JP2011504959A - 1−アルケン−アクリレート系共重合体製造用触媒組成物および1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属ナノ触媒を含む1−アルケン−アクリレート系共重合体製造用触媒組成物および1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法に関し、前記1−アルケン−アクリレート系共重合体製造用触媒組成物は、極性共単量体の含有量が高く、結晶性がなく、光学素材などの用途として使用できる1−アルケン−アクリレート系共重合体を製造するのに用いることができる。前記1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法は、高温高圧の重合条件が必要ではなく、温和な重合条件の単純な工程で製造可能であり、物性制御が容易である。
【選択図】図1
Description
M/NxOy
前記化学式1において、
Mは第3族〜第12族の遷移金属からなる群から選択され、
Nは第3族〜第14族原子からなる群から選択され、
Oは酸素原子であり、xおよびyはNの酸化状態に応じて決定され、
xおよびyは各々独立に1以上20以下の実数であり、
前記Mはナノ粒子であって、NxOyで構成された支持体で囲まれているか、支持体の表面に吸着した状態で結合されて固定された状態で存在する。
R1、R2およびR3は各々独立に水素原子であるか、ヘテロ原子を含む炭素数1〜30の1価炭化水素基であり;
R4は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基である。
mは0〜4の整数であり、
R7、R7’、R7’’およびR7’’’は各々独立に非極性官能基または極性官能基を含み、
R7、R7’、R7’’およびR7’’’は互いに連結され、炭素数4〜12の飽和または不飽和環状基、または炭素数6〜24の芳香族環を形成することができる。
各々のR9、R12、R13およびR14は互いに同じであるか異なり、各々、水素;ハロゲン;ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換された炭素数1〜20の線状または分枝鎖状のアルキル;ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換された炭素数2〜20の線状または分枝鎖状のアルケニル;ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換された炭素数2〜20の線状または分枝鎖状のアルキニル;ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換された炭素数3〜12のシクロアルキル;ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換された炭素数6〜40のアリール;ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換された炭素数7〜15のアラルキル;ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換されたアルコキシ;およびハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリルおよびシロキシのうちから選択された1以上の置換基で置換もしくは非置換されたカルボニルオキシからなる群から選択された1つである。
125mL高圧反応装置を真空に作った後にアルゴンを充填した。前記アルゴン雰囲気の反応器に、ルテニウム含有量が0.1wt%である金属ナノ触媒(2.86g、28.05mmol)、トルエン23mL、メチルメタクリレート(2.81g、28.05mmol)を投入した。そして、トルエンに溶かした開始剤AIBN 0.056mmolを投入した。次に、30barのエチレンを充填した後に反応器の温度を70℃までに上昇させ、マグネチックバーを利用して500rpmで攪拌し、18時間重合を実施して重合体溶液を製造した。
ルテニウム含有量が1wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
ルテニウム含有量が5wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
パラジウム含有量が0.1wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
パラジウム含有量が1wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
パラジウム含有量が5wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
パラジウム含有量が10wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
プラチナム含有量が5wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
イリジウム含有量が5wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
ロジウム含有量が5wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
銅含有量が5wt%である金属ナノ触媒を用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
125mL高圧反応装置を真空に作った後にアルゴンを充填した。前記アルゴン雰囲気の反応器に、酸化アルミニウム(2.86g、28.05mmol)、トルエン(23mL)、メチルメタクリレート(2.81g、28.05mmol)を投入した。そして、トルエンに溶かした開始剤AIBN0.056mmolを投入した。次に、30barのエチレンを充填した後に反応器の温度を70℃までに上昇させ、マグネチックバーを利用して500rpmで攪拌し、18時間重合を実施して重合体溶液を製造した。
酸化アルミニウム5.72gを用いたことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を比較例1と同様にして共重合体を製造した。
125mL高圧反応装置を真空に作った後にアルゴンを充填した。前記アルゴン雰囲気の反応器に、ルテニウム含有量が5wt%である金属ナノ触媒(2.86g、28.05mmol)、トルエン23mL、メチルアクリレート(2.41g、28.05mmol)を投入した。そして、トルエンに溶かした開始剤AIBN0.056mmolを投入した。次に、30barのエチレンを充填した後に反応器の温度を70℃までに上昇させ、マグネチックバーを利用して500rpmで攪拌し、18時間重合を実施して重合体溶液を製造した。この後、重合後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
開始剤を0.028mmolに設定したことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
125mL高圧反応装置を真空に作った後にアルゴンを充填した。前記アルゴン雰囲気の反応器に、ルテニウム含有量が5wt%である金属ナノ触媒(4.13g、14.03mmol)、トルエン23mL、メチルアクリレート(2.81g、28.05mmol)、およびノルボルネン56.1mmolを投入した。次に、トルエンに溶かした開始剤AIBN0.056mmolを投入した後に反応器の温度を60℃までに上昇させ、マグネチックバーを利用して500rpmで攪拌し、18時間重合を実施して重合体溶液を製造した。この後、重合後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
