JP2011084681A - Highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer and method for producing the same - Google Patents

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裕昭 手塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer which is readily industrially producible, and has excellent gas permeability, and high thermal stability and mechanical strength, and further excellent solubility in combination, and to provide a method for producing the polymer. <P>SOLUTION: The cyclic olefin addition polymer of a specific structure is obtained by carrying out addition polymerization of a cyclic olefin functional siloxane, or the cyclic olefin functional siloxane with a cyclic olefin compound using a multicomponent system catalyst containing (A) a β-diketone compound of palladium, (B) an ionic boron compound, and (C) a phosphine compound having a substituent selected from among 3-6C alkyl, cycloalkyl, and aryl. In the cyclic olefin addition polymer, the ratio of structural units derived from the cyclic olefin functional siloxane is 40-100 mol% in the addition polymer, and the number-average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by GPC (gel permeation chromatography) is 200,000-1,500,000. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、環状オレフィン付加重合体に関し、詳細には、特定のオルガノシロキサンをペンダントとして有する高気体透過性環状オレフィン付加重合体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a cyclic olefin addition polymer, and more particularly to a high gas permeable cyclic olefin addition polymer having a specific organosiloxane as a pendant and a method for producing the same.

近年、快適な生活・作業空間を提供するエアーコンディショナー(以下、エアコンと略称)は、オフィスビル、住宅、自動車などには必要不可欠な設備となっている。通常、エアコンを使用する環境は、エネルギー効率を高めるため密閉性が高い。従って、このような密閉空間で人間が作業を続けると、酸素が不足し、作業能率が低下する。特に、乗用車の場合は、眠気を催すなど安全上の問題も発生し得る。窓の開放により、酸素濃度の低下を防ぐことが可能であるが、エネルギーのロスにつながるとともに、花粉、黄砂、粉塵などの侵入を許し、構築された快適な環境が損なわれる。このような状況から、酸素を選択的に通過させる酸素富化膜を使用したエアコン等も開発されているが、未だ満足すべき性能は得られていない。   In recent years, air conditioners (hereinafter abbreviated as air conditioners) that provide comfortable living and working spaces have become indispensable facilities for office buildings, houses, automobiles, and the like. Usually, the environment in which an air conditioner is used has a high hermeticity in order to increase energy efficiency. Therefore, when a human continues working in such a sealed space, oxygen is insufficient and work efficiency is reduced. Particularly in the case of a passenger car, safety problems such as drowsiness may occur. Opening the window can prevent the oxygen concentration from decreasing, but it leads to energy loss and allows the invasion of pollen, yellow sand, dust, etc., and the built comfortable environment is damaged. Under such circumstances, air conditioners using oxygen-enriched membranes that selectively allow oxygen to pass through have been developed, but satisfactory performance has not yet been obtained.

酸素透過性に優れた材料として、オルガノポリシロキサンが知られている。しかしながら、オルガノポリシロキサン自体は機械的強度が低く、実用性に問題があることから、ポリカーボネートとの共重合体(特許文献1:特公平4−001652号公報)、ポリシロキサン−芳香族ポリアミド系ブロック共重合体(特許文献2:特開平5−285216号公報)等が提案されている。しかし、合成が極めて煩雑なのに加え、加水分解性があるなど長期安定性に欠けるという問題点を有する。   Organopolysiloxane is known as a material excellent in oxygen permeability. However, since organopolysiloxane itself has low mechanical strength and has problems in practical use, it is a copolymer with polycarbonate (Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 4-001652), polysiloxane-aromatic polyamide block. Copolymers (Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 5-285216) have been proposed. However, in addition to the extremely complicated synthesis, there are problems such as lack of long-term stability such as hydrolyzability.

また、有機ケイ素基を置換基として有する各種ポリマー、例えば、ケイ素含有スチレン誘導体(特許文献3:特開平4−88004号公報)、ケイ素含有スチルベン誘導体(特許文献4:特開平8−198881号公報)、ケイ素含有セルロース(特許文献5:特開2001−79375号公報)などが提案されているが、酸素透過性、熱安定性及び機械的強度を満足するものは未だ得られていない。   In addition, various polymers having an organosilicon group as a substituent, for example, a silicon-containing styrene derivative (Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 4-88004), a silicon-containing stilbene derivative (Patent Document 4: Japanese Patent Laid-Open No. 8-198881) Silicon-containing cellulose (Patent Document 5: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-79375) has been proposed, but a material satisfying oxygen permeability, thermal stability and mechanical strength has not yet been obtained.

特許文献6(特開2007−291150号公報)には、オルガノシロキサンをペンダントとする環状オレフィン化合物の開環重合体及びその水素化物が提案されている。しかしながら、耐熱性や膜強度に問題がある場合が多く、更には、解重合性があるなど長期安定性に欠けるという問題点も有する。   Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-291150) proposes a ring-opening polymer of a cyclic olefin compound having an organosiloxane pendant and a hydride thereof. However, there are many problems in heat resistance and film strength, and there is also a problem that long-term stability is lacking such as depolymerization.

環状オレフィン化合物の付加重合に関しては、数多くの提案があり(特許文献7〜22:特開平4−63807号公報、特開平8−198919号公報、特表平9−508649号公報、特許第3476466号公報、特開平7−196736号公報、国際公開第97/20871号パンフレット、国際公開第98/20394号パンフレット、特許第3801018号公報、国際公開第02/062859号パンフレット、特開2003−252881号公報、独国特許出願公開第4128932号明細書、特開2007−77252号公報、特開2007−70337号公報、特許第4075789号公報、国際公開第07/069518号パンフレット、特開2008−202003号公報)、特に特許文献20〜22では、パラジウム多成分系触媒について記載されている。しかしながら、環状オレフィン官能性シロキサンを付加重合反応の単量体として用いることに関しては記載されておらず、当然ながら実際にパラジウム多成分系触媒を用いて重合し、それを繰り返し単位として構造中に含む付加重合体の報告例はない。   There have been many proposals regarding addition polymerization of cyclic olefin compounds (Patent Documents 7 to 22: JP-A-4-63807, JP-A-8-198919, JP-A-9-508649, JP-A-3476466). Publication, JP-A-7-196736, International Publication No. 97/20871, International Publication No. 98/20394, Japanese Patent No. 3801018, International Publication No. 02/062859, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-252881 German Patent Application No. 4128932, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-77252, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-70337, Japanese Patent No. 4075789, International Publication No. 07/0669518, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-202003. ), Especially in Patent Documents 20 to 22, There is described a multi-component catalyst. However, there is no description regarding the use of a cyclic olefin functional siloxane as a monomer for an addition polymerization reaction. Naturally, polymerization is carried out using a palladium multicomponent catalyst, and this is included as a repeating unit in the structure. There are no reports of addition polymers.

また、特許文献7〜22では、環状オレフィン付加重合体に関して、その熱的・力学的・光学的・電気的性質に着目した光学・電子部品用途への展開については詳細に記載されているが、上記したような気体透過性に着目した用途に関しては報告されていない。   In addition, in Patent Documents 7 to 22, the cyclic olefin addition polymer is described in detail with respect to the development of optical and electronic components using its thermal, mechanical, optical, and electrical properties, There has been no report regarding the use focused on gas permeability as described above.

特公平4−001652号公報Japanese Patent Publication No. 4-001652 特開平5−285216号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-285216 特開平4−88004号公報JP-A-4-88004 特開平8−198881号公報JP-A-8-198881 特開2001−79375号公報JP 2001-79375 A 特開2007−291150号公報JP 2007-291150 A 特開平4−63807号公報JP-A-4-63807 特開平8−198919号公報JP-A-8-198919 特表平9−508649号公報Japanese National Patent Publication No. 9-508649 特許第3476466号公報Japanese Patent No. 3476466 特開平7−196736号公報JP-A-7-196736 国際公開第97/20871号パンフレットInternational Publication No. 97/20871 Pamphlet 国際公開第98/20394号パンフレットInternational Publication No. 98/20394 Pamphlet 特許第3801018号公報Japanese Patent No. 3801018 国際公開第02/062859号パンフレットInternational Publication No. 02/062859 Pamphlet 特開2003−252881号公報JP 2003-252881 A 独国特許出願公開第4128932号明細書German Patent Application Publication No. 4128932 特開2007−77252号公報JP 2007-77252 A 特開2007−70337号公報JP 2007-70337 A 特許第4075789号公報Japanese Patent No. 4075789 国際公開第07/069518号パンフレットInternational Publication No. 07/0669518 Pamphlet 特開2008−202003号公報JP 2008-202003 A

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、工業的生産が容易であり、優れた気体透過性を有し、且つ、高い熱安定性と機械強度、更には優れた溶解性を併せ持つ高気体透過性環状オレフィン付加重合体及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, is easy to industrially produce, has excellent gas permeability, and has high thermal stability and mechanical strength, and also has high solubility. It aims at providing a permeable cyclic olefin addition polymer and its manufacturing method.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、下記化合物(A)、(B)、(C)を含む多成分系触媒を用いて、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサン、又はこの式(1)の環状オレフィン官能性シロキサンと、下記式(2)で表される環状オレフィン化合物とを付加重合することにより得られ、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンに由来する構造単位の割合が、付加重合体中40〜100モル%であり、GPCで測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が200,000〜1,500,000である特定構造の環状オレフィン付加重合体が、優れた酸素透過性、耐熱性、機械強度、溶解性を併せ持つ材料になることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor is represented by the following formula (1) using a multi-component catalyst containing the following compounds (A), (B), and (C). The cyclic olefin functional siloxane or the cyclic olefin functional siloxane of the formula (1) and the cyclic olefin compound represented by the following formula (2) are obtained by addition polymerization, and represented by the following formula (1). The proportion of the structural unit derived from the cyclic olefin functional siloxane is 40 to 100 mol% in the addition polymer, and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by GPC is 200,000 to 1,500. The present inventors have found that a cyclic olefin addition polymer having a specific structure of 1,000 is a material having excellent oxygen permeability, heat resistance, mechanical strength, and solubility, and has completed the present invention.

