌機付き反応槽に仕込み、撹拌混合した。次に、温度0℃〜10℃の範囲に保たれた反応槽内に、ホスゲン110部(1.111mol)を約6時間で吹き込み、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンとホスゲンとの反応を行った。
(Synthesis of PCR-OG)
According to the following operation, a polycarbonate oligomer (hereinafter referred to as “BPA-PCR-OG”) using 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and phosgene as raw materials was synthesized.
2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 100 parts (0.438 mol), sodium hydroxide 45.6 parts (1.14 mol), water 848 parts, hydrosulfite sodium 0.336 parts and dichloromethane 432 parts ( 328 ml) was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer and mixed with stirring. Next, 110 parts (1.111 mol) of phosgene was blown into the reaction vessel maintained at a temperature of 0 ° C. to 10 ° C. in about 6 hours, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, phosgene and The reaction was performed.
反応終了後、BPA−PCR−OGを含有するジクロロメタン溶液を捕集した。得られたBPA−PCR−OGのジクロロメタン溶液の分析結果は下記の通りであった。
・BPA−PCR−OG濃度:26.4重量%
・末端クロロホーメート基濃度:0.48規定
・末端フェノール性水酸基濃度:0.2規定
尚、BPA−PCR−OG濃度は、ジクロロメタン溶液を蒸発乾固させて測定した。末端クロロホーメート基濃度は、BPA−PCR−OGをアニリンと反応させて得られるアニリン塩酸塩を0.2規定水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定して測定した。末端フェノール性水酸基濃度は、BPA−PCR−OGのジクロロメタン溶液、四塩化チタン溶液、酢酸溶液の発色を546nmで比色定量した。
After completion of the reaction, a dichloromethane solution containing BPA-PCR-OG was collected. The analysis result of the obtained BPA-PCR-OG in dichloromethane solution was as follows.
-BPA-PCR-OG concentration: 26.4% by weight
・ Terminal chloroformate group concentration: 0.48 N ・ Terminal phenolic hydroxyl group concentration: 0.2 N In addition, the BPA-PCR-OG concentration was measured by evaporating a dichloromethane solution to dryness. The terminal chloroformate group concentration was measured by neutralizing and titrating aniline hydrochloride obtained by reacting BPA-PCR-OG with aniline with a 0.2 N aqueous sodium hydroxide solution. The terminal phenolic hydroxyl group concentration was colorimetrically determined at 546 nm for the color development of BPA-PCR-OG in dichloromethane, titanium tetrachloride and acetic acid solutions.
(環状ポリカーボネートオリゴマーの合成)
ビーカーに、水酸化ナトリウム8.5g(0.213mol)及び水42.5mLを加えて撹拌し、水酸化ナトリウム水溶液を調製した。次に、30℃に保った反応槽にジクロロメタン100mLと上記の水酸化ナトリウム水溶液を加えた。
続いて、前述したように予め調製したBPA−PCR−OGのジクロロメタン溶液100gに、さらにジクロロメタン200mLを添加した溶液を調製し、これを滴下ロートに入れた。また、トリエチルアミン1.9g(18.8mmol)にジクロロメタン40mLを添加した溶液を調製し、これを上記とは別の滴下ロートに入れた。
(Synthesis of cyclic polycarbonate oligomer)
To a beaker, 8.5 g (0.213 mol) of sodium hydroxide and 42.5 mL of water were added and stirred to prepare an aqueous sodium hydroxide solution. Next, 100 mL of dichloromethane and the above sodium hydroxide aqueous solution were added to the reaction vessel maintained at 30 ° C.
Subsequently, a solution in which 200 mL of dichloromethane was further added to 100 g of a BPA-PCR-OG dichloromethane solution prepared in advance as described above was prepared, and this was put into a dropping funnel. Moreover, the solution which added 40 mL of dichloromethane to 1.9 g (18.8 mmol) of triethylamine was prepared, and this was put into the dropping funnel different from the above.
次に、撹拌条件下、反応槽中に、トリエチルアミンのジクロロメタン溶液を10分毎、4回に分けて添加し、さらに、BPA−PCR−OGのジクロロメタン溶液を40分掛けて滴下した。BPA−PCR−OGのジクロロメタン溶液の滴下終了後、そのまま2分間撹拌した後、撹拌を停止し、有機相のみを取り出した。
この有機相を0.1規定の塩酸400mLで2回洗浄し、水400mLで2回洗浄した後、有機相を取り出し、続いて、有機相に対し5倍体積量のアセトン中に流し込み、不要な高分子量体や非環状物等を析出させた。
次に、不要な析出物を濾別し、目的物である環状ポリカーボネートオリゴマーが溶解している濾液を取り出した後、溶媒を留去し、環状ポリカーボネートオリゴマー14.5g(収率58%、白色固体)を単離した。
得られた環状ポリカーボネートオリゴマーの構造は、核磁気共鳴装置(NMR)、サイズ排除クロマトグラフ装置(SEC)、マトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型質量分析装置(MALDI−TOF MS)を用いて分析した。また、得られた環状ポリカーボネートオリゴマーは、数平均分子量が、500〜1,000,000に相当し、下記構造を有する化合物であった。
Next, under stirring conditions, a dichloromethane solution of triethylamine was added to the reaction vessel in four portions every 10 minutes, and a dichloromethane solution of BPA-PCR-OG was added dropwise over 40 minutes. After completion of the dropwise addition of the BPA-PCR-OG dichloromethane solution, the mixture was stirred as it was for 2 minutes, then the stirring was stopped, and only the organic phase was taken out.
