JP2012508312A - 幅広く分布したaブロックを有するabジブロックコポリマーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
アニオン重合の場合、複峰性が生じうる。しかしこれらの重合法は、特定の官能化を生じることができるにすぎない。ATRPについては、系に関する複峰性の分布が記載されている。しかし、これらのポリマーの複峰性はそのつど、一方ではブロックコポリマーの存在により、および他方では未反応のマクロ開始剤の存在により生じる。これらの方法の欠点は、2種類の異なったポリマー組成物の混合物からなる生成物が生じることである。
開発の新たな段階は、以下に記載するジブロックコポリマーである。
前記課題は、原子移動ラジカル重合(ATRP)に基づいた新規の重合法の提供により解決された。前記課題は特に、比較的長い時間にわたる開始により、より正確には開始剤の供給により解決された。
R1R2R3C−X、R1C(=O)−X、R1R2R3Si−X、R1R2N−Xおよび(R1)(R2O)P(O)m−X[式中、Xは、Cl、Br、I、OR4、SR4、SeR4、OC(=O)R4、OP(=O)R4、OP(=O)(OR4)2、OP(=O)OR4、O−N(R4)2、CN、NC、SCN、NCS、OCN、CNOおよびN3を表す(ここで、R4は、1〜20個の炭素原子を有し、それぞれの水素原子が無関係にハロゲン原子、有利にはフッ化物または塩化物により置換されていてもよいアルキル基を表すか、2〜20個の炭素原子を有するアルケニル、有利にはビニルを表すか、または2〜10個の炭素原子を有し、1〜5個のハロゲン原子もしくは1〜4個の炭素原子を有するアルキル基により置換されていてもよいアルケニル、有利にはアセチルエニル、フェニルを表すか、またはアラルキルを表し、かつR1、R2およびR3は相互に無関係に水素、ハロゲン、1〜20個、有利には1〜10個、特に有利には1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、3〜8個の炭素原子を有するシクロアルキル基、シリル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基、アミン基、アミド基、COCl、OH、CN、2〜20個の炭素原子、有利には2〜6個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、および特に有利にはアリルまたはビニル、オキシラニル、グリシジル、2〜6個の炭素原子を有し、オキシラニルまたはグリシジル、アリール、ヘテロ環、アラルキル、アラルケニル(アリール置換されたアルケニル、この場合、アリールは前記で定義したとおりであり、かつアルケニルは、1個〜全ての水素原子が、有利には1個の水素原子がハロゲンにより(有利には1より多くの水素原子が置換されている場合にはフッ素もしくは塩素により、および有利には1の水素原子が置換されている場合にはフッ素、塩素もしくは臭素により置換されている)1もしくは2のC1〜C6−アルキル基により置換されているビニルである)、1〜6個の炭素原子を有し、C1〜C4−アルコキシ、アリール、ヘテロ環、ケチル、アセチル、アミン、アミド、オキシラニルおよびグリシジルからなる群から選択される1〜3個の置換基(有利には1個)により置換されているアルケニル基であり、かつm=0または1、m=0、1または2を表す]。有利には基R1、R2およびR3の2より多くが水素であることはなく、特に有利には基R1、R2およびR3の最大で1つが水素である。
数平均分子量Mnもしくは質量平均分子量Mw、および分子量分布の尺度としての多分散性指数D=Mw/Mnは、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によりテトラヒドロフラン中、PMMA標準液に対して測定される。
電磁攪拌機、温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えたシュレンクフラスコに、N2雰囲気下でモノマー1a(正確な名称および量の記載は第1表)、酢酸プロピル90mL、酸化銅(I)(量は第1表を参照のこと)およびN,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA、量は第1表を参照のこと)を装入した。該溶液を80℃で15分間撹拌した。引き続き、同じ温度で一定量の開始剤1(第1表を参照のこと)2−ブロモイソ酪酸エチルエステル(EBIB、酢酸プロピル5mL中)を添加した。2分後に、規定量の開始剤2(第1表を参照のこと)2−ブロモイソ酪酸エチルエステル(EBIB、酢酸プロピル5mL中)の均一な計量供給を開始した。この供給は、中断することなく、かつ一定の供給速度で時間t1にわたって行われた。開始剤添加が完了した後で、重合溶液を時間t2の間、重合温度で攪拌し、次いで平均分子量Mnを測定(SECによる)するために試料を取り出し、かつモノマー2a(正確な量の記載は第1表)を添加した。該混合物をさらに80℃で2時間攪拌し、かつ引き続き1.5gのメルカプトエタノールの添加により中断した。該溶液をシリカゲルを用いた濾過およびその後の蒸留による揮発性成分の除去により後処理した。平均分子量を最終的にSEC測定により測定した。
