JP2019065146A - Copolymer, composition, and copolymer production method - Google Patents

Copolymer, composition, and copolymer production method Download PDF

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Keita Imai
啓太 今井
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Abstract

To provide a copolymer improved in heat resistance.SOLUTION: The invention provides a copolymer represented by the general formula (1) in the figure. (In the general formula (1), l and m respectively represent molar percentage contents of A and B in the copolymer and satisfy l+m=1; A is a structural unit represented by a norbornene derivative; and B is a structural unit represented by a partially ring-opened and acid-treated derivative of maleic acid anhydride.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は共重合体、組成物、共重合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a copolymer, a composition, and a method for producing a copolymer.

ノルボルネン由来の構造単位と、無水マレイン酸由来の構造単位とを有するノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の分野では、様々な技術が開発されている。特許文献1では、環状脂肪族炭化水素と無水マレイン酸との共重合体について、水酸化ナトリウム等の無機アルカリを触媒した加水分解、ヒドロキシル基を有する化合物による反応、または、アミノ基を有する化合物による反応によって、無水マレイン酸構成単位の酸無水環を開環することが記載されている。   In the field of norbornene-maleic anhydride copolymers having structural units derived from norbornene and structural units derived from maleic anhydride, various techniques have been developed. In Patent Document 1, a copolymer of a cyclic aliphatic hydrocarbon and maleic anhydride is subjected to hydrolysis catalyzed by an inorganic alkali such as sodium hydroxide, a reaction with a compound having a hydroxyl group, or a compound having an amino group. It is described that the acid anhydride ring of the maleic anhydride structural unit is opened by the reaction.

特開平2−146045号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-146045

しかしながら、本発明者が、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の耐熱性について検討した結果、上記特許文献1に記載の加水分解によって、無水マレイン酸由来の構造単位を開環する場合、開環されたノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の耐熱性が不十分であることを知見した。
そこで、本発明は、耐熱性を向上した共重合体を提供することを課題とする。
However, as a result of examining the heat resistance of the norbornene-maleic anhydride copolymer, as a result of the present inventor, when the structural unit derived from maleic anhydride is ring-opened by the hydrolysis described in Patent Document 1, It has been found that the heat resistance of the norbornene-maleic anhydride copolymer is insufficient.
Then, this invention makes it a subject to provide the copolymer which improved heat resistance.

本発明者は、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の耐熱性を向上するため、無水マレイン酸由来の構造単位を開環する方法について検討した。その結果、グリニャール試薬を用いて無水マレイン酸由来の構造単位を開環し、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体が特定の構造単位を備えることが、耐熱性を向上するのに有効であることを見出した。
以上より、本発明者が、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体が特定の構造単位を備えることで、耐熱性を向上できることを見出し、本発明は完成した。
In order to improve the heat resistance of a norbornene-maleic anhydride copolymer, the present inventor examined a method of ring-opening a structural unit derived from maleic anhydride. As a result, it is effective to open the structural unit derived from maleic anhydride using a Grignard reagent and that the norbornene-maleic anhydride copolymer has a specific structural unit to improve heat resistance. I found it.
As mentioned above, this inventor discovers that heat resistance can be improved because a norbornene-maleic anhydride copolymer is equipped with a specific structural unit, and the present invention was completed.

本発明によれば、
下記一般式(1)で示される、共重合体が提供される。
According to the invention
A copolymer represented by the following general formula (1) is provided.

Figure 2019065146
(一般式(1)中、
lおよびmはそれぞれ、共重合体中における、A及びBのモル含有率を示し、
l+m=1であり、
Aは下記一般式(A1)により示される構造単位であり、
Bは下記一般式(B2)により示される構造単位を含む。)
Figure 2019065146
(In the general formula (1),
l and m respectively indicate the molar content of A and B in the copolymer,
l + m = 1,
A is a structural unit represented by the following general formula (A1),
B contains a structural unit represented by the following general formula (B2). )

Figure 2019065146
(一般式(A1)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1以上30以下の有機基であり、
は0、1または2である。)
Figure 2019065146
(In the general formula (A1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen or an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
a 1 is 0, 1 or 2; )

Figure 2019065146
(一般式(B2)中、RB1は、炭素数1以上30以下の有機基であり、
B1は、一般式(B2)中のRB1が結合する炭素原子と、炭素−炭素結合を形成している。)
Figure 2019065146
(In the general formula (B2), R B1 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
R B1 is, the carbon atom to which R B1 in the general formula (B2) are attached, a carbon - to form a carbon bond. )

また、本発明によれば、上記共重合体を含む組成物が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a composition comprising the above-mentioned copolymer.

また、本発明によれば、上記共重合体の製造方法であって、
ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸とを付加重合して付加重合体を得る重合工程と、
次いで、グリニャール試薬によって、前記付加重合体を開環し、その後、酸処理して前記一般式(1)で示される共重合体を作製する開環工程と、
次いで、溶媒によって、前記一般式(1)で示される共重合体中のマグネシウム金属濃度が10.0ppm以下となるように前記一般式(1)で示される共重合体を洗浄する洗浄工程と、を含む、共重合体の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a method of producing the above copolymer,
A polymerization process for obtaining an addition polymer by addition polymerization of a norbornene type monomer and maleic anhydride;
Next, a ring-opening step of ring-opening the addition polymer with a Grignard reagent and thereafter acid treatment to produce a copolymer represented by the general formula (1),
Then, a washing step of washing the copolymer represented by the general formula (1) such that the concentration of magnesium metal in the copolymer represented by the general formula (1) is 10.0 ppm or less depending on the solvent. There is provided a method of producing a copolymer, comprising

本発明によれば、耐熱性を向上した共重合体を提供する。   According to the present invention, a copolymer with improved heat resistance is provided.

本実施形態の共重合体は、後述する一般式(1)で示される。   The copolymer of the present embodiment is represented by the general formula (1) described later.

共重合体として、ノルボルネン型モノマーに由来する構造単位と、無水マレイン酸由来の構造単位とを含むノルボルネン−無水マレイン酸共重合体が知られている。
このようなノルボルネン−無水マレイン酸共重合体のアルカリ可溶性、柔軟性、溶剤への溶解性といった物性を調整する方法として、無水マレイン酸由来の構造単位を、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール;n−プロピルアミン、イソプロピルアミンなどのアミンなどによって加水分解し、開環する方法が従来知られていた。しかしながら、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体をアルコールによって開環する場合、耐熱性が低下してしまうといった不具合があった。
As a copolymer, a norbornene-maleic anhydride copolymer including a structural unit derived from a norbornene type monomer and a structural unit derived from maleic anhydride is known.
As a method of adjusting physical properties such as alkali solubility, flexibility, and solubility in a solvent of such a norbornene-maleic anhydride copolymer, structural units derived from maleic anhydride, for example, alcohols such as methanol and ethanol; n A method of hydrolyzing and opening an amine with an amine such as propylamine or isopropylamine has been known in the prior art. However, when ring-opening the norbornene-maleic anhydride copolymer with alcohol, there is a problem that the heat resistance is lowered.

そこで、本発明者は、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸由来の構造単位を開環する方法について検討した。その結果、グリニャール試薬を用いて、無水マレイン酸由来の構造単位を開環し、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体が特定の構造単位を備えることが、耐熱性を向上するのに有効であることを見出した。詳細なメカニズムは定かではないが、この理由は以下のように推測される。
従来のアルコールを用いた加水分解によって、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸由来の構造単位を開環する場合、無水マレイン酸由来の構造単位と、アルコールに由来する構造単位とは、エステル結合を形成する。このエステル結合が、高温において分解し、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の耐熱性が低下すると推測された。一方、本実施形態に係るノルボルネン−無水マレイン酸共重合体は、無水マレイン酸由来の構造単位をグリニャール試薬によって開環する。この場合、無水マレイン酸由来の構造単位と、グリニャール試薬由来の構造単位とが、炭素−炭素結合を形成する。そして、炭素−炭素結合は、エステル結合と比べて、分解温度が高いと推測される。これにより、従来のアルコールの加水分解によって開環されるノルボルネン−無水マレイン酸共重合体と比べて、さらに分解温度を向上できる。これにより、グリニャール試薬を用いて、無水マレイン酸由来の構造単位を開環したノルボルネン−無水マレイン酸共重合体は、従来の方法で開環したノルボルネン−無水マレイン酸共重合体と比べて、分解温度という観点で耐熱性を向上できると推測される。
Then, the present inventor examined the method of ring-opening the structural unit derived from the maleic anhydride of a norbornene-maleic anhydride copolymer. As a result, it is effective to improve heat resistance that a structural unit derived from maleic anhydride is opened using a Grignard reagent, and the norbornene-maleic anhydride copolymer has a specific structural unit. Found out. The detailed mechanism is not clear, but the reason is guessed as follows.
When ring-opening the structural unit derived from maleic anhydride of a norbornene-maleic anhydride copolymer by hydrolysis using a conventional alcohol, the structural unit derived from maleic anhydride and the structural unit derived from alcohol are Form an ester bond. It was speculated that this ester bond decomposes at high temperature and the heat resistance of the norbornene-maleic anhydride copolymer decreases. On the other hand, in the norbornene-maleic anhydride copolymer according to the present embodiment, a structural unit derived from maleic anhydride is opened with a Grignard reagent. In this case, the structural unit derived from maleic anhydride and the structural unit derived from the Grignard reagent form a carbon-carbon bond. And a carbon-carbon bond is guessed that decomposition temperature is high compared with an ester bond. Thereby, the decomposition temperature can be further improved as compared with a norbornene-maleic anhydride copolymer which is ring-opened by hydrolysis of a conventional alcohol. Thus, a norbornene-maleic anhydride copolymer in which a structural unit derived from maleic anhydride is ring-opened using a Grignard reagent is degraded as compared with a norbornene-maleic anhydride copolymer opened by a conventional method. It is estimated that heat resistance can be improved in terms of temperature.