温度を65℃に設定したことを除いては、重合反応の条件と後処理過程を実施例14と同様にして共重合体を製造した。
125mL高圧反応装置を真空に作った後にアルゴンを充填した。前記アルゴン雰囲気の反応器に、ルテニウム含有量が5wt%である金属ナノ触媒(2.86g、28.05mmol))、トルエン23mL、メチルアクリレート(2.81g、28.05mmol)、およびノルボルネン56.1mmolを投入した。次に、トルエンに溶かした開始剤AIBN0.056mmolを投入した後に反応器の温度を70℃までに上昇させ、マグネチックバーを利用して500rpmで攪拌し、18時間重合を実施して重合体溶液を製造した。この後、重合後処理過程を実施例1と同様にして共重合体を製造した。
Claims (20)
- 下記化学式1で示される金属ナノ触媒を含む1−アルケン−アクリレート系共重合体製造用触媒組成物:
[化学式1]
M/NxOy
前記化学式1において、
Mは第3族〜第12族の遷移金属からなる群から選択され、
Nは第3族〜第14族原子からなる群から選択され、
Oは酸素原子であり、xおよびyはNの酸化状態に応じて決定され、
xおよびyは各々独立に1以上20以下の実数であり、
前記Mはナノ粒子であって、NxOyで構成された支持体で囲まれているか、又は前記支持体の表面に吸着した状態で結合されて固定された状態で存在する。 - 前記NxOyは、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化亜鉛(ZrO2)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化珪素(SiO2)、酸化ボロン(B2O3)、酸化セシウム(CeO2)、酸化ジスプロシウム(Dy2O3)、酸化エルビウム(Er2O3)、酸化ユーロピウム(Eu2O3)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化ホルミウム(Ho2O3)、酸化ランタン(La2O3)、酸化ルテニウム(Lu2O3)、酸化ネオジム(Nd2O3)、酸化プラセオジム(Pr6O11)、酸化サマリウム(Sm2O3)、酸化テルビウム(Tb2O3)、酸化トリウム(Th4O7)、酸化ツリウム(Tm2O3)、酸化イッテルビウム(Yb2O3)、Dy3Al5O12、Y3Al5O12およびCeAl11O18からなる群から選択された1つ以上の金属酸化物を含む、請求項1に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体製造用触媒組成物。
- 前記Mは、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir、Co、Cu、Sm、Au、Ag、Re、Ni、Fe、Os、およびScからなる群から選択された1つ以上のナノ粒子を含む、請求項1に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体製造用触媒組成物。
- 前記金属ナノ触媒におけるMの含有量は、前記金属ナノ触媒の総含量を基準に0.1〜10wt%の範囲である、請求項1に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体製造用触媒組成物。
- 1−アルケン単量体およびアクリレート系共単量体を下記化学式1で示される金属ナノ触媒下で重合反応させるステップを含む1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法:
[化学式1]
M/NxOy
前記化学式1において、
Mは第3族〜第12族の遷移金属からなる群から選択され、
Nは第3族〜第14族原子からなる群から選択され、
Oは酸素原子であり、xおよびyはNの酸化状態に応じて決定され、
前記Mはナノ粒子であって、NxOyで構成された支持体で囲まれているか、又は前記支持体の表面に吸着した状態で結合されて固定された状態で存在する。 - 前記金属ナノ触媒は、前記アクリレート系共単量体を基準に0.01〜200モル%の含有量で含まれる、請求項5に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法。
- 前記重合反応の条件は、圧力が5〜200気圧であり、温度が30〜150℃である、請求項5に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法。
- 前記アクリレート系共単量体は、C1−C12の直鎖または分枝鎖状のアルキル基を含むアルキルアクリレート、C1−C12の直鎖または分枝鎖状のアルキル基を含むアルキルメタクリレートおよびC1−C12の直鎖または分枝鎖状のアルキル基を含むアルキルブタクリレートからなる群から選択される、請求項5に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法。
- 前記アクリレート系共単量体は、ビニルアセテート、ヒドロキシアルキルアクリレート、カルボキシアルキルアクリレート、ビニルエステル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸および一酸化炭素からなる群から選択された1種以上の共単量体をさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法。
- 前記アクリレート系共単量体は、1−アルケン単量体およびアクリレート系共単量体の総量を基準に30〜99モル%で含まれる、請求項5に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法。
- 重合開始剤を追加するステップをさらに含む、請求項5に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法。
- 前記重合反応は、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン、n−ヘキサン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、エタノール、メタノール、アセトンおよびメチレンクロライドからなる群から選択された1つ以上の溶媒において遂行される、請求項5に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法。
- 請求項5の1−アルケン−アクリレート系共重合体の製造方法によって製造された1−アルケン−アクリレート系共重合体。
- 前記1−アルケン−アクリレート系共重合体は、ガラス転移温度が20〜170℃であるノルボルネン−メチルアクリレート共重合体を含む、請求項15に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体。
- 前記1−アルケン−アクリレート系共重合体は、ガラス転移温度が50〜130℃であるエチレン−メチルメタクリレート共重合体を含む、請求項15に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体。
- 前記1−アルケン−アクリレート系共重合体は、ガラス転移温度が−50〜20℃であるエチレン−メチルアクリレート共重合体を含む、請求項15に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体。
- 前記1−アルケン−アクリレート系共重合体は、ガラス転移温度が0〜150℃であるエチレン−メチルアクリレート−ノルボルネン三元共重合体を含む、請求項15に記載の1−アルケン−アクリレート系共重合体。
- 請求項15の1−アルケン−アクリレート系共重合体を含む光学用フィルム。
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