電磁攪拌機、温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えたシュレンクフラスコに、N2雰囲気下でモノマー1b(正確な名称および量の記載は第1表)、酢酸プロピル90mL、酸化銅(I)(量は第1表を参照のこと)およびN,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA、量は第1表を参照のこと)を装入した。該溶液を80℃で15分間撹拌した。引き続き、同じ温度で一定量の開始剤1(第1表を参照のこと)2−ブロモイソ酪酸エチルエステル(EBIB、酢酸プロピル5mL中)を添加した。この直後に、規定量の開始剤2(第1表を参照のこと)2−ブロモイソ酪酸エチルエステル(EBIB、酢酸プロピル5mL中)の均一な計量供給を開始した。この供給は、中断することなく、かつ一定の供給速度で時間t1にわたって行われた。開始剤添加が完了した後で、重合溶液を時間t2の間、重合温度で攪拌し、次いで平均分子量Mnを測定(SECによる)するために試料を取り出し、かつモノマー2b(正確な量の記載は第1表)を添加した。該混合物をさらに80℃で3時間攪拌し、かつ引き続き0.8gのn−ドデシルメルカプタンの添加により中断した。該溶液をシリカゲルを用いた濾過およびその後の蒸留による揮発性成分の除去により後処理した。平均分子量を最終的にSEC測定により測定した。
例1と同様に、モノマー1d、2dおよび3d(正確な名称および量の記載は第1表)を使用した。
例1と同様に、モノマー1e、2eおよび3e(正確な名称および量の記載は第1表)を使用した。
電磁攪拌機、温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えたシュレンクフラスコに、N2雰囲気下でモノマー1f(正確な名称および量の記載は第2表)、酢酸プロピル90mL、酸化銅(I)0.48gおよびN,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)1.1gを装入した。該溶液を80℃で15分間撹拌した。引き続き、同じ温度で酢酸プロピル5mL中に溶解した開始剤2−ブロモイソ酪酸エチルエステル(EBIB、酢酸プロピル5mL中、量は第2表を参照のこと)を添加した。3時間の重合時間の後で、平均分子量Mnを測定(SECによる)するために試料を取り出し、かつモノマー2fとモノマー3f(正確な名称および量の記載は第2表)からなる混合物を添加した。該混合物を、少なくとも95%の予測される反応率が達成されるまで重合し、かつ1.5gのn−ドデシルメルカプタンの添加により中断した。該溶液をシリカゲルを用いた濾過およびその後の蒸留による揮発性成分の除去により後処理した。平均分子量を最終的にSEC測定により測定した。
比較例1と同様に、モノマー1g、2gおよび3g(正確な名称および量の記載は第2表)を使用した。
電磁攪拌機、温度計、還流冷却器および滴下漏斗を備えたシュレンクフラスコに、N2雰囲気下でモノマー1f(正確な名称および量の記載は第2表)、酢酸プロピル100mL、酸化銅(I)0.29gおよびN,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)0.69gを装入した。該溶液を80℃で15分間撹拌した。引き続き、同じ温度で酢酸プロピル5mL中に溶解した開始剤2−ブロモイソ酪酸エチルエステル(EBIB、酢酸プロピル5mL中、量は第2表を参照のこと)を添加した。3時間の重合時間の後で、平均分子量Mnを測定(SECによる)するために試料を取り出し、かつモノマー2fとモノマー3f(正確な名称および量の記載は第2表)からなる混合物を添加した。該混合物を、少なくとも95%の予測される反応率が達成されるまで重合し、かつ1.0gのn−ドデシルメルカプタンの添加により中断した。該溶液をシリカゲルを用いた濾過およびその後の蒸留による揮発性成分の除去により後処理した。平均分子量を最終的にSEC測定により測定した。
アニオン重合の場合、複峰性が生じうる。しかしこれらの重合法は、特定の官能化を生じることができるにすぎない。ATRPについては、系に関する複峰性の分布が記載されている。しかし、これらのポリマーの複峰性はそのつど、一方ではブロックコポリマーの存在により、および他方では未反応のマクロ開始剤の存在により生じる。これらの方法の欠点は、2種類の異なったポリマー組成物の混合物からなる生成物が生じることである。WO99/20659には、一方では2.5より小さい全分布を有するポリマーと、他方ではジブロックコポリマーとが示されているが、しかし幅広く分布したジブロックコポリマーの合成もしくはそのようなポリマー自体についての記載はない。Ruzette等(Macromolecules、39、17、第5804〜14、2006)には、幅広く分散したBブロックを有する単峰性に分布したジブロックコポリマーが記載されている。この結果は、最適とはいえない試験の実施に起因しており、幅広く分布したブロックコポリマーを製造するために適切に開発された方法として記載されているわけではない。さらに、幅広く分布したAブロックは記載されていない。EP1637550には、場合により複峰性のジブロックコポリマーを、2回にわたる開始剤の添加の下で合成することが記載されている。しかしこれらのポリマーは、狭い分子量分布を有している。
