JP2016186009A - Method for producing lactone ring-containing polymer, and novel polymer - Google Patents

Method for producing lactone ring-containing polymer, and novel polymer Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a lactone ring-containing polymer which, by a completely different method than before, can suppress occurrence of foaming and gelation when forming and fabricating the lactone ring-containing polymer, and offers a high degree of freedom in regulating characteristics of the obtained lactone ring-containing polymer.SOLUTION: The method for obtaining a polymer having lactone ring structures in the main chain comprises subjecting a copolymer (C) having an acrylic ester unit (A) containing a hydroxyl group protected by a protective group and a (meth)acrylic acid ester unit (B) not containing a hydroxy group as constitutional units to an elimination reaction of the protective group and a cyclization reaction between the units (A) and (B).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、主鎖にラクトン環構造を有するラクトン環含有重合体の製造方法と、当該製造方法に使用できる新規重合体とに関する。   The present invention relates to a method for producing a lactone ring-containing polymer having a lactone ring structure in the main chain, and a novel polymer that can be used in the production method.

アクリル重合体は、透明性が高く、表面光沢および耐候性に優れ、さらに機械的強度、成形加工性および表面硬度の高いバランスを有している。この優れた特性に基づき、アクリル重合体は種々の分野における様々な用途に使用される。しかし、アクリル重合体のガラス転移温度(Tg)は高いものでも100℃前後であり、耐熱性が要求される分野でのアクリル重合体の使用は困難であった。耐熱性が要求される分野へのアクリル重合体の使用のために、あるいは製品としてのデザインの自由度向上、コンパクト化、高性能化などの要請に応えるために、耐熱性の向上したアクリル重合体が望まれている。   The acrylic polymer has high transparency, excellent surface gloss and weather resistance, and has a high balance of mechanical strength, molding processability and surface hardness. Based on this excellent property, acrylic polymers are used in various applications in various fields. However, even if the glass transition temperature (Tg) of the acrylic polymer is high, it is around 100 ° C., and it has been difficult to use the acrylic polymer in a field where heat resistance is required. Acrylic polymer with improved heat resistance for use in areas where heat resistance is required, or to meet the demands for higher design flexibility, compactness, higher performance, etc. Is desired.

Tgが高く、耐熱性が向上したアクリル重合体として、主鎖にラクトン環構造を有するラクトン環含有重合体が知られている。ラクトン環含有重合体は、例えば、ヒドロキシ基またはカルボキシ基とエステル基とを側鎖に有する前駆重合体に対して環化反応を進行させて形成できる。この環化反応は、前駆重合体の分子鎖内においてヒドロキシ基またはカルボキシル基とエステル基との間に進行する、エステル交換反応の一種である脱アルコール縮合反応である。   A lactone ring-containing polymer having a lactone ring structure in the main chain is known as an acrylic polymer having a high Tg and improved heat resistance. The lactone ring-containing polymer can be formed, for example, by causing a cyclization reaction to proceed on a precursor polymer having a hydroxy group or a carboxy group and an ester group in the side chain. This cyclization reaction is a dealcoholization condensation reaction that is a kind of transesterification reaction that proceeds between a hydroxy group or a carboxyl group and an ester group in the molecular chain of the precursor polymer.

ラクトン環含有重合体を形成する際、あるいは当該重合体または当該重合体を含む樹脂組成物を成形加工する際に、ゲル化および/または発泡が生じることがある。ゲル化および/または発泡の発生は、最終的に得られた樹脂成形体の欠陥となりうる。特に、アクリル重合体の透明性を重要視する用途、例えば光学部材の用途、においては、ゲル化および発泡の発生は重大な欠陥である光学的欠点につながる。   Gelation and / or foaming may occur when forming the lactone ring-containing polymer or molding the polymer or the resin composition containing the polymer. Generation | occurrence | production of gelatinization and / or foaming can become a defect of the resin molding finally obtained. In particular, in applications in which transparency of acrylic polymers is important, for example, in optical member applications, the occurrence of gelation and foaming leads to optical defects that are serious defects.

特許文献1には、前駆重合体に環化反応を進行させる際の触媒に特定の化合物を使用することによって、ラクトン環含有重合体の成形加工時における発泡およびゲル化の発生を抑制できることが記載されている。特許文献2には、前駆重合体の重合に特定の重合開始剤を使用することによって、ラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時におけるゲル化の発生を抑制できることが記載されている。   Patent Document 1 describes that by using a specific compound as a catalyst when the cyclization reaction proceeds in the precursor polymer, it is possible to suppress the occurrence of foaming and gelation during the molding process of the lactone ring-containing polymer. Has been. Patent Document 2 describes that the use of a specific polymerization initiator for the polymerization of a precursor polymer can suppress the occurrence of gelation during the formation of a lactone ring-containing polymer and during molding.

特開2001-151814号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-151814 特開2007-70607号公報JP 2007-70607 A

本発明の目的の一つは、従来とは全く異なる方法により、ラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時における発泡およびゲル化の発生を抑制できるとともに、さらに、得られたラクトン環含有重合体の特性の制御の自由度が高い、ラクトン環含有重合体の製造方法の提供にある。   One of the objects of the present invention is to suppress the occurrence of foaming and gelation during the formation of the lactone ring-containing polymer and the molding process by a completely different method from the conventional ones. An object of the present invention is to provide a method for producing a lactone ring-containing polymer having a high degree of freedom in controlling the properties of the coalescence.

本発明のラクトン環含有重合体の製造方法は、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位(A)と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位(B)とを構成単位として有する共重合体(C)に対して、前記保護基の脱離反応と、前記単位(A)および(B)間の環化反応とを進行させて、主鎖にラクトン環構造を有する重合体を得る方法である。   The method for producing a lactone ring-containing polymer of the present invention comprises an acrylic ester unit (A) containing a hydroxy group protected by a protecting group and a (meth) acrylic ester unit (B) not containing a hydroxy group. The copolymer (C) having the structural unit is allowed to undergo a elimination reaction of the protective group and a cyclization reaction between the units (A) and (B) to form a lactone ring structure in the main chain. It is a method of obtaining the polymer which has.

共重合体(C)は、それ自体が新規である。すなわち、本発明の新規重合体は、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位(A)と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位(B)とを構成単位として有する。   The copolymer (C) is novel per se. That is, the novel polymer of the present invention comprises an acrylic ester unit (A) containing a hydroxy group protected by a protecting group and a (meth) acrylic ester unit (B) not containing a hydroxy group as constituent units. Have.

本発明によれば、従来とは全く異なる方法により、ラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時における発泡およびゲル化の発生を抑制できるとともに、さらに、得られたラクトン環含有重合体の特性の制御の自由度が高い、ラクトン環含有重合体の製造方法が達成される。   According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of foaming and gelation at the time of formation and molding of a lactone ring-containing polymer by a completely different method, and further, the characteristics of the obtained lactone ring-containing polymer A process for producing a lactone ring-containing polymer with a high degree of freedom in control is achieved.

実施例において評価した、環化反応前の前駆重合体における特定の構成単位の含有率に対する環化反応後のラクトン環含有重合体のガラス転移温度(Tg)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the glass transition temperature (Tg) of the lactone ring containing polymer after the cyclization reaction with respect to the content rate of the specific structural unit in the precursor polymer before the cyclization reaction evaluated in the Example.

本発明のラクトン環含有重合体の製造方法では、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位(A)と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位(B)とを構成単位として有する共重合体(C)に対して、保護基の脱離反応と、単位(A)および(B)間の環化反応とを進行させて、主鎖にラクトン環構造を有する重合体を得る。共重合体(C)は、環化反応によりラクトン環含有重合体が形成される前駆重合体である。   In the method for producing a lactone ring-containing polymer of the present invention, an acrylic ester unit (A) containing a hydroxy group protected by a protective group and a (meth) acrylic ester unit (B) not containing a hydroxy group. The copolymer (C) as a structural unit is subjected to a protective group elimination reaction and a cyclization reaction between the units (A) and (B) to produce a polymer having a lactone ring structure in the main chain. Get coalesced. The copolymer (C) is a precursor polymer in which a lactone ring-containing polymer is formed by a cyclization reaction.

特許文献1,2には、ヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位(X)と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位(Y)とを構成単位として有する前駆重合体に対して環化反応を進行させてラクトン環含有重合体を形成することが記載されている。環化反応は互いに隣接する単位(X)と単位(Y)との間で進行するが、この前駆重合体は純然たるランダム重合体であり、その分子鎖には単位(X)が3以上連続する部分が存在する。すると、当該部分の両端に位置する単位(X)以外の単位(X)は環化反応時および環化反応後もそのまま残留し、すなわち、得られたラクトン環含有重合体にはヒドロキシ基が残留することになる。残留するヒドロキシ基は、前駆重合体における単位(X)の含有率が高いほど多い。本発明者らは、検討の結果、この残留ヒドロキシ基が、ラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生の原因の一つであることを見出した。残留ヒドロキシ基によって、重合体の分子鎖間の架橋、典型的にはアルコールが脱離する分子鎖間の架橋、が誘起されるためである。架橋はゲル化を引き起こすし、脱離したアルコールは発泡を引き起こす。   Patent Documents 1 and 2 disclose that a precursor polymer having a hydroxy group-containing acrylate unit (X) and a (meth) acrylate unit (Y) not containing a hydroxy group as constituent units is a ring. It is described that a lactone ring-containing polymer is formed by advancing a fluorination reaction. The cyclization reaction proceeds between the unit (X) and the unit (Y) adjacent to each other, but this precursor polymer is a pure random polymer, and three or more units (X) are continuous in the molecular chain. There is a part to do. Then, the units (X) other than the unit (X) located at both ends of the part remain as they are during the cyclization reaction and after the cyclization reaction, that is, the hydroxy group remains in the obtained lactone ring-containing polymer. Will do. The more hydroxy groups remain, the higher the content of the unit (X) in the precursor polymer. As a result of studies, the present inventors have found that this residual hydroxy group is one of the causes of gelation and foaming during the formation of the lactone ring-containing polymer and during the molding process. This is because the residual hydroxy group induces crosslinking between molecular chains of the polymer, typically crosslinking between molecular chains from which alcohol is eliminated. Cross-linking causes gelation and detached alcohol causes foaming.

一方、本発明では、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位(A)と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位(B)とを構成単位として有する共重合体(C)に対して環化反応を進行させてラクトン環含有重合体を形成する。共重合体(C)は、例えば、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単量体と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸単量体とを含む単量体群の重合により形成されるが、このとき、保護基の存在によって前者の単量体の単独重合性が低下するために、共重合体(C)において単位(A)が連続する数および頻度が、単位(X)および単位(Y)から構成される従来の前駆重合体に比べて低下する。このため、共重合体(C)に環化反応を進行させる際に残留するヒドロキシ基、および当該反応を経て得たラクトン環含有重合体に残留するヒドロキシ基の数が減少し、これにより、ラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生が抑制されることになる。   On the other hand, in the present invention, a copolymer having as constituent units an acrylic ester unit (A) containing a hydroxy group protected by a protecting group and a (meth) acrylic ester unit (B) not containing a hydroxy group. A cyclization reaction is allowed to proceed with respect to (C) to form a lactone ring-containing polymer. Copolymer (C) is, for example, a monomer group comprising an acrylic acid ester monomer containing a hydroxy group protected by a protecting group and a (meth) acrylic acid monomer not containing a hydroxy group. At this time, the homopolymerizability of the former monomer is lowered due to the presence of the protecting group, and therefore the number and frequency of consecutive units (A) in the copolymer (C) are determined as units. Compared with the conventional precursor polymer comprised from (X) and unit (Y), it falls. For this reason, the number of hydroxy groups remaining in the copolymer (C) when the cyclization reaction proceeds and the number of hydroxy groups remaining in the lactone ring-containing polymer obtained through the reaction is reduced. The occurrence of gelation and foaming during the formation of the ring-containing polymer and during the molding process is suppressed.

保護基の種類によっては、当該基により保護されたアクリル酸エステル単量体の単独重合性が失われる。このとき、共重合体(C)における単位(A)の連続が最も抑制され、ラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生が最も抑制されることになる。   Depending on the kind of the protecting group, the homopolymerizability of the acrylate monomer protected by the group is lost. At this time, the continuity of the unit (A) in the copolymer (C) is most suppressed, and the occurrence of gelation and foaming is most suppressed during the formation of the lactone ring-containing polymer and during the molding process.