従って、本発明は、下記に示す高気体透過性環状オレフィン付加重合体及びその製造方法を提供する。
〔請求項1〕
下記化合物(A)、(B)、(C)を含む多成分系触媒を用いて、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサン、又はこの式(1)の環状オレフィン官能性シロキサンと、下記式(2)で表される環状オレフィン化合物とを付加重合することにより得られ、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンに由来する構造単位の割合が、付加重合体中40〜100モル%であり、GPCで測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が200,000〜1,500,000であることを特徴とする高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔化合物(A)〕
パラジウムのβ−ジケトン化合物。
〔化合物(B)〕
イオン性ホウ素化合物。
〔化合物(C)〕
炭素数3〜6のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を有するホスフィン化合物。

Figure 2011084681

(式(1)中のR1は互いに同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない一価の有機基であり、sは0〜2の整数であり、jは0又は1を示す。)
Figure 2011084681

(式(2)中のA1〜A4は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基及びハロゲン化炭化水素基から選ばれる置換基、又はオキセタニル基及びアルコキシカルボニル基から選ばれる極性を有する置換基である。また、A1とA2又はA1とA3とが、それぞれが結合する炭素原子とともに脂環構造、芳香環構造、カルボンイミド基又は酸無水物基を形成してもよい。iは0又は1を示す。)
〔請求項2〕
化合物(A)がビス(アセチルアセトナート)パラジウム、化合物(B)がトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、化合物(C)がトリシクロヘキシルホスフィンである請求項1記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項3〕
式(1)中のR1がメチル基であり、sが0である請求項1又は2記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項4〕
式(1)中のR1がメチル基であり、sが1である請求項1又は2記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項5〕
式(2)中のA1〜A4がいずれも水素原子であり、iが0である請求項1〜4のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項6〕
ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の比(分散度:Mw/Mn)が1.0〜4.0である請求項1〜5のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項7〕
ガラス転移温度が200〜400℃である請求項1〜6のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項8〕
差圧法により計測される高気体透過性環状オレフィン付加重合体キャストフィルムの酸素透過係数が40Barrer(1Barrer=10-10cm3(STP)・cm/cm2・s・cmHg)以上である請求項1〜7のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項9〕
イソドデカン、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン又はデカメチルシクロペンタシロキサン溶媒に10質量%溶液以上で溶解性を示す請求項1〜8のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔請求項10〕
下記化合物(A)、(B)、(C)を含む多成分系触媒の存在下、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサン、又はこの式(1)の環状オレフィン官能性シロキサンと、下記式(2)で表される環状オレフィン化合物とを付加重合することを特徴とする請求項1記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。
〔化合物(A)〕
パラジウムのβ−ジケトン化合物。
〔化合物(B)〕
イオン性ホウ素化合物。
〔化合物(C)〕
炭素数3〜6のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を有するホスフィン化合物。
Figure 2011084681

(式(1)中のR1は互いに同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない一価の有機基であり、sは0〜2の整数であり、jは0又は1を示す。)
Figure 2011084681

(式(2)中のA1〜A4は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基及びハロゲン化炭化水素基から選ばれる置換基、又はオキセタニル基及びアルコキシカルボニル基から選ばれる極性を有する置換基である。また、A1とA2又はA1とA3とが、それぞれが結合する炭素原子とともに脂環構造、芳香環構造、カルボンイミド基又は酸無水物基を形成してもよい。iは0又は1を示す。)
〔請求項11〕
化合物(A)がビス(アセチルアセトナート)パラジウム、化合物(B)がトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、化合物(C)がトリシクロヘキシルホスフィンである請求項10記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。
〔請求項12〕
式(1)中のR1がメチル基であり、sが0である請求項10又は11記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。
〔請求項13〕
式(1)中のR1がメチル基であり、sが1である請求項10又は11記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。
〔請求項14〕
式(2)中のA1〜A4がいずれも水素原子であり、iが0である請求項10〜13のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。
〔請求項15〕
不活性ガス雰囲気下、−20〜100℃で1〜72時間付加重合する請求項10〜14のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。 Accordingly, the present invention provides the following highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer and method for producing the same.
[Claim 1]
Using a multi-component catalyst containing the following compounds (A), (B), and (C), a cyclic olefin functional siloxane represented by the following formula (1), or a cyclic olefin functional siloxane of the formula (1) And a cyclic olefin compound represented by the following formula (2) is obtained by addition polymerization, and the proportion of structural units derived from the cyclic olefin functional siloxane represented by the following formula (1) is an addition polymer. A high gas-permeable cyclic olefin addition polymer having a polystyrene-reduced number average molecular weight (Mn) of 200,000 to 1,500,000 as measured by GPC.
[Compound (A)]
A β-diketone compound of palladium.
[Compound (B)]
Ionic boron compounds.
[Compound (C)]
A phosphine compound having a substituent selected from an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group, and an aryl group.
Figure 2011084681

(Formula (1) R 1 in is a monovalent organic group having no aliphatic unsaturated bonds of the same or different from each other, s is an integer of 0 to 2, j is 0 or 1. )
Figure 2011084681

(A 1 to A 4 in the formula (2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and A substituent selected from a halogenated hydrocarbon group, or a substituent having a polarity selected from an oxetanyl group and an alkoxycarbonyl group, and A 1 and A 2 or A 1 and A 3 are bonded to each other. (An alicyclic structure, an aromatic ring structure, a carbonimido group, or an acid anhydride group may be formed together with an atom. I represents 0 or 1.)
[Claim 2]
The high gas-permeable cyclic structure according to claim 1, wherein the compound (A) is bis (acetylacetonato) palladium, the compound (B) is triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the compound (C) is tricyclohexylphosphine. Olefin addition polymer.
[Claim 3]
The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 1 or 2, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group and s is 0.
[Claim 4]
The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 1 or 2, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group and s is 1.
[Claim 5]
The high gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein A 1 to A 4 in formula (2) are all hydrogen atoms and i is 0.
[Claim 6]
The high gas according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio (dispersity: Mw / Mn) of the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene is 1.0 to 4.0. A permeable cyclic olefin addition polymer.
[Claim 7]
Glass transition temperature is 200-400 degreeC, The high gas permeability cyclic olefin addition polymer of any one of Claims 1-6.
[Claim 8]
2. The oxygen permeability coefficient of a high gas permeable cyclic olefin addition polymer cast film measured by a differential pressure method is 40 Barrer (1 Barrer = 10 −10 cm 3 (STP) · cm / cm 2 · s · cmHg) or more. The high gas-permeable cyclic olefin addition polymer of any one of -7.
[Claim 9]
The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to any one of claims 1 to 8, which exhibits solubility in a solvent of isododecane, methyltris (trimethylsiloxy) silane or decamethylcyclopentasiloxane at 10% by mass or more.
[Claim 10]
In the presence of a multi-component catalyst containing the following compounds (A), (B), (C), a cyclic olefin functional siloxane represented by the following formula (1), or a cyclic olefin functional siloxane of the formula (1) And a cyclic olefin compound represented by the following formula (2) is addition-polymerized. The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 1.
[Compound (A)]
A β-diketone compound of palladium.
[Compound (B)]
Ionic boron compounds.
[Compound (C)]
A phosphine compound having a substituent selected from an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group, and an aryl group.
Figure 2011084681

(Formula (1) R 1 in is a monovalent organic group having no aliphatic unsaturated bonds of the same or different from each other, s is an integer of 0 to 2, j is 0 or 1. )
Figure 2011084681

(A 1 to A 4 in the formula (2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and A substituent selected from a halogenated hydrocarbon group, or a substituent having a polarity selected from an oxetanyl group and an alkoxycarbonyl group, and A 1 and A 2 or A 1 and A 3 are bonded to each other. (An alicyclic structure, an aromatic ring structure, a carbonimido group, or an acid anhydride group may be formed together with an atom. I represents 0 or 1.)
[Claim 11]
The high gas-permeable cyclic structure according to claim 10, wherein compound (A) is bis (acetylacetonato) palladium, compound (B) is triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and compound (C) is tricyclohexylphosphine. A method for producing an olefin addition polymer.
[Claim 12]
The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 10 or 11, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group, and s is 0.
[Claim 13]
The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 10 or 11, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group and s is 1.
[Claim 14]
A < 1 > -A < 4 > in Formula (2) is a hydrogen atom, and i is 0, The manufacturing method of the highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of any one of Claims 10-13.
[Claim 15]
The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to any one of claims 10 to 14, wherein the addition polymerization is carried out at -20 to 100 ° C for 1 to 72 hours in an inert gas atmosphere.

本発明の重合体は、上記多成分系触媒を用い、環状オレフィンのビニル付加重合により製造することができる。また、本発明の重合体は、気体透過性、特に酸素透過性に優れると同時に、高い熱安定性(耐熱性)、膜強度(機械強度)、優れた有機溶媒への溶解性を併せ持つ。   The polymer of the present invention can be produced by vinyl addition polymerization of a cyclic olefin using the multicomponent catalyst. The polymer of the present invention is excellent in gas permeability, particularly oxygen permeability, and at the same time has high thermal stability (heat resistance), film strength (mechanical strength), and excellent solubility in an organic solvent.

実施例1で得られたポリマーP(1)の1H−NMRチャートである。2 is a 1 H-NMR chart of polymer P (1) obtained in Example 1. FIG. 実施例4で得られたポリマーP(4)の1H−NMRチャートである。2 is a 1 H-NMR chart of polymer P (4) obtained in Example 4. FIG.

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体は、下記化合物(A)、(B)、(C)を含む多成分系触媒を用いて、後述する式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサン、又はこの式(1)の環状オレフィン官能性シロキサンと、後述する式(2)で表される環状オレフィン化合物とを付加重合することで得られる。
〔化合物(A)〕
パラジウムのβ−ジケトン化合物。
〔化合物(B)〕
イオン性ホウ素化合物。
〔化合物(C)〕
炭素数3〜6のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を有するホスフィン化合物。
The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention uses a multi-component catalyst containing the following compounds (A), (B), and (C), and the cyclic olefin functionality represented by the formula (1) described later. It is obtained by addition polymerization of a functional siloxane or a cyclic olefin functional siloxane of the formula (1) and a cyclic olefin compound represented by the formula (2) described later.
[Compound (A)]
A β-diketone compound of palladium.
[Compound (B)]
Ionic boron compounds.
[Compound (C)]
A phosphine compound having a substituent selected from an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group, and an aryl group.

従来の環状オレフィン化合物の付加重合触媒としては、周期律表第8族元素、第9族元素及び第10族元素より選択された、例えば、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)及び白金(Pt)などを中心金属とする遷移金属錯体が挙げられる。しかしながら、優れた物性を併せ持つ本発明の環状オレフィン付加重合体を得るためには、式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンへの反応性が高いこと、更に、得られる重合体が高分子量体であることが必須であり、この点から、パラジウムを中心金属とし、特定の配位子を有する化合物(A)、イオン性ホウ素化合物(B)、ホスフィン化合物(C)を併せて使用する必要がある。   Conventional cycloolefin compound addition polymerization catalysts are selected from Group 8 elements, Group 9 elements and Group 10 elements of the periodic table, for example, iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni) , Transition metal complexes having ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), platinum (Pt) and the like as a central metal. However, in order to obtain the cyclic olefin addition polymer of the present invention having both excellent physical properties, the reactivity to the cyclic olefin functional siloxane represented by the formula (1) is high, and further, the resulting polymer is high. A molecular weight is essential, and from this point, a compound (A), an ionic boron compound (B), and a phosphine compound (C) having a specific ligand with palladium as a central metal are used together. There is a need.

〔化合物(A)〕
化合物(A)は、周期律表第10族元素であるパラジウムのβ−ジケトン化合物である。この具体例としては、ビス(アセチルアセトナート)パラジウム、ビス(ヘキサフロロアセチルアセトナート)パラジウム、ビス(エチルアセトアセトナート)パラジウムなどが挙げられる。これらのなかで、取り扱い性の面や、入手しやすい点を考慮すると、ビス(アセチルアセトナート)パラジウムが好ましい。
[Compound (A)]
Compound (A) is a β-diketone compound of palladium which is a Group 10 element of the Periodic Table. Specific examples thereof include bis (acetylacetonato) palladium, bis (hexafluoroacetylacetonato) palladium, and bis (ethylacetoacetonato) palladium. Among these, bis (acetylacetonato) palladium is preferable in view of handling properties and easy availability.

〔化合物(B)〕
化合物(B)は、イオン性ホウ素化合物である。この具体例としては、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、あるいはリチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート−エチルエーテルコンプレックスなどが挙げられる。これらのなかで、有機溶媒への溶解性を考慮するとトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
[Compound (B)]
Compound (B) is an ionic boron compound. Specific examples thereof include triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbenium tetrakis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl). ) Borate or lithium tetrakis (pentafluorophenyl) borate-ethyl ether complex. Among these, triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate is preferable in consideration of solubility in an organic solvent.