本発明者は、ノルボルネン−無水マレイン酸共重合体の耐熱性について、さらに検討した。その結果、グリニャール試薬を用いて無水マレイン酸由来の構造単位を開環したノルボルネン−無水マレイン酸共重合体は、無水マレイン酸由来の構造単位が未開環のもの、アルコールなどを用いた加水分解によって開環したものと比べて、発泡温度という観点で耐熱性を向上できることが判明した。詳細なメカニズムは定かではないが、この理由は以下のように推測される。
まず、無水マレイン酸由来の構造単位が未開環のノルボルネン−無水マレイン酸共重合体は、無水マレイン酸由来の構造単位が、高温下で脱炭酸反応を起こし、二酸化炭素を生じ、発泡の原因となると推測される。
また、アルコールなどを用いた加水分解によって開環したノルボルネン−無水マレイン酸共重合体は、エステル結合を形成する。このエステル結合は、高温下において分解し、アルコールを形成すると推測される。このアルコールが発泡の原因となると考えられる。
一方、グリニャール試薬を用いて、無水マレイン酸由来の構造単位を開環したノルボルネン−無水マレイン酸共重合体は、無水マレイン酸由来の構造単位が未開環のものと比べて、無水マレイン酸由来の構造単位が少ない。これにより、脱炭酸反応による発泡を抑制できると推測される。
さらに、グリニャール試薬を用いて、無水マレイン酸由来の構造単位を開環したノルボルネン−無水マレイン酸共重合体では、無水マレイン酸由来の構造単位と、グリニャール試薬由来の構造単位とが、強固な炭素−炭素結合を形成しており、高温下でも結合分解由来の脱離物が発生しにくく、発泡の原因とならない。
The inventor further studied the heat resistance of the norbornene-maleic anhydride copolymer. As a result, a norbornene-maleic anhydride copolymer in which a structural unit derived from maleic anhydride is ring-opened using a Grignard reagent has a structure unit derived from maleic anhydride that is not ring-opened, or is hydrolyzed using an alcohol or the like. It has been found that heat resistance can be improved in terms of foaming temperature as compared to that obtained by ring opening. The detailed mechanism is not clear, but the reason is guessed as follows.
First, in the norbornene-maleic anhydride copolymer in which the structural unit derived from maleic anhydride is not ring-opened, the structural unit derived from maleic anhydride causes a decarboxylation reaction under high temperature to produce carbon dioxide, causing foaming and It is guessed that.
In addition, a norbornene-maleic anhydride copolymer opened by hydrolysis using an alcohol or the like forms an ester bond. This ester bond is presumed to decompose at high temperature to form an alcohol. This alcohol is considered to cause foaming.
On the other hand, a norbornene-maleic anhydride copolymer in which a structural unit derived from maleic anhydride is ring-opened using a Grignard reagent has a structural unit derived from maleic anhydride as compared with an unopened structural unit derived from maleic anhydride. There are few structural units. It is presumed that this can suppress foaming due to the decarboxylation reaction.
Furthermore, in a norbornene-maleic anhydride copolymer in which a structural unit derived from maleic anhydride is ring-opened using a Grignard reagent, a structural unit derived from maleic anhydride and a structural unit derived from a Grignard reagent have strong carbon -It forms a carbon bond, and even under high temperature, it is difficult to generate a release product from bond decomposition and does not cause foaming.

以上より、本実施形態に係る共重合体が、特定の構造単位を備えることで、分解温度及び発泡温度という両方の観点から耐熱性をバランスよく向上できると推測される。   From the above, it is presumed that the copolymer according to the present embodiment can improve heat resistance in a well-balanced manner from the viewpoints of both of the decomposition temperature and the foaming temperature by providing the specific structural unit.

以下、本実施形態に係る共重合体について説明する。   Hereinafter, the copolymer which concerns on this embodiment is demonstrated.

(共重合体)
本実施形態に係る共重合体は、下記一般式(1)で示されるものである。
下記一般式(1)に示す通り、本実施形態にかかる共重合体は、Aの構造単位と、Bの構造単位とを備える。
(Copolymer)
The copolymer which concerns on this embodiment is shown by following General formula (1).
As shown in the following general formula (1), the copolymer according to the present embodiment comprises a structural unit of A and a structural unit of B.

Figure 2019065146
(一般式(1)中、
lおよびmはそれぞれ、共重合体中における、A及びBのモル含有率を示し、
l+m=1であり、
Aは下記一般式(A1)により示される構造単位であり、
Bは下記一般式(B2)により示される構造単位を含む。)
Figure 2019065146
(In the general formula (1),
l and m respectively indicate the molar content of A and B in the copolymer,
l + m = 1,
A is a structural unit represented by the following general formula (A1),
B contains a structural unit represented by the following general formula (B2). )

上記共重合体において、A及びBの構造単位の配列は限定されない。A及びBの構造単位の配列としては、具体的には、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、周期共重合体などが選択できる。   In the above-mentioned copolymer, the arrangement of structural units of A and B is not limited. Specifically, a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, a periodic copolymer and the like can be selected as the arrangement of the structural units of A and B.

共重合体における、上記Aの構造単位と、上記Bの構造単位との組成比について説明する。共重合体中における、上記Aの構造単位のモル含有率(mol%)をl、上記Bの構造単位のモル含有率(mol%)をm、l+m=1とした場合、例えば、lの数値範囲は0.1≦l≦0.9であることが好ましい。また、mの数値範囲は0.1≦m≦0.9であることが好ましい。   The composition ratio of the structural unit of the above A to the structural unit of the above B in the copolymer will be described. In the copolymer, when the molar content (mol%) of the structural unit of the above A is l, and the molar content (mol%) of the structural unit of the above B is m, l + m = 1, for example, the numerical value of l The range is preferably 0.1 ≦ l ≦ 0.9. The numerical range of m is preferably 0.1 ≦ m ≦ 0.9.

まず、上記一般式(1)によって示される共重合体のAの構造単位について説明する。
上記一般式(1)によって示される共重合体において、Aは、ノルボルネン型モノマーに由来する構造単位である。上記一般式(1)によって示される共重合体において、Aは、下記一般式(A1)によって示される構造単位である。
First, the structural unit A of the copolymer represented by the above general formula (1) will be described.
In the copolymer represented by the above general formula (1), A is a structural unit derived from a norbornene type monomer. In the copolymer represented by the above general formula (1), A is a structural unit represented by the following general formula (A1).

Figure 2019065146
(一般式(A1)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1以上30以下の有機基であり、
は0、1または2である。)
Figure 2019065146
(In the general formula (A1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen or an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
a 1 is 0, 1 or 2; )

本実施形態において、上記一般式(A1)中のR〜Rを構成する炭素数1以上30以下の有機基は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子、ケイ素原子、窒素原子、リン原子、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子からなる群より選択される1種または2種以上の原子によって形成される基である。R〜Rを構成する炭素数1以上30以下の有機基としては、例えば、水素原子または炭素原子によって形成される基であることが好ましい。 In the embodiment, the organic groups having 1 to 30 carbon atoms constituting R 1 to R 4 in the general formula (A1) each independently represent a hydrogen atom, a carbon atom, a silicon atom, a nitrogen atom, or phosphorus. It is a group formed by one or more atoms selected from the group consisting of atoms, oxygen atoms, sulfur atoms, fluorine atoms, chlorine atoms and bromine atoms. The organic group having 1 to 30 carbon atoms constituting R 1 to R 4 is preferably, for example, a group formed of a hydrogen atom or a carbon atom.

本実施形態において、上記一般式(A1)中のR〜Rは、それぞれ独立して、水素または炭素数1以上30以下の有機基であり、例えば、水素または炭素数1以上15以下の有機基であることが好ましく、水素又は炭素数1以上10以下の有機基であることがより好ましく、水素又は炭素数1以上3以下の有機基であることが更に好ましい。 In the embodiment, R 1 to R 4 in the general formula (A1) are each independently hydrogen or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, for example, hydrogen or 1 to 15 carbon atoms It is preferably an organic group, more preferably hydrogen or an organic group having 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably hydrogen or an organic group having 1 to 3 carbon atoms.

本実施形態において、上記一般式(A1)中のR〜Rを構成する有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基およびヘテロ環基が挙げられる。
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、およびビニル基が挙げられる。アルキニル基としては、エチニル基が挙げられる。アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、およびエチリデン基が挙げられる。アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、およびアントラセニル基が挙げられる。アラルキル基としては、例えばベンジル基、およびフェネチル基が挙げられる。アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロオクチル基が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基が挙げられる。ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、およびオキセタニル基が挙げられる。
In the present embodiment, examples of the organic group constituting R 1 to R 4 in the general formula (A1) include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkylidene group, an aryl group, an aralkyl group, an alkaryl group, a cyclopentadiene group Examples include alkyl groups, alkoxy groups and heterocyclic groups.
As an alkyl group, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, Examples include octyl group, nonyl group, and decyl group. As an alkenyl group, an allyl group, pentenyl group, and a vinyl group are mentioned, for example. The alkynyl group includes an ethynyl group. The alkylidene group includes, for example, a methylidene group and an ethylidene group. Examples of the aryl group include tolyl group, xylyl group, phenyl group, naphthyl group and anthracenyl group. As an aralkyl group, a benzyl group and a phenethyl group are mentioned, for example. Examples of the alkaryl group include tolyl group and xylyl group. Examples of the cycloalkyl group include an adamantyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. As an alkoxy group, for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, s-butoxy group, isobutoxy group and t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group And n-hexyloxy group. The heterocyclic group includes, for example, an epoxy group and an oxetanyl group.