共重合体(C)をラクトン環含有重合体の形成に使用することによる効果は、ゲル化および発泡の発生の抑制という直接的な効果に必ずしも限られない。共重合体(C)において単位(A)が連続する数および頻度が従来よりも低いことは、前駆重合体である共重合体(C)における単位(A)の含有率を従来よりも大きくできることを意味する。当該含有率を大きくした場合においても、ラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生を抑制できるためである。そして、共重合体(C)における単位(A)の含有率を大きくできることは、形成したラクトン環含有重合体が示す特性の制御の自由度の向上をもたらす。特性は、例えば、熱的特性、光学的特性である。熱的特性は、例えば、ラクトン環含有重合体のTgである。より具体的な例として、形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生が抑制されながらもTgがより高いラクトン環含有重合体を形成できる。このような特性の制御の自由度の向上により、光学用途など、従来の用途におけるさらなる要請に対して応えることができる他、例えば、さらなる耐熱性が求められる用途へのラクトン環含有重合体の適用拡大などが期待される。   The effect of using the copolymer (C) for the formation of the lactone ring-containing polymer is not necessarily limited to the direct effect of suppressing the occurrence of gelation and foaming. The fact that the number and frequency of continuous units (A) in the copolymer (C) is lower than in the past means that the content of the unit (A) in the copolymer (C) as the precursor polymer can be made larger than in the past. Means. This is because even when the content rate is increased, the occurrence of gelation and foaming during the formation of the lactone ring-containing polymer and during the molding process can be suppressed. And being able to enlarge the content rate of the unit (A) in a copolymer (C) brings about the improvement of the freedom degree of control of the characteristic which the formed lactone ring containing polymer shows. The characteristics are, for example, thermal characteristics and optical characteristics. The thermal property is, for example, Tg of a lactone ring-containing polymer. As a more specific example, it is possible to form a lactone ring-containing polymer having a higher Tg while suppressing the occurrence of gelation and foaming during formation and molding. By improving the degree of freedom of control of such characteristics, it is possible to meet further demands in conventional applications such as optical applications, and for example, application of lactone ring-containing polymers to applications that require further heat resistance. Expansion is expected.

単位(A)は、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位である限り限定されない。単位(A)は、例えば、以下の式(1)に示す単位である。   The unit (A) is not limited as long as it is an acrylate unit containing a hydroxy group protected by a protecting group. The unit (A) is, for example, a unit represented by the following formula (1).

Figure 2016186009
Figure 2016186009

式(1)のR1およびR2は、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜20の有機残基であり、当該有機残基は酸素を含んでいてもよい。R3は、保護基である。 R 1 and R 2 in formula (1) are each independently a hydrogen atom or an organic residue having 1 to 20 carbon atoms, and the organic residue may contain oxygen. R 3 is a protecting group.

有機残基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などの炭素数が1〜20の範囲のアルキル基;エテニル基、プロペニル基などの炭素数が1〜20の範囲の不飽和脂肪族炭化水素基;フェニル基、ナフチル基などの炭素数が1〜20の範囲の芳香族炭化水素基;上記アルキル基、上記不飽和脂肪族炭化水素基、および上記芳香族炭化水素基において、水素原子の一つ以上が、カルボキシル基、エーテル基およびエステル基から選ばれる少なくとも1種の基により置換された基;である。   The organic residue is, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group; an unsaturated aliphatic carbonization having 1 to 20 carbon atoms such as an ethenyl group or a propenyl group. A hydrogen group; an aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms such as a phenyl group or a naphthyl group; in the alkyl group, the unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and the aromatic hydrocarbon group, One or more is a group substituted by at least one group selected from a carboxyl group, an ether group and an ester group.

1は、水素原子;メチル基、エチル基などの炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましい。R2は、水素原子、メチル基、エチル基などの炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましい。 R 1 is preferably a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group. R 2 is preferably a C 1-4 alkyl group such as a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group.

式(1)に示す構成単位は、以下の式(2)に示す単量体の重合により形成された構成単位である。式(2)のR1〜R3は、式(1)のR1〜R3と同様である。 The structural unit represented by the formula (1) is a structural unit formed by polymerization of a monomer represented by the following formula (2). R 1 to R 3 of formula (2) is the same as R 1 to R 3 of formula (1).

Figure 2016186009
Figure 2016186009

式(2)に示す単量体は、2−ヒドロキシメチルアクリル酸エステルのヒドロキシ基が保護基R3により保護されるとともに、当該ヒドロキシ基が結合している炭素原子に結合していた一つの水素原子がR2基により置換された、2−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル誘導体である。すなわち、式(1)に示す構成単位は、2−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル誘導体単位と表現することもできる。 The monomer represented by the formula (2) is a hydrogen atom in which the hydroxy group of 2-hydroxymethyl acrylate is protected by a protecting group R 3 and bonded to the carbon atom to which the hydroxy group is bonded. A 2-hydroxymethyl acrylate derivative in which the atom is substituted by an R 2 group. That is, the structural unit shown in Formula (1) can also be expressed as a 2-hydroxymethyl acrylate derivative unit.

ヒドロキシ基が保護基R3により保護される前の状態における当該誘導体は、例えば、2−ヒドロキシメチルアクリル酸、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸、2−(1−ヒドロキシブチル)アクリル酸、2−(1−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル)アクリル酸(以上、R1が水素原子)、2−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸メチル、2−(1−ヒドロキシブチル)アクリル酸メチル、2−(1−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル)アクリル酸メチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸エチル、2−(1−ヒドロキシブチル)アクリル酸エチル、2−(1−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル)アクリル酸エチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸n−プロピル、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸n−プロピル、2−(1−ヒドロキシブチル)アクリル酸n−プロピル、2−(1−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル)アクリル酸n−プロピル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸イソプロピル、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸イソプロピル、2−(1−ヒドロキシブチル)アクリル酸イソプロピル、2−(1−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル)アクリル酸イソプロピル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸n−ブチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸イソブチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸t−ブチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸n−オクチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸イソオクチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸2−エチルヘキシル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸ステアリル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸シクロペンチル、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸シクロペンチル、2−(1−ヒドロキシブチル)アクリル酸シクロペンチル、2−(1−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル)アクリル酸シクロペンチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸シクロヘキシル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸フェニル、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸フェニル、2−(1−ヒドロキシブチル)アクリル酸フェニル、2−(1−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル)アクリル酸フェニル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸o−メトキシフェニル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸p−メトキシフェニル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸p−ニトロフェニル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸o−メチルフェニル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸p−メチルフェニル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸p−t−ブチルフェニルである。これらの単量体のうち、2−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸n−ブチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸2−エチルヘキシル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシメチルアクリル酸2−ヒドロキシプロピルが、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単量体との共重合性、および共重合体(C)としての環化反応の安定性の観点から好ましく、さらにラクトン環含有重合体のTgを向上させる効果が高い観点からは、2−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル(RHMA)が好ましい。 The derivative in the state before the hydroxy group is protected by the protective group R 3 is, for example, 2-hydroxymethylacrylic acid, 2- (1-hydroxyethyl) acrylic acid, 2- (1-hydroxybutyl) acrylic acid, 2- (1-hydroxy-2-ethylhexyl) acrylic acid (R 1 is a hydrogen atom), methyl 2-hydroxymethyl acrylate, methyl 2- (1-hydroxyethyl) acrylate, 2- (1-hydroxybutyl ) Methyl acrylate, 2- (1-hydroxy-2-ethylhexyl) methyl acrylate, 2-hydroxymethyl ethyl acrylate, 2- (1-hydroxyethyl) ethyl acrylate, 2- (1-hydroxybutyl) acrylic acid Ethyl, 2- (1-hydroxy-2-ethylhexyl) acrylate, 2-hydroxymethyl N-propyl acrylate, n-propyl 2- (1-hydroxyethyl) acrylate, n-propyl 2- (1-hydroxybutyl) acrylate, n-propyl 2- (1-hydroxy-2-ethylhexyl) acrylate Isopropyl 2-hydroxymethyl acrylate, isopropyl 2- (1-hydroxyethyl) acrylate, isopropyl 2- (1-hydroxybutyl) acrylate, isopropyl 2- (1-hydroxy-2-ethylhexyl) acrylate, 2- N-butyl hydroxymethyl acrylate, isobutyl 2-hydroxymethyl acrylate, t-butyl 2-hydroxymethyl acrylate, n-octyl 2-hydroxymethyl acrylate, isooctyl 2-hydroxymethyl acrylate, 2-hydroxymethyl acrylic acid 2-ethyl hex , Stearyl 2-hydroxymethyl acrylate, cyclopentyl 2-hydroxymethyl acrylate, cyclopentyl 2- (1-hydroxyethyl) acrylate, cyclopentyl 2- (1-hydroxybutyl) acrylate, 2- (1-hydroxy-2 -Ethylhexyl) cyclopentyl acrylate, cyclohexyl 2-hydroxymethyl acrylate, phenyl 2-hydroxymethyl acrylate, phenyl 2- (1-hydroxyethyl) acrylate, phenyl 2- (1-hydroxybutyl) acrylate, 2- ( 1-hydroxy-2-ethylhexyl) phenyl acrylate, 2-hydroxymethyl acrylate o-methoxyphenyl, 2-hydroxymethyl acrylate p-methoxyphenyl, 2-hydroxymethyl acrylate p-nitrophenyl 2-hydroxymethyl acrylate o- methylphenyl, 2-hydroxymethyl acrylate p- methylphenyl, 2-hydroxymethyl acrylate p-t-butylphenyl. Among these monomers, methyl 2-hydroxymethyl acrylate, ethyl 2-hydroxymethyl acrylate, n-butyl 2-hydroxymethyl acrylate, 2-ethylhexyl 2-hydroxymethyl acrylate, 2-hydroxymethyl acrylic acid 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl 2-hydroxymethyl acrylate is copolymerizable with a (meth) acrylic acid ester monomer not containing a hydroxy group, and cyclization reaction as a copolymer (C) From the viewpoint of stability, and from the viewpoint of further improving the Tg of the lactone ring-containing polymer, methyl 2-hydroxymethyl acrylate (RHMA) is preferable.

保護基R3は、例えば、ケイ素系基、アセタール系基、ベンジル基およびその誘導体、アセチル基、ならびにベンゾイル基から選ばれる少なくとも1種である。これらの基は、共重合体(C)を形成する際に、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有する単量体(例えば2−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル誘導体)の単独重合性を低下させる作用が高いとともに、共重合体(C)からラクトン環含有重合体を形成する際に当該単量体から脱離しやすく、共重合体(C)の環化を阻害しにくい。 The protecting group R 3 is at least one selected from, for example, a silicon group, an acetal group, a benzyl group and derivatives thereof, an acetyl group, and a benzoyl group. These groups act to reduce the homopolymerization of a monomer containing a hydroxy group protected by a protective group (for example, a 2-hydroxymethyl acrylate derivative) when forming a copolymer (C). In addition, when the lactone ring-containing polymer is formed from the copolymer (C), it is easily detached from the monomer, and the cyclization of the copolymer (C) is hardly inhibited.

保護基であるケイ素系基は限定されず、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、およびトリイソプロピルシリル基から選ばれる少なくとも1種である。保護基であるアセタール系基は限定されず、例えば、メトキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、メチルチオメチル基、ベンゾイロキシメチル基、およびメトキシエトキシメチル基から選ばれる少なくとも1種である。保護基であるベンジル基およびその誘導体は、例えば、ベンジル基、p−メチルフェニルベンジル基およびp−メトキシフェニルベンジル基から選ばれる少なくとも1種である。   The silicon group that is a protective group is not limited, and is at least one selected from, for example, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a t-butyldiphenylsilyl group, and a triisopropylsilyl group. The acetal group which is a protective group is not limited, and for example, at least selected from a methoxymethyl group, a tetrahydropyranyl group, an ethoxyethyl group, a methoxyethyl group, a methylthiomethyl group, a benzoyloxymethyl group, and a methoxyethoxymethyl group One type. The benzyl group which is a protecting group and its derivative are, for example, at least one selected from a benzyl group, a p-methylphenylbenzyl group and a p-methoxyphenylbenzyl group.

