JP2023169604A - Method for producing polymer - Google Patents

Method for producing polymer Download PDF

Info

Publication number
JP2023169604A
JP2023169604A JP2022080826A JP2022080826A JP2023169604A JP 2023169604 A JP2023169604 A JP 2023169604A JP 2022080826 A JP2022080826 A JP 2022080826A JP 2022080826 A JP2022080826 A JP 2022080826A JP 2023169604 A JP2023169604 A JP 2023169604A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copolymer
acrylate
unsaturated bond
units
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022080826A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
栄善 井戸
Eizen Ido
俊介 茶谷
Shunsuke Chatani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2022080826A priority Critical patent/JP2023169604A/en
Publication of JP2023169604A publication Critical patent/JP2023169604A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

To provide a production method that can readily produce a polymer with an unsaturated bond in a side chain.SOLUTION: A polymer production method according to one aspect of the present invention includes a transesterification reaction to occur, in the presence of a guanidine organic catalyst, between a copolymer (A) with an acrylate-based unit and an unsaturated bond-containing alcohol (b1), yielding a copolymer (B1) with an unsaturated bond in a side chain. A polymer production method according to another aspect of the present invention includes an amidation reaction to occur, in the presence of a guanidine organic catalyst, between a copolymer (A) with an acrylate-based unit and an unsaturated bond-containing amine (b2), yielding a copolymer (B2) with an unsaturated bond in a side chain.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリマーの生産方法に関する。 The present invention relates to a method for producing polymers.

不飽和結合を側鎖に有するポリマーは、機能性材料として有用である。例えば、特許文献1では、炭素間二重結合を側鎖に有するポリマーを活性エネルギー線硬化型樹脂として利用している。 Polymers having unsaturated bonds in their side chains are useful as functional materials. For example, in Patent Document 1, a polymer having a carbon-carbon double bond in a side chain is used as an active energy ray-curable resin.

国際公開第2005/087831号International Publication No. 2005/087831

ポリマーに付加価値を付与すべく、不飽和結合をポリマーの側鎖に導入することが求められている。しかし、側鎖に不飽和結合を有するモノマーは架橋反応や重合阻害反応を起こすため、モノマーの重合反応によって不飽和結合を側鎖に有するポリマーを選択的に得ることは難しい。
特許文献1では、エポキシ基含有共重合体を得た後にその共重合体のエポキシ基と、短鎖不飽和カルボン酸および長鎖不飽和カルボン酸を反応させ、不飽和結合をポリマーの側鎖に導入している。そのため、合成工程が煩雑である。
本発明は、不飽和結合を側鎖に有するポリマーを簡便に生産できる生産方法を提供する。
In order to add value to polymers, it is desired to introduce unsaturated bonds into the side chains of polymers. However, since monomers having unsaturated bonds in their side chains cause crosslinking reactions and polymerization inhibition reactions, it is difficult to selectively obtain polymers having unsaturated bonds in their side chains through polymerization reactions of monomers.
In Patent Document 1, after obtaining an epoxy group-containing copolymer, the epoxy group of the copolymer is reacted with a short-chain unsaturated carboxylic acid and a long-chain unsaturated carboxylic acid to form an unsaturated bond in the side chain of the polymer. It has been introduced. Therefore, the synthesis process is complicated.
The present invention provides a production method that can easily produce a polymer having an unsaturated bond in a side chain.