本実施形態において、上記一般式(A1)中のaは、0、1または2であり、0または1であってもよく、0であってもよい。 In the embodiment, a 1 in the general formula (A1) is 0, 1 or 2, and may be 0 or 1, or 0.

次いで、上記一般式(1)によって示される共重合体のBの構造単位について説明する。上記一般式(1)によって示される共重合体において、Bは、無水マレイン酸由来の構造単位である。
上記一般式(1)によって示される共重合体のBは、グリニャール試薬を用いて、下記式(B1)で示される構造単位を開環した構造単位を含む。
下記一般式(B2)は、グリニャール試薬を用いて、無水マレイン酸由来の構造単位である下記式(B1)を開環した構造単位である。したがって、上記一般式(1)によって示される共重合体のBは、下記一般式(B2)により示される構造単位を含む。
Next, the structural unit B of the copolymer represented by the above general formula (1) will be described. In the copolymer represented by the above general formula (1), B is a structural unit derived from maleic anhydride.
B of the copolymer shown by the said General formula (1) contains the structural unit which ring-opened the structural unit shown by following formula (B1) using a Grignard reagent.
The following general formula (B2) is a structural unit obtained by ring-opening the following formula (B1), which is a structural unit derived from maleic anhydride, using a Grignard reagent. Therefore, B of the copolymer shown by the said General formula (1) contains the structural unit shown by the following general formula (B2).

Figure 2019065146
Figure 2019065146

Figure 2019065146
(一般式(B2)中、RB1は、炭素数1以上30以下の有機基であり、
B1は、一般式(B2)中のRB1が結合する炭素原子と、炭素−炭素結合を形成している。)
Figure 2019065146
(In the general formula (B2), R B1 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
R B1 is, the carbon atom to which R B1 in the general formula (B2) are attached, a carbon - to form a carbon bond. )

上記一般式(B2)中、RB1は、グリニャール試薬RB1MgXに由来する。なお、本実施形態において、Mgはマグネシウム原子、Xは塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子を示す。
上記一般式(B2)中、RB1は、RB1が結合する炭素原子と、炭素−炭素結合を形成している。すなわち、上記一般式(B2)中のカルボキシル基C=Oの炭素原子と、RB1とは炭素−炭素結合を形成している。
In the above general formula (B2), R B1 is derived from the Grignard reagent R B1 MgX. In the present embodiment, Mg represents a magnesium atom, and X represents a halogen atom such as a chlorine atom or a bromine atom.
In the above general formula (B2), R B1 forms a carbon-carbon bond with the carbon atom to which R B1 is bonded. That is, the carbon atom of the carboxyl group C = O in the general formula (B2) and R B1 form a carbon-carbon bond.

上記一般式(B2)中、RB1を構成する炭素数1以上30以下の有機基は、水素原子、炭素原子、ケイ素原子、窒素原子、リン原子、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子からなる群より選択される1種または2種以上の原子によって形成される基である。
ここで、Rを構成する炭素数1以上30以下の有機基としては、例えば、水素原子、炭素原子、ケイ素原子、フッ素原子からなる群より選択される1種または2種以上の原子によって形成される基であることが好ましい。これにより、R内の結合の開裂温度を向上できる。したがって、共重合体の耐熱性を向上できる。
上記一般式(B2)中、RB1としては、例えば、水素原子及び炭素原子からなる群より選択される1種以上の原子によって形成される炭化水素基であることが好ましい。これにより、RB1中の結合が開裂することを抑制できる。したがって、共重合体の耐熱性をさらに向上できる。なお、上記一般式(B2)中、RB1において、炭化水素基としては、水素原子そのものは含まない。
In the above general formula (B2), the organic group having 1 to 30 carbon atoms constituting R B1 is a hydrogen atom, a carbon atom, a silicon atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a fluorine atom, a chlorine atom And a group formed by one or more atoms selected from the group consisting of bromine atoms.
Here, the organic group having 1 to 30 carbon atoms constituting R 1 is formed of, for example, one or more atoms selected from the group consisting of a hydrogen atom, a carbon atom, a silicon atom, and a fluorine atom. It is preferable that it is a This can improve the cleavage temperature of the bond in R 1 . Therefore, the heat resistance of the copolymer can be improved.
In the above general formula (B2), R B1 is preferably a hydrocarbon group formed of, for example, one or more atoms selected from the group consisting of a hydrogen atom and a carbon atom. Thus, it is possible to suppress the bond in R B1 is cleaved. Therefore, the heat resistance of the copolymer can be further improved. In the above general formula (B2), the hydrocarbon group in R B1 does not contain a hydrogen atom itself.

上記一般式(B2)中のRB1を構成する有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基およびヘテロ環基が挙げられる。
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、およびビニル基が挙げられる。アルキニル基としては、エチニル基が挙げられる。アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、およびエチリデン基が挙げられる。アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、およびアントラセニル基が挙げられる。アラルキル基としては、例えばベンジル基、およびフェネチル基が挙げられる。アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロオクチル基が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基が挙げられる。ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、およびオキセタニル基が挙げられる。
上記一般式(B2)中のRB1としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、及び、アルキニル基からなる群より選択される1種以上であることが好ましく、アルキル基またはアルケニル基であることが好ましい。これにより、RB1中の結合が開裂することを抑制できる。したがって、共重合体の耐熱性を向上できる。
As an organic group which comprises R B1 in said general formula (B2), an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkylidene group, an aryl group, an aralkyl group, an alkaryl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, and a heterocyclic ring are mentioned, for example Groups are mentioned.
As an alkyl group, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, Examples include octyl group, nonyl group, and decyl group. As an alkenyl group, an allyl group, pentenyl group, and a vinyl group are mentioned, for example. The alkynyl group includes an ethynyl group. The alkylidene group includes, for example, a methylidene group and an ethylidene group. Examples of the aryl group include tolyl group, xylyl group, phenyl group, naphthyl group and anthracenyl group. As an aralkyl group, a benzyl group and a phenethyl group are mentioned, for example. Examples of the alkaryl group include tolyl group and xylyl group. Examples of the cycloalkyl group include an adamantyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. As an alkoxy group, for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, s-butoxy group, isobutoxy group and t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group And n-hexyloxy group. The heterocyclic group includes, for example, an epoxy group and an oxetanyl group.
As R B1 in the above general formula (B2), for example, one or more selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group and an alkynyl group is preferable, and an alkyl group or an alkenyl group is preferred. preferable. Thus, it is possible to suppress the bond in R B1 is cleaved. Therefore, the heat resistance of the copolymer can be improved.

また、上記一般式(1)によって示される共重合体において、Bは、一部の無水マレイン酸由来の構造単位を開環すればよい。すなわち、Bは上記式(B1)で示される構造単位を更に含んでもよい。Bが、上記式(B1)で示される構造単位と、上記一般式(B2)で示される構造単位とを共に含むことで、共重合体の温度300℃での重量減少率と、発泡開始温度といった耐熱性をバランスよく向上できる。   In the copolymer represented by the above general formula (1), B may be a ring-opened structural unit derived from a part of maleic anhydride. That is, B may further include the structural unit represented by the above formula (B1). When B contains both the structural unit represented by the above formula (B1) and the structural unit represented by the above general formula (B2), the weight reduction rate of the copolymer at a temperature of 300 ° C., and the foaming start temperature Such heat resistance can be improved with good balance.

また、下記一般式(B3)は、上記一般式(B2)の構造単位が、さらにグリニャール試薬と反応した構造単位を含んでもよい。すなわち、上記一般式(1)によって示される共重合体において、Bは、下記一般式(B3)で示される構造単位を更に含んでもよい。   In the following general formula (B3), the structural unit of the above general formula (B2) may further include a structural unit in which a Grignard reagent is reacted. That is, in the copolymer represented by the general formula (1), B may further include a structural unit represented by the following general formula (B3).

Figure 2019065146
(一般式(B3)中、RB2、RB3は、それぞれ独立して、炭素数1以上30以下の有機基であり、
B2、RB3は、それぞれ、上記一般式(B3)に示すRB2、RB3が結合する炭素原子と炭素−炭素結合を形成している。)
Figure 2019065146
(In general formula (B3), R B2 and R B3 are each independently an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
R B2 and R B3 respectively form a carbon-carbon bond with the carbon atom to which R B2 and R B3 shown in the above general formula (B3) are bonded. )

上記一般式(B3)中のRB2、RB3は、グリニャール試薬RB2MgX、RB3MgXに由来する。上記一般式(B3)中のRB2、RB3は、例えば、上記一般式(B2)中のRB1と同様とすることができる。
また、上記一般式(1)によって示される共重合体において、RB1、RB2、RB3は、同様の構造であってもよいし、それぞれ異なる構造であってもよい。
R B2 and R B3 in the general formula (B3) are derived from the Grignard reagents R B2 MgX and R B3 MgX. R B2 and R B3 in the general formula (B3) can be, for example, the same as R B1 in the general formula (B2).
In the copolymer represented by the above general formula (1), R B1 , R B2 and R B3 may have the same structure or different structures.