保護基は、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基、メトキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、メチルチオメチル基、ベンゾイロキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、ベンジル基、アセチル基、およびベンゾイル基から選ばれる少なくとも1種でありうる。   Protecting groups are trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, triisopropylsilyl group, methoxymethyl group, tetrahydropyranyl group, ethoxyethyl group, methoxyethyl group, methylthiomethyl group , A benzoyloxymethyl group, a methoxyethoxymethyl group, a benzyl group, an acetyl group, and a benzoyl group.

上記単独重合性を低下させる作用が特に高いとともに、共重合体(C)からラクトン環含有重合体を形成する際に脱離がより確実である観点から、保護基は、ケイ素系基およびアセタール系基が好ましい。   The protective group is a silicon group and an acetal group from the viewpoint that the action of lowering the homopolymerizability is particularly high and elimination is more reliable when the lactone ring-containing polymer is formed from the copolymer (C). Groups are preferred.

単位(B)は、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位である限り限定されない。(メタ)アクリル酸エステル単位は、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジルなどのアクリル酸エステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸エステルの各単量体の重合により形成される単位である。なかでも、単位(A)との環化反応性に優れるとともに、環化後に得られたラクトン環含有重合体が高い耐熱性および光学的透明性を有することから、単位(B)はメタクリル酸メチル(MMA)単位が好ましい。   The unit (B) is not limited as long as it is a (meth) acrylic acid ester unit that does not contain a hydroxy group. The (meth) acrylic acid ester unit is, for example, an acrylic acid ester such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate; methacrylic acid Units formed by polymerization of monomers of methacrylic acid esters such as methyl, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate and benzyl methacrylate It is. Among them, since the lactone ring-containing polymer obtained after cyclization is excellent in cyclization reactivity with the unit (A) and has high heat resistance and optical transparency, the unit (B) is methyl methacrylate. (MMA) units are preferred.

共重合体(C)は、2種以上の単位(A)および/または2種以上の単位(B)を構成単位として有していてもよい。   The copolymer (C) may have two or more types of units (A) and / or two or more types of units (B) as constituent units.

共重合体(C)における単位(A)の含有率(共重合体(C)の全構成単位に占める単位(A)の割合)は、例えば、1〜60モル%である。上述のように、共重合体(C)における単位(A)の連続する数およびその頻度は従来の前駆重合体よりも低く、これによりラクトン環含有重合体の形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生を抑制できることから、共重合体(C)における単位(A)の含有率を大きくできる。   The content rate of the unit (A) in the copolymer (C) (ratio of the unit (A) in all the structural units of the copolymer (C)) is, for example, 1 to 60 mol%. As described above, the number of consecutive units (A) in the copolymer (C) and the frequency thereof are lower than those of the conventional precursor polymer, thereby allowing gelation during the formation and molding of the lactone ring-containing polymer. And since generation | occurrence | production of foaming can be suppressed, the content rate of the unit (A) in a copolymer (C) can be enlarged.

重合体を構成する各構成単位の含有率は、公知の方法、例えば、1H−核磁気共鳴(NMR)法および/または赤外分光分析(IR)法により評価できる。 The content rate of each structural unit which comprises a polymer can be evaluated by a well-known method, for example, < 1 > H-nuclear magnetic resonance (NMR) method and / or infrared spectroscopy (IR) method.

共重合体(C)は、単位(A)および単位(B)以外の構成単位を有していてもよい。   The copolymer (C) may have a structural unit other than the unit (A) and the unit (B).

当該構成単位は、例えば、保護基によってヒドロキシ基が保護されていない、ヒドロキシ基含有アクリル酸エステル単位である。このような構成単位の一例を、以下の式(3)に示す。式(3)のR1およびR2は、式(1)のR1およびR2と同様である。 The structural unit is, for example, a hydroxy group-containing acrylate unit whose hydroxy group is not protected by a protecting group. An example of such a structural unit is shown in the following formula (3). R 1 and R 2 of formula (3) is the same as R 1 and R 2 of formula (1).

Figure 2016186009
Figure 2016186009

単位(A)および単位(B)以外の構成単位は、例えば、不飽和カルボン酸の重合により形成される単位、以下の式(4)に示す単量体の重合により形成される単位である。式(4)のR4は、水素原子またはメチル基であり、Xは、水素原子、炭素数1〜20の範囲のアルキル基、アリール基、−OAc基、−CN基、−C(=O)R5基、または−C−O−R6基である。Acはアセチル基、R5およびR6は、水素原子または式(1)における有機残基として例示した基である。 The structural unit other than the unit (A) and the unit (B) is, for example, a unit formed by polymerization of an unsaturated carboxylic acid, or a unit formed by polymerization of a monomer represented by the following formula (4). R 4 in the formula (4) is a hydrogen atom or a methyl group, and X is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group, an —OAc group, a —CN group, —C (═O ) R 5 group or —C—O—R 6 group. Ac is an acetyl group, R 5 and R 6 are a hydrogen atom or a group exemplified as an organic residue in formula (1).

Figure 2016186009
Figure 2016186009

不飽和カルボン酸は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−置換アクリル酸、α−置換メタクリル酸である。なかでも、アクリル酸およびメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種が好ましい。   Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, α-substituted acrylic acid, and α-substituted methacrylic acid. Among these, at least one selected from acrylic acid and methacrylic acid is preferable.

式(4)に示される単量体は、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メチルビニルケトン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニルである。なかでも、スチレンおよびアクリロニトリルから選ばれる少なくとも1種が好ましい。   Examples of the monomer represented by the formula (4) include styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, acrylonitrile, methyl vinyl ketone, ethylene, propylene, and vinyl acetate. Among these, at least one selected from styrene and acrylonitrile is preferable.

共重合体(C)が単位(A)および(B)以外の構成単位を有する場合、共重合体(C)における当該構成単位の含有率は、例えば、0.1〜30モル%であり、その上限は、20モル%以下が好ましく、15モル%以下がより好ましい。   When the copolymer (C) has structural units other than the units (A) and (B), the content of the structural unit in the copolymer (C) is, for example, 0.1 to 30 mol%, The upper limit is preferably 20 mol% or less, and more preferably 15 mol% or less.

共重合体(C)は新規重合体である。この新規重合体は、上記説明した共重合体(C)の各構成および各特徴を任意の組み合わせで有しうる。   Copolymer (C) is a novel polymer. This novel polymer can have each composition and each characteristic of copolymer (C) explained above in arbitrary combinations.

共重合体(C)の形成方法は限定されない。   The formation method of a copolymer (C) is not limited.

共重合体(C)は、例えば、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単量体と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単量体とを含む単量体群の共重合により形成できる。前者および後者の単量体の例は、上記説明したとおりである。   The copolymer (C) is, for example, a monomer group including an acrylic ester monomer containing a hydroxy group protected by a protective group and a (meth) acrylic ester monomer not containing a hydroxy group. Can be formed by copolymerization. Examples of the former and latter monomers are as described above.

単量体群の共重合方法は限定されない。当該単量体群が、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単量体と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単量体とを含むこと以外は、例えば、特開2007-70607号公報に開示されている重合工程と同様にして単量体群の共重合を実施できる。   The copolymerization method of the monomer group is not limited. Except for the fact that the monomer group includes an acrylate monomer containing a hydroxy group protected by a protecting group and a (meth) acrylate monomer not containing a hydroxy group, for example, Copolymerization of monomer groups can be carried out in the same manner as the polymerization step disclosed in Kai 2007-70607.

より具体的に、共重合は、例えば溶液重合により行う。溶液重合により共重合体(C)を形成した場合、重合生成物には、共重合体(C)以外に重合に用いた重合溶媒が含まれるが、必ずしも当該溶媒を除去して共重合体(C)を固体として取り出さなくてもよい。共重合体(C)の種類によっては、溶媒を含んだ状態のまま重合生成物を、共重合体(C)からラクトン環含有重合体を形成するための脱離反応および環化反応に供することもできる。もちろん、共重合体(C)を固体として取り出した後、改めて脱離反応および/または環化反応に適した状態にしてこれらの反応を進行させてもよい。   More specifically, the copolymerization is performed, for example, by solution polymerization. When the copolymer (C) is formed by solution polymerization, the polymerization product contains the polymerization solvent used for the polymerization in addition to the copolymer (C). C) need not be taken out as a solid. Depending on the type of copolymer (C), the polymerization product may be subjected to a desorption reaction and a cyclization reaction to form a lactone ring-containing polymer from the copolymer (C) while containing a solvent. You can also. Of course, after taking out the copolymer (C) as a solid, these reactions may be carried out again in a state suitable for elimination reaction and / or cyclization reaction.

溶液重合により共重合体(C)を形成する場合、用いる重合溶媒は、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;クロロホルム、ジメチルスルフォキシド(DMSO)、テトラヒドロフランである。なかでも芳香族炭化水素、ケトン類が好ましく、特にトルエン、メチルイソブチルケトンが好ましい。   When the copolymer (C) is formed by solution polymerization, the polymerization solvent used is, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; chloroform, dimethyl sulfoxide ( DMSO), tetrahydrofuran. Of these, aromatic hydrocarbons and ketones are preferable, and toluene and methyl isobutyl ketone are particularly preferable.

共重合体(C)の重合時には、必要に応じて重合開始剤を使用できる。重合開始剤は限定されないが、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートなどの有機過酸化物;2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル);(AIBN)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルイソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ化合物である。2種以上の重合開始剤を使用してもよい。重合開始剤の使用量は、単量体の組み合わせ、あるいは重合条件などに応じて適宜設定でき、限定されない。   When the copolymer (C) is polymerized, a polymerization initiator can be used as necessary. The polymerization initiator is not limited. For example, cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t-amyl peroxide Organic peroxides such as 2-ethylhexanoate; 2,2′-azobis (isobutyronitrile); (AIBN), 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis ( 2-methylisobutyronitrile) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). Two or more polymerization initiators may be used. The usage-amount of a polymerization initiator can be suitably set according to a combination of monomers or polymerization conditions, and is not limited.

単位(A)および単位(B)以外の構成単位を有する共重合体(C)を形成するために、単量体群は、重合により当該構成単位が形成される単量体をさらに含みうる。   In order to form the copolymer (C) having a structural unit other than the unit (A) and the unit (B), the monomer group may further include a monomer in which the structural unit is formed by polymerization.

共重合に供する単量体群は、保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単量体を2種以上、および/またはヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単量体を2種以上含みうる。   The monomer group used for copolymerization includes two or more acrylate monomers containing a hydroxy group protected by a protecting group, and / or (meth) acrylate monomers not containing a hydroxy group. Two or more types may be included.

本発明の製造方法では、共重合体(C)に対して保護基R3の脱離反応と、単位(A)および単位(B)間の環化反応とを進行させて、主鎖にラクトン環構造を有するラクトン環含有重合体を形成する。 In the production method of the present invention, the elimination reaction of the protecting group R 3 and the cyclization reaction between the unit (A) and the unit (B) are allowed to proceed with respect to the copolymer (C), and the lactone is introduced into the main chain. A lactone ring-containing polymer having a ring structure is formed.

脱離反応では、共重合体(C)の単位(A)から保護基R3を脱離させる。保護基を脱離できる限り、脱離反応を進行させる具体的な手段は限定されない。脱離反応は、例えば、共重合体(C)への熱の印加、共重合体(C)の環境の変化、および脱離剤の使用から選ばれる少なくとも1種により実施できる。環境の変化は、例えば、酸性または塩基性への変化、還元性雰囲気への変化である。脱離剤は、例えば、フッ素系化合物である。これらの手段を任意に組み合わせてもよい。組み合わせる各手段は、同時に実施しても段階的に実施してもよい。脱離反応を進行させる具体的な手段は、共重合体(C)の構成および保護基の種類により選択できる。 In the elimination reaction, the protecting group R 3 is eliminated from the unit (A) of the copolymer (C). As long as the protecting group can be eliminated, the specific means for proceeding with the elimination reaction is not limited. The elimination reaction can be carried out, for example, by at least one selected from application of heat to the copolymer (C), change in the environment of the copolymer (C), and use of a elimination agent. The environmental change is, for example, a change to acidic or basic, or a change to a reducing atmosphere. The release agent is, for example, a fluorine compound. These means may be arbitrarily combined. Each means to combine may be implemented simultaneously or in steps. Specific means for proceeding the elimination reaction can be selected depending on the constitution of the copolymer (C) and the kind of the protecting group.