Claims (14)
- 連続的に実施される原子移動ラジカル重合(ATRP)によりブロックコポリマーを製造する方法において、単官能性の開始剤の第一の部分を反応の開始時に重合溶液に添加し、かつその後、第二の割合を連続的に添加し、かつ組成ABのブロックコポリマーが全体で1.8より大きい多分散性指数を有する分子量分布を有することを特徴とする、ブロックコポリマーの製造方法。
- ブロックAが、(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリレートの混合物を含有し、1.8より大きい多分散性指数を有する単峰性の分子量分布を有するコポリマーであり、ブロックBが、(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリレートの混合物の群から選択されるモノマーを含有し、1.6より小さい多分散性指数を有する単峰性の分子量分布を有するコポリマーであり、かつ組成ABのブロックコポリマーが全体で1.8より大きい多分散性指数を有することを特徴とする、請求項1記載の組成ABのブロックコポリマーの製造方法。
- 開始剤を2つのバッチにして添加し、その際、第一の開始剤バッチが、全開始剤量の10%〜60%、有利には20%〜40%であり、かつ重合の開始時に回分式で添加され、かつ第二の開始剤バッチを、第一の開始剤バッチの添加の直後に一定の供給速度で系に計量供給することを特徴とする、請求項1または2記載のブロックコポリマーの製造方法。
- 第二の開始剤バッチを、少なくとも30分間、有利には少なくとも60分間の時間にわたって計量供給し、かつこの供給を、モノマー混合物Bを重合溶液に添加する少なくとも60分前に、有利には少なくとも90分前に終了することを特徴とする、請求項3記載のブロックコポリマーの製造方法。
- ブロックコポリマーのAブロックまたはBブロックが、少なくとも1および最大で4、有利には少なくとも1および最大で2の官能基を有する組成を有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載のブロックコポリマーの製造方法。
- ブロックコポリマーのAブロックおよびBブロックがそれぞれ、少なくとも1および最大で4、有利には少なくとも1および最大で2の官能基を有する組成を有しており、かつブロックA中の官能基、およびブロックB中の官能基が、同一であるか、または異なっていてもよいことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載のブロックコポリマーの製造方法。
- Aブロックおよび/またはBブロックに、不飽和のラジカル重合可能な基、およびヒドロキシ基、アミン基、アリル基、シリル基またはエポキシ基から選択される第二の官能基を共重合することを特徴とする、請求項5または6記載のブロックコポリマーの製造方法。
- 1つ、もしくは両方のブロックが、付加的にビニルエステル、ビニルエーテル、フマル酸エステル、マレイン酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、またはATRPにより重合可能なその他のモノマーを含有していることを特徴とする、請求項1記載のブロックコポリマーの製造方法。
- ブロックコポリマーが、5000g/モル〜100000g/モル、有利には7500g/モル〜50000g/モルの数平均分子量を有することを特徴とする、請求項1記載のブロックコポリマーの製造方法。
- ATRP触媒を重合後に、メルカプタンまたはチオール基を有する化合物の添加により沈殿させ、かつ濾過により重合溶液から分離することを特徴とする、請求項1記載のブロックコポリマーの製造方法。
- 1.6より小さい多分散性指数を有する単峰性の分子量分布を有するブロックB、ならびに1.8より大きい多分散性指数を有する、幅広い、単峰性の分子量分布を有するブロックAを有し、その際、モノマーは、(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリレートの混合物から選択される、請求項2から10までのいずれか1項記載の方法により得られるABジブロックコポリマー。
- 溶融接着剤、流動性接着剤、感圧接着剤、弾性シーラント、被覆剤または発泡材料前駆体を製造するための請求項11記載のポリマーの使用。
- ヒートシール材料を製造するための請求項11記載のブロックコポリマーの使用。
- ブロックコポリマーが、反応性の官能基を有している架橋可能な組成物中での請求項11記載のブロックコポリマーの使用。
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