本実施形態に係る共重合体の重量平均分子量Mwの下限値は、例えば、3000以上であることが好ましく、5000以上であることがより好ましく、10000以上であることが更に好ましく、11000以上であることが一層好ましく、13000以上であることが殊更好ましい。これにより、共重合体の分解温度を高めて、耐熱性を向上できる。
また、本実施形態に係る共重合体の重量平均分子量Mwの上限値は、例えば、50000以下であり、30000以下であり、20000以下である。
The lower limit value of the weight average molecular weight Mw of the copolymer according to the present embodiment is, for example, preferably 3000 or more, more preferably 5000 or more, still more preferably 10000 or more, and 11000 or more. Is more preferable, and 13,000 or more is particularly preferable. Thereby, the decomposition temperature of a copolymer can be raised and heat resistance can be improved.
In addition, the upper limit value of the weight average molecular weight Mw of the copolymer according to the present embodiment is, for example, 50000 or less, 30000 or less, and 20000 or less.

また、本実施形態に係る共重合体の多分散度の上限値は、共重合体の分子鎖毎の物性を均一にし、耐熱性を向上する観点から、例えば、3.0以下とすることが好ましく、2.5以下とするのがより好ましく、2.4以下とするのが更に好ましい。これにより、共重合体の物性を均一に保ち、局所的な熱分解、発泡が生じることを抑制できる観点で好ましい。
また、上限値と同様の観点から、共重合体の多分散度の下限値は、例えば、1.0以上とすることが好ましい。
なお、多分散度は、(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)によって表され、分子量分布の幅を示す分散度を意味する。
In addition, the upper limit value of the polydispersity of the copolymer according to the present embodiment may be, for example, 3.0 or less from the viewpoint of making the physical properties of each molecular chain of the copolymer uniform and improving the heat resistance. Preferably, it is 2.5 or less, more preferably 2.4 or less. This is preferable from the viewpoint of keeping the physical properties of the copolymer uniform and suppressing local thermal decomposition and foaming.
Further, from the same viewpoint as the upper limit value, the lower limit value of the polydispersity of the copolymer is preferably, for example, 1.0 or more.
In addition, polydispersity is represented by (weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn), and means the dispersion degree which shows the width | variety of molecular weight distribution.

なお、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)は、例えばGPC測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求めた、ポリスチレン換算値を用いる。   In addition, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) use the polystyrene conversion value calculated | required from the calibration curve of standard polystyrene (PS) obtained, for example by GPC measurement.

(共重合体の製造方法)
本実施形態に係る共重合体は、例えば、以下のように製造される。
まず、重合工程(S1)によって、ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸とを付加重合して付加重合体を得る。次いで、開環工程(S3)において、グリニャール試薬によって、付加重合体を開環し、その後、酸処理して上記一般式(1)で示される共重合体を作製する。次いで、洗浄工程(S4)において、溶媒によって、上記一般式(1)で示される共重合体中のマグネシウム金属と、酸とを洗浄する。
また、重合工程(S1)の後、開環工程(S3)の前に、低分子量成分除去工程(S2)を行ってもよい。低分子量成分除去工程(S2)によって、付加重合体から低分子量成分を除去する。
以下、各工程の詳細について説明する。
(Method of producing copolymer)
The copolymer which concerns on this embodiment is manufactured as follows, for example.
First, in the polymerization step (S1), an addition polymer is obtained by addition polymerization of a norbornene type monomer and maleic anhydride. Next, in the ring opening step (S3), the addition polymer is ring-opened with a Grignard reagent, and then acid-treated to prepare a copolymer represented by the above general formula (1). Next, in the washing step (S4), the magnesium metal and the acid in the copolymer represented by the above general formula (1) are washed with a solvent.
In addition, after the polymerization step (S1), the low molecular weight component removal step (S2) may be performed before the ring opening step (S3). The low molecular weight component is removed from the addition polymer by the low molecular weight component removing step (S2).
The details of each step will be described below.

(重合工程(S1))
まず、ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸とを付加重合して付加重合体を得る重合工程(S1)について説明する。
はじめに、ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸とを準備する。
上記一般式(1)で示される共重合体において、Aは、上記ノルボルネン型モノマー由来の構造単位となる。また、Bは、無水マレイン酸由来の構造単位となる。
(Polymerization step (S1))
First, a polymerization step (S1) for obtaining an addition polymer by addition polymerization of a norbornene type monomer and maleic anhydride will be described.
First, a norbornene type monomer and maleic anhydride are prepared.
In the copolymer represented by the general formula (1), A is a structural unit derived from the norbornene type monomer. B is a structural unit derived from maleic anhydride.

ノルボルネン型モノマーとしては、下記一般式(2)で示されるものを用いることができる。下記一般式(2)において、R〜Rは、上述した一般式(A1)のR〜Rと同様とすることができる。 As the norbornene type monomer, one represented by the following general formula (2) can be used. Following general formula (2), R 1 ~R 4 may be the same as R 1 to R 4 in the general formula (A1) described above.

Figure 2019065146
(一般式(2)中、R〜R、aは、上記一般式(A1)と同様である。)
Figure 2019065146
(In the general formula (2), R 1 to R 4 and a 1 are the same as the above general formula (A1).)

上記式(2)で示されるノルボルネン型モノマーとしては、具体的には、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ビシクロ[2.2.1]−ヘプト−2−エン(慣用名:2−ノルボルネン)、5−メチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、5−ヘキシル−2−ノルボルネン、5−デシル−2−ノルボルネン、5−アリル−2−ノルボルネン、5−(2−プロペニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−エチニル−2−ノルボルネン、5−ベンジル−2−ノルボルネン、5−フェネチル−2−ノルボルネン、2−アセチル−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物等が挙げられる。上記式(2)で示されるノルボルネン型モノマーとしては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the norbornene type monomer represented by the above formula (2) include norbornene, norbornadiene, bicyclo [2.2.1] -hept-2-ene (conventional name: 2-norbornene), and 5-methyl-. 2-norbornene, 5-ethyl-2-norbornene, 5-butyl-2-norbornene, 5-hexyl-2-norbornene, 5-decyl-2-norbornene, 5-allyl-2-norbornene, 5- (2-propenyl) ) -2-Norbornene, 5- (1-methyl-4-pentenyl) -2-norbornene, 5-ethynyl-2-norbornene, 5-benzyl-2-norbornene, 5-phenethyl-2-norbornene, 2-acetyl- 5-norbornene, methyl 5-norbornene-2-carboxylate, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, etc. It is. As a norbornene type monomer shown by said Formula (2), it can use combining 1 type, or 2 or more types among the said specific examples.

次いで、ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸とを付加重合して付加重合体を合成する。なお、ノルボルネン型モノマーとして、1種または2種以上のモノマーを用いることを制限するものではない。
付加重合の方法としては限定されないが、本実施形態においては、ラジカル重合開始剤を用いたラジカル重合により付加重合体を合成する。
ここで、付加重合体のノルボルネン型モノマーに由来する構造単位を下記一般式(A1)に示す。また、無水マレイン酸に由来する構造単位を下記式(B1)に示す。
Then, a norbornene type monomer and maleic anhydride are addition-polymerized to synthesize an addition polymer. In addition, it does not restrict | limit limiting using 1 type, or 2 or more types of monomers as a norbornene type monomer.
Although the method of addition polymerization is not limited, in the present embodiment, an addition polymer is synthesized by radical polymerization using a radical polymerization initiator.
Here, a structural unit derived from a norbornene type monomer of the addition polymer is shown in the following general formula (A1). Further, a structural unit derived from maleic anhydride is shown in the following formula (B1).

Figure 2019065146
(一般式(A1)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1以上30以下の有機基であり、
は0、1または2である。)
Figure 2019065146
(In the general formula (A1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen or an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
a 1 is 0, 1 or 2; )

Figure 2019065146
Figure 2019065146

ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸とのモル比は、0.5:1〜1:0.5であることが好ましい。なかでも、分子構造制御の観点から、モル比は1:1であることが好ましい。
ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸、重合開始剤とを溶媒に溶解し、その後、所定時間加熱することで、付加重合を進行させる。加熱温度は、例えば、50℃以上80℃以下であり、加熱時間は5時間以上20時間以下である。
The molar ratio of norbornene type monomer to maleic anhydride is preferably 0.5: 1 to 1: 0.5. Among these, from the viewpoint of molecular structure control, the molar ratio is preferably 1: 1.
A norbornene type monomer, maleic anhydride, and a polymerization initiator are dissolved in a solvent, and then heating is performed for a predetermined time to advance addition polymerization. The heating temperature is, for example, 50 ° C. or more and 80 ° C. or less, and the heating time is 5 hours or more and 20 hours or less.