〔化合物(C)〕
化合物(C)は、炭素数3〜6のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を有するホスフィン化合物である。この具体例としては、トリイソプロピルホスフィン、トリt−ブチルホスフィン、トリシクロペンチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジt−ブチルフェニルホスフィンなどが挙げられる。これらのなかで、触媒の活性と安定性の両立の面から、トリシクロヘキシルホスフィンが好ましい。
[Compound (C)]
The compound (C) is a phosphine compound having a substituent selected from an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group, and an aryl group. Specific examples thereof include triisopropylphosphine, tri-t-butylphosphine, tricyclopentylphosphine, tricyclohexylphosphine, triphenylphosphine, di-t-butylphenylphosphine and the like. Of these, tricyclohexylphosphine is preferable from the viewpoint of both the activity and stability of the catalyst.

本発明では、化合物(A)としてビス(アセチルアセトナート)パラジウム、化合物(B)としてトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、化合物(C)としてトリシクロヘキシルホスフィンを用いて、高気体透過性環状オレフィン付加重合体を製造することが好ましい態様の一つである。   In the present invention, bis (acetylacetonato) palladium is used as the compound (A), triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate is used as the compound (B), and tricyclohexylphosphine is used as the compound (C). It is one of preferred embodiments to produce a cyclic olefin addition polymer.

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体は、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサン、又はこの式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンと、下記式(2)で表される環状オレフィン化合物とを、上述した化合物(A)、(B)、(C)からなる多成分系触媒を用いて付加重合することにより製造される。   The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention includes a cyclic olefin functional siloxane represented by the following formula (1), or a cyclic olefin functional siloxane represented by the formula (1) and the following formula (2): ) Represented by addition polymerization using a multi-component catalyst composed of the above-mentioned compounds (A), (B), and (C).

Figure 2011084681

(式(1)中のR1は互いに同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない一価の有機基であり、sは0〜2の整数であり、jは0又は1を示す。)
Figure 2011084681

(Formula (1) R 1 in is a monovalent organic group having no aliphatic unsaturated bonds of the same or different from each other, s is an integer of 0 to 2, j is 0 or 1. )

Figure 2011084681

(式(2)中のA1〜A4は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基及びハロゲン化炭化水素基から選ばれる置換基、又はオキセタニル基及びアルコキシカルボニル基から選ばれる極性を有する置換基である。また、A1とA2又はA1とA3とが、それぞれが結合する炭素原子とともに脂環構造、芳香環構造、カルボンイミド基又は酸無水物基を形成してもよい。iは0又は1を示す。)
Figure 2011084681

(A 1 to A 4 in the formula (2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and A substituent selected from a halogenated hydrocarbon group, or a substituent having a polarity selected from an oxetanyl group and an alkoxycarbonyl group, and A 1 and A 2 or A 1 and A 3 are bonded to each other. (An alicyclic structure, an aromatic ring structure, a carbonimido group, or an acid anhydride group may be formed together with an atom. I represents 0 or 1.)

上記式(1)中、R1は、互いに同一又は異なってよい脂肪族不飽和結合を有さない一価の有機基であり、好ましくは炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、ブチル基、ペンチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、3−フェニルプロピル基等のアラルキル基などや、これらの基の水素原子の1個又は2個以上がフッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換された基などが挙げられる。 In the above formula (1), R 1 is a monovalent organic group that does not have an aliphatic unsaturated bond that may be the same or different from each other, and preferably an unsubstituted or substituted monovalent carbon group having 1 to 10 carbon atoms. Hydrogen group, for example, alkyl group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, butyl group and pentyl group, aryl group such as phenyl group, tolyl group and xylyl group, 2-phenylethyl group, 3-phenylpropylene And an aralkyl group such as a ru group, or a group in which one or more hydrogen atoms of these groups are substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom.

式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンとしては、以下の化合物が例示できるが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。ここで、Meはメチル基、Phはフェニル基を表す(以下、同様)。   Examples of the cyclic olefin functional siloxane represented by the formula (1) include the following compounds, but the present invention is not limited to these specific examples. Here, Me represents a methyl group and Ph represents a phenyl group (hereinafter the same).

Figure 2011084681
Figure 2011084681

式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンは、一種単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The cyclic olefin functional siloxane represented by the formula (1) may be used alone or in combination of two or more.

式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンは、例えば式(1)において、R1がメチル基、j=0、s=0の場合、下記に示す方法により製造することができる。 The cyclic olefin functional siloxane represented by the formula (1) can be produced by, for example, the following method when R 1 is a methyl group, j = 0, s = 0 in the formula (1).

第1の方法として、下記反応式に示す通り、末端オレフィンを有するシロキサンとジシクロペンタジエンとのDiels−Alder反応により合成することができる。   As a first method, as shown in the following reaction formula, it can be synthesized by a Diels-Alder reaction between a siloxane having a terminal olefin and dicyclopentadiene.

Figure 2011084681
Figure 2011084681

第2の方法として、ノルボルナジエンと、相当するSiH基含有官能性シロキサンを白金触媒存在下で付加反応させて合成することができる。   As a second method, it can be synthesized by subjecting norbornadiene and the corresponding SiH group-containing functional siloxane to an addition reaction in the presence of a platinum catalyst.

Figure 2011084681
Figure 2011084681

一方、上記式(2)中、A1〜A4は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、炭素数1〜10のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリーロキシ基、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基から選ばれる基、又はオキセタニル基、メトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基等の好ましくはアルコキシ基の炭素数が1〜10、特に1〜6のアルコキシカルボニル基から選ばれる極性を有する置換基である。また、A1とA2又はA1とA3とは、それぞれが結合する炭素原子とともに脂環構造、芳香環構造、カルボンイミド基又は酸無水物基を形成してもよい。 On the other hand, in formula (2), A 1 to A 4 are each independently a halogen atom such as a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom, a methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group or a propyl group. Group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and other alkyl groups, vinyl group, allyl group, butenyl group, hexenyl group, etc. Alkenyl groups, cycloalkyl groups such as cyclohexyl groups, aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups, xylyl groups, naphthyl groups, alkoxy groups such as methoxy groups, ethoxy groups, propoxy groups, aryloxy groups such as phenoxy groups, 3, 3,3-trifluoropropyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, 2- (perfluorooctyl) ethyl group, p-chloro A group selected from a halogenated hydrocarbon group such as an phenyl group, or an alkoxycarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkoxy group such as an oxetanyl group, a methoxycarbonyl group, and a tert-butoxycarbonyl group. A substituent having a selected polarity. A 1 and A 2 or A 1 and A 3 may form an alicyclic structure, an aromatic ring structure, a carbonimide group, or an acid anhydride group together with the carbon atoms to which they are bonded.

この場合、式(2)中の脂環構造としては炭素数4〜10のものが挙げられ、芳香環構造としては、炭素数6〜12のものが挙げられる。これらの構造を例示すると下記の通りである。   In this case, examples of the alicyclic structure in the formula (2) include those having 4 to 10 carbon atoms, and examples of the aromatic ring structure include those having 6 to 12 carbon atoms. Examples of these structures are as follows.

Figure 2011084681
Figure 2011084681

なお、これらがノルボルネン環と結合した状態を例示すると下記の通りである。式(2)において、i=0の場合を示す。   Examples of the state in which these are bonded to the norbornene ring are as follows. In the formula (2), a case where i = 0 is shown.

Figure 2011084681
Figure 2011084681

式(2)で表される環状オレフィン化合物としては、以下の化合物が例示できるが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。   Although the following compounds can be illustrated as a cyclic olefin compound represented by Formula (2), This invention is not limited to these specific examples.

ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−プロピル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ブチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ペンチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヘキシル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−オクチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−デシル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フェニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ビニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−アリル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−イソプロピリデン−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−シクロヘキシル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フロロ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−クロロ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−カルボン酸メチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−カルボン酸エチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−カルボン酸ブチル、2−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−カルボン酸メチル、2−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−カルボン酸エチル、2−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−カルボン酸プロピル、2−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−カルボン酸トリフロロエチル、2−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エニル酢酸エチル、アクリル酸2−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エニル、メタクリル酸2−メチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エニル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸ジメチル、トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エンなどを例示することができる。これらは、一種単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-methyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-ethyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-propyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-butyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-pentyl-bicyclo [2.2.1] hept- 2-ene, 5-hexyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-octyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-decyl-bicyclo [2.2. 1] Hept-2-ene, 5-phenyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-vinyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-allyl-bicyclo [ 2.2.1] Hept-2-ene, 5-isopropylidene-bicyclo [2.2.1] Put-2-ene, 5-cyclohexyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-fluoro-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-chloro-bicyclo [2. 2.1] hept-2-ene, methyl bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2-carboxylate, ethyl bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2-carboxylate, Bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2-carboxylate, 2-methyl-bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2-carboxylate, 2-methyl-bicyclo [ 2.2.1] ethyl hept-5-ene-2-carboxylate, 2-methyl-bicyclo [2.2.1] propyl propyl-5-ene-2-carboxylate, 2-methyl-bicyclo [2. 2.1] Trifuro of hept-5-ene-2-carboxylic acid Ethyl, 2-methyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-enyl acetate, 2-methyl-bicyclo [2.2.1] hept-5-enyl acrylate, 2-methyl-bicyclo methacrylate [ 2.2.1] Hept-5-enyl, bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylate, tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] deca-3 -Ene, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

式(2)で表される環状オレフィン化合物は、得られる重合体の耐熱性や酸化劣化性の面からその構造中に不飽和結合を含まない方が好ましく、5−ビニル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンなどの不飽和結合を含む化合物を用いて付加重合をする場合、重合体の側鎖の炭素−炭素二重結合を水素化あるいはヒドロシリル化することが、耐熱性や酸化劣化性を改良できる点で好ましい。   The cyclic olefin compound represented by the formula (2) preferably has no unsaturated bond in the structure from the viewpoint of heat resistance and oxidative degradation of the resulting polymer, and 5-vinyl-bicyclo [2.2 .1] When addition polymerization is performed using a compound containing an unsaturated bond such as hept-2-ene, hydrogenation or hydrosilylation of the carbon-carbon double bond in the side chain of the polymer is It is preferable at the point which can improve oxidation deterioration property.

また、式(2)で表される環状オレフィン化合物において、エステル基などの極性基を含んでいると、得られる重合体の被着体への接着性や有機溶媒への溶解性を高める反面、気体透過性能が低下する傾向があるので、目的に応じ、適宜選択することが好ましい。   In addition, in the cyclic olefin compound represented by the formula (2), when a polar group such as an ester group is contained, the adhesion of the resulting polymer to the adherend and the solubility in an organic solvent are enhanced, Since gas permeation performance tends to decrease, it is preferable to select appropriately according to the purpose.

上記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンと、上記式(2)で表される環状オレフィン化合物との仕込み比率は、得られる本発明の環状オレフィン付加重合体の気体透過特性を考慮し、得られた重合体中の式(1)由来の構造単位は合計で40〜100モル%が好ましく、より好ましくは45〜100モル%となるように使用することが好ましい。   The charge ratio of the cyclic olefin functional siloxane represented by the above formula (1) and the cyclic olefin compound represented by the above formula (2) takes into consideration the gas permeation characteristics of the obtained cyclic olefin addition polymer of the present invention. The total amount of structural units derived from the formula (1) in the obtained polymer is preferably 40 to 100 mol%, and more preferably 45 to 100 mol%.