本発明は、下記の態様を有する。
[1]グアニジン有機触媒の存在下で、アクリレートに基づく単位を有する共重合体(A)と不飽和結合含有アルコール(b1)との間でエステル交換反応を行い、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B1)を得る、ポリマーの生産方法。
[2]グアニジン有機触媒の存在下で、アクリレートに基づく単位を有する共重合体(A)と不飽和結合含有アミン(b2)との間でアミド化反応を行い、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B2)を得る、ポリマーの生産方法。
[3]前記アクリレートに基づく単位の割合が、前記共重合体(A)の全構成単位に対して10~80質量%である、[1]または[2]の生産方法。
[4]前記共重合体(A)の数平均分子量が、30000以上である、[1]~[3]のいずれかの生産方法。
[5]前記共重合体(A)のガラス転移点が、10℃以上である、[1]~[4]のいずれかの生産方法。
[6]前記共重合体(A)が、メチルアクリレートに基づく単位とメチルメタクリレートに基づく単位とを有する共重合体、n-ブチルアクリレートに基づく単位とメチルメタクリレートに基づく単位とを有する共重合体およびメチルアクリレートに基づく単位とエチレンに基づく単位とを有する共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[1]~[5]のいずれかの生産方法。
The present invention has the following aspects.
[1] In the presence of a guanidine organic catalyst, a transesterification reaction is carried out between the copolymer (A) having units based on acrylate and the unsaturated bond-containing alcohol (b1), and the unsaturated bond is present in the side chain. A method for producing a polymer to obtain a copolymer (B1).
[2] In the presence of a guanidine organic catalyst, an amidation reaction is carried out between the copolymer (A) having units based on acrylate and the unsaturated bond-containing amine (b2), and the unsaturated bond is present in the side chain. A method for producing a polymer to obtain a copolymer (B2).
[3] The production method according to [1] or [2], wherein the proportion of the acrylate-based units is 10 to 80% by mass based on the total constitutional units of the copolymer (A).
[4] The production method according to any one of [1] to [3], wherein the copolymer (A) has a number average molecular weight of 30,000 or more.
[5] The production method according to any one of [1] to [4], wherein the copolymer (A) has a glass transition point of 10° C. or higher.
[6] The copolymer (A) is a copolymer having a unit based on methyl acrylate and a unit based on methyl methacrylate, a copolymer having a unit based on n-butyl acrylate and a unit based on methyl methacrylate, and The production method according to any one of [1] to [5], wherein the copolymer is at least one selected from the group consisting of copolymers having units based on methyl acrylate and units based on ethylene.

本発明によれば、不飽和結合を側鎖に有するポリマーを簡便に生産できる生産方法が提供される。 According to the present invention, a production method that can easily produce a polymer having an unsaturated bond in a side chain is provided.

本明細書において式(1)で表される化合物を化合物(1)と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。
本明細書における以下の用語の意味は以下の通りである。
数平均分子量、ガラス転移点は、実施例に記載の方法によって求められる値である。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
In this specification, the compound represented by formula (1) is referred to as compound (1). Compounds represented by other formulas are also described in the same manner.
The meanings of the following terms in this specification are as follows.
The number average molecular weight and glass transition point are values determined by the method described in Examples.
"~" indicating a numerical range means that the numerical values written before and after it are included as lower and upper limits.

<第1の態様>
本発明の第1の態様に係るポリマーの生産方法では、グアニジン有機触媒の存在下で、アクリレートに基づく単位を有する共重合体(A)と、不飽和結合含有アルコール(b1)との間でエステル交換反応を行い、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B1)を得る。
<First aspect>
In the method for producing a polymer according to the first aspect of the present invention, an ester is formed between a copolymer (A) having units based on acrylate and an unsaturated bond-containing alcohol (b1) in the presence of a guanidine organic catalyst. An exchange reaction is performed to obtain a copolymer (B1) having an unsaturated bond in the side chain.

(共重合体(A))
共重合体(A)は、アクリレートに基づく単位(以下、「アクリレート単位(a1)」と記す。)を有する。共重合体(A)は、2種以上のアクリレート単位(a1)を有する共重合体であってもよく;アクリレート単位(a1)と、アクリレート以外の他のモノマーに基づく単位(以下、「他のモノマー単位(a2)」と記す。)と、を有する共重合体であってもよい。また、共重合体(A)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Copolymer (A))
The copolymer (A) has units based on acrylate (hereinafter referred to as "acrylate units (a1)"). The copolymer (A) may be a copolymer having two or more types of acrylate units (a1); acrylate units (a1) and units based on other monomers other than acrylate (hereinafter referred to as "other"). It may be a copolymer having a monomer unit (a2). Moreover, one type of copolymer (A) may be used alone, or two or more types may be used in combination.