保護基と具体的な手段との組み合わせの例は、ケイ素系の保護基について、熱の印加、酸性雰囲気への変化、および脱離剤の使用から選ばれる少なくとも1種である。アセタール系の保護基について、熱の印加および/または酸性雰囲気への変化である。ベンジル基およびその誘導体である保護基について、還元性雰囲気への変化である。アセチル基およびベンゾイル基である保護基について、塩基性雰囲気への変化および/または還元性雰囲気への変化である。   An example of a combination of a protecting group and a specific means is at least one selected from application of heat, change to an acidic atmosphere, and use of a leaving agent for a silicon-based protecting group. For acetal-based protecting groups, heat is applied and / or changes to an acidic atmosphere. This is a change to a reducing atmosphere for the protecting group which is a benzyl group and its derivative. For protecting groups that are acetyl and benzoyl groups, a change to a basic atmosphere and / or a change to a reducing atmosphere.

脱離反応では、少なくとも一部の保護基を単位(A)から脱離できればよいし、もちろん、全ての保護基を単位(A)から脱離してもよい。   In the elimination reaction, it is sufficient that at least a part of the protecting groups can be eliminated from the unit (A), and of course, all the protecting groups may be eliminated from the unit (A).

熱を印加して脱離反応を進行させる場合、その温度は保護基の種類によっても異なるが、例えば、ケイ素系およびアセタール系保護基の場合、100〜300℃程度である。   When the elimination reaction proceeds by applying heat, the temperature varies depending on the type of protecting group, but for example, in the case of silicon-based and acetal-based protecting groups, it is about 100 to 300 ° C.

酸性雰囲気への変化により脱離反応を進行させる場合、例えば、共重合体(C)がおかれている雰囲気に酸性物質を添加すればよい。酸性物質は限定されず、例えば、塩酸、硫酸、リン酸化合物などの無機酸およびその化合物、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸などのスルホン酸、ギ酸、酢酸などのカルボン酸である。酸性物質とともに、水、および/またはメタノール、エタノールなどのアルコールを添加してもよい。   When the elimination reaction proceeds by changing to an acidic atmosphere, for example, an acidic substance may be added to the atmosphere in which the copolymer (C) is placed. The acidic substance is not limited, and examples thereof include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid compounds and compounds thereof, sulfonic acids such as methanesulfonic acid and paratoluenesulfonic acid, and carboxylic acids such as formic acid and acetic acid. Along with the acidic substance, water and / or an alcohol such as methanol or ethanol may be added.

塩基性雰囲気への変化により脱離反応を進行させる場合、例えば、共重合体(C)がおかれている雰囲気に塩基性物質を添加すればよい。塩基性物質は限定されず、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの塩、水酸化物である。塩基性物質とともに、水、および/またはメタノール、エタノールなどのアルコールを添加してもよい。   When the elimination reaction proceeds by changing to a basic atmosphere, for example, a basic substance may be added to the atmosphere in which the copolymer (C) is placed. The basic substance is not limited, and examples thereof include alkali metals, alkaline earth metals, salts thereof, and hydroxides. Along with the basic substance, water and / or an alcohol such as methanol or ethanol may be added.

還元性雰囲気への変化により脱離反応を進行させる場合、例えば、共重合体(C)がおかれている雰囲気に還元性物質を添加すればよい。還元性物質は限定されず、例えば、金属水素化物である。金属と水素とを添加することにより、上記雰囲気において金属水素化物を生じさせてもよい。   When the elimination reaction proceeds by changing to a reducing atmosphere, for example, a reducing substance may be added to the atmosphere in which the copolymer (C) is placed. The reducing substance is not limited and is, for example, a metal hydride. Metal hydride may be generated in the above atmosphere by adding metal and hydrogen.

脱離剤の使用により脱離反応を進行させる場合、例えば、共重合体(C)がおかれている雰囲気に脱離剤を添加すればよい。脱離剤であるフッ素系化合物は、例えば、フッ化水素、フッ化テトラブチルアンモニウムなどのフッ化水素の塩、フッ化セシウムなどの金属フッ化物である。   When the elimination reaction is allowed to proceed by using the elimination agent, for example, the elimination agent may be added to the atmosphere in which the copolymer (C) is placed. Examples of the fluorine-based compound as a desorbing agent include hydrogen fluoride salts such as hydrogen fluoride and tetrabutylammonium fluoride, and metal fluorides such as cesium fluoride.

環化反応では、脱離反応により保護基R3が外れることで露出した単位(A)のヒドロキシ基と、単位(B)のエステル基との間に環化縮合反応が進行することにより、ラクトン環構造が重合体の主鎖に形成される。環化反応は、共重合体(C)の分子鎖内で進行するエステル交換反応の一種であり、アルコールが副生する反応である。 In the cyclization reaction, a cyclization condensation reaction proceeds between the hydroxy group of the unit (A) and the ester group of the unit (B) that are exposed when the protecting group R 3 is removed by the elimination reaction. A ring structure is formed in the main chain of the polymer. The cyclization reaction is a kind of transesterification reaction that proceeds in the molecular chain of the copolymer (C), and is a reaction in which alcohol is by-produced.

環化反応を進行させる具体的な手段は限定されない。環化反応は、例えば、保護基R3が脱離した共重合体(C)への熱の印加、および/または当該共重合体(C)の環境を変化させることにより実施できる。環境の変化は、例えば、脱離反応の説明において例示した変化であり、具体的な例は、保護基R3が脱離した共重合体(C)がおかれている雰囲気の酸性または塩基性への変化である。環化反応を制御する、典型的には環化反応を促進させる環化触媒を併用することもできる。環化触媒には公知の触媒を使用できる。 The specific means for causing the cyclization reaction to proceed is not limited. The cyclization reaction can be carried out, for example, by applying heat to the copolymer (C) from which the protecting group R 3 is eliminated and / or changing the environment of the copolymer (C). The environmental change is, for example, the change exemplified in the explanation of the elimination reaction, and a specific example is an acidic or basic atmosphere of the atmosphere in which the copolymer (C) from which the protective group R 3 is eliminated is placed. It is a change to. A cyclization catalyst that controls the cyclization reaction, typically that promotes the cyclization reaction, may be used in combination. A known catalyst can be used as the cyclization catalyst.

熱を印加して環化反応を進行させる場合、その温度は、例えば、100〜300℃であり、150〜250℃が好ましい。   When heat is applied to advance the cyclization reaction, the temperature is, for example, 100 to 300 ° C, preferably 150 to 250 ° C.

酸性雰囲気への変化により環化反応を進行させる場合、例えば、保護基R3が脱離した共重合体(C)がおかれている雰囲気に酸性物質を添加すればよい。酸性物質は限定されず、例えば、塩酸、硫酸、リン酸化合物などの無機酸およびその化合物、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸などのスルホン酸、ギ酸、酢酸などのカルボン酸である。 When the cyclization reaction proceeds by changing to an acidic atmosphere, for example, an acidic substance may be added to the atmosphere in which the copolymer (C) from which the protecting group R 3 is eliminated is placed. The acidic substance is not limited, and examples thereof include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid compounds and compounds thereof, sulfonic acids such as methanesulfonic acid and paratoluenesulfonic acid, and carboxylic acids such as formic acid and acetic acid.

塩基性雰囲気への変化により環化反応を進行させる場合、例えば、保護基R3が脱離した共重合体(C)がおかれている雰囲気に塩基性物質を添加すればよい。塩基性物質は限定されず、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの塩、水酸化物である。 When the cyclization reaction proceeds by changing to a basic atmosphere, for example, a basic substance may be added to the atmosphere in which the copolymer (C) from which the protecting group R 3 is eliminated is placed. The basic substance is not limited, and examples thereof include alkali metals, alkaline earth metals, salts thereof, and hydroxides.

環化反応は、脱アルコール縮合反応である。このため、環化反応の雰囲気を減圧することによって副生成物であるアルコールを積極的に除去し、これにより環化反応を促進させてもよい。   The cyclization reaction is a dealcoholization condensation reaction. For this reason, by reducing the atmosphere of the cyclization reaction, alcohol as a by-product may be actively removed, thereby promoting the cyclization reaction.

環化反応では、少なくとも単位(A)と単位(B)との間の環化反応を進行させる。このとき、単位(A)または単位(B)と、共重合体(C)を構成する他の構成単位との間でさらなる環化反応が進行してもよい。   In the cyclization reaction, at least the cyclization reaction between the unit (A) and the unit (B) proceeds. At this time, a further cyclization reaction may proceed between the unit (A) or the unit (B) and another structural unit constituting the copolymer (C).

脱離反応と環化反応とは個別に進行させてもよいし、両反応の条件さえ整えば、同時に進行させてもよい。また、脱離反応、または脱離反応および環化反応の双方の反応は、これら反応の条件と共重合体(C)の重合条件とが整えば、共重合体(C)の形成から連続的に実施してもよい。   The elimination reaction and the cyclization reaction may proceed separately, or may proceed at the same time as long as the conditions for both reactions are prepared. Further, the elimination reaction, or both the elimination reaction and the cyclization reaction can be continued from the formation of the copolymer (C) if the conditions for these reactions and the polymerization conditions for the copolymer (C) are aligned. May be implemented.

本発明の製造方法により得たラクトン環含有重合体(D)は、ラクトン環構造をその主鎖に有する。形成されるラクトン環構造の具体的な構造は特に限定されないが、例えば、以下の式(5)に示す構造である。式(5)のR1およびR2は、式(1)のR1およびR2と同様であり、R7は水素原子(単位(B)がアクリル酸エステル単位のとき)またはメチル基(単位(B)がメタクリル酸エステル単位のとき)である。 The lactone ring-containing polymer (D) obtained by the production method of the present invention has a lactone ring structure in its main chain. Although the specific structure of the lactone ring structure formed is not specifically limited, For example, it is a structure shown to the following formula | equation (5). R 1 and R 2 of formula (5) is the same as R 1 and R 2 of formula (1), R 7 is a hydrogen atom (when the unit (B) is an acrylic ester unit) or a methyl group (unit (B) is a methacrylate unit.

Figure 2016186009
Figure 2016186009

重合体(D)は、環化反応時に未反応のまま残留した単位(A)、単位(A)から保護基R3が脱離した単位、および単位(B)から選ばれる少なくとも1種の単位を構成単位として有しうる。また、重合体(D)は、共重合体(C)が単位(A)および単位(B)以外の構成単位を有している場合、当該構成単位をさらに有しうる。 The polymer (D) comprises at least one unit selected from the unit (A) remaining unreacted during the cyclization reaction, the unit from which the protecting group R 3 is eliminated from the unit (A), and the unit (B). As a structural unit. Moreover, a polymer (D) can further have the said structural unit, when the copolymer (C) has structural units other than a unit (A) and a unit (B).

重合体(D)は、典型的には熱可塑性重合体である。重合体(D)は、例えば、非晶性重合体でありうる。   The polymer (D) is typically a thermoplastic polymer. The polymer (D) can be, for example, an amorphous polymer.