This organic phase was washed twice with 400 mL of 0.1N hydrochloric acid and twice with 400 mL of water, and then the organic phase was taken out. Subsequently, the organic phase was poured into 5 times volume of acetone, and unnecessary. A high molecular weight material, an acyclic product, and the like were deposited.
Next, unnecessary precipitates were filtered off, and the filtrate in which the target cyclic polycarbonate oligomer was dissolved was taken out, and then the solvent was distilled off to obtain 14.5 g of cyclic polycarbonate oligomer (yield 58%, white solid). ) Was isolated.
The structure of the obtained cyclic polycarbonate oligomer was analyzed using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR), a size exclusion chromatograph apparatus (SEC), and a matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI-TOF MS). . Further, the obtained cyclic polycarbonate oligomer was a compound having a number average molecular weight of 500 to 1,000,000 and having the following structure.
(環状ポリカーボネートオリゴマーの重合触媒)
前述した操作により合成した環状ポリカーボネートオリゴマーの重合に、以下に示す重合触媒を用いた。
触媒A:メチルトリフェニルホスホニウムブロミド
触媒B:n−ブチルトリフェニルホスホニウムブロミド
触媒C:n−テトラデシルトリフェニルホスホニウムブロミド
触媒A、触媒B、触媒Cの構造を下記に示す。
(Polymerization catalyst for cyclic polycarbonate oligomer)
The polymerization catalyst shown below was used for the polymerization of the cyclic polycarbonate oligomer synthesized by the operation described above.
Catalyst A: Methyltriphenylphosphonium bromide catalyst B: n-butyltriphenylphosphonium bromide catalyst C: n-tetradecyltriphenylphosphonium bromide The structures of catalyst A, catalyst B, and catalyst C are shown below.
(粘度平均分子量(Mv)の測定)
ウベローデ型毛細管粘度計(ジクロロメタンの流下時間t0:135.40秒)を用いて、温度20.0℃において、ポリカーボネート樹脂のジクロロメタン溶液(濃度:6.00g/L)の流下時間(t)を測定し、以下の式に基づき、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)を算出した。
(Measurement of viscosity average molecular weight (Mv))
Using an Ubbelohde capillary viscometer (dichloromethane flow time t 0 : 135.40 seconds), the flow time (t) of a polycarbonate resin dichloromethane solution (concentration: 6.00 g / L) at a temperature of 20.0 ° C. The viscosity average molecular weight (Mv) of the polycarbonate resin was calculated based on the following formula.
ηsp=(t/t0)−1
X=(0.2092×ηsp)+1.0734
Y=100×ηsp/C
C=6.00[g/L]
η=Y/X
Mv=3207×(η1.205)
η sp = (t / t 0 ) −1
X = (0.2092 × η sp ) +1.0734
Y = 100 × η sp / C
C = 6.00 [g / L]
η = Y / X
Mv = 3207 × (η 1.205 )
(実施例1)
以下の操作により環状ポリカーボネートオリゴマーを重合し、ポリカーボネート樹脂を製造した。
三角フラスコに、前述した触媒A0.2824g(0.791mmol)と、ジクロロメタン100mLとを添加し、触媒Aを均一に溶解させた液(以下、「触媒A−100液」と記す。)を調製した。
別途、試験管に環状ポリカーボネートオリゴマー0.2g(カーボネート結合量:0.791mmol)を添加した後、触媒A−100液1mLを試験管に添加し、環状ポリカーボネートオリゴマーを均一に溶解させた。ここで、触媒A−100液1mL中には、触媒Aは7.91μmolが含まれる。また、このとき、環状ポリカーボネートオリゴマー中のカーボネート結合量に対する触媒A量は1mol%である。
次に、試験管中のジクロロメタンを留去し、触媒Aを含む環状ポリカーボネートオリゴマーの白色固体を試験管中に得た。続いて、この試験管を、それぞれ温度240℃と温度260℃とに保たれたオイルバスに入れ、撹拌しないまま10分間重合反応を行い、ポリカーボネート樹脂を製造した。得られたポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)を表1に示した。
Example 1
The cyclic polycarbonate oligomer was polymerized by the following operation to produce a polycarbonate resin.