アクリレートは、ヒドロキシ基、アミノ基およびエポキシ基を含有しないアクリル酸エステルである。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-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸イソステアリル、アクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸3,5,5-トリメチルシクロヘキシル、アクリル酸ジシクロペンタニル、アクリル酸ジシクロペンテニル、アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、テルペンアクリレートおよびその誘導体、水添ロジンアクリレートおよびその誘導体、アクリル酸ドコシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸2-メトキシエチルが挙げられる。ただし、アクリレートはこれらの例示に何ら限定されない。
アクリレートは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Acrylates are acrylic acid esters that do not contain hydroxy, amino and epoxy groups. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, isoamyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, acrylic acid Lauryl, stearyl acrylate, isostearyl acrylate, hexadecyl acrylate, nonyl acrylate, isononyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, cyclohexyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isobornyl acrylate, 3,5 acrylate , 5-trimethylcyclohexyl, dicyclopentanyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, terpene acrylate and its derivatives, hydrogenated rosin acrylate and its derivatives, docosyl acrylate, phenyl acrylate, acrylic Examples include 2-methoxyethyl acid. However, acrylates are not limited to these examples.
One type of acrylate may be used alone, or two or more types may be used in combination.

他のモノマーは、アクリレートと共重合可能なモノマーであれば特に限定されない。例えば、エチレン、プロピレン、メタクリレート、スチレンおよびその誘導体、アクリロニトリルが挙げられる。ただし、他のモノマーはこれらの例示に何ら限定されない。
他のモノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Other monomers are not particularly limited as long as they are monomers copolymerizable with acrylate. Examples include ethylene, propylene, methacrylate, styrene and its derivatives, and acrylonitrile. However, other monomers are not limited to these examples.
One type of other monomers may be used alone, or two or more types may be used in combination.

共重合体(A)としては、下記の共重合体(A1)、共重合体(A2)および共重合体(A3)からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
共重合体(A1):メチルアクリレートに基づく単位とメチルメタクリレートに基づく単位とを有する共重合体、
共重合体(A2):n-ブチルアクリレートに基づく単位とメチルメタクリレートに基づく単位とを有する共重合体
共重合体(A3):メチルアクリレートに基づく単位とエチレンに基づく単位とを有する共重合体。
As the copolymer (A), at least one selected from the group consisting of the following copolymer (A1), copolymer (A2) and copolymer (A3) is preferable.
Copolymer (A1): a copolymer having units based on methyl acrylate and units based on methyl methacrylate,
Copolymer (A2): A copolymer having a unit based on n-butyl acrylate and a unit based on methyl methacrylate. Copolymer (A3): A copolymer having a unit based on methyl acrylate and a unit based on ethylene.

共重合体(A)は2種以上のアクリレート単位(a1)を有する共重合体であってもよいが、共重合体(A)が他のモノマー単位(a2)を有する場合、アクリレート単位(a1)の割合は共重合体(A)の全構成単位に対して5~99質量%が好ましく、10~80質量%がより好ましい。アクリレート単位(a1)の割合が前記数値範囲内の下限値以上であると、より多くの不飽和結合を側鎖に有する共重合体が得られやすい。アクリレート単位(a1)の割合が前記数値範囲内の上限値以下であると、不飽和結合を側鎖に有する共重合体の収率が向上しやすい。 The copolymer (A) may be a copolymer having two or more types of acrylate units (a1), but when the copolymer (A) has another monomer unit (a2), the acrylate unit (a1) ) is preferably 5 to 99% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, based on the total constitutional units of copolymer (A). When the proportion of acrylate units (a1) is at least the lower limit within the above numerical range, a copolymer having more unsaturated bonds in its side chains can be easily obtained. When the proportion of acrylate units (a1) is below the upper limit within the above numerical range, the yield of the copolymer having an unsaturated bond in the side chain tends to improve.