単位(A)はアクリル酸エステル単位であり、単位(B)は(メタ)アクリル酸エステル単位である。このため、単位(A)および単位(B)間の環化反応により形成されたラクトン環構造は、(メタ)アクリル酸エステル単位の誘導体である。また、重合体(D)は、環化反応時に未反応のまま残留した単位(A)、単位(A)から保護基が脱離した単位、および単位(B)を構成単位として有しうるが、これらの単位は(メタ)アクリル酸エステル単位である。このため、重合体(D)におけるラクトン環構造の含有率と(メタ)アクリル酸エステル単位の含有率との合計が50質量%以上であれば、重合体(D)はアクリル重合体である。このとき、重合体(D)は、アクリル重合体であるが故の特性、例えば、高い透明性、高い表面光沢および耐候性、ならびに機械的強度、成形加工性および表面硬度の高いバランスを有しうる。   The unit (A) is an acrylate unit, and the unit (B) is a (meth) acrylate unit. For this reason, the lactone ring structure formed by the cyclization reaction between the unit (A) and the unit (B) is a derivative of a (meth) acrylic acid ester unit. In addition, the polymer (D) may have as constituent units a unit (A) that remains unreacted during the cyclization reaction, a unit in which a protecting group is eliminated from the unit (A), and a unit (B). These units are (meth) acrylic acid ester units. For this reason, if the sum total of the content rate of the lactone ring structure and the content rate of the (meth) acrylic acid ester unit in the polymer (D) is 50% by mass or more, the polymer (D) is an acrylic polymer. At this time, the polymer (D) has characteristics because it is an acrylic polymer, for example, high transparency, high surface gloss and weather resistance, and a high balance of mechanical strength, molding processability and surface hardness. sell.

重合体(D)におけるラクトン環構造の含有率は、その形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生を抑制しながら、従来のラクトン環含有重合体よりも大きくすることが可能である。具体的に、重合体(D)におけるラクトン環構造の含有率は、例えば、10〜100質量%とすることもできる。   The content of the lactone ring structure in the polymer (D) can be made larger than that of a conventional lactone ring-containing polymer while suppressing the occurrence of gelation and foaming during the formation and molding process. Specifically, the content of the lactone ring structure in the polymer (D) can be, for example, 10 to 100% by mass.

重合体(D)は、主鎖のラクトン環構造に基づく特性を有する。特性は、例えば、熱的特性、光学的特性である。   The polymer (D) has characteristics based on the lactone ring structure of the main chain. The characteristics are, for example, thermal characteristics and optical characteristics.

熱的特性は、例えばTgであり、ラクトン環含有重合体(D)のTgは、ラクトン環構造を主鎖に有さない場合に比べて高い。ラクトン環含有重合体(D)のTgは、例えば、100℃以上であり、ラクトン環構造の構成および含有率によっては、130℃以上、150℃以上、さらには180℃以上となりうる。ラクトン環含有重合体(D)ではこのような高いTgが、当該重合体(D)の形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生を抑制しながら達成される。   The thermal characteristic is, for example, Tg, and the Tg of the lactone ring-containing polymer (D) is higher than that when the main chain does not have a lactone ring structure. The Tg of the lactone ring-containing polymer (D) is, for example, 100 ° C. or higher, and can be 130 ° C. or higher, 150 ° C. or higher, and further 180 ° C. or higher depending on the configuration and content of the lactone ring structure. In the lactone ring-containing polymer (D), such a high Tg is achieved while suppressing the occurrence of gelation and foaming during the formation of the polymer (D) and during the molding process.

また、ラクトン環含有重合体(D)では、従来の製造方法により形成したラクトン環含有重合体に比べて、同じラクトン環構造の含有率のときにTgがより高くなる。これは、上述した効果によって、ラクトン環構造がより均一にラクトン環含有重合体の分子鎖に配置されることに基づくと考えられる。Tgの上昇は、例えば、1〜20℃である。   In addition, the lactone ring-containing polymer (D) has a higher Tg when the content of the lactone ring structure is the same as that of the lactone ring-containing polymer formed by the conventional production method. This is considered to be based on the fact that the lactone ring structure is more uniformly arranged in the molecular chain of the lactone ring-containing polymer due to the effects described above. The increase in Tg is, for example, 1 to 20 ° C.

光学的特性は、例えば複屈折特性である。主鎖に位置するラクトン環構造によって重合体の複屈折発現性(位相差発現性)が向上する。ラクトン環構造は、重合体(D)に正の固有複屈折を与える作用を有する。重合体(D)としての固有複屈折の正負は、当該重合体(D)が有する各構成単位が示す複屈折特性の兼ね合いにより決定される。   The optical characteristic is, for example, a birefringence characteristic. The lactone ring structure located in the main chain improves the birefringence expression (phase difference expression) of the polymer. The lactone ring structure has an effect of imparting positive intrinsic birefringence to the polymer (D). The positive or negative of the intrinsic birefringence as the polymer (D) is determined by the balance between the birefringence characteristics of the respective structural units of the polymer (D).

ラクトン環含有重合体(D)はこれらの特性に基づき、種々の用途に使用できる。用途は、例えば、光学部材である。ラクトン環含有重合体(D)における上述した熱的特性および光学的特性は、光学部材の有利な特徴になりうる。また、ラクトン環含有重合体(D)が透明性および耐熱性に優れ、かつその形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生が抑制されていることも、光学部材の有利な特徴になりうる。光学部材は、例えば、光学レンズ、光学プリズム、光学フィルム、光学ファイバー、光学ディスクである。   Based on these characteristics, the lactone ring-containing polymer (D) can be used for various applications. The application is, for example, an optical member. The above-described thermal and optical properties of the lactone ring-containing polymer (D) can be advantageous characteristics of the optical member. Another advantage of the optical member is that the lactone ring-containing polymer (D) is excellent in transparency and heat resistance, and is less gelled and foamed during formation and molding. sell. The optical member is, for example, an optical lens, an optical prism, an optical film, an optical fiber, or an optical disk.

光学部材の形状は特に限定されず、例えばフィルム(光学フィルム)である。光学フィルムの具体的な用途は特に限定されず、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなどの画像表示装置に用いられる複屈折フィルム、位相差フィルム、視野角補償フィルム、光拡散フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、輝度向上フィルム、画素部(発光部)保護フィルム、偏光子保護フィルム、紫外線吸収フィルムである。   The shape of the optical member is not particularly limited, and is, for example, a film (optical film). The specific use of the optical film is not particularly limited. For example, a birefringent film, a retardation film, a viewing angle compensation film, a light diffusion film, and a reflection film used in image display devices such as liquid crystal displays, plasma displays, and organic EL displays. A film, an antireflection film, an antiglare film, a brightness enhancement film, a pixel part (light emitting part) protective film, a polarizer protective film, and an ultraviolet absorbing film.

ラクトン環含有重合体(D)のその他の用途は、例えば、看板・ディスプレイ、弱電・工業部品、感光性電子材料、自動車を中心とする車輌部品、建材・店装、コーティング材料、脱塗装用保護フィルム、照明器具、大型水槽、ミラー、繊維、文具、テーブルウェアなどの雑貨類、化粧品、食品などである。   Other uses of the lactone ring-containing polymer (D) include, for example, signboards / displays, weak electrical / industrial parts, photosensitive electronic materials, automotive parts such as automobiles, building materials / shopping, coating materials, protection for depainting. These include miscellaneous goods such as films, lighting fixtures, large water tanks, mirrors, textiles, stationery, and tableware, cosmetics, and foods.

ラクトン環含有重合体(D)は、用途に応じて様々な形状に成形できる。成形可能な形状は、例えば、フィルム、シート、プレート、ディスク、ブロック、ボール、レンズ、ロッド、ストランド、コードおよびファイバーである。ラクトン環含有重合体(D)を、これらの形状に成形する方法は、公知の方法に従えばよい。   The lactone ring-containing polymer (D) can be molded into various shapes depending on the application. Formable shapes are, for example, films, sheets, plates, disks, blocks, balls, lenses, rods, strands, cords and fibers. The method for forming the lactone ring-containing polymer (D) into these shapes may be a known method.

ラクトン環含有重合体(D)は単独で使用しても、ラクトン環含有重合体(D)と、他の重合体および/または添加剤とを含む樹脂組成物(E)として使用してもよい。   The lactone ring-containing polymer (D) may be used alone, or may be used as a resin composition (E) containing the lactone ring-containing polymer (D) and other polymers and / or additives. .

他の重合体は限定されないが、光学部材といった透明性が要求される用途に樹脂組成物(E)を使用する場合は、ラクトン環含有重合体(D)と他の重合体とが互いに相溶する必要があることに留意する。他の重合体は、例えば、熱可塑性重合体である。他の重合体の具体例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)などのオレフィン系ポリマー;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂などの含ハロゲン系ポリマー;ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体などのスチレン系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどの生分解性ポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610などのポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロース系ポリマー;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルニトリル;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシペンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴム、アクリル系ゴムを配合したABS樹脂やASA樹脂などのゴム質重合体である。   The other polymer is not limited, but when the resin composition (E) is used for an application requiring transparency such as an optical member, the lactone ring-containing polymer (D) and the other polymer are compatible with each other. Keep in mind that you need to. Another polymer is, for example, a thermoplastic polymer. Specific examples of other polymers include olefin polymers such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and poly (4-methyl-1-pentene); halogen-containing polymers such as vinyl chloride and chlorinated vinyl resins; Styrene polymers such as polystyrene, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer; polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate; polylactic acid, Biodegradable polyester such as polybutylene succinate; polyamide such as nylon 6, nylon 66, nylon 610; polyacetal; polycarbonate; cellulose triacetate, cellulose acetate Cellulose polymers such as lopionate and cellulose acetate butyrate; polyphenylene oxide; polyphenylene sulfide; polyether ether ketone; polyether nitrile; polysulfone; polyethersulfone; polyoxypentylene; polyamidoimide; It is a rubbery polymer such as a blended ABS resin or ASA resin.

添加剤は、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、耐電防止剤、可塑剤、流動化剤、着色剤、染料、難燃剤、フィラーである。   Additives are, for example, ultraviolet absorbers, antioxidants, lubricants, antistatic agents, plasticizers, fluidizers, colorants, dyes, flame retardants, and fillers.

樹脂組成物(E)は、2種以上の他の重合体および/または2種以上の添加剤を含んでいてもよい。   The resin composition (E) may contain two or more kinds of other polymers and / or two or more kinds of additives.

樹脂組成物(E)におけるラクトン環含有重合体(D)の含有率は、樹脂組成物(E)として求められる特性に応じて自由に設定できる。ラクトン環含有重合体(D)は、樹脂組成物(E)の主成分であってもよい。主成分とは、樹脂組成物中で最も含有率が大きい成分をいう。主成分の含有率は、例えば、50質量%以上であり、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、さらには90質量%以上でありうる。   The content rate of the lactone ring containing polymer (D) in a resin composition (E) can be freely set according to the characteristic calculated | required as a resin composition (E). The lactone ring-containing polymer (D) may be a main component of the resin composition (E). A main component means a component with the largest content rate in a resin composition. The content rate of the main component is, for example, 50% by mass or more, and may be 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, and further 90% by mass or more.

樹脂組成物(E)における他の重合体の含有率は、樹脂組成物(E)として求められる特性に応じて自由に設定できる。樹脂組成物(E)における他の重合体の含有率の合計は、例えば50質量%以下であり、40質量%以下でありうる。樹脂組成物(E)における添加剤の含有率も、樹脂組成物(E)として求められる特性に応じて自由に設定できる。樹脂組成物(E)における添加剤の含有率の合計は、ラクトン環含有重合体(D)100質量部に対して、例えば5質量部以下である。   The content of the other polymer in the resin composition (E) can be freely set according to the characteristics required for the resin composition (E). The total content of other polymers in the resin composition (E) is, for example, 50% by mass or less, and may be 40% by mass or less. The content of the additive in the resin composition (E) can also be freely set according to the characteristics required for the resin composition (E). The total content of the additives in the resin composition (E) is, for example, 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the lactone ring-containing polymer (D).

樹脂組成物に含まれる各重合体の含有率は、公知の手法、例えば1H−NMR法および/またはIR法により評価できる。 The content of each polymer contained in the resin composition can be evaluated by a known method, for example, 1 H-NMR method and / or IR method.

樹脂組成物(E)の形成方法は限定されない。例えば、ラクトン環含有重合体(D)と、上記他の重合体および/または添加剤とを公知の混合方法で混合して形成できる。混合は、例えば、オムニミキサーなどの混合機でプレブレンドした後、得られた混合物を混練して実施できる。混練機は特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機などの押出機や加圧ニーダーなど、公知の混練機を使用できる。樹脂組成物(E)は、本発明の製造方法で形成したラクトン環含有重合体(D)を含む。このため、樹脂組成物(E)についても、その形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生を抑制できる。   The formation method of the resin composition (E) is not limited. For example, it can be formed by mixing the lactone ring-containing polymer (D) and the other polymer and / or additive by a known mixing method. Mixing can be carried out, for example, by pre-blending with a mixer such as an omni mixer and then kneading the resulting mixture. A kneading machine is not specifically limited, For example, well-known kneading machines, such as extruders, such as a single screw extruder and a twin screw extruder, and a pressure kneader, can be used. The resin composition (E) includes a lactone ring-containing polymer (D) formed by the production method of the present invention. For this reason, also about the resin composition (E), generation | occurrence | production of the gelatinization and foaming at the time of the formation and shaping | molding process can be suppressed.