重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物または有機過酸化物を使用できる。
アゾ化合物としては、具体的には、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(ABCN)などが挙げられる。
また、有機過酸化物としては、例えば、過酸化水素、ジターシャリブチルパーオキサイド(DTBP)、過酸化ベンゾイル(ベンゾイルパーオキサイド,BPO)および、メチルエチルケトンパーオキサイド(MEKP)などが挙げられる。
重合開始剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
As the polymerization initiator, for example, an azo compound or an organic peroxide can be used.
Specific examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate), 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile) (ABCN) Etc.
Further, as the organic peroxide, for example, hydrogen peroxide, ditertiary butyl peroxide (DTBP), benzoyl peroxide (benzoyl peroxide, BPO), methyl ethyl ketone peroxide (MEKP) and the like can be mentioned.
As a polymerization initiator, it can be used combining 1 type, or 2 or more types among the said specific examples.

付加重合における溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン等のうち、1種または2種以上を使用することができる。   As the solvent in the addition polymerization, for example, one or more of diethyl ether, tetrahydrofuran, toluene and the like can be used.

上述した重合工程(S1)により、ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸との共重合体である付加重合体を重合することができる。
付加重合体の配列としては、例えば、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、周期共重合体とすることができる。
According to the above-mentioned polymerization step (S1), an addition polymer which is a copolymer of a norbornene type monomer and maleic anhydride can be polymerized.
The arrangement of the addition polymer can be, for example, a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, or a periodic copolymer.

(低分子量成分除去工程(S2))
重合工程(S1)の後、開環工程(S3)の前に、低分子量成分除去工程(S2)を行ってもよい。低分子量成分除去工程(S2)によって、付加重合体から低分子量成分を除去する。具体的な方法を以下に説明する。
付加重合体と、低分子量成分とが含まれた有機層を、濃縮した後、テトラヒドロフラン(THF)などの有機溶媒に再度溶解させて溶液を得る。そして、この溶液に、ヘキサンおよびメタノールを加えて、付加重合体を凝固沈殿させる。
ここで、低分子量成分としては、残留モノマー、オリゴマー、さらには、重合開始剤等が含まれる。次いで、ろ過を行い、得られた凝固物を、乾燥させる。これにより、低分子量成分が除去された付加重合体を得ることができる。
(Low molecular weight component removal process (S2))
After the polymerization step (S1), a low molecular weight component removal step (S2) may be performed before the ring opening step (S3). The low molecular weight component is removed from the addition polymer by the low molecular weight component removing step (S2). The specific method is described below.
The organic layer containing the addition polymer and the low molecular weight component is concentrated and then redissolved in an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF) to obtain a solution. Then, hexane and methanol are added to the solution to coagulate and precipitate the addition polymer.
Here, as a low molecular weight component, a residual monomer, an oligomer, further, a polymerization initiator etc. are contained. Then, filtration is performed and the obtained coagulated material is dried. Thereby, an addition polymer from which low molecular weight components are removed can be obtained.

(開環工程(S3))
次いで、開環工程(S3)において、グリニャール試薬を用いて、付加重合体を開環し、その後、酸処理して上記一般式(1)で示される共重合体を作製する。
(Opening process (S3))
Next, in the ring-opening step (S3), the addition polymer is ring-opened using a Grignard reagent, and then acid-treated to prepare a copolymer represented by the above general formula (1).

開環工程の具体的な方法について説明する。
具体的には、付加重合体を含む溶液に、グリニャール試薬RB1MgXを添加するとともに、エーテル系溶媒、炭化水素系溶媒などの有機溶媒をさらに添加し、温度−40℃以上25℃以下で10分間以上5時間以下攪拌して、反応液L1を得る。反応液L1中では、付加重合体の無水マレイン酸由来の構造単位の一部の無水環が開環する。これにより、上記式(B1)で表される構造単位は、下記式(B2)で表される構造単位となる。
The specific method of a ring-opening process is demonstrated.
Specifically, the Grignard reagent R B1 MgX is added to the solution containing the addition polymer, and an organic solvent such as an ether solvent or a hydrocarbon solvent is further added, and the temperature is −40 ° C. or more and 25 ° C. or less 10 The reaction solution L1 is obtained by stirring for a minute or more and 5 hours or less. In the reaction liquid L1, an anhydrous ring of a part of the structural unit derived from maleic anhydride of the addition polymer is opened. Thereby, the structural unit represented by the said Formula (B1) turns into a structural unit represented by a following formula (B2).

Figure 2019065146
Figure 2019065146

また、上記一般式(B2')で示される構造単位のうち、わずかではあるが、さらにグリニャール試薬と反応し、下記一般式(B3')で示される構造単位が形成されることがある。
なお、下記一般式(B3')では、RB2、RB3としているが、グリニャール試薬をRB1MgX1種のみ用いた場合、RB2、RB3は、RB1と同様である。
In addition, among the structural units represented by the above general formula (B2 ′), although they are slight, they may be further reacted with a Grignard reagent to form a structural unit represented by the following general formula (B3 ′).
In the following general formula (B3 '), although the R B2, R B3, when using a Grignard reagent R B1 MGX1 species only, R B2, R B3 are the same as R B1.

Figure 2019065146
Figure 2019065146

次いで、反応液L1に、塩酸、蟻酸、硫酸などの酸を添加することで、上記一般式(B2')におけるMgXをプロトン(H)と置換する。これにより、上記一般式(B2')で表される構造単位は、下記一般式(B2)で表されるものとなる。また、上記一般式(B3')で表される構造単位は、下記一般式(B3)で表されるものとなる。これにより、上記一般式(1)で示される共重合体を作製できる。 Then, an acid such as hydrochloric acid, formic acid or sulfuric acid is added to the reaction liquid L1 to replace MgX in the above general formula (B2 ') with a proton (H + ). Thereby, the structural unit represented by the said general formula (B2 ') will be represented by the following general formula (B2). The structural unit represented by the above general formula (B3 ′) is represented by the following general formula (B3). Thereby, the copolymer shown by the said General formula (1) can be produced.

Figure 2019065146
(一般式(B2)中、RB1は、炭素数1以上30以下の有機基であり、
B1は、一般式(B2)中のRB1が結合する炭素原子と、炭素−炭素結合を形成している。)
Figure 2019065146
(In the general formula (B2), R B1 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
R B1 is, the carbon atom to which R B1 in the general formula (B2) are attached, a carbon - to form a carbon bond. )

Figure 2019065146
(一般式(B3)中、RB2、RB3は、それぞれ独立して、炭素数1以上30以下の有機基であり、
B2、RB3は、それぞれ、上記一般式(B3)に示すRB2、RB3が結合する炭素原子と炭素−炭素結合を形成している。)
Figure 2019065146
(In general formula (B3), R B2 and R B3 are each independently an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
R B2 and R B3 respectively form a carbon-carbon bond with the carbon atom to which R B2 and R B3 shown in the above general formula (B3) are bonded. )

開環工程で添加するグリニャール試薬としては、具体的には、メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムクロリド、イソプロピルマグネシウムクロリド、1−ブチルマグネシウムクロリド、2−ブチルマグネシウムクロリド、tert−ブチルマグネシウムクロリド、sec−ブチルマグネシウムクロリドなどのハロゲン化アルキルマグネシウム;ビニルマグネシウムブロミド、アリルマグネシウムクロリドなどのハロゲン化アルケニルマグネシウム;ペンタフルオロフェニルマグネシウムブロミド、フェニルマグネシウムクロリドなどのハロゲン化アリールマグネシウム;ベンジルマグネシウムクロリドなどのハロゲン化アラルキルマグネシウム;トリメチルシリルメチルマグネシウムクロリド、ジメチルエチルシリルメチルマグネシウムクロリドなどのハロゲン化シリル化アルキルマグネシウムなどが挙げられる。グリニャール試薬としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。開環工程で添加するグリニャール試薬としては、上記具体例のうち、例えば、ハロゲン化アルキルマグネシウムまたはハロゲン化アルケニルマグネシウムを用いることが好ましい。これにより、共重合体の耐熱性を向上できる。   Specific examples of the Grignard reagent added in the ring-opening step include methylmagnesium chloride, methylmagnesium bromide, ethylmagnesium chloride, isopropylmagnesium chloride, 1-butylmagnesium chloride, 2-butylmagnesium chloride, tert-butylmagnesium chloride, alkylmagnesium halides such as sec-butylmagnesium chloride; alkenylmagnesium halides such as vinylmagnesium bromide and allylmagnesium chloride; arylmagnesium halides such as pentafluorophenylmagnesium bromide and phenylmagnesium chloride; halogenated aralkyls such as benzylmagnesium chloride Magnesium; trimethylsilylmethyl magnesium chloride, di Halogenated silylated alkylmagnesium, such as methyl ethyl silyl methyl chloride and the like. As the Grignard reagent, one or more of the above specific examples can be used in combination. Among the above specific examples, it is preferable to use, for example, halogenated alkyl magnesium or halogenated alkenyl magnesium as the Grignard reagent added in the ring opening step. Thereby, the heat resistance of the copolymer can be improved.