上記多成分系触媒を構成する化合物(A)、(B)、(C)は、以下の範囲の使用量で用いられる。
化合物(A)は、式(1)及び(2)で示される単量体の合計1モルに対して100万分の1〜100分の1モル原子が好ましく、より好ましくは10万分の1〜1000分の1モル原子である。化合物(A)の使用量が多すぎると目的とする分子量の重合体が得られない場合があり、少なすぎると重合活性が低下する場合がある。
また、化合物(B)は、化合物(A)1モルに対して1.0〜2.0モルが好ましく、より好ましくは1.0〜1.5モルである。化合物(B)の使用量が多すぎると重合体中に残存し、着色する場合があり、少なすぎると重合活性が低下する場合がある。
化合物(C)は、化合物(A)1モルに対して、0.25〜2.0モルが好ましく、より好ましくは0.5〜1.5モルである。化合物(C)の使用量が多すぎると重合活性が低下する場合があり、少なすぎると触媒の安定性が低下する場合がある。
The compounds (A), (B) and (C) constituting the multi-component catalyst are used in the following ranges.
The compound (A) preferably has from 1 / 1,000,000 to 1 / 100,000, more preferably from 1 / 1,000,000 to 1 / 1,000,000 per 1 mol of the total of the monomers represented by the formulas (1) and (2) One mole atom per minute. If the amount of the compound (A) used is too large, a polymer having the desired molecular weight may not be obtained, and if it is too small, the polymerization activity may decrease.
Moreover, 1.0-2.0 mol is preferable with respect to 1 mol of compounds (A), and, as for a compound (B), More preferably, it is 1.0-1.5 mol. If the amount of the compound (B) used is too large, it may remain in the polymer and color, and if it is too small, the polymerization activity may decrease.
0.25-2.0 mol is preferable with respect to 1 mol of compounds (A), and, as for a compound (C), More preferably, it is 0.5-1.5 mol. If the amount of the compound (C) used is too large, the polymerization activity may decrease, and if it is too small, the stability of the catalyst may decrease.

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体は、上記化合物(A)、(B)、(C)からなる多成分系触媒を用い、シクロヘキサン、シクロペンタンなどの脂環式炭化水素溶媒、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素溶媒、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサンなどの環状ポリシロキサン溶媒などから選ばれる一種又は二種以上の溶媒中で重合を行うことにより製造することができる。   The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention uses a multicomponent catalyst comprising the above compounds (A), (B), and (C), an alicyclic hydrocarbon solvent such as cyclohexane and cyclopentane, hexane , Aliphatic hydrocarbon solvents such as octane, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, benzene and xylene, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, tetrachloroethylene and chlorobenzene, and cyclic such as octamethylcyclotetrasiloxane and decamethylcyclopentasiloxane It can manufacture by superposing | polymerizing in the 1 type, or 2 or more types of solvent chosen from a polysiloxane solvent etc.

溶媒の使用量は、溶媒(S)と上記環状オレフィン単量体(上記式(1)、(2)で表される化合物の合計量)(M)の質量比(S/M)が、1〜30の範囲、特に1〜20の範囲とすることが好ましい。溶媒の使用量が、上記質量比より少ないと溶液粘度が高く、取り扱い性が困難になる場合があり、上記質量比より多いと重合活性の点で劣る場合がある。   The amount of the solvent used is such that the mass ratio (S / M) of the solvent (S) and the cyclic olefin monomer (the total amount of the compounds represented by the above formulas (1) and (2)) (M) is 1 It is preferable to set it as the range of -30, especially the range of 1-20. When the amount of the solvent used is less than the above mass ratio, the solution viscosity is high and handling properties may be difficult, and when it is more than the above mass ratio, the polymerization activity may be inferior.

上記化合物(A)、(B)、(C)からなる多成分系触媒を上記環状オレフィン単量体と接触混合させる場合、(操作手順1)化合物(B)、(C)、環状オレフィン単量体及び上記溶媒からなる溶液に、化合物(A)を上記溶媒に溶解した溶液を投入混合してもよく、(操作手順2)化合物(B)、環状オレフィン単量体及び溶媒からなる溶液に、化合物(A)、(C)を上記溶媒に溶解した溶液を投入混合してもよく、(操作手順3)環状オレフィン単量体及び溶媒からなる溶液に、化合物(A)、(B)、(C)を上記溶媒に溶解した溶液を投入混合してもよい。このなかでも、触媒活性種の効率的な発生の点から、操作手順3がより好ましい。   When the multi-component catalyst comprising the compounds (A), (B), and (C) is contact-mixed with the cyclic olefin monomer, (Operation procedure 1) Compound (B), (C), cyclic olefin monomer The solution comprising the compound and the solvent may be mixed with a solution prepared by dissolving the compound (A) in the solvent. (Procedure 2) To the solution comprising the compound (B), the cyclic olefin monomer and the solvent, A solution in which the compounds (A) and (C) are dissolved in the above solvent may be added and mixed. (Operation Procedure 3) A solution composed of a cyclic olefin monomer and a solvent is added to the compounds (A), (B), ( A solution prepared by dissolving C) in the above solvent may be added and mixed. Among these, the operation procedure 3 is more preferable from the viewpoint of efficient generation of catalytically active species.

重合方法としては、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、上述した操作手順により反応容器中に仕込み、−20〜100℃、特に0〜80℃の範囲の温度で1〜72時間、特に2〜48時間重合することが好ましい。反応温度が低すぎると重合活性の点で劣る場合があり、高すぎるとゲル化を引き起こしたり、分子量の調節が困難になる場合がある。   As a polymerization method, the reaction vessel was charged in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon by the above-described operation procedure, and the temperature was in the range of -20 to 100 ° C, particularly 0 to 80 ° C, for 1 to 72 hours, particularly 2 It is preferred to polymerize for ~ 48 hours. If the reaction temperature is too low, the polymerization activity may be inferior, and if it is too high, gelation may occur or it may be difficult to adjust the molecular weight.

また、必要に応じて、分子量調節剤を重合系中に添加してもよい。分子量調節剤としては、水素、エチレン,ブテン,1−ヘキセン,1−オクテンなどのα−オレフィン、シクロペンテン,シクロオクテンなどのシクロアルケン、スチレン,3−メチルスチレン,ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、トリス(トリメチルメトキシ)ビニルシラン,ジビニルジヒドロシラン,ビニルシクロテトラシロキサンなどのビニルケイ素化合物が挙げられる。   Moreover, you may add a molecular weight modifier in a polymerization system as needed. Examples of the molecular weight regulator include hydrogen, α-olefins such as ethylene, butene, 1-hexene and 1-octene, cycloalkenes such as cyclopentene and cyclooctene, aromatic vinyl compounds such as styrene, 3-methylstyrene and divinylbenzene, Examples thereof include vinyl silicon compounds such as tris (trimethylmethoxy) vinylsilane, divinyldihydrosilane, and vinylcyclotetrasiloxane.

なお、上述した溶媒と単量体の比率、重合温度、重合時間、分子量調節剤の量は、用いる触媒、単量体構造などに著しく影響を受けるため、一概に限定することが難しい。上記特定構造の重合体を得るべく、目的に応じて使い分ける必要がある。   In addition, since the ratio of the solvent and the monomer, the polymerization temperature, the polymerization time, and the amount of the molecular weight regulator described above are significantly affected by the catalyst used, the monomer structure, and the like, it is difficult to generally limit them. In order to obtain the polymer having the above specific structure, it is necessary to use properly depending on the purpose.

重合触媒の量と分子量調節剤の添加量、単量体から重合体への転化率、あるいは重合温度によって、重合体の分子量が調節される。   The molecular weight of the polymer is controlled by the amount of the polymerization catalyst and the addition amount of the molecular weight regulator, the conversion rate from the monomer to the polymer, or the polymerization temperature.

重合の停止は、水、アルコール、ケトン、有機酸などから選ばれた化合物によって行われる。重合体溶液に、乳酸、リンゴ酸、シュウ酸などの酸の水とアルコール混合物を添加することで、触媒残渣を重合体溶液から分離・除去することができる。また、触媒残渣の除去には、活性炭、珪藻土、アルミナ、シリカなどを用いての吸着除去や、フィルターなどによる濾過分離除去などが適用できる。   The polymerization is stopped by a compound selected from water, alcohol, ketone, organic acid and the like. The catalyst residue can be separated and removed from the polymer solution by adding a mixture of an acid water such as lactic acid, malic acid, and oxalic acid to the polymer solution. For removal of the catalyst residue, adsorption removal using activated carbon, diatomaceous earth, alumina, silica or the like, filtration separation removal using a filter or the like can be applied.

重合体は、重合体溶液をメタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類中に入れて、凝固し、60〜150℃で6〜48時間減圧乾燥することにより得ることができる。この工程で、重合体溶液中に残存する触媒残渣や未反応モノマーも除去される。また、本発明において用いられる、シロキサンを含有する未反応モノマーは、上記アルコール類やケトン類にオクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサンなどの環状ポリシロキサンを混合した溶媒を用いることで、容易に除去することができる。   The polymer can be obtained by putting the polymer solution in alcohols such as methanol and ethanol, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, solidifying, and drying under reduced pressure at 60 to 150 ° C. for 6 to 48 hours. In this step, catalyst residues and unreacted monomers remaining in the polymer solution are also removed. In addition, the unreacted monomer containing siloxane used in the present invention can be easily obtained by using a solvent in which a cyclic polysiloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane or decamethylcyclopentasiloxane is mixed with the above alcohols or ketones. Can be removed.

このようにして得られる本発明の環状オレフィン付加重合体は、上記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンを単量体として付加重合することにより形成される、下記式(3)で示される繰り返し単位を含む。   The cyclic olefin addition polymer of the present invention thus obtained is formed by addition polymerization using the cyclic olefin functional siloxane represented by the above formula (1) as a monomer. Contains the repeat unit indicated.

Figure 2011084681

(式(3)中のR1、s及びjは式(1)と同じである。)
Figure 2011084681

(R 1 , s, and j in Formula (3) are the same as in Formula (1).)

また、本発明の環状オレフィン付加重合体は、式(2)で表される環状オレフィン化合物を用いた場合、式(2)で表される環状オレフィン化合物を単量体として付加重合することにより形成される、下記式(4)で示される繰り返し単位を含む。   The cyclic olefin addition polymer of the present invention is formed by addition polymerization using the cyclic olefin compound represented by formula (2) as a monomer when the cyclic olefin compound represented by formula (2) is used. The repeating unit shown by following formula (4) is included.

Figure 2011084681

(式(4)中のA1〜A4及びiは式(2)と同じである。)
Figure 2011084681

(A 1 to A 4 and i in formula (4) are the same as in formula (2).)

ここで、式(4)で示される繰り返し単位は、例えばiが0、A1〜A4がいずれも水素原子の場合、2,3付加構造単位を示すものであるが、上記式(2)で表される環状オレフィン化合物を単量体として付加重合することによる2,7付加構造単位となっているものが含まれていてもよい。また、この構造単位については、式(3)で示される繰り返し単位においても、同様である。 Here, the repeating unit represented by the formula (4) represents a 2,3-addition structural unit when, for example, i is 0 and A 1 to A 4 are all hydrogen atoms, the above formula (2) And a cyclic olefin compound represented by the formula (2) may be included as a 2,7 addition structural unit by addition polymerization. This structural unit is the same in the repeating unit represented by the formula (3).