樹脂組成物(E)は、ラクトン環含有重合体(D)をはじめ、当該組成物(E)が含む重合体および添加剤の種類および含有率に基づく特性を有する。特性は、例えば、上述した熱的特性、光学的特性である。樹脂組成物(E)は、例えば、高いTgを示す。樹脂組成物(E)のTgは、例えば、100℃以上であり、当該組成物に含まれるラクトン環含有重合体(D)の含有率によっては、120℃以上、130℃以上、さらには150℃以上となりうる。樹脂組成物(E)ではこのような高いTgが、その形成時および成形加工時におけるゲル化および発泡の発生を抑制しながら達成される。   The resin composition (E) has characteristics based on the type and content of the lactone ring-containing polymer (D), the polymer and the additive contained in the composition (E). The characteristics are, for example, the above-described thermal characteristics and optical characteristics. Resin composition (E) shows high Tg, for example. The Tg of the resin composition (E) is, for example, 100 ° C. or higher. Depending on the content of the lactone ring-containing polymer (D) contained in the composition, it is 120 ° C. or higher, 130 ° C. or higher, and further 150 ° C. It can be over. In the resin composition (E), such a high Tg is achieved while suppressing the occurrence of gelation and foaming during the formation and molding process.

樹脂組成物(E)は、ラクトン環含有重合体(D)と同様の用途に使用できる。   The resin composition (E) can be used for the same applications as the lactone ring-containing polymer (D).

ラクトン環含有重合体(D)または樹脂組成物(E)を成形加工して、樹脂成形体(F)を形成できる。樹脂成形体(F)は、ラクトン環含有重合体(D)または樹脂組成物(E)により構成される。   The lactone ring-containing polymer (D) or the resin composition (E) can be molded to form a resin molded body (F). The resin molded body (F) is composed of a lactone ring-containing polymer (D) or a resin composition (E).

樹脂成形体(F)の形状は限定されず、例えば、フィルム、シート、プレート、ディスク、ブロック、ボール、レンズ、ロッド、ストランド、コード、またはファイバーである。   The shape of the resin molded body (F) is not limited and is, for example, a film, a sheet, a plate, a disk, a block, a ball, a lens, a rod, a strand, a cord, or a fiber.

樹脂成形体(F)は、当該成形体を構成するラクトン環含有重合体(D)または樹脂組成物(E)の特性に基づく特性を有する。   The resin molded body (F) has characteristics based on the characteristics of the lactone ring-containing polymer (D) or the resin composition (E) constituting the molded body.

樹脂成形体(F)の用途は、ラクトン環含有重合体(D)および樹脂組成物(E)の用途と同様である。   The use of the resin molding (F) is the same as that of the lactone ring-containing polymer (D) and the resin composition (E).

樹脂成形体(F)の形成方法は限定されない。溶融押出法、キャスト法、プレス成形法などの公知の成形手法によりラクトン環含有重合体(D)または樹脂組成物(E)を成形して、樹脂成形体(F)を形成することができる。   The formation method of a resin molding (F) is not limited. The resin molded body (F) can be formed by molding the lactone ring-containing polymer (D) or the resin composition (E) by a known molding technique such as a melt extrusion method, a casting method, or a press molding method.

樹脂成形体(F)は、ラクトン環含有重合体(D)または樹脂組成物(E)の特性に基づく特性を有する。特性は、例えば、上述した熱的特性、光学的特性である。そして、樹脂成形体(F)ではゲル化および発泡の発生が抑制されており、これは樹脂成形体(F)の光学部材としての使用に特に有利な点となる。ゲルおよび発泡は、光学部材としての重大な欠陥である光学的欠点となるからである。   The resin molded body (F) has characteristics based on the characteristics of the lactone ring-containing polymer (D) or the resin composition (E). The characteristics are, for example, the above-described thermal characteristics and optical characteristics. And in the resin molding (F), generation | occurrence | production of gelling and foaming is suppressed, and this becomes a point especially advantageous for use as an optical member of the resin molding (F). This is because gel and foam become optical defects which are serious defects as an optical member.

実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。   The examples illustrate the invention in more detail. The present invention is not limited to the examples shown below.

最初に、本実施例において作製した重合体(前駆重合体を含む)の評価方法を示す。   First, an evaluation method of the polymer (including the precursor polymer) produced in this example is shown.

[前駆重合体におけるRHMA単位の含有率]
前駆重合体(実施例1〜4では共重合体(C))における2−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル単位(RHMA単位;共重合体(C)では、ヒドロキシ基がテトラメチルシリル(TMS)基により保護されたRHMAの誘導体単位)の含有率は、前駆重合体に対して1H−NMR測定を行い、得られた1H−NMRプロファイルの面積比から求めた。1H−NMR測定には、核磁気共鳴分光計(BRUKER製、AV300M)を用い、測定溶媒には重クロロホルム(和光純薬製)を用いた。
[Rhma unit content in precursor polymer]
2-hydroxymethyl acrylate units (RHMA units in the copolymer (C) in Examples 1 to 4) in Examples 1 to 4; in the copolymer (C), the hydroxy groups are protected by tetramethylsilyl (TMS) groups. The content ratio of the RHMA derivative unit) was determined from the area ratio of the obtained 1 H-NMR profile by performing 1 H-NMR measurement on the precursor polymer. For 1 H-NMR measurement, a nuclear magnetic resonance spectrometer (manufactured by BRUKER, AV300M) was used, and deuterated chloroform (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was used as a measurement solvent.

[ガラス転移温度(Tg)]
作製したラクトン環含有重合体のTgは、JIS K7121の規定に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計(リガク製、Thermo plus EVO DSC−8230)を用い、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から300℃まで昇温(昇温速度20℃/分)して得られたDSC曲線から、始点法により評価した。リファレンスにはα−アルミナを用いた。
[Glass transition temperature (Tg)]
The Tg of the produced lactone ring-containing polymer was determined in accordance with JIS K7121 regulations. Specifically, using a differential scanning calorimeter (Rigaku, Thermo plus EVO DSC-8230), a sample of about 10 mg was heated from room temperature to 300 ° C. (temperature increase rate 20 ° C./min) in a nitrogen gas atmosphere. From the DSC curve obtained in this way, the starting point method was used for evaluation. Α-alumina was used as a reference.

[重量平均分子量]
作製したラクトン環含有重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、標準ポリスチレン換算にて、以下の測定条件により求めた。
測定システム:東ソー社製「GPCシステムHLC−8220」
展開溶媒:N,N-ジメチルホルアミド(和光純薬工業製、特級)
溶媒流量:1mL/分
標準試料:TSK標準ポリスチレン(東ソー社製「PS−オリゴマーキット」)
測定側カラム構成:ガードカラム(東ソー社製「TSK guardcolumn ALPHA」)、分離カラム(東ソー社製「TSK Gel ALPHA−5000」、「TSK Gel ALPHA−2500」)、2本直列接続
[Weight average molecular weight]
The weight average molecular weight (Mw) of the produced lactone ring-containing polymer was determined under the following measurement conditions in terms of standard polystyrene using gel permeation chromatography (GPC).
Measurement system: “GPC system HLC-8220” manufactured by Tosoh Corporation
Developing solvent: N, N-dimethylformamide (Wako Pure Chemical Industries, special grade)
Solvent flow rate: 1 mL / min Standard sample: TSK standard polystyrene (“PS-oligomer kit” manufactured by Tosoh Corporation)
Measurement side column configuration: Guard column ("TSK guardcolumn ALPHA" manufactured by Tosoh Corporation), separation column ("TSK Gel ALPHA-5000" manufactured by Tosoh Corporation, "TSK Gel ALPHA-2500"), two in series connection

[溶媒への可溶性]
作製したラクトン環含有重合体の溶媒への可溶性を以下のように評価した。最初に、作製したラクトン環含有重合体10mgを5mLのDMSOに投入し、室温にて12時間以上撹拌した。これにより、DMSOへの可溶性の有無を確認した。次に、DMSOをクロロホルムに変更して同様に、クロロホルムへの可溶性の有無を確認した。ラクトン環含有重合体では、通常、DMSOに対する可溶性の方がクロロホルムに対する可溶性よりも高くなる。
[Solubility in solvent]
The solubility of the produced lactone ring-containing polymer in a solvent was evaluated as follows. First, 10 mg of the produced lactone ring-containing polymer was put into 5 mL of DMSO and stirred at room temperature for 12 hours or more. This confirmed the presence or absence of solubility in DMSO. Next, DMSO was changed to chloroform, and the presence or absence of solubility in chloroform was similarly confirmed. In the lactone ring-containing polymer, the solubility in DMSO is usually higher than the solubility in chloroform.

(製造例1)
製造例1では、重合により単位(A)となる、保護基であるTMS基によりヒドロキシ基が保護された2−ヒドロキシメチルアクリル酸誘導体(RHMA−TMS)を作製した。
(Production Example 1)
In Production Example 1, a 2-hydroxymethylacrylic acid derivative (RHMA-TMS) having a hydroxy group protected by a TMS group which is a protecting group, which becomes a unit (A) by polymerization, was produced.

最初に、内容積300mLの三口フラスコに滴下漏斗、冷却管および温度計を取り付け、そこにRHMA単量体(160mmol、18.6g)、塩基としてトリエチルアミン(320mmol、32.4g)、および溶媒としてジクロロメタン100mLを投入した。次に、フラスコを氷水につけて全体を冷却した後、滴下漏斗を介して、クロロトリメチルシラン(TMS−Cl;320mmol、34.1g)を30分かけて滴下した。滴下終了後、フラスコ内の収容物を室温で一晩撹拌した。次に、フラスコ内の反応液を300mLの水に投入し、有機層をジクロロメタンにより抽出した。抽出した有機層は硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。このようにして得た褐色の液体をシリカゲルクロマトグラフィーにより単離して、RHMA−TMS単量体22g(117mmol)を収率73%で得た。   First, a dropping funnel, a condenser and a thermometer were attached to a three-necked flask having an internal volume of 300 mL, in which RHMA monomer (160 mmol, 18.6 g), triethylamine (320 mmol, 32.4 g) as a base, and dichloromethane as a solvent. 100 mL was added. Next, after putting the flask in ice water and cooling the whole, chlorotrimethylsilane (TMS-Cl; 320 mmol, 34.1 g) was added dropwise over 30 minutes via a dropping funnel. After completion of the dropwise addition, the contents in the flask were stirred overnight at room temperature. Next, the reaction solution in the flask was poured into 300 mL of water, and the organic layer was extracted with dichloromethane. The extracted organic layer was dried over sodium sulfate, and then the solvent was distilled off. The brown liquid thus obtained was isolated by silica gel chromatography to obtain 22 g (117 mmol) of RHMA-TMS monomer in a yield of 73%.

(実施例1)
最初に、製造例1で作製したRHMA−TMS単量体と、メタクリル酸メチル(MMA)単量体とを共重合して、単位(A)であるRHMA−TMS単位と単位(B)であるMMA単位とを構成単位として有する共重合体(C)を作製した。
Example 1
First, the RHMA-TMS monomer produced in Production Example 1 and the methyl methacrylate (MMA) monomer are copolymerized to form the unit (A), the RHMA-TMS unit and the unit (B). A copolymer (C) having MMA units as constituent units was produced.