開環工程で添加するグリニャール試薬のモル数の下限値は、重合工程において使用した前記無水マレイン酸に対して、例えば、20mol%以上であることが好ましく、40mol%以上であることがより好ましく、60mol%以上であることが更に好ましく、80mol%以上であることが一層好ましい。これにより、無水マレイン酸由来の構造単位を十分に開環した共重合体を得ることができる。したがって、共重合体の耐熱性を向上できる。
また、開環工程で添加するグリニャール試薬のモル数の上限値は、重合工程において使用した前記無水マレイン酸に対して、例えば、200mol%以下とすることが好ましく、180mol%以下とすることがより好ましく、160mol%以下であることが更に好ましい。マグネシウムなどの金属が残留すると、共重合体の劣化を進行させ、耐熱性が低下してしまう。また、マグネシウムなどの金属が残留すると、着色の原因となってしまう。添加するグリニャール試薬のモル数が上記上限値以下であることにより、共重合体中のマグネシウム金属濃度を低減し、耐熱性の低下、着色の発生を抑制できる点で都合がよい。
The lower limit value of the number of moles of the Grignard reagent added in the ring-opening step is, for example, preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, with respect to the maleic anhydride used in the polymerization step. It is more preferable that it is 60 mol% or more, and it is more preferable that it is 80 mol% or more. This makes it possible to obtain a copolymer in which the structural unit derived from maleic anhydride is sufficiently ring-opened. Therefore, the heat resistance of the copolymer can be improved.
Further, the upper limit value of the number of moles of the Grignard reagent added in the ring-opening step is, for example, preferably 200 mol% or less, more preferably 180 mol% or less based on the maleic anhydride used in the polymerization step. Preferably, it is more preferably 160 mol% or less. If a metal such as magnesium remains, the deterioration of the copolymer proceeds and the heat resistance decreases. In addition, if a metal such as magnesium remains, it causes coloring. When the number of moles of the Grignard reagent to be added is equal to or less than the above upper limit, the concentration of magnesium metal in the copolymer can be reduced, which is advantageous in that the heat resistance can be reduced and the occurrence of coloring can be suppressed.

(洗浄工程(S4))
上記開環工程(S3)の後、洗浄工程(S4)を行う。
洗浄工程では、溶媒によって、共重合体中のマグネシウム金属と、酸とを洗浄する。ここで、溶媒としては、例えば、水と有機溶媒(例えば、メチルエチルケトン)との混合物を用いることができる。具体的な方法を以下に説明する。
上述した開環工程で得られた共重合体を溶媒で洗浄して、残留金属成分を除去する。共重合体、残留モノマーおよびオリゴマーは、有機層に移動する。その後、水層を除去する(第一の洗浄)。その後、再度、有機層に、水と有機溶媒(例えば、メチルエチルケトン)との混合物を加えて、洗浄する(第二の洗浄)。本実施形態においては、以上のような第1の洗浄及び第2の洗浄からなる洗浄工程(S4)を、複数回行うことによって、残留している金属マグネシウムを除去する。
なお、洗浄工程(S4)は、共重合体中のマグネシウム金属濃度が、例えば、10.0ppm以下、好ましくは5.0ppm以下となるように複数回行うことが好ましい。これにより、共重合体が、熱時に変色することを抑制できる観点で、耐熱性を向上できる。
(Washing process (S4))
After the ring opening step (S3), a washing step (S4) is carried out.
In the washing step, the solvent is used to wash the magnesium metal and the acid in the copolymer. Here, as the solvent, for example, a mixture of water and an organic solvent (for example, methyl ethyl ketone) can be used. The specific method is described below.
The copolymer obtained in the above-mentioned ring-opening process is washed with a solvent to remove residual metal components. The copolymer, residual monomers and oligomers migrate to the organic layer. Then remove the aqueous layer (first wash). Then, again, a mixture of water and an organic solvent (for example, methyl ethyl ketone) is added to the organic layer and washed (second washing). In the present embodiment, the metallic magnesium remaining is removed by performing the cleaning step (S4) consisting of the first cleaning and the second cleaning as described above a plurality of times.
The washing step (S4) is preferably performed multiple times so that the magnesium metal concentration in the copolymer is, for example, 10.0 ppm or less, preferably 5.0 ppm or less. Thereby, heat resistance can be improved from a viewpoint which can suppress that a copolymer discolors at the time of heat.

(組成物)
本実施形態に係る共重合体は、例えば、他の成分と混合することによって組成物として用いてもよい。
(Composition)
The copolymer according to this embodiment may be used as a composition, for example, by mixing with other components.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like as long as the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples, but the present invention is not limited to the description of these examples.

(共重合体の合成)
まず、各実施例、各比較例で用いた付加重合体、すなわち、開環前の共重合体の合成について説明する。
はじめに、撹拌機、冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、無水マレイン酸(以下、MAとも示す。)29.42g(0.3mol)と、2−ノルボルネン(以下、NBとも示す。)28.25g(0.3mol)と、ジメチル2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)3.07g(13.3mmol)とを計量し、メチルエチルケトン(以下、MEKとも示す。)44.5g、及び、トルエン22.9gからなる混合溶媒に溶解させ、溶解液を作製した。この溶解液に対して、20分間窒素を通気して酸素を除去し、次いで、撹拌しつつ温度65℃で6時間加熱することで、無水マレイン酸と、2−ノルボルネンとを重合させ、重合溶液を作製した。得られた重合溶液をMEK64.07gで希釈することで希釈用液を作製し、次いで、希釈用液をブタノール778.5gに滴下することで白色固体を再沈殿した。これにより得られた白色固体を、温度50℃で真空乾燥することにより、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える開環前の共重合体43.99g得た。
(Synthesis of copolymer)
First, the synthesis of the addition polymer used in each example and each comparative example, that is, the copolymer before ring opening will be described.
First, 29.42 g (0.3 mol) of maleic anhydride (hereinafter also referred to as MA) and 2-norbornene (hereinafter also referred to as NB) are provided in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. 28.25 g (0.3 mol) and 3.07 g (13.3 mmol) of dimethyl 2,2'-azobis (2-methyl propionate) were weighed, and 44.5 g of methyl ethyl ketone (hereinafter also referred to as MEK) was weighed. The mixture was dissolved in a mixed solvent of 22.9 g of toluene to prepare a solution. The solution is purged with nitrogen for 20 minutes to remove oxygen, and then heated with stirring at a temperature of 65 ° C. for 6 hours to polymerize maleic anhydride and 2-norbornene to form a polymerization solution. Was produced. The obtained polymerization solution was diluted with 64.07 g of MEK to prepare a dilution solution, and then a white solid was reprecipitated by dropping the solution for dilution into 778.5 g of butanol. The white solid thus obtained is vacuum dried at a temperature of 50 ° C. to obtain 43.99 g of a copolymer before ring opening comprising a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride Obtained.

(実施例1)
実施例1として、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ビニルマグネシウムブロミドで開環した共重合体を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、上述した開環前の共重合体10g(MA換算0.052mol)に対して、テトラヒドロフラン(以下、THFとも示す。)48.9gと、トルエン60.6gとを加えて、開環前の共重合体を溶解させた溶解液を作製した。次いで、溶解液に対して、14%ビニルマグネシウムブロミドTHF溶液(48.78g、0.052mol)を加え、温度−40℃で1時間反応させ、反応溶液を作製した。
次いで、反応溶液をギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。次いで、水を加えて、再度、ギ酸水溶液で処理することで、水相を除去した。次いで、ヘプタンで再沈殿を行った。これにより、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ビニルマグネシウムブロミドで開環した、実施例1の共重合体9.30gを得た。
また、実施例1の共重合体の固形分について、H−NMR測定を行った。その結果、開環前の共重合体には確認されなかったピークが、4.9ppm、5.1ppm、5.9ppmに3つが確認された。なお、この3つのピークの面積比は同じであった。これにより、実施例1の共重合体は、アクリロイル基を形成していることが確認された。すなわち、実施例1の共重合体は、ビニルマグネシウムブロミドによって、無水マレイン酸に由来する構造単位が開環していることが確認された。
なお、得られた実施例1の共重合体を誘導結合プラズマ質量分析計(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry:ICP−MS)を用いて測定した。その結果、実施例1の共重合体中のマグネシウム濃度は2.7ppmであった。
また、得られた実施例1の共重合体をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは17500であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は2.31であった。
Example 1
As Example 1, the copolymer which ring-opened the copolymer provided with the structural unit derived from 2- norbornene, and the structural unit derived from maleic anhydride was produced. Details will be described below.
First, 48.9 g of tetrahydrofuran (hereinafter also referred to as THF) and 60.6 g of toluene are added to 10 g (0.052 mol in terms of MA) of the above-described copolymer before ring opening, A solution in which the copolymer was dissolved was prepared. Next, 14% vinylmagnesium bromide THF solution (48.78 g, 0.052 mol) was added to the solution, and the mixture was reacted at a temperature of -40 ° C for 1 hour to prepare a reaction solution.
The reaction solution was then treated with aqueous formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Water was then added and again treated with aqueous formic acid to remove the aqueous phase. It was then reprecipitated with heptane. As a result, 9.30 g of the copolymer of Example 1 was obtained in which the copolymer having the structural unit derived from 2-norbornene and the structural unit derived from maleic anhydride was ring-opened with vinyl magnesium bromide. .
Moreover, about the solid content of the copolymer of Example 1, 1 H-NMR measurement was performed. As a result, three peaks were confirmed at 4.9 ppm, 5.1 ppm and 5.9 ppm which were not confirmed in the copolymer before ring opening. The area ratio of these three peaks was the same. Thereby, it was confirmed that the copolymer of Example 1 forms acryloyl group. That is, it was confirmed that in the copolymer of Example 1, the structural unit derived from maleic anhydride was ring-opened by vinyl magnesium bromide.
In addition, the copolymer of Example 1 obtained was measured using the inductively coupled plasma mass spectrometer (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry: ICP-MS). As a result, the magnesium concentration in the copolymer of Example 1 was 2.7 ppm.
Moreover, as a result of measuring the obtained copolymer of Example 1 using gel permeation chromatography (Gel Permeation Chromatography: GPC), the weight average molecular weight Mw is 17500, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (Number average molecular weight Mn) was 2.31.