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体中の式(3)で表される構造単位の割合は、通常40〜100モル%、好ましくは45〜100モル%である。式(3)で表される構造単位の割合が、40モル%未満では気体透過性が不十分になる。また特に、気体透過性、有機溶媒への溶解性、機械強度の点から、環状オレフィン化合物中、式(1)由来の構造単位が45〜100モル%であり、式(2)由来の構造単位が0〜55モル%の割合で含まれることが好ましい。   The ratio of the structural unit represented by Formula (3) in the highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of this invention is 40-100 mol% normally, Preferably it is 45-100 mol%. If the proportion of the structural unit represented by the formula (3) is less than 40 mol%, the gas permeability becomes insufficient. In particular, in terms of gas permeability, solubility in organic solvents, and mechanical strength, the structural unit derived from formula (1) is 45 to 100 mol% in the cyclic olefin compound, and the structural unit derived from formula (2). Is preferably contained in a proportion of 0 to 55 mol%.

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体中の式(3)及び式(4)で表される構造単位は、ランダムに存在してもよく、またブロック状に偏在してもよい。   The structural units represented by the formulas (3) and (4) in the highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention may be present randomly or in a block form.

本発明の環状オレフィン付加重合体の分子量は、優れた物性の発現に関与する重要な因子である。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が200,000〜1,500,000であり、好ましくは200,000〜900,000であり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(分散度:Mw/Mn)が、1.0〜4.0が好ましく、より好ましくは1.0〜3.7の範囲である。数平均分子量が200,000未満では、薄膜、フィルム及びシートとした際、脆く割れやすくなり、実使用に耐える膜強度が得られない。一方、数平均分子量が1,500,000を超えると、成形加工性及び溶媒類への溶解性が低下したり、溶液粘度が高くなり、取り扱い性が困難となる。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が、4.0を超えると、割れや脆さの点で劣るものとなる場合がある。本発明においては、上記化合物(A)、(B)、(C)からなる多成分系触媒を用いた場合、数平均分子量(Mn)が200,000〜1,500,000で、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が、1.0〜4.0の範囲である分子量分布の狭い環状オレフィン付加重合体が容易に得られる。このため、コーティング被膜、フィルムあるいはシートなどの薄膜にしたとき、割れや脆さの点で優れたものとなる。   The molecular weight of the cyclic olefin addition polymer of the present invention is an important factor involved in the development of excellent physical properties. The number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) is 200,000 to 1,500,000, preferably 200,000 to 900,000, and the weight average molecular weight ( The ratio of Mw) to number average molecular weight (Mn) (dispersion degree: Mw / Mn) is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.7. When the number average molecular weight is less than 200,000, when it is made into a thin film, a film and a sheet, it becomes brittle and easily broken, and the film strength that can withstand actual use cannot be obtained. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 1,500,000, molding processability and solubility in solvents are lowered, solution viscosity is increased, and handling is difficult. Moreover, when the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) exceeds 4.0, it may be inferior in terms of cracking and brittleness. In the present invention, when a multi-component catalyst comprising the compounds (A), (B), and (C) is used, the number average molecular weight (Mn) is 200,000 to 1,500,000, and the weight average molecular weight. A cyclic olefin addition polymer having a narrow molecular weight distribution in which the ratio (Mw / Mn) of (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is in the range of 1.0 to 4.0 can be easily obtained. For this reason, when it is used as a thin film such as a coating film, a film or a sheet, it is excellent in terms of cracking and brittleness.

本発明の環状オレフィン付加重合体のガラス転移温度は、TMA(Thermal Mechanical Analysis)を用いて測定される。こうして評価される本発明の環状オレフィン付加重合体のガラス転移温度は、200〜400℃であることが好ましく、より好ましくは220〜380℃である。ガラス転移温度が200℃未満の場合、本発明の環状オレフィン付加重合体を含む成形体の加工時あるいは使用時に、熱変形などの問題が生じる可能性がある。また、ガラス転移温度が400℃を超える場合、熱加工を行う際に、加工温度が高すぎて、本発明の環状オレフィン付加重合体を含む成形体が熱劣化する可能性がある。   The glass transition temperature of the cyclic olefin addition polymer of the present invention is measured using TMA (Thermal Mechanical Analysis). It is preferable that the glass transition temperature of the cyclic olefin addition polymer of this invention evaluated in this way is 200-400 degreeC, More preferably, it is 220-380 degreeC. When the glass transition temperature is less than 200 ° C., problems such as thermal deformation may occur during processing or use of the molded product containing the cyclic olefin addition polymer of the present invention. Moreover, when a glass transition temperature exceeds 400 degreeC, when performing heat processing, processing temperature is too high and the molded object containing the cyclic olefin addition polymer of this invention may deteriorate thermally.

本発明の環状オレフィン付加重合体は、核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR,29Si−NMR)を用いて、その構造を確認することができる。例えば、1H−NMR(重クロロホルム中)においては、7.8〜6.5ppmの−O−Si(C65)−O−の−C65による吸収、0.6〜3.0ppmの脂環式炭化水素に由来する吸収、0.0〜0.6ppmの−Si−CH2−、−Si−CH3、−O−Si−CH3の吸収、−0.1〜0.0ppmの−O−Si(CH3)−O−の吸収、また29Si−NMR(重ベンゼン中)においては、下記式(5)に記載のM単位(R3:メチル基、10.0〜5.0ppm)に由来する吸収、D単位(R3:メチル基、−15.0〜−25.0ppm、R3:フェニル基、−45.0〜−50.0ppm)に由来する吸収、T単位(R3:アルキル基、−65.0〜−70.0)に由来する吸収とその積分比から構造を確認できる。 The structure of the cyclic olefin addition polymer of the present invention can be confirmed using a nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR, 29 Si-NMR). For example, in 1 H-NMR (in deuterated chloroform), 7.8 to 6.5 ppm of —O—Si (C 6 H 5 ) —O— is absorbed by —C 6 H 5 , 0.6 to 3. absorption derived from the alicyclic hydrocarbon 0ppm, -Si-CH 2 of 0.0~0.6ppm -, - Si-CH 3 , absorption of -O-Si-CH 3, -0.1~0 . -O-Si (CH 3) -O- absorption of 0 ppm, also at 29 Si-NMR (in deutero benzene) is, M units according to the following formula (5) (R 3: methyl group, 10.0 Absorption derived from 5.0 ppm), absorption derived from D units (R 3 : methyl group, -15.0 to −25.0 ppm, R 3 : phenyl group, −45.0 to −50.0 ppm), T The structure can be confirmed from the absorption derived from the unit (R 3 : alkyl group, −65.0 to −70.0) and its integration ratio.

Figure 2011084681

(式(5)中のR3は、式(1)中のR1と同じである。)
Figure 2011084681

(R 3 in formula (5) is the same as R 1 in formula (1).)

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体は、薄膜、シートあるいはフィルム形状として用いることが好ましい。薄膜、シートあるいはフィルム厚さとしては、特に制限されないが、通常10nm〜3mmの範囲で目的に応じて調整される。薄膜、シートあるいはフィルム形状とする方法は、特に限定されることなく、任意の方法で成形することができるが、熱履歴による重合体の劣化を抑制できる点で、本発明の重合体を溶媒に溶解させて支持体に塗工し、しかる後に溶媒を乾燥させる溶液流延法(キャスト法)や、本発明の重合体溶液を水面に滴下後、支持体等で掬い取る水面展開薄膜法、本発明の重合体を溶媒に溶解させて支持体に塗工し、しかる後に貧溶媒中に浸漬する乾湿式相転換法により成形するのが好ましい。   The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention is preferably used as a thin film, sheet or film shape. Although it does not restrict | limit especially as a thin film, a sheet | seat, or film thickness, Usually, it adjusts according to the objective in the range of 10 nm-3 mm. The method of forming a thin film, sheet, or film shape is not particularly limited, and can be formed by any method. However, the polymer of the present invention can be used as a solvent in that the deterioration of the polymer due to thermal history can be suppressed. A solution casting method (casting method) in which the solvent is dissolved and coated and then the solvent is dried, or a water surface spreading thin film method in which the polymer solution of the present invention is dropped onto the water surface and then scrubbed with the support. The polymer of the invention is preferably dissolved in a solvent, applied to a support, and then molded by a dry / wet phase change method in which the polymer is immersed in a poor solvent.

溶液流延法、水面展開薄膜法、乾湿式相転換法に用いられる溶媒は、本発明の付加重合体を溶解させる溶媒である必要がある。本発明にかかる付加重合体の多くは、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、デカン、イソドデカン等の脂肪族炭化水素溶媒、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒、ヘキサメチルジシロキサン、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、デカメチルシクロペンタシロキサン等のポリシロキサン溶媒に溶解し、これらの溶媒を一種単独あるいは二種以上の混合溶媒として使用することができる。本発明の環状オレフィン付加重合体は、上記いずれの溶媒にも優れた溶解性を示すが、膜厚や塗工条件によっては、乾燥時に残留溶媒が除去できない場合がある。このため、比較的沸点の低い、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン等を主成分とした溶媒が好ましい。   The solvent used in the solution casting method, the water surface development thin film method, and the dry / wet phase conversion method needs to be a solvent that dissolves the addition polymer of the present invention. Many of the addition polymers according to the present invention include aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclopentane, hexane, cyclohexane, decane and isododecane, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and ethylbenzene, and halogenated carbonization such as dichloromethane and chloroform. It can be dissolved in a polysiloxane solvent such as hydrogen solvent, hexamethyldisiloxane, methyltris (trimethylsiloxy) silane, decamethylcyclopentasiloxane, etc., and these solvents can be used alone or as a mixed solvent of two or more. The cyclic olefin addition polymer of the present invention exhibits excellent solubility in any of the above solvents, but depending on the film thickness and coating conditions, the residual solvent may not be removed during drying. For this reason, a solvent having a relatively low boiling point and containing hexane, cyclohexane, toluene or the like as a main component is preferable.

上記方法により成形された本発明の環状オレフィン付加重合体キャストフィルムの酸素透過係数は、差圧法を用いて測定される。こうして評価される本発明の環状オレフィン付加重合体キャストフィルムの酸素透過係数は、40Barrer(1Barrer=10-10cm3(STP)・cm/cm2・s・cmHg)以上であることが好ましく、より好ましくは100Barrer(1Barrer=10-10cm3(STP)・cm/cm2・s・cmHg)以上である。酸素透過係数が40Barrer(1Barrer=10-10cm3(STP)・cm/cm2・s・cmHg)未満の場合、十分な酸素輸送性能が得られない場合がある。 The oxygen permeability coefficient of the cyclic olefin addition polymer cast film of the present invention formed by the above method is measured using a differential pressure method. The oxygen permeability coefficient of the cyclic olefin addition polymer cast film of the present invention thus evaluated is preferably 40 Barrer (1 Barrer = 10 −10 cm 3 (STP) · cm / cm 2 · s · cmHg) or more. It is preferably 100 Barrer (1 Barrer = 10 −10 cm 3 (STP) · cm / cm 2 · s · cmHg) or more. When the oxygen permeability coefficient is less than 40 Barrer (1 Barrer = 10 −10 cm 3 (STP) · cm / cm 2 · s · cmHg), sufficient oxygen transport performance may not be obtained.