Into an Erlenmeyer flask, 0.2824 g (0.791 mmol) of the catalyst A described above and 100 mL of dichloromethane were added to prepare a solution in which the catalyst A was uniformly dissolved (hereinafter referred to as “catalyst A-100 solution”). .
Separately, 0.2 g of cyclic polycarbonate oligomer (carbonate bond amount: 0.791 mmol) was added to the test tube, and then 1 mL of Catalyst A-100 solution was added to the test tube to uniformly dissolve the cyclic polycarbonate oligomer. Here, 7.91 μmol of catalyst A is contained in 1 mL of catalyst A-100 solution. At this time, the amount of catalyst A with respect to the amount of carbonate bonds in the cyclic polycarbonate oligomer is 1 mol%.
Next, dichloromethane in the test tube was distilled off, and a white solid of a cyclic polycarbonate oligomer containing the catalyst A was obtained in the test tube. Subsequently, this test tube was placed in an oil bath maintained at a temperature of 240 ° C. and a temperature of 260 ° C., respectively, and a polymerization reaction was performed for 10 minutes without stirring to produce a polycarbonate resin. The viscosity average molecular weight (Mv) of the obtained polycarbonate resin is shown in Table 1.
(実施例2)
三角フラスコに、前述した触媒B0.3157g(0.791mmol)と、ジクロロメタン100mLとを添加し、触媒Bを均一に溶解させた液(以下、「触媒B−100液」と記す。)を調製した。
実施例1の触媒A−100液の代わりに触媒B−100液を用いた以外は、実施例1と同様な操作を行い、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合し、ポリカーボネート樹脂を製造した。
ここで、触媒B−100液1mL中には、触媒Bは7.91μmolが含まれる。また、このとき、環状ポリカーボネートオリゴマーのカーボネート結合量に対する触媒B量は1mol%である。得られたポリカーボネート樹脂について測定したMvを表1に示した。
(Example 2)
To the Erlenmeyer flask, 0.3157 g (0.791 mmol) of the catalyst B described above and 100 mL of dichloromethane were added to prepare a solution in which the catalyst B was uniformly dissolved (hereinafter referred to as “catalyst B-100 solution”). .
Except having used catalyst B-100 liquid instead of catalyst A-100 liquid of Example 1, operation similar to Example 1 was performed, the cyclic polycarbonate oligomer was polymerized, and polycarbonate resin was manufactured.
Here, in 1 mL of the catalyst B-100 solution, 7.91 μmol of catalyst B is contained. At this time, the amount of catalyst B relative to the amount of carbonate bonds in the cyclic polycarbonate oligomer is 1 mol%. The Mv measured for the obtained polycarbonate resin is shown in Table 1.
(実施例3)
三角フラスコに、前述した触媒C0.4266g(0.791mmol)と、ジクロロメタン100mLとを添加し、触媒Cを均一に溶解させた液(以下、「触媒C−100液」と記す。)を調製した。
実施例1の触媒A−100液の代わりに触媒C−100液を用いた以外は、実施例1と同様な操作を行い、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合し、ポリカーボネート樹脂を製造した。
ここで、触媒C−100液1mL中には、触媒Cは7.91μmolが含まれる。また、このとき、環状ポリカーボネートオリゴマーのカーボネート結合量に対する触媒C量は1mol%である。得られたポリカーボネート樹脂について測定したMvを表1に示した。
(Example 3)
Into an Erlenmeyer flask, 0.4266 g (0.791 mmol) of the catalyst C described above and 100 mL of dichloromethane were added to prepare a liquid in which the catalyst C was uniformly dissolved (hereinafter referred to as “catalyst C-100 liquid”). .
Except having used the catalyst C-100 liquid instead of the catalyst A-100 liquid of Example 1, operation similar to Example 1 was performed, the cyclic polycarbonate oligomer was polymerized, and the polycarbonate resin was manufactured.
Here, 7.91 μmol of catalyst C is contained in 1 mL of catalyst C-100 solution. At this time, the amount of catalyst C relative to the amount of carbonate bonds in the cyclic polycarbonate oligomer is 1 mol%. The Mv measured for the obtained polycarbonate resin is shown in Table 1.