具体的には、内容積100mLの耐圧チューブ内に、製造例1で作製したRHMA−TMS単量体(1.4mmol、2.64g)と、MMA(1.4mmol、1.40g)単量体とを投入した後、開始剤として8mgのAIBN、および溶媒として2.4gのトルエンをさらに投入した。次に、チューブ内を2分間窒素バブリングした後、チューブを密閉して65℃のオイルバスに8時間浸漬させた。次に、チューブの内容物をクロロホルムに溶解させ、さらにヘキサンで再沈殿させた後、溶媒を除去した。このようにしてRHMA−TMS単量体とMMA単量体との共重合を進行させ、RHMA−TMS/MMA共重合体である白色固体の共重合体(C−1)を得た。共重合体(C−1)におけるRHMA−TMS単位の含有率を1H−NMRにより評価したところ、49モル%であった。 Specifically, the RHMA-TMS monomer (1.4 mmol, 2.64 g) prepared in Production Example 1 and the MMA (1.4 mmol, 1.40 g) monomer were placed in a pressure-resistant tube having an internal volume of 100 mL. Then, 8 mg of AIBN as an initiator and 2.4 g of toluene as a solvent were further added. Next, after bubbling nitrogen inside the tube for 2 minutes, the tube was sealed and immersed in an oil bath at 65 ° C. for 8 hours. Next, the contents of the tube were dissolved in chloroform and reprecipitated with hexane, and then the solvent was removed. Thus, the copolymerization of the RHMA-TMS monomer and the MMA monomer was advanced to obtain a white solid copolymer (C-1) which is an RHMA-TMS / MMA copolymer. When the content of the RHMA-TMS unit in the copolymer (C-1) was evaluated by 1 H-NMR, it was 49 mol%.

次に、このようにして得た共重合体(C−1)に対して、保護基の脱離反応および環化反応を進行させた。   Next, elimination reaction and cyclization reaction of the protecting group were allowed to proceed on the copolymer (C-1) thus obtained.

具体的には、内容積100mLの三口フラスコに滴下漏斗、冷却管および温度計を取り付けた後、作製した共重合体(C−1)2gをフラスコ内でテトラヒドロフラン(THF)18mLに溶解させた。次に、濃度6NのHCl4mLを滴下漏斗よりフラスコ内に滴下した後、フラスコ内の収容物を2時間、室温で撹拌した。撹拌後、フラスコ内の反応物を水で希釈し、析出した白色固体を濾過してヘキサンで洗浄した。このようにして得た固体をジメチルアセトアミド(DMAc)に溶解させ、2−プロパノールで再沈殿させた。次に、再沈殿物から溶媒を乾燥させ、さらに240℃および1時間の加熱処理を施して、主鎖にラクトン環構造を有するラクトン環含有重合体(D−1)を得た。重合体(D−1)のTgは、188℃であった。また、重合体(D−1)をプレス成形機により240℃でプレス成形してフィルムを作製したが、得られたフィルムに発泡は生じなかった。   Specifically, a dropping funnel, a condenser tube and a thermometer were attached to a three-necked flask having an internal volume of 100 mL, and then 2 g of the produced copolymer (C-1) was dissolved in 18 mL of tetrahydrofuran (THF) in the flask. Next, 4 mL of HCl having a concentration of 6N was dropped into the flask from the dropping funnel, and then the contents in the flask were stirred at room temperature for 2 hours. After stirring, the reaction product in the flask was diluted with water, and the precipitated white solid was filtered and washed with hexane. The solid thus obtained was dissolved in dimethylacetamide (DMAc) and reprecipitated with 2-propanol. Next, the solvent was dried from the re-precipitate and further subjected to heat treatment at 240 ° C. for 1 hour to obtain a lactone ring-containing polymer (D-1) having a lactone ring structure in the main chain. The Tg of the polymer (D-1) was 188 ° C. Moreover, although the polymer (D-1) was press-molded at 240 ° C. with a press molding machine to produce a film, foaming did not occur in the obtained film.

(実施例2)
共重合体(C)を形成する際の耐圧チューブへの単量体の仕込み量を、RHMA−TMS単量体について1.06mmol(2g)、およびMMA単量体について2mmol(2g)とした以外は実施例1と同様にして、RHMA−TMS/MMA共重合体である白色固体の共重合体(C−2)を得た。共重合体(C−2)におけるRHMA−TMS単位の含有率を1H−NMRにより評価したところ、36モル%であった。
(Example 2)
The amount of the monomer charged into the pressure tube when forming the copolymer (C) was 1.06 mmol (2 g) for the RHMA-TMS monomer and 2 mmol (2 g) for the MMA monomer. Produced a white solid copolymer (C-2) as an RHMA-TMS / MMA copolymer in the same manner as in Example 1. When the content of the RHMA-TMS unit in the copolymer (C-2) was evaluated by 1 H-NMR, it was 36 mol%.

次に、このようにして得た共重合体(C−2)に対して実施例1と同様に保護基の脱離反応および環化反応を進行させて、ラクトン環含有重合体(D−2)を得た。重合体(D−2)のTgは、158℃であった。また、重合体(D−2)をプレス成形機により240℃でプレス成形してフィルムを作製したが、得られたフィルムに発泡は生じなかった。   Next, the copolymer (C-2) thus obtained was subjected to a protective group elimination reaction and a cyclization reaction in the same manner as in Example 1 to obtain a lactone ring-containing polymer (D-2). ) The Tg of the polymer (D-2) was 158 ° C. Moreover, although the polymer (D-2) was press-molded at 240 ° C. with a press molding machine to produce a film, foaming did not occur in the obtained film.

(実施例3)
共重合体(C)を形成する際の耐圧チューブへの単量体の仕込み量を、RHMA−TMS単量体について1mmol(1.88g)、およびMMA単量体について2mmol(2g)とした以外は実施例1と同様にして、RHMA−TMS/MMA共重合体である白色固体の共重合体(C−3)を得た。共重合体(C−3)におけるRHMA−TMS単位の含有率を1H−NMRにより評価したところ、32モル%であった。
Example 3
The amount of the monomer charged into the pressure-resistant tube when forming the copolymer (C) was 1 mmol (1.88 g) for the RHMA-TMS monomer and 2 mmol (2 g) for the MMA monomer. Produced a white solid copolymer (C-3) as an RHMA-TMS / MMA copolymer in the same manner as in Example 1. When the content of the RHMA-TMS unit in the copolymer (C-3) was evaluated by 1 H-NMR, it was 32 mol%.

次に、このようにして得た共重合体(C−3)に対して実施例1と同様に保護基の脱離反応および環化反応を進行させて、ラクトン環含有重合体(D−3)を得た。重合体(D−3)のTgは、151℃であった。また、重合体(D−3)をプレス成形機により240℃でプレス成形してフィルムを作製したが、得られたフィルムに発泡は生じなかった。   Next, the copolymer (C-3) thus obtained was subjected to a protecting group elimination reaction and a cyclization reaction in the same manner as in Example 1 to produce a lactone ring-containing polymer (D-3). ) Tg of the polymer (D-3) was 151 ° C. Moreover, although the polymer (D-3) was press-molded at 240 ° C. with a press molding machine to produce a film, foaming did not occur in the obtained film.

(実施例4)
共重合体(C)を形成する際の耐圧チューブへの単量体の仕込み量を、RHMA−TMS単量体について0.6mmol(1.13g)、およびMMA単量体について2.7mmol(2.7g)とした以外は実施例1と同様にして、RHMA−TMS/MMA共重合体である白色固体の共重合体(C−4)を得た。共重合体(C−4)におけるRHMA−TMS単位の含有率を1H−NMRにより評価したところ、20モル%であった。
Example 4
The monomer charge into the pressure-resistant tube when forming the copolymer (C) was 0.6 mmol (1.13 g) for the RHMA-TMS monomer and 2.7 mmol (2 for the MMA monomer). A white solid copolymer (C-4), which is a RHMA-TMS / MMA copolymer, was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 0.7 g). When the content of the RHMA-TMS unit in the copolymer (C-4) was evaluated by 1 H-NMR, it was 20 mol%.

次に、このようにして得た共重合体(C−4)に対して実施例1と同様に保護基の脱離反応および環化反応を進行させて、ラクトン環含有重合体(D−4)を得た。重合体(D−4)のTgは、137℃であった。また、重合体(D−4)をプレス成形機により240℃でプレス成形してフィルムを作製したが、得られたフィルムに発泡は生じなかった。   Next, the copolymer (C-4) thus obtained was subjected to a protecting group elimination reaction and a cyclization reaction in the same manner as in Example 1 to produce a lactone ring-containing polymer (D-4). ) Tg of the polymer (D-4) was 137 ° C. Moreover, although the polymer (D-4) was press-molded at 240 ° C. by a press molding machine to produce a film, foaming did not occur in the obtained film.

(比較例1)
最初に、RHMA単量体とMMA単量体とを共重合して、RHMA単位とMMA単位とを構成単位として有する前駆重合体(G)を作製した。
(Comparative Example 1)
First, an RHMA monomer and an MMA monomer were copolymerized to prepare a precursor polymer (G) having RHMA units and MMA units as constituent units.

具体的には、内容積100mLの耐圧チューブ内に、RHMA単量体(1.38mmol、1.6g)とMMA単量体(2.4mmol、2.40g)とを投入した後、開始剤として8mgのAIBN、および溶媒として2.4gのトルエンをさらに投入した。次に、チューブ内を2分間窒素バブリングした後、チューブを密閉して65℃のオイルバスに8時間浸漬させた。次に、チューブの内容物をクロロホルムに溶解させ、さらにヘキサンで再沈殿させた後、溶媒を除去した。このようにしてRHMA単量体とMMA単量体との共重合を進行させ、RHMA/MMA共重合体である白色固体の共重合体(G−1)を得た。共重合体(G−1)におけるRHMA単位の含有率を1H−NMRにより評価したところ、36モル%であった。 Specifically, RHMA monomer (1.38 mmol, 1.6 g) and MMA monomer (2.4 mmol, 2.40 g) were charged into a pressure-resistant tube having an internal volume of 100 mL, and then used as an initiator. An additional 8 mg of AIBN and 2.4 g of toluene as solvent were added. Next, after bubbling nitrogen inside the tube for 2 minutes, the tube was sealed and immersed in an oil bath at 65 ° C. for 8 hours. Next, the contents of the tube were dissolved in chloroform and reprecipitated with hexane, and then the solvent was removed. Thus, the copolymerization of the RHMA monomer and the MMA monomer was advanced to obtain a white solid copolymer (G-1) as an RHMA / MMA copolymer. When the content of the RHMA unit in the copolymer (G-1) was evaluated by 1 H-NMR, it was 36 mol%.

次に、このようにして得た共重合体(G−1)に対して、環化反応を進行させた。   Next, the cyclization reaction was advanced with respect to the copolymer (G-1) obtained in this way.

具体的には、内容積100mLの三口フラスコに滴下漏斗、冷却管および温度計を取り付けた後、作製した共重合体(G−1)2gをフラスコ内でTHF18mLに溶解させた。次に、濃度6NのHCl4mLを滴下漏斗よりフラスコ内に滴下した後、フラスコ内の収容物を4時間、室温で撹拌した。撹拌後、フラスコ内の反応物を水で希釈し、析出した白色固体を濾過してTHFで洗浄した。このようにして得た固体をDMAcに溶解させ、2−プロパノールで再沈殿させた。次に、再沈殿物から溶媒を乾燥させ、さらに240℃および1時間の加熱処理を施して、主鎖にラクトン環構造を有するラクトン環含有重合体(H−1)を得た。重合体(H−1)ではその一部にゲル化が進行しており、重合体(H−1)をDMSOに溶解させることを試みたが、不溶成分が残留した。重合体(H−1)のTgは、152℃であった。また、重合体(H−1)をプレス成形機により240℃でプレス成形してフィルムを作製したところ、得られたフィルムに発泡が生じた。   Specifically, a dropping funnel, a condenser tube and a thermometer were attached to a three-necked flask having an internal volume of 100 mL, and then 2 g of the produced copolymer (G-1) was dissolved in 18 mL of THF in the flask. Next, 4 mL of 6N HCl was dropped into the flask from the dropping funnel, and the contents in the flask were stirred at room temperature for 4 hours. After stirring, the reaction product in the flask was diluted with water, and the precipitated white solid was filtered and washed with THF. The solid thus obtained was dissolved in DMAc and reprecipitated with 2-propanol. Next, the solvent was dried from the reprecipitate, and further subjected to a heat treatment at 240 ° C. for 1 hour to obtain a lactone ring-containing polymer (H-1) having a lactone ring structure in the main chain. In the polymer (H-1), gelation has progressed partially, and an attempt was made to dissolve the polymer (H-1) in DMSO, but insoluble components remained. The Tg of the polymer (H-1) was 152 ° C. Moreover, when the polymer (H-1) was press-molded at 240 ° C. with a press molding machine to produce a film, foaming occurred in the obtained film.