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体は、上記式(1)の単量体由来の構造単位である上記式(3)で表される構造単位を高い割合で含有するため、イソドデカン溶媒やメチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、デカメチルシクロペンタシロキサン等のポリシロキサン溶媒に高い溶解性を示す。これらの溶媒は、人体への影響や環境への負荷が低く、安全性の高い溶媒として知られている。このため、既存の環状オレフィン付加重合体(参考:特許文献7〜22)では困難な場合が多い医療・食品・化粧品分野への応用も可能である。これらの分野への用途では、イソドデカン溶媒やシロキサン溶媒への溶解性が10質量%以上、より好ましくは30質量%以上であることが好ましい。10質量%未満の場合、塗工後の被膜が薄く、割れや脆さの点で劣る場合がある。   Since the high gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention contains a high proportion of the structural unit represented by the above formula (3) which is a structural unit derived from the monomer of the above formula (1), it is an isododecane solvent. And high solubility in polysiloxane solvents such as methyltris (trimethylsiloxy) silane and decamethylcyclopentasiloxane. These solvents are known as highly safe solvents with low impact on the human body and low environmental impact. For this reason, application to the medical / food / cosmetic field, which is often difficult with existing cyclic olefin addition polymers (reference: Patent Documents 7 to 22), is also possible. For applications in these fields, the solubility in an isododecane solvent or a siloxane solvent is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. When the amount is less than 10% by mass, the coated film is thin and may be inferior in terms of cracking and brittleness.

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体を含む溶液には、公知の酸化防止剤を配合して、酸化安定性を向上させることができる。   The solution containing the highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention can be blended with a known antioxidant to improve oxidation stability.

酸化防止剤としては、
2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、
4,4’−チオビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、
1,1’−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、
ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)]プロピオネートなどのフェノール系あるいはヒドロキノン系、
トリス(4−メトキシ−3,5−ジフェニル)ホスファイト、
トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、
トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、
ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系、更にはチオエーテル系、ラクトン系化合物などが挙げられる。これらの化合物の中でも、その分解温度(5%の質量減少温度)が250℃以上のものが好ましい。また、これら酸化防止剤の配合量は、本発明の環状オレフィン付加重合体100質量部に対し、0.05〜5.0質量部の範囲である。
As an antioxidant,
2,6-di-t-butyl-4-methylphenol,
4,4′-thiobis- (6-tert-butyl-3-methylphenol),
1,1′-bis- (4-hydroxyphenyl) cyclohexane,
2,5-di-t-butylhydroquinone,
Phenolic or hydroquinone type such as pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)] propionate,
Tris (4-methoxy-3,5-diphenyl) phosphite,
Tris (nonylphenyl) phosphite,
Tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite,
Phosphorus compounds such as bis (2,4-di-t-butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, thioether compounds, and lactone compounds are also included. Among these compounds, those having a decomposition temperature (5% mass reduction temperature) of 250 ° C. or more are preferable. Moreover, the compounding quantity of these antioxidants is the range of 0.05-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of cyclic olefin addition polymers of this invention.

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、下記例中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Cyはシクロヘキシル基をそれぞれ表す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples. In the following examples, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Cy represents a cyclohexyl group.

重合体の分子量、分子量分布、単量体の組成比、溶解性、ガラス転移温度、破壊強度、破壊伸び及び酸素透過係数は下記の方法で評価した。
1)実施例中で得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)は、GPCによりポリスチレンを標準物質として用いて求めた。
2)共重合体中のノルボルネン誘導体/ノルボルネンの組成比は、1H−NMRにより得られたピークの積分比から求めた。
3)有機溶媒への溶解性は、溶媒として、イソドデカン、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(以下、M3T)、デカメチルシクロペンタシロキサン(以下、D5)を用い、10質量%溶液になるように調製して評価した。
4)ガラス転移温度は、TMA装置を用い、膜厚100μm、幅3mm、長さ20mmの試料をプローブに固定し、室温から10℃/minで昇温して測定した。
5)破壊強度及び破壊伸びは、膜厚100μmのフィルムを2号ダンベル形状に打ち抜き、それを試験機のプローブに固定して、50mm/minの速度で引っ張り測定した。
6)酸素透過係数は、膜厚50μm、直径4cmの円形状試料を用い、差圧法にて測定した。
The molecular weight, molecular weight distribution, monomer composition ratio, solubility, glass transition temperature, breaking strength, breaking elongation and oxygen permeability coefficient of the polymer were evaluated by the following methods.
1) The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymers obtained in the examples were determined by polystyrene using polystyrene as a standard substance.
2) The composition ratio of norbornene derivative / norbornene in the copolymer was determined from the integral ratio of the peaks obtained by 1 H-NMR.
3) Solubility in an organic solvent is such that isododecane, methyltris (trimethylsiloxy) silane (hereinafter referred to as M 3 T), decamethylcyclopentasiloxane (hereinafter referred to as D 5 ) is used as a solvent and becomes a 10% by mass solution. Were prepared and evaluated.
4) The glass transition temperature was measured by using a TMA apparatus, fixing a sample having a film thickness of 100 μm, a width of 3 mm, and a length of 20 mm to the probe and raising the temperature from room temperature at 10 ° C./min.
5) The breaking strength and breaking elongation were measured by pulling a film having a thickness of 100 μm into a No. 2 dumbbell shape, fixing it to a probe of a testing machine, and pulling it at a speed of 50 mm / min.
6) The oxygen transmission coefficient was measured by a differential pressure method using a circular sample having a film thickness of 50 μm and a diameter of 4 cm.

[実施例1]
窒素置換したガラス製容器に、下記式(6)で表される単量体Aを25.3g(0.065mol)、下記式(7)で表される単量体B(ノルボルネン)を3.3g(0.035mol)トルエン140mlに溶解した。そこへ別途調製した触媒溶液(ビス(アセチルアセトナート)パラジウム[Pd(C5722]6mg(20μmol)、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート{[Ph3C][B(C654]}22mg(24μmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(PCy3)3mg(10μmol)をトルエン15mlに溶解したもの)を添加し、室温(25℃)で5時間重合反応を行った。
反応終了後、多量のメタノール中に注いでポリマーを析出させ、濾別洗浄後、120℃で6時間減圧乾燥し、20.3g(収率71%)のポリマーP(1)が得られた。
得られたポリマーP(1)のGPC測定による分子量はMn=720,000、分子量分布Mw/Mn=1.41であった。1H−NMRスペクトルにより、重合体中の単量体A由来の構造体及び単量体B由来の構造体の組成比はA/B=67/33(mol/mol)であることを確認した。この1H−NMRチャートを図1に示す。得られたポリマーP(1)をトルエンに溶解し、10質量%のポリマー溶液を調製した。この溶液を用いて溶液流延法にて製膜後、60℃で24時間乾燥させてポリマーフィルムF(1)を作製した。
[Example 1]
In a glass container purged with nitrogen, 25.3 g (0.065 mol) of monomer A represented by the following formula (6) and 3. monomer B (norbornene) represented by the following formula (7) were used. It was dissolved in 3 g (0.035 mol) toluene 140 ml. Separately prepared catalyst solution (bis (acetylacetonato) palladium [Pd (C 5 H 7 O 2 ) 2 ] 6 mg (20 μmol), triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate {[Ph 3 C] [ B (C 6 F 5 ) 4 ]} 22 mg (24 μmol) and tricyclohexylphosphine (PCy 3 ) 3 mg (10 μmol) dissolved in 15 ml of toluene were added, and the polymerization reaction was carried out at room temperature (25 ° C.) for 5 hours. It was.
After the completion of the reaction, the polymer was precipitated by pouring it into a large amount of methanol, washed by filtration and dried under reduced pressure at 120 ° C. for 6 hours to obtain 20.3 g (yield 71%) of polymer P (1).
The polymer P (1) obtained had a molecular weight of Mn = 720,000 and a molecular weight distribution Mw / Mn = 1.41 as measured by GPC. From the 1 H-NMR spectrum, it was confirmed that the composition ratio of the structure derived from monomer A and the structure derived from monomer B in the polymer was A / B = 67/33 (mol / mol). . The 1 H-NMR chart is shown in FIG. The obtained polymer P (1) was dissolved in toluene to prepare a 10% by mass polymer solution. Using this solution, a film was formed by a solution casting method, and then dried at 60 ° C. for 24 hours to prepare a polymer film F (1).

Figure 2011084681
Figure 2011084681

[実施例2]
窒素置換したガラス製容器に、上記式(6)で表される単量体Aを202.4g(0.52mol)、上記式(7)で表される単量体B(ノルボルネン)を26.4g(0.28mol)、1−オクテンを1.1g(0.01mol)トルエン400mlに溶解した。そこへ別途調製した触媒溶液(ビス(アセチルアセトナート)パラジウム[Pd(C5722]6mg(20μmol)、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート{[Ph3C][B(C654]}22mg(24μmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(PCy3)3mg(10μmol)をトルエン15mlに溶解したもの)を添加し、60℃で10時間重合反応を行った。
反応終了後、多量のメタノール中に注いでポリマーを析出させ、濾別洗浄後、120℃で6時間減圧乾燥し、160.2g(収率70%)のポリマーP(2)が得られた。
得られたポリマーP(2)のGPC測定による分子量はMn=230,000、分子量分布Mw/Mn=2.56であった。1H−NMRスペクトルにより、重合体中の単量体A由来の構造体及び単量体B由来の構造体の組成比はA/B=67/33(mol/mol)であることを確認した。得られたポリマーP(2)をトルエンに溶解し、10質量%のポリマー溶液を調製した。この溶液を用いて溶液流延法にて製膜後、60℃で24時間乾燥させてポリマーフィルムF(2)を作製した。
[Example 2]
In a glass container substituted with nitrogen, 202.4 g (0.52 mol) of monomer A represented by the above formula (6) and 26. Monomer B (norbornene) represented by the above formula (7) were used. 4 g (0.28 mol) and 1-octene were dissolved in 400 ml of 1.1 g (0.01 mol) of toluene. Separately prepared catalyst solution (bis (acetylacetonato) palladium [Pd (C 5 H 7 O 2 ) 2 ] 6 mg (20 μmol), triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate {[Ph 3 C] [ B (C 6 F 5 ) 4 ]} 22 mg (24 μmol) and tricyclohexylphosphine (PCy 3 ) 3 mg (10 μmol) dissolved in 15 ml of toluene were added, and a polymerization reaction was carried out at 60 ° C. for 10 hours.
After the completion of the reaction, the polymer was precipitated by pouring into a large amount of methanol, washed by filtration, and then dried under reduced pressure at 120 ° C. for 6 hours to obtain 160.2 g (yield 70%) of polymer P (2).
The molecular weight of the obtained polymer P (2) as measured by GPC was Mn = 230,000 and the molecular weight distribution Mw / Mn = 2.56. From the 1 H-NMR spectrum, it was confirmed that the composition ratio of the structure derived from monomer A and the structure derived from monomer B in the polymer was A / B = 67/33 (mol / mol). . The obtained polymer P (2) was dissolved in toluene to prepare a 10% by mass polymer solution. Using this solution, a film was formed by a solution casting method, followed by drying at 60 ° C. for 24 hours to produce a polymer film F (2).