(比較例1)
三角フラスコに、上記の触媒A−100液10mLと、ジクロロメタン40mLとを添加し、均一に混合させた液(以下、「触媒A−500液」と記す。)を調製した。
実施例1の触媒A−100液の代わりに触媒A−500液を用いた以外は、実施例1と同様な操作を行い、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合し、ポリカーボネート樹脂を製造した。
ここで、触媒A−500液1mL中には、触媒Aは1.58μmolが含まれる。また、このとき、環状ポリカーボネートオリゴマーのカーボネート結合量に対する触媒A量は0.2mol%である。得られたポリカーボネート樹脂について測定したMvを表1に示した。
(Comparative Example 1)
To the Erlenmeyer flask, 10 mL of the catalyst A-100 solution and 40 mL of dichloromethane were added and mixed uniformly (hereinafter referred to as “catalyst A-500 solution”).
A cyclic polycarbonate oligomer was polymerized to produce a polycarbonate resin, except that the catalyst A-500 solution was used instead of the catalyst A-100 solution of Example 1, and a cyclic polycarbonate oligomer was polymerized.
Here, 1.58 mol of catalyst A is contained in 1 mL of catalyst A-500 liquid. At this time, the amount of catalyst A relative to the amount of carbonate bonds of the cyclic polycarbonate oligomer is 0.2 mol%. The Mv measured for the obtained polycarbonate resin is shown in Table 1.
(比較例2)
三角フラスコに、上記の触媒A−100液10mLと、ジクロロメタン10mLとを添加し、均一に混合させた液(以下、「触媒A−200液」と記す。)を調製した。
実施例1の触媒A−100液の代わりに触媒A−200液を用いた以外は、実施例1と同様な操作を行い、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合し、ポリカーボネート樹脂を製造した。
ここで、触媒A−200液1mL中には、触媒Aは3.96μmolが含まれる。また、このとき、環状ポリカーボネートオリゴマーのカーボネート結合量に対する触媒A量は0.5mol%である。得られたポリカーボネート樹脂について測定したMvを表1に示した。
(Comparative Example 2)
To the Erlenmeyer flask, 10 mL of the catalyst A-100 solution and 10 mL of dichloromethane were added and mixed uniformly (hereinafter referred to as “catalyst A-200 solution”).
A cyclic polycarbonate oligomer was polymerized to produce a polycarbonate resin, except that the catalyst A-200 solution was used instead of the catalyst A-100 solution of Example 1, and a cyclic polycarbonate oligomer was polymerized.
Here, 3.96 μmol of catalyst A is contained in 1 mL of catalyst A-200 solution. At this time, the amount of catalyst A relative to the amount of carbonate bonds of the cyclic polycarbonate oligomer is 0.5 mol%. The Mv measured for the obtained polycarbonate resin is shown in Table 1.
表1に示す結果から、環状ポリカーボネートオリゴマーを重合する際に、重合触媒としてトリアリールホスホニウム塩を、環状ポリカーボネートオリゴマーのカーボネート結合量に対し0.6mol%以上使用する場合は(実施例1〜実施例3)、高分子量且つ機械的強度に優れたポリカーボネート樹脂が得られることが分かる。
一方、重合触媒としてトリアリールホスホニウム塩を、環状ポリカーボネートオリゴマーのカーボネート結合量に対し0.6mol%未満使用する場合は(比較例1〜比較例2)、重合反応が充分に進行せず、高分子量のポリマーが得られないことが分かる。
From the results shown in Table 1, when the cyclic polycarbonate oligomer is polymerized, a triarylphosphonium salt is used as a polymerization catalyst in an amount of 0.6 mol% or more based on the carbonate bond amount of the cyclic polycarbonate oligomer (Examples 1 to Examples). 3) It turns out that the polycarbonate resin excellent in high molecular weight and mechanical strength is obtained.
On the other hand, when the triarylphosphonium salt is used as a polymerization catalyst in an amount of less than 0.6 mol% based on the carbonate bond amount of the cyclic polycarbonate oligomer (Comparative Example 1 to Comparative Example 2), the polymerization reaction does not proceed sufficiently, and the high molecular weight. It can be seen that no polymer is obtained.
Claims (4)
前記環状ポリカーボネートオリゴマーを重合する際に、重合触媒としてトリアリールホスホニウム塩を、当該環状ポリカーボネートオリゴマー中のカーボネート結合量に対して0.6mol%以上の量で用いる
ことを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。 A method for producing a polycarbonate resin using a cyclic polycarbonate oligomer as a raw material,
When polymerizing the cyclic polycarbonate oligomer, a triarylphosphonium salt is used as a polymerization catalyst in an amount of 0.6 mol% or more with respect to the amount of carbonate bonds in the cyclic polycarbonate oligomer. .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115197410A (en) * | 2022-08-04 | 2022-10-18 | 南京工业大学 | Preparation method of cyclic carbonate |
-
2007
- 2007-10-26 JP JP2007279446A patent/JP2009108138A/en active Pending
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CN115197410A (en) * | 2022-08-04 | 2022-10-18 | 南京工业大学 | Preparation method of cyclic carbonate |
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