(比較例2)
共重合体(G)を形成する際の耐圧チューブへの単量体の仕込み量を、RHMA単量体について1.2mmol(1.03g)、およびMMA単量体について2.8mmol(2.8g)とした以外は比較例1と同様にして、RHMA/MMA共重合体である白色固体の共重合体(G−2)を得た。共重合体(G−2)におけるRHMA単位の含有率を1H−NMRにより評価したところ、27モル%であった。
(Comparative Example 2)
The amount of monomer charged into the pressure-resistant tube when forming the copolymer (G) was 1.2 mmol (1.03 g) for the RHMA monomer and 2.8 mmol (2.8 g) for the MMA monomer. The white solid copolymer (G-2), which is an RHMA / MMA copolymer, was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that. When the content of RHMA units in the copolymer (G-2) was evaluated by 1 H-NMR, it was 27 mol%.

次に、このようにして得た共重合体(G−2)に対して比較例1と同様に環化反応を進行させて、ラクトン環含有重合体(H−2)を得た。重合体(H−2)では、依然としてその一部にゲル化が進行しており、重合体(H−2)をDMSOに溶解させることを試みたが、不溶成分が残留した。重合体(H−2)のTgは、140℃であった。また、重合体(H−2)をプレス成形機により240℃でプレス成形してフィルムを作製したところ、得られたフィルムに発泡が生じた。   Next, the cyclization reaction was allowed to proceed in the same manner as in Comparative Example 1 with respect to the copolymer (G-2) thus obtained to obtain a lactone ring-containing polymer (H-2). In the polymer (H-2), gelation still proceeds to a part thereof, and an attempt was made to dissolve the polymer (H-2) in DMSO, but insoluble components remained. The Tg of the polymer (H-2) was 140 ° C. Moreover, when the polymer (H-2) was press-molded at 240 ° C. with a press molding machine to produce a film, foaming occurred in the obtained film.

(比較例3)
共重合体(G)を形成する際の耐圧チューブへの単量体の仕込み量を、RHMA単量体について0.8mmol(0.69g)、およびMMA単量体について3.2mmol(3.2g)とした以外は比較例1と同様にして、RHMA/MMA共重合体である白色固体の共重合体(G−3)を得た。共重合体(G−3)におけるRHMA単位の含有率を1H−NMRにより評価したところ、18モル%であった。
(Comparative Example 3)
The monomer charge to the pressure-resistant tube when forming the copolymer (G) was 0.8 mmol (0.69 g) for the RHMA monomer and 3.2 mmol (3.2 g) for the MMA monomer. The white solid copolymer (G-3), which is an RHMA / MMA copolymer, was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that. When the content of RHMA units in the copolymer (G-3) was evaluated by 1 H-NMR, it was 18 mol%.

次に、このようにして得た共重合体(G−3)に対して比較例1と同様に環化反応を進行させて、ラクトン環含有重合体(H−3)を得た。重合体(H−3)のTgは、127℃であった。重合体(H−3)では、ゲル化した部分は見られなかった。また、重合体(H−3)をプレス成形機により240℃でプレス成形してフィルムを作製したが、得られたフィルムに発泡は生じなかった。   Next, the cyclization reaction was allowed to proceed in the same manner as in Comparative Example 1 for the copolymer (G-3) thus obtained, to obtain a lactone ring-containing polymer (H-3). The Tg of the polymer (H-3) was 127 ° C. In the polymer (H-3), no gelled portion was observed. Moreover, although the polymer (H-3) was press-molded by a press molding machine at 240 ° C. to produce a film, foaming did not occur in the obtained film.

各実施例および比較例で作製した前駆重合体の組成、ならびにラクトン環含有重合体の重量平均分子量Mw、溶媒への可溶性およびTgを以下の表1にまとめる。また、前駆重合体におけるRHMA誘導体単位(実施例1〜4)またはRHMA単位(比較例1〜3)の含有率と、当該前駆重合体を環化して得たラクトン環含有重合体のTgとの関係を図1に示す。   Table 1 below summarizes the compositions of the precursor polymers prepared in each Example and Comparative Example, and the weight average molecular weight Mw, solvent solubility, and Tg of the lactone ring-containing polymer. Further, the content of the RHMA derivative unit (Examples 1 to 4) or the RHMA unit (Comparative Examples 1 to 3) in the precursor polymer and the Tg of the lactone ring-containing polymer obtained by cyclizing the precursor polymer The relationship is shown in FIG.

Figure 2016186009
Figure 2016186009

表1に示すように、実施例1〜4では比較例1〜3に比べて、前駆重合体におけるRHMA誘導体単位の含有率が高い場合においても、ラクトン環含有重合体の形成時のゲル化および成形時の発泡が抑制された。より具体的に、RHMA単量体を用いた比較例1〜3では、前駆重合体におけるRHMA単位の含有率が18モル%を超えると、形成したラクトン環含有重合体の一部にゲル化が見られるとともに、当該重合体をフィルム成形する際に発泡が生じた。これに対してRHMA−TMS単量体を用いた実施例1〜4では、前駆重合体におけるRHMA−TMS単位の含有率がより高い場合においても、ゲル化することなくラクトン環含有重合体を形成でき、当該重合体をフィルム成形する際にも発泡が生じなかった。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 4, compared with Comparative Examples 1 to 3, even when the content of the RHMA derivative unit in the precursor polymer is high, gelation at the time of formation of the lactone ring-containing polymer and Foaming during molding was suppressed. More specifically, in Comparative Examples 1 to 3 using the RHMA monomer, when the content of the RHMA unit in the precursor polymer exceeds 18 mol%, gelation occurs in a part of the formed lactone ring-containing polymer. As seen, foaming occurred when the polymer was film-formed. In contrast, in Examples 1 to 4 using the RHMA-TMS monomer, a lactone ring-containing polymer was formed without gelation even when the content of the RHMA-TMS unit in the precursor polymer was higher. In addition, foaming did not occur when the polymer was formed into a film.

また、表1および図1に示すように、前駆重合体におけるRHMA誘導体単位(実施例1〜4)およびRHMA単位(比較例1〜3)の含有率が同等の場合、比較例に比べて実施例で得られたラクトン環含有重合体のTgが高くなった。   Moreover, as shown in Table 1 and FIG. 1, when the content rate of the RHMA derivative unit (Examples 1-4) and RHMA unit (Comparative Examples 1-3) in a precursor polymer is equivalent, it implemented compared with a comparative example. The Tg of the lactone ring-containing polymer obtained in the example was high.

本発明の製造方法により得たラクトン環含有重合体は、従来のラクトン環含有重合体と同様の用途に使用できる。   The lactone ring-containing polymer obtained by the production method of the present invention can be used for the same applications as conventional lactone ring-containing polymers.

Claims (10)

保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位(A)と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位(B)とを構成単位として有する共重合体(C)に対して、前記保護基の脱離反応と、前記単位(A)および(B)間の環化反応とを進行させて、主鎖にラクトン環構造を有する重合体を得る、ラクトン環含有重合体の製造方法。   For the copolymer (C) having as constituent units an acrylic ester unit (A) containing a hydroxy group protected by a protective group and a (meth) acrylic ester unit (B) not containing a hydroxy group Production of a lactone ring-containing polymer by proceeding with the elimination reaction of the protective group and the cyclization reaction between the units (A) and (B) to obtain a polymer having a lactone ring structure in the main chain Method. 前記単位(A)が、以下の式(1)に示す単位である請求項1に記載のラクトン環含有重合体の製造方法。
Figure 2016186009
式(1)のR1およびR2は、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜20の有機残基であり、当該有機残基は酸素を含んでいてもよい。R3は、前記保護基である。
The method for producing a lactone ring-containing polymer according to claim 1, wherein the unit (A) is a unit represented by the following formula (1).
Figure 2016186009
R 1 and R 2 in formula (1) are each independently a hydrogen atom or an organic residue having 1 to 20 carbon atoms, and the organic residue may contain oxygen. R 3 is the protecting group.
前記保護基が、ケイ素系基、アセタール系基、ベンジル基およびその誘導体、アセチル基、ならびにベンゾイル基から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2に記載のラクトン環含有重合体の製造方法。   The method for producing a lactone ring-containing polymer according to claim 1 or 2, wherein the protecting group is at least one selected from a silicon group, an acetal group, a benzyl group and derivatives thereof, an acetyl group, and a benzoyl group. 前記保護基が、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基、メトキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、メチルチオメチル基、ベンゾイロキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、ベンジル基、アセチル基、およびベンゾイル基から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2に記載のラクトン環含有重合体の製造方法。   The protective group is trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, triisopropylsilyl group, methoxymethyl group, tetrahydropyranyl group, ethoxyethyl group, methoxyethyl group, methylthiomethyl. The method for producing a lactone ring-containing polymer according to claim 1 or 2, which is at least one selected from a group, a benzoyloxymethyl group, a methoxyethoxymethyl group, a benzyl group, an acetyl group, and a benzoyl group. 前記脱離反応を、前記共重合体(C)への熱の印加、前記共重合体(C)の環境の変化、および脱離剤の使用から選ばれる少なくとも1種によって進行させる請求項1〜4のいずれかに記載のラクトン環含有重合体の製造方法。   The desorption reaction is caused to proceed by at least one selected from application of heat to the copolymer (C), change in the environment of the copolymer (C), and use of a desorbing agent. 5. A method for producing a lactone ring-containing polymer according to any one of 4 above. 前記共重合体(C)を、前記保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単量体と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単量体とを含む単量体群の共重合により形成する請求項1〜5のいずれかに記載のラクトン環含有重合体の製造方法。   Monomer group including the copolymer (C), an acrylate monomer containing a hydroxy group protected by the protecting group, and a (meth) acrylate monomer not containing a hydroxy group The method for producing a lactone ring-containing polymer according to any one of claims 1 to 5, wherein the lactone ring-containing polymer is formed by copolymerization. 保護基により保護されたヒドロキシ基を含有するアクリル酸エステル単位(A)と、ヒドロキシ基を含有しない(メタ)アクリル酸エステル単位(B)とを構成単位として有する新規重合体。   A novel polymer having as constituent units an acrylic ester unit (A) containing a hydroxy group protected by a protective group and a (meth) acrylic ester unit (B) not containing a hydroxy group. 前記単位(A)が、以下の式(1)に示す単位である請求項7に記載の新規重合体。
Figure 2016186009
式(1)のR1およびR2は、互いに独立して、水素原子または炭素数1〜20の有機残基であり、当該有機残基は酸素を含んでいてもよい。R3は、前記保護基である。
The novel polymer according to claim 7, wherein the unit (A) is a unit represented by the following formula (1).
Figure 2016186009
R 1 and R 2 in formula (1) are each independently a hydrogen atom or an organic residue having 1 to 20 carbon atoms, and the organic residue may contain oxygen. R 3 is the protecting group.
前記保護基が、ケイ素系基、アセタール系基、ベンジル基およびその誘導体、アセチル基、ならびにベンゾイル基から選ばれる少なくとも1種である請求項7または8に記載の新規重合体。   The novel polymer according to claim 7 or 8, wherein the protective group is at least one selected from a silicon group, an acetal group, a benzyl group and derivatives thereof, an acetyl group, and a benzoyl group. 前記保護基が、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基、メトキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、メチルチオメチル基、ベンゾイロキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、ベンジル基、アセチル基、およびベンゾイル基から選ばれる少なくとも1種である請求項7または8に記載の新規重合体。   The protective group is trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, triisopropylsilyl group, methoxymethyl group, tetrahydropyranyl group, ethoxyethyl group, methoxyethyl group, methylthiomethyl. The novel polymer according to claim 7 or 8, which is at least one selected from a group, a benzoyloxymethyl group, a methoxyethoxymethyl group, a benzyl group, an acetyl group, and a benzoyl group.
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