[実施例3]
実施例1において、単量体Aに代わり下記式(8)で表される単量体C20.5g(0.065mol)を用い、反応時間を2時間にすること以外は同様の方法で実験を行ったところ、16.6g(収率70%)のポリマーP(3)が得られた。分子量はMn=755,000、分子量分布Mw/Mn=1.50であり、重合体中の単量体C由来の構造体及び単量体B由来の構造体の組成比はC/B=67/33(mol/mol)であることを確認した。得られたポリマーP(3)をトルエンに溶解し、10質量%のポリマー溶液を調製した。この溶液を用いて溶液流延法にて製膜後、60℃で24時間乾燥させてポリマーフィルムF(3)を作製した。
[Example 3]
In Example 1, 20.5 g (0.065 mol) of the monomer C represented by the following formula (8) is used instead of the monomer A, and the experiment is performed in the same manner except that the reaction time is 2 hours. As a result, 16.6 g (yield 70%) of polymer P (3) was obtained. The molecular weight is Mn = 755,000, the molecular weight distribution Mw / Mn = 1.50, and the composition ratio of the structure derived from the monomer C and the structure derived from the monomer B in the polymer is C / B = 67. / 33 (mol / mol). The obtained polymer P (3) was dissolved in toluene to prepare a 10% by mass polymer solution. Using this solution, a film was formed by a solution casting method, followed by drying at 60 ° C. for 24 hours to produce a polymer film F (3).

Figure 2011084681
Figure 2011084681

[実施例4]
窒素置換したガラス製容器に、上記式(8)で表される単量体Cを125.9g(0.40mol)、1−オクテンを90mg(0.8mmol)トルエン200mlに溶解した。そこへ別途調製した触媒溶液(ビス(アセチルアセトナート)パラジウム[Pd(C5722]6mg(20μmol)、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート{[Ph3C][B(C654]}22mg(24μmol)、トリシクロヘキシルホスフィン(PCy3)3mg(10μmol)をトルエン15mlに溶解したもの)を添加し、60℃で10時間重合反応を行った。
反応終了後、多量のメタノール中に注いでポリマーを析出させ、濾別洗浄後、120℃で6時間減圧乾燥し、73.0g(収率58%)のポリマーP(4)が得られた。
得られたポリマーP(4)のGPC測定による分子量はMn=595,000、分子量分布Mw/Mn=2.49であった。また、得られたポリマーP(4)の1H−NMRチャートを図2に示す。得られたポリマーP(4)をトルエンに溶解し、10質量%のポリマー溶液を調製した。この溶液を用いて溶液流延法にて製膜後、60℃で24時間乾燥させてポリマーフィルムF(4)を作製した。
[Example 4]
The monomer C represented by the above formula (8) was dissolved in 125.9 g (0.40 mol) and 1-octene in 90 mg (0.8 mmol) in 200 ml of toluene in a glass container substituted with nitrogen. Separately prepared catalyst solution (bis (acetylacetonato) palladium [Pd (C 5 H 7 O 2 ) 2 ] 6 mg (20 μmol), triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate {[Ph 3 C] [ B (C 6 F 5 ) 4 ]} 22 mg (24 μmol) and tricyclohexylphosphine (PCy 3 ) 3 mg (10 μmol) dissolved in 15 ml of toluene were added, and a polymerization reaction was carried out at 60 ° C. for 10 hours.
After completion of the reaction, the polymer was precipitated by pouring into a large amount of methanol, washed by filtration, and dried under reduced pressure at 120 ° C. for 6 hours to obtain 73.0 g (yield 58%) of polymer P (4).
The obtained polymer P (4) had a molecular weight of Mn = 595,000 and a molecular weight distribution Mw / Mn = 2.49 as measured by GPC. The 1 H-NMR chart of the obtained polymer P (4) is shown in FIG. The obtained polymer P (4) was dissolved in toluene to prepare a 10% by mass polymer solution. Using this solution, a film was formed by a solution casting method, and then dried at 60 ° C. for 24 hours to prepare a polymer film F (4).

[比較例1]
窒素置換したガラス製容器に、上記式(6)で表される単量体Aを7.0g(0.018mol)、式(7)で表される単量体B(ノルボルネン)14.9g(0.159mol)をトルエン140mlに溶解した。そこへ別途調製した触媒溶液(ビス(アセチルアセテート)ニッケル[Ni(acac)2]23mg(89μmol)、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン[B(C653]228mg(445μmol)をトルエン15mlに溶解したもの)を添加し、室温(25℃)で2時間重合反応を行った。
反応終了後、多量のメタノール中に注いでポリマーを析出させ、濾別洗浄後、120℃で6時間減圧乾燥したところ、16.2g(収率74%)のポリマーP(5)が得られた。
得られたポリマーのGPC測定による分子量はMn=253,000、分子量分布Mw/Mn=2.25であった。1H−NMRスペクトルにより、重合体中の単量体A由来の構造体及び単量体B由来の構造体の組成比はA/B=8/92(mol/mol)であることを確認した。得られたポリマーP(5)をトルエンに溶解し、10質量%のポリマー溶液を調製した。この溶液を用いて溶液流延法にて製膜後、60℃で24時間乾燥させてポリマーフィルムF(5)を作製した。
[Comparative Example 1]
In a glass container substituted with nitrogen, 7.0 g (0.018 mol) of monomer A represented by the above formula (6) and 14.9 g of monomer B (norbornene) represented by formula (7) ( 0.159 mol) was dissolved in 140 ml of toluene. Separately prepared catalyst solution (bis (acetylacetate) nickel [Ni (acac) 2 ] 23 mg (89 μmol), tris (pentafluorophenyl) boron [B (C 6 F 5 ) 3 ] 228 mg (445 μmol) in toluene 15 ml And the polymerization reaction was carried out at room temperature (25 ° C.) for 2 hours.
After completion of the reaction, the polymer was precipitated by pouring into a large amount of methanol, washed by filtration, and dried under reduced pressure at 120 ° C. for 6 hours to obtain 16.2 g (yield 74%) of polymer P (5). .
The molecular weight of the obtained polymer as measured by GPC was Mn = 253,000 and the molecular weight distribution Mw / Mn = 2.25. From the 1 H-NMR spectrum, it was confirmed that the composition ratio of the structure derived from monomer A and the structure derived from monomer B in the polymer was A / B = 8/92 (mol / mol). . The obtained polymer P (5) was dissolved in toluene to prepare a 10% by mass polymer solution. Using this solution, a film was formed by a solution casting method, followed by drying at 60 ° C. for 24 hours to prepare a polymer film F (5).

[比較例2]
窒素置換したガラス製容器に、上記式(6)で表される単量体Aを55.2g(0.142mol)、式(7)で表される単量体B(ノルボルネン)を3.3g(0.035mol)をトルエン240mlに溶解した。そこへ別途調製した触媒溶液(ビス(アセチルアセテート)ニッケル[Ni(acac)2]23mg(89μmol)、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン[B(C653]228mg(445μmol)をトルエン15mlに溶解したもの)を添加し、60℃で24時間重合反応を行った。
反応終了後、多量のメタノール中に注いでポリマーを析出させ、濾別洗浄後、120℃で6時間減圧乾燥したところ、29.3g(収率50%)のポリマーP(6)が得られた。
得られたポリマーのGPC測定による分子量はMn=48,000、分子量分布Mw/Mn=2.04であった。1H−NMRスペクトルにより、重合体中の単量体A由来の構造体及び単量体B由来の構造体の組成比はA/B=46/54(mol/mol)であることを確認した。得られたポリマーP(6)をトルエンに溶解し、10質量%のポリマー溶液を調製した。この溶液を用いて溶液流延法にてポリマーフィルムF(6)を作製したが、脆く、取り扱うことができなかった。
[Comparative Example 2]
In a glass container substituted with nitrogen, 55.2 g (0.142 mol) of the monomer A represented by the above formula (6) and 3.3 g of the monomer B (norbornene) represented by the formula (7). (0.035 mol) was dissolved in 240 ml of toluene. Separately prepared catalyst solution (bis (acetylacetate) nickel [Ni (acac) 2 ] 23 mg (89 μmol), tris (pentafluorophenyl) boron [B (C 6 F 5 ) 3 ] 228 mg (445 μmol) in toluene 15 ml And the polymerization reaction was carried out at 60 ° C. for 24 hours.
After the reaction was completed, the polymer was precipitated by pouring into a large amount of methanol, washed by filtration, and dried under reduced pressure at 120 ° C. for 6 hours to obtain 29.3 g (yield 50%) of polymer P (6). .
The molecular weight of the obtained polymer as measured by GPC was Mn = 48,000 and the molecular weight distribution Mw / Mn = 2.04. From the 1 H-NMR spectrum, it was confirmed that the composition ratio of the structure derived from monomer A and the structure derived from monomer B in the polymer was A / B = 46/54 (mol / mol). . The obtained polymer P (6) was dissolved in toluene to prepare a 10% by mass polymer solution. Using this solution, a polymer film F (6) was produced by a solution casting method, but it was fragile and could not be handled.

[比較例3]
窒素置換したガラス製容器に、上記式(8)で表される単量体Cを5.7g(0.018mol)、式(7)で表される単量体B(ノルボルネン)14.9g(0.159mol)をトルエン140mlに溶解した。そこへ別途調製した触媒溶液(ビス(アセチルアセテート)ニッケル[Ni(acac)2]23mg(89μmol)、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン[B(C653]228mg(445μmol)をトルエン15mlに溶解したもの)を添加し、室温(25℃)で2時間重合反応を行った。
反応終了後、多量のメタノール中に注いでポリマーを析出させ、濾別洗浄後、120℃で6時間減圧乾燥したところ、15.7g(収率76%)のポリマーP(7)が得られた。
得られたポリマーのGPC測定による分子量はMn=282,000、分子量分布Mw/Mn=2.21であった。1H−NMRスペクトルにより、重合体中の単量体A由来の構造体及び単量体B由来の構造体の組成比はC/B=10/90(mol/mol)であることを確認した。得られたポリマーP(7)をトルエンに溶解し、10質量%のポリマー溶液を調製した。この溶液を用いて溶液流延法にて製膜後、60℃で24時間乾燥させてポリマーフィルムF(7)を作製した。
[Comparative Example 3]
In a glass container substituted with nitrogen, 5.7 g (0.018 mol) of monomer C represented by the above formula (8) and 14.9 g of monomer B (norbornene) represented by formula (7) ( 0.159 mol) was dissolved in 140 ml of toluene. Separately prepared catalyst solution (bis (acetylacetate) nickel [Ni (acac) 2 ] 23 mg (89 μmol), tris (pentafluorophenyl) boron [B (C 6 F 5 ) 3 ] 228 mg (445 μmol) in toluene 15 ml And the polymerization reaction was carried out at room temperature (25 ° C.) for 2 hours.
After completion of the reaction, the polymer was precipitated by pouring into a large amount of methanol, washed by filtration and dried under reduced pressure at 120 ° C. for 6 hours to obtain 15.7 g (yield 76%) of polymer P (7). .
The molecular weight of the obtained polymer as measured by GPC was Mn = 282,000 and molecular weight distribution Mw / Mn = 2.21. From the 1 H-NMR spectrum, it was confirmed that the composition ratio of the structure derived from monomer A and the structure derived from monomer B in the polymer was C / B = 10/90 (mol / mol). . The obtained polymer P (7) was dissolved in toluene to prepare a 10% by mass polymer solution. Using this solution, a film was formed by a solution casting method, and then dried at 60 ° C. for 24 hours to prepare a polymer film F (7).

[比較例4]
窒素置換したガラス製容器に、上記式(8)で表される単量体Cを125.9g(0.40mol)、1−オクテンを90mg(0.8mmol)トルエン200mlに溶解した。そこへ別途調製した触媒溶液(ビス(アセチルアセテート)ニッケル[Ni(acac)2]5mg(20μmol)、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン[B(C653]51mg(100μmol)をトルエン15mlに溶解したもの)を添加し、60℃で10時間重合反応を行ったが、ポリマーは得られなかった。
[Comparative Example 4]
The monomer C represented by the above formula (8) was dissolved in 125.9 g (0.40 mol) and 1-octene in 90 mg (0.8 mmol) in 200 ml of toluene in a glass container substituted with nitrogen. Separately prepared catalyst solution (bis (acetylacetate) nickel [Ni (acac) 2 ] 5 mg (20 μmol), tris (pentafluorophenyl) boron [B (C 6 F 5 ) 3 ] 51 mg (100 μmol) in 15 ml of toluene And a polymerization reaction was carried out at 60 ° C. for 10 hours, but no polymer was obtained.