(実施例2)
実施例2として、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ブチルマグネシウムブロミドで開環した共重合体を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、上述した開環前の共重合体10g(MA換算0.052mol)に対して、THF32.4gと、トルエン45.0gとを加えて、開環前の共重合体を溶解させた溶解液を作製した。次いで、溶解液に対して、25%ブチルマグネシウムブロミドTHF溶液33.57g(0.052mol)を加えて、温度0℃で1時間反応させ、反応溶液を作製した。
次いで、反応溶液をギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。次いで、水を加えて、再度、ギ酸水溶液で処理することで、水相を除去した。次いで、ヘプタンで再沈殿を行った。これにより、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ブチルマグネシウムブロミドで開環した、実施例2の共重合体10.08gを得た。
また、実施例2の共重合体の固形分について、実施例1と同様に、H−NMR測定を行った。これにより、実施例2の共重合体について、ブチルマグネシウムブロミドによって、共重合体の無水マレイン酸に由来する構造単位が開環していることを確認した。
また、得られた実施例2の共重合体をICP−MSを用いて測定した。その結果、実施例2の共重合体中のマグネシウム濃度は2.7ppmであった。
また、得られた実施例2の共重合体をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは13700であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.83であった。
(Example 2)
As Example 2, a copolymer comprising a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride was ring-opened with butylmagnesium bromide to prepare a copolymer. Details will be described below.
First, a solution obtained by adding 32.4 g of THF and 45.0 g of toluene to 10 g (0.052 mol in terms of MA) of the above-mentioned copolymer before ring opening was dissolved in the copolymer before ring opening. Was produced. Next, 33.57 g (0.052 mol) of 25% butylmagnesium bromide THF solution was added to the solution, and the mixture was reacted at a temperature of 0 ° C. for 1 hour to prepare a reaction solution.
The reaction solution was then treated with aqueous formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Water was then added and again treated with aqueous formic acid to remove the aqueous phase. It was then reprecipitated with heptane. As a result, 10.08 g of the copolymer of Example 2 was obtained in which the copolymer having the structural unit derived from 2-norbornene and the structural unit derived from maleic anhydride was ring-opened with butyl magnesium bromide. .
Moreover, about the solid content of the copolymer of Example 2, 1 H-NMR measurement was performed similarly to Example 1. Thus, it was confirmed that the structural unit derived from maleic anhydride of the copolymer was ring-opened by butylmagnesium bromide for the copolymer of Example 2.
Moreover, the copolymer of Example 2 obtained was measured using ICP-MS. As a result, the magnesium concentration in the copolymer of Example 2 was 2.7 ppm.
Moreover, as a result of measuring the obtained copolymer of Example 2 using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw is 13700, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (Number average molecular weight Mn) was 1.83.

(実施例3)
実施例3として、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、メチルマグネシウムブロミドで開環した共重合体を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、上述した開環前の共重合体10g(MA換算0.052mol)に対して、THF53.4gと、トルエン52.1gとを加えて、開環前の共重合体を溶解させた溶解液を作製した。次いで、溶解液に対して、12%メチルマグネシウムブロミドTHF溶液77.55g(0.078mol)を加えて、温度0℃で1時間反応させ、反応溶液を作製した。
次いで、反応溶液をギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。次いで、水を加えて、再度、ギ酸水溶液で処理することで、水相を除去した。次いで、ヘプタンで再沈殿を行い、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、メチルマグネシウムブロミドで開環した、実施例3の共重合体8.36gを得た。
また、実施例3の共重合体の固形分について、実施例1と同様に、H−NMR測定を行った。これにより、実施例3の共重合体について、メチルマグネシウムブロミドによって、共重合体の無水マレイン酸に由来する構造単位が開環していることを確認した。
また、得られた実施例3の共重合体をICP−MSを用いて測定した。その結果、実施例3の共重合体中のマグネシウム濃度は4.0ppmであった。
また、得られた実施例3の共重合体をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは11900であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.89であった。
(Example 3)
As Example 3, a copolymer comprising a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride was ring-opened with methyl magnesium bromide to prepare a copolymer. Details will be described below.
First, a solution in which 53.4 g of THF and 52.1 g of toluene are added to 10 g (0.052 mol in terms of MA) of the above-described copolymer before ring opening to dissolve the copolymer before the ring opening Was produced. Next, 77.55 g (0.078 mol) of a 12% solution of methylmagnesium bromide in THF was added to the solution and reacted at a temperature of 0 ° C. for 1 hour to prepare a reaction solution.
The reaction solution was then treated with aqueous formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Water was then added and again treated with aqueous formic acid to remove the aqueous phase. The copolymer of Example 3 was then reprecipitated with heptane, and the copolymer comprising the structural unit derived from 2-norbornene and the structural unit derived from maleic anhydride was ring-opened with methyl magnesium bromide. I got 8.36g.
Moreover, about the solid content of the copolymer of Example 3, 1 H-NMR measurement was performed similarly to Example 1. This confirmed that the structural unit derived from the maleic anhydride of the copolymer was ring-opened by methyl magnesium bromide about the copolymer of Example 3.
Moreover, the copolymer of Example 3 obtained was measured using ICP-MS. As a result, the magnesium concentration in the copolymer of Example 3 was 4.0 ppm.
Moreover, as a result of measuring the obtained copolymer of Example 3 using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw is 11900, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (Number average molecular weight Mn) was 1.89.

得られた実施例3の共重合体が、未開環の無水マレイン酸由来の構造単位を含むことを確認するために、以下の実験を行った。
まず、参考例1として、上述した実施例3の共重合体の製造方法において、12%メチルマグネシウムブロミドTHF溶液の添加量を116.33g(0.117mol)に増やした参考例1の共重合体を作製した。
次いで、実施例3、参考例1の共重合体をPGMEAに溶解させ、次いで、ウエハ上にスピンコートにより形成させた樹脂膜を温度120℃で4分間プリベークすることで、樹脂膜を作製した。この樹脂膜のアルカリ可溶速度を、温度23℃で2%濃度のNaCO水溶液を用いて測定した。その結果、実施例3の共重合体を用いた樹脂膜のアルカリ可溶速度は、18nm/secであった。一方、参考例1の共重合体を用いた樹脂膜のアルカリ可溶速度は、120nm/minであった。これにより、実施例3の共重合体には、未開環の無水マレイン酸由来の構造単位が残っていることが確認された。
また、同様の方法で、実施例1〜2の共重合体に、未開環の無水マレイン酸由来の構造単位が残っていることを確認した。
The following experiment was performed to confirm that the obtained copolymer of Example 3 contained a structural unit derived from unopened maleic anhydride.
First, as Reference Example 1, the copolymer of Reference Example 1 in which the addition amount of the 12% methylmagnesium bromide THF solution was increased to 116.33 g (0.117 mol) in the method for producing the copolymer of Example 3 described above. Was produced.
Next, the copolymer of Example 3 and Reference Example 1 was dissolved in PGMEA, and then a resin film formed by spin coating on a wafer was prebaked at a temperature of 120 ° C. for 4 minutes to produce a resin film. The alkali solubility rate of this resin film was measured using a 2% aqueous Na 2 CO 3 solution at a temperature of 23 ° C. As a result, the alkali solubility rate of the resin film using the copolymer of Example 3 was 18 nm / sec. On the other hand, the alkali solubility rate of the resin film using the copolymer of Reference Example 1 was 120 nm / min. From this, it was confirmed that unopened structural units derived from maleic anhydride remain in the copolymer of Example 3.
Moreover, it confirmed that the structural unit derived from the non-ring-opened maleic anhydride remained in the copolymer of Examples 1-2 by the same method.

(比較例1)
比較例1の共重合体としては、上述した開環前の共重合体そのものを用いた。
なお、比較例1の共重合体をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは12700であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.92であった。
(Comparative example 1)
As the copolymer of Comparative Example 1, the above-described copolymer before ring opening was used.
In addition, as a result of measuring the copolymer of Comparative Example 1 using gel permeation chromatography (Gel Permeation Chromatography: GPC), the weight average molecular weight Mw is 12700, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (number of particles) The average molecular weight Mn) was 1.92.

(比較例2)
比較例2として、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ブタノールを用いて開環した共重合体を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、上述した開環前の共重合体25g(MA換算0.13mol)に、ブタノール125.0g(1.7mol)を加え、温度110で12時間加熱処理することで、共重合体の無水マレイン酸構造単位をブタノールで開環させる反応を起こした。次いで、ヘプタンで再沈殿を行い、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ブタノールを用いて開環した、比較例2の共重合体23.81gを得た。
なお、得られた比較例2の共重合体をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは13100であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.61であった。
(Comparative example 2)
As Comparative Example 2, a copolymer was prepared by ring-opening a copolymer comprising a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride using butanol. Details will be described below.
First, 125.0 g (1.7 mol) of butanol is added to 25 g (0.13 mol in terms of MA) of the above-described copolymer before ring-opening, and heat treatment is carried out at a temperature of 110 for 12 hours. The acid structural unit was reacted with butanol for ring opening. Subsequently, reprecipitation is carried out with heptane, and the copolymer of Comparative Example 2 in which a copolymer comprising a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride is ring-opened using butanol I got 23.81 g.
In addition, as a result of measuring the obtained copolymer of Comparative Example 2 using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw is 13100, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (Number average molecular weight Mn) was 1.61.