表1には、実施例1〜4及び比較例1〜3で得られたポリマーP(1)〜P(7)の収率、組成、数平均分子量及び分子量分布の結果を示す。
表2には、実施例1〜4及び比較例1〜3で得られたポリマーP(1)〜P(7)の各種溶媒に対する溶解度の評価結果を示す。
表3には、実施例1〜4及び比較例1〜3で得られたポリマーフィルムF(1)〜F(7)の各種評価結果を示す。
Table 1 shows the results of the yield, composition, number average molecular weight and molecular weight distribution of the polymers P (1) to P (7) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.
In Table 2, the evaluation result of the solubility with respect to various solvents of polymer P (1) -P (7) obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 is shown.
Table 3 shows various evaluation results of the polymer films F (1) to F (7) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.

Figure 2011084681
Figure 2011084681

Figure 2011084681
○:溶解、△:部分溶解、×:不溶
(ポリシロキサン溶媒)
3T:メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン
5:デカメチルシクロペンタシロキサン
Figure 2011084681
○: dissolved, Δ: partially dissolved, x: insoluble (polysiloxane solvent)
M 3 T: Methyltris (trimethylsiloxy) silane D 5 : Decamethylcyclopentasiloxane

Figure 2011084681
1Barrer=10-10cm3(STP)・cm/cm2・s・cmHg
Figure 2011084681
1 Barrer = 10 −10 cm 3 (STP) · cm / cm 2 · s · cmHg

以上の結果から、本発明のオルガノシロキサンをペンダントとして有する環状オレフィン付加重合体が、優れた溶解性、製膜性、気体透過性、耐熱性、機械強度を併せ持ち、更に、特定構造の多成分系触媒を用いることで容易に製造できることがわかる。   From the above results, the cyclic olefin addition polymer having the organosiloxane of the present invention as a pendant has excellent solubility, film-forming property, gas permeability, heat resistance, mechanical strength, and a multi-component system having a specific structure. It turns out that it can manufacture easily by using a catalyst.

本発明の高気体透過性環状オレフィン付加重合体は、製膜性に優れ、優れた気体透過性、耐熱性、機械強度を有する。本発明の重合体は、エアコンや燃料電池用の酸素富化膜、コンタクトレンズ等への応用が期待される。更に、本発明の重合体は、優れた有機溶媒及びポリシロキサン溶媒への溶解性も有する。よって、医薬品・食品・化粧品用途の被膜剤等への応用も期待できる。   The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of the present invention is excellent in film forming properties and has excellent gas permeability, heat resistance, and mechanical strength. The polymer of the present invention is expected to be applied to oxygen-enriched membranes for air conditioners and fuel cells, contact lenses, and the like. Furthermore, the polymer of the present invention has excellent solubility in organic solvents and polysiloxane solvents. Therefore, application to coating agents for pharmaceuticals, foods and cosmetics can be expected.

Claims (15)

下記化合物(A)、(B)、(C)を含む多成分系触媒を用いて、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサン、又はこの式(1)の環状オレフィン官能性シロキサンと、下記式(2)で表される環状オレフィン化合物とを付加重合することにより得られ、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサンに由来する構造単位の割合が、付加重合体中40〜100モル%であり、GPCで測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が200,000〜1,500,000であることを特徴とする高気体透過性環状オレフィン付加重合体。
〔化合物(A)〕
パラジウムのβ−ジケトン化合物。
〔化合物(B)〕
イオン性ホウ素化合物。
〔化合物(C)〕
炭素数3〜6のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を有するホスフィン化合物。
Figure 2011084681

(式(1)中のR1は互いに同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない一価の有機基であり、sは0〜2の整数であり、jは0又は1を示す。)
Figure 2011084681

(式(2)中のA1〜A4は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基及びハロゲン化炭化水素基から選ばれる置換基、又はオキセタニル基及びアルコキシカルボニル基から選ばれる極性を有する置換基である。また、A1とA2又はA1とA3とが、それぞれが結合する炭素原子とともに脂環構造、芳香環構造、カルボンイミド基又は酸無水物基を形成してもよい。iは0又は1を示す。)
Using a multi-component catalyst containing the following compounds (A), (B), and (C), a cyclic olefin functional siloxane represented by the following formula (1), or a cyclic olefin functional siloxane of the formula (1) And a cyclic olefin compound represented by the following formula (2) is obtained by addition polymerization, and the proportion of structural units derived from the cyclic olefin functional siloxane represented by the following formula (1) is an addition polymer. A high gas-permeable cyclic olefin addition polymer having a polystyrene-reduced number average molecular weight (Mn) of 200,000 to 1,500,000 as measured by GPC.
[Compound (A)]
A β-diketone compound of palladium.
[Compound (B)]
Ionic boron compounds.
[Compound (C)]
A phosphine compound having a substituent selected from an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group, and an aryl group.
Figure 2011084681

(Formula (1) R 1 in is a monovalent organic group having no aliphatic unsaturated bonds of the same or different from each other, s is an integer of 0 to 2, j is 0 or 1. )
Figure 2011084681

(A 1 to A 4 in the formula (2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and A substituent selected from a halogenated hydrocarbon group, or a substituent having a polarity selected from an oxetanyl group and an alkoxycarbonyl group, and A 1 and A 2 or A 1 and A 3 are bonded to each other. (An alicyclic structure, an aromatic ring structure, a carbonimido group, or an acid anhydride group may be formed together with an atom. I represents 0 or 1.)
化合物(A)がビス(アセチルアセトナート)パラジウム、化合物(B)がトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、化合物(C)がトリシクロヘキシルホスフィンである請求項1記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。   The high gas-permeable cyclic structure according to claim 1, wherein the compound (A) is bis (acetylacetonato) palladium, the compound (B) is triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the compound (C) is tricyclohexylphosphine. Olefin addition polymer. 式(1)中のR1がメチル基であり、sが0である請求項1又は2記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。 The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 1 or 2, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group and s is 0. 式(1)中のR1がメチル基であり、sが1である請求項1又は2記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。 The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 1 or 2, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group and s is 1. 式(2)中のA1〜A4がいずれも水素原子であり、iが0である請求項1〜4のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。 The high gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein A 1 to A 4 in formula (2) are all hydrogen atoms and i is 0. ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の比(分散度:Mw/Mn)が1.0〜4.0である請求項1〜5のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。   The high gas according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio (dispersity: Mw / Mn) of the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene is 1.0 to 4.0. A permeable cyclic olefin addition polymer. ガラス転移温度が200〜400℃である請求項1〜6のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。   Glass transition temperature is 200-400 degreeC, The high gas permeability cyclic olefin addition polymer of any one of Claims 1-6. 差圧法により計測される高気体透過性環状オレフィン付加重合体キャストフィルムの酸素透過係数が40Barrer(1Barrer=10-10cm3(STP)・cm/cm2・s・cmHg)以上である請求項1〜7のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。 2. The oxygen permeability coefficient of a high gas permeable cyclic olefin addition polymer cast film measured by a differential pressure method is 40 Barrer (1 Barrer = 10 −10 cm 3 (STP) · cm / cm 2 · s · cmHg) or more. The high gas-permeable cyclic olefin addition polymer of any one of -7. イソドデカン、メチルトリス(トリメチルシロキシ)シラン又はデカメチルシクロペンタシロキサン溶媒に10質量%溶液以上で溶解性を示す請求項1〜8のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体。   The highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to any one of claims 1 to 8, which exhibits solubility in a solvent of isododecane, methyltris (trimethylsiloxy) silane or decamethylcyclopentasiloxane at 10% by mass or more. 下記化合物(A)、(B)、(C)を含む多成分系触媒の存在下、下記式(1)で表される環状オレフィン官能性シロキサン、又はこの式(1)の環状オレフィン官能性シロキサンと、下記式(2)で表される環状オレフィン化合物とを付加重合することを特徴とする請求項1記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。
〔化合物(A)〕
パラジウムのβ−ジケトン化合物。
〔化合物(B)〕
イオン性ホウ素化合物。
〔化合物(C)〕
炭素数3〜6のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を有するホスフィン化合物。
Figure 2011084681

(式(1)中のR1は互いに同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない一価の有機基であり、sは0〜2の整数であり、jは0又は1を示す。)
Figure 2011084681

(式(2)中のA1〜A4は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基及びハロゲン化炭化水素基から選ばれる置換基、又はオキセタニル基及びアルコキシカルボニル基から選ばれる極性を有する置換基である。また、A1とA2又はA1とA3とが、それぞれが結合する炭素原子とともに脂環構造、芳香環構造、カルボンイミド基又は酸無水物基を形成してもよい。iは0又は1を示す。)
In the presence of a multi-component catalyst containing the following compounds (A), (B), (C), a cyclic olefin functional siloxane represented by the following formula (1), or a cyclic olefin functional siloxane of the formula (1) And a cyclic olefin compound represented by the following formula (2) is addition-polymerized. The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 1.
[Compound (A)]
A β-diketone compound of palladium.
[Compound (B)]
Ionic boron compounds.
[Compound (C)]
A phosphine compound having a substituent selected from an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group, and an aryl group.
Figure 2011084681

(Formula (1) R 1 in is a monovalent organic group having no aliphatic unsaturated bonds of the same or different from each other, s is an integer of 0 to 2, j is 0 or 1. )
Figure 2011084681

(A 1 to A 4 in the formula (2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and A substituent selected from a halogenated hydrocarbon group, or a substituent having a polarity selected from an oxetanyl group and an alkoxycarbonyl group, and A 1 and A 2 or A 1 and A 3 are bonded to each other. (An alicyclic structure, an aromatic ring structure, a carbonimido group, or an acid anhydride group may be formed together with an atom. I represents 0 or 1.)
化合物(A)がビス(アセチルアセトナート)パラジウム、化合物(B)がトリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、化合物(C)がトリシクロヘキシルホスフィンである請求項10記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。   The high gas-permeable cyclic structure according to claim 10, wherein the compound (A) is bis (acetylacetonato) palladium, the compound (B) is triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the compound (C) is tricyclohexylphosphine. A method for producing an olefin addition polymer. 式(1)中のR1がメチル基であり、sが0である請求項10又は11記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。 The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 10 or 11, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group, and s is 0. 式(1)中のR1がメチル基であり、sが1である請求項10又は11記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。 The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to claim 10 or 11, wherein R 1 in formula (1) is a methyl group and s is 1. 式(2)中のA1〜A4がいずれも水素原子であり、iが0である請求項10〜13のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。 A < 1 > -A < 4 > in Formula (2) is a hydrogen atom, and i is 0, The manufacturing method of the highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer of any one of Claims 10-13. 不活性ガス雰囲気下、−20〜100℃で1〜72時間付加重合する請求項10〜14のいずれか1項記載の高気体透過性環状オレフィン付加重合体の製造方法。   The method for producing a highly gas-permeable cyclic olefin addition polymer according to any one of claims 10 to 14, wherein the addition polymerization is carried out at -20 to 100 ° C for 1 to 72 hours in an inert gas atmosphere.
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