(比較例3)
比較例3として、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ブチルアミンを用いて開環した共重合体を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、上述した開環前の共重合体15g(MA換算0.078mol)にジメチルアセトアミド(以下、DMAcとも示す。)60.0gを加えて溶解させ、次いで、ブチルアミン2.85g(0.039mol)を加え、温度80℃で4時間加熱処理することで、共重合体の無水マレイン酸構造単位をブチルアミンで開環させる反応を起こし、反応溶液を得た。次いで、ヘプタンで再沈殿を行い、2−ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備える共重合体を、ブチルアミンを用いて開環した、比較例3の共重合体14.93gを得た。
なお、得られた比較例3の共重合体をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは9500であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.70であった。
(Comparative example 3)
As Comparative Example 3, a copolymer was prepared by ring opening a copolymer having a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride using butylamine. Details will be described below.
First, 60.0 g of dimethylacetamide (hereinafter also referred to as DMAc) is added to 15 g (0.08 mol in terms of MA) of the above-mentioned copolymer before ring opening and dissolved, and then 2.85 g (0.039 mol) of butylamine The reaction mixture was heated at a temperature of 80 ° C. for 4 hours to cause a reaction of ring opening of the maleic anhydride structural unit of the copolymer with butylamine to obtain a reaction solution. Subsequently, reprecipitation is carried out with heptane, and the copolymer of Comparative Example 3 in which a copolymer comprising a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride is ring-opened using butylamine I obtained 14.93 g.
In addition, as a result of measuring the obtained copolymer of Comparative Example 3 using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw is 9500, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (Number average molecular weight Mn) was 1.70.

(耐熱性)
各実施例、各比較例の耐熱性を評価した。以下に、詳細な方法を説明する。
耐熱性の評価として、TG−DTA装置(日立ハイテクサイエンス製、STA7200RV)を用いて、温度30℃から500℃、昇温速度10°/min、サンプル重量1mg、窒素雰囲気下の条件で測定を行い、分解温度を評価するために温度300℃での重量減少率を評価した。また、CCDカメラによって形態観察し、発泡開始温度を評価した。下記表1に評価結果を示す。
なお、発泡開始温度は、270℃以上であることが良好な結果である。
(Heat-resistant)
The heat resistance of each Example and each comparative example was evaluated. The detailed method is described below.
As evaluation of heat resistance, measurement is performed under conditions of temperature 30 ° C. to 500 ° C., temperature rising rate 10 ° / min, sample weight 1 mg, nitrogen atmosphere using TG-DTA apparatus (manufactured by Hitachi High-Tech Science, STA7200 RV) The weight loss rate at a temperature of 300 ° C. was evaluated to evaluate the decomposition temperature. Further, the morphology was observed by a CCD camera, and the foaming start temperature was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 below.
In addition, it is a favorable result that foaming start temperature is 270 degreeC or more.

Figure 2019065146
Figure 2019065146

上記表1に示すように、各実施例の共重合体は、各比較例の共重合体と比べて、300℃での重量減少率が少ない、すなわち、分解温度の観点で耐熱性に優れることが確認できた。また、各実施例の共重合体は、各比較例の共重合体と比べて、発泡開始温度といった観点で耐熱性に優れることが確認できた。
以上より、各実施例の共重合体が、各比較例の共重合体と比べて、分解温度及び発泡温度という両方の観点から耐熱性をバランスよく向上することが確認された。
As shown in Table 1 above, the copolymer of each example has a smaller weight reduction rate at 300 ° C. than the copolymer of each comparative example, that is, it is excellent in heat resistance in terms of decomposition temperature Was confirmed. Moreover, it was confirmed that the copolymer of each example is excellent in heat resistance in terms of the foaming start temperature as compared with the copolymer of each comparative example.
As mentioned above, it was confirmed that heat resistance is improved with good balance from a viewpoint of both decomposition temperature and foaming temperature compared with a copolymer of each comparative example compared with a copolymer of each comparative example.

Claims (10)

下記一般式(1)で示される、共重合体。
Figure 2019065146
(一般式(1)中、
lおよびmはそれぞれ、共重合体中における、A及びBのモル含有率を示し、
l+m=1であり、
Aは下記一般式(A1)により示される構造単位であり、
Bは下記一般式(B2)により示される構造単位を含む。)
Figure 2019065146
(一般式(A1)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1以上30以下の有機基であり、
は0、1または2である。)
Figure 2019065146
(一般式(B2)中、RB1は、炭素数1以上30以下の有機基であり、
B1は、一般式(B2)中のRB1が結合する炭素原子と、炭素−炭素結合を形成している。)
The copolymer shown by following General formula (1).
Figure 2019065146
(In the general formula (1),
l and m respectively indicate the molar content of A and B in the copolymer,
l + m = 1,
A is a structural unit represented by the following general formula (A1),
B contains a structural unit represented by the following general formula (B2). )
Figure 2019065146
(In the general formula (A1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen or an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
a 1 is 0, 1 or 2; )
Figure 2019065146
(In the general formula (B2), R B1 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms,
R B1 is, the carbon atom to which R B1 in the general formula (B2) are attached, a carbon - to form a carbon bond. )
請求項1に記載の共重合体であって、
前記一般式(1)で示される共重合体中、前記Bは、下記式(B1)の構造単位を更に含む、共重合体。
Figure 2019065146
A copolymer according to claim 1, which is
In the copolymer shown by the said General formula (1), said B is a copolymer which further contains the structural unit of following formula (B1).
Figure 2019065146
請求項1または2に記載の共重合体であって、
前記一般式(B2)中、RB1は、水素原子、炭素原子、ケイ素原子、フッ素原子からなる群より選択される1種または2種以上の原子によって形成される基である、共重合体。
A copolymer according to claim 1 or 2, wherein
In the general formula (B2), a copolymer in which R B1 is a group formed by one or more atoms selected from the group consisting of a hydrogen atom, a carbon atom, a silicon atom and a fluorine atom.
請求項1から3のいずれか1項に記載の共重合体であって、
前記一般式(B2)中、RB1は、炭素数1以上30以下の炭化水素基である、共重合体。
A copolymer according to any one of claims 1 to 3, which is
In the above general formula (B2), a copolymer in which R B1 is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
請求項1から4のいずれか1項に記載の共重合体であって、
前記一般式(B2)中、RB1は、炭素数1以上30以下のアルキル基またはアルケニル基である、共重合体。
The copolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein
In the general formula (B2), a copolymer in which R B1 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an alkenyl group.
請求項1から5のいずれか一項に記載の共重合体であって、
当該共重合体中のマグネシウム金属濃度は、10.0ppm以下である、共重合体。
The copolymer according to any one of claims 1 to 5, wherein
A copolymer wherein the magnesium metal concentration in the copolymer is 10.0 ppm or less.
請求項1から6に記載の共重合体を含む組成物。   A composition comprising the copolymer according to claim 1. 請求項1から6のいずれか一項に記載の共重合体の製造方法であって、
ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸とを付加重合して付加重合体を得る重合工程と、
次いで、グリニャール試薬によって、前記付加重合体を開環し、その後、酸処理して前記一般式(1)で示される共重合体を作製する開環工程と、
次いで、溶媒によって、前記一般式(1)で示される共重合体中のマグネシウム金属濃度が10.0ppm以下となるように前記一般式(1)で示される共重合体を洗浄する洗浄工程と、を含む、共重合体の製造方法。
A method for producing the copolymer according to any one of claims 1 to 6, wherein
A polymerization process for obtaining an addition polymer by addition polymerization of a norbornene type monomer and maleic anhydride;
Next, a ring-opening step of ring-opening the addition polymer with a Grignard reagent and thereafter acid treatment to produce a copolymer represented by the general formula (1),
Then, a washing step of washing the copolymer represented by the general formula (1) such that the concentration of magnesium metal in the copolymer represented by the general formula (1) is 10.0 ppm or less depending on the solvent. A method of producing a copolymer, comprising
請求項8に記載の共重合体の製造方法であって、
前記グリニャール試薬は、ハロゲン化アルキルマグネシウム、ハロゲン化アルケニルマグネシウム、ハロゲン化アリールマグネシウム、ハロゲン化アラルキルマグネシウム及びハロゲン化シリル化アルキルマグネシウムからなる群より選択される1種以上である、共重合体の製造方法。
A method for producing the copolymer according to claim 8, wherein
The method for producing a copolymer, wherein the Grignard reagent is one or more selected from the group consisting of halogenated alkyl magnesium, halogenated alkenyl magnesium, halogenated aryl magnesium, halogenated aralkyl magnesium and halogenated silylated alkyl magnesium .
請求項8または9に記載の共重合体の製造方法であって、
前記開環工程では、前記重合工程において使用した前記無水マレイン酸に対して、20mol%以上200mol%以下の前記グリニャール試薬を添加することによって、前記付加重合体を開環する、共重合体の製造方法。
A method for producing a copolymer according to claim 8 or 9,
In the ring-opening step, a copolymer is prepared by ring-opening the addition polymer by adding 20 mol% or more and 200 mol% or less of the Grignard reagent to the maleic anhydride used in the polymerization step. Method.
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