共重合体(A)が他のモノマー単位(a2)を有する場合、他のモノマー単位(a2)の割合は共重合体(A)の全構成単位に対して1~95質量%が好ましく、20~90質量%がより好ましい。他のモノマー単位(a2)の割合が前記数値範囲内の下限値以上であると、不飽和結合を側鎖に有する共重合体の収率が向上しやすい。他のモノマー単位(a2)の割合が前記数値範囲内の上限値以下であると、より多くの不飽和結合を側鎖に有する共重合体が得られやすい。 When the copolymer (A) has another monomer unit (a2), the proportion of the other monomer unit (a2) is preferably 1 to 95% by mass based on the total constitutional units of the copolymer (A), and 20 More preferably 90% by mass. When the proportion of other monomer units (a2) is at least the lower limit within the above numerical range, the yield of the copolymer having an unsaturated bond in its side chain tends to improve. When the proportion of other monomer units (a2) is below the upper limit within the above numerical range, a copolymer having more unsaturated bonds in the side chain can be easily obtained.

共重合体(A)の数平均分子量は30000以上が好ましく、30000~500000がより好ましく、30000~200000がさらに好ましい。共重合体(A)の数平均分子量が30000以上であると、反応後に得られる共重合体を成型材料、粘接着剤等の用途に適用しやすい。共重合体(A)の数平均分子量が前記数値範囲内の上限値以下であると、反応後に得られる共重合体を塗料等の用途に適用しやすい。 The number average molecular weight of the copolymer (A) is preferably 30,000 or more, more preferably 30,000 to 500,000, and even more preferably 30,000 to 200,000. When the number average molecular weight of the copolymer (A) is 30,000 or more, the copolymer obtained after the reaction can be easily applied to applications such as molding materials and adhesives. When the number average molecular weight of the copolymer (A) is less than or equal to the upper limit within the above numerical range, the copolymer obtained after the reaction can be easily applied to applications such as paints.

前記共重合体(A)のガラス転移点は10℃以上が好ましく、10~150℃がより好ましく、10℃~120℃がさらに好ましい。ガラス転移点が複数存在する場合は、最も温度の高いガラス転移点を共重合体(A)のガラス転移点とする。共重合体(A)のガラス転移点が10℃以上であると、反応後に得られる共重合体を成型材料等の用途に適用しやすい。共重合体(A)のガラス転移点が前記数値範囲内の上限値以下であると、反応後に得られる共重合体を塗料、粘接着剤等の用途に適用しやすい。 The glass transition point of the copolymer (A) is preferably 10°C or higher, more preferably 10 to 150°C, even more preferably 10 to 120°C. When there are multiple glass transition points, the glass transition point with the highest temperature is defined as the glass transition point of the copolymer (A). When the glass transition point of the copolymer (A) is 10° C. or higher, the copolymer obtained after the reaction can be easily applied to uses such as molding materials. When the glass transition point of the copolymer (A) is below the upper limit within the above numerical range, the copolymer obtained after the reaction can be easily applied to applications such as paints and adhesives.

(不飽和結合含有アルコール(b1))
不飽和結合含有アルコール(b1)は、不飽和結合を有する1価の炭化水素基を有するアルコールである。不飽和結合の数は特に限定されず、1個でも複数個でもよい。
不飽和結合含有アルコール(b1)としては、例えば、アリルアルコール、3-ブテン-1-オール、4-ペンテン-1-オール、1,3-ブタジエン-1-オール、フルフリルアルコール、ゲラニオール、リナロール、ネロール、シトロネロールが挙げられる。ただし、不飽和結合含有アルコール(b1)はこれらの例示に何ら限定されない。
不飽和結合含有アルコール(b1)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Unsaturated bond-containing alcohol (b1))
The unsaturated bond-containing alcohol (b1) is an alcohol having a monovalent hydrocarbon group having an unsaturated bond. The number of unsaturated bonds is not particularly limited, and may be one or more.
Examples of the unsaturated bond-containing alcohol (b1) include allyl alcohol, 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 1,3-butadien-1-ol, furfuryl alcohol, geraniol, linalool, Examples include nerol and citronellol. However, the unsaturated bond-containing alcohol (b1) is not limited to these examples at all.
The unsaturated bond-containing alcohol (b1) may be used alone or in combination of two or more.

(グアニジン有機触媒)
グアニジン有機触媒は、共重合体(A)と不飽和結合含有アルコール(b1)との間のエステル交換反応において触媒として機能する。本発明においてはグアニジン有機触媒を使用するため、エステル交換反応による変換率が向上する。
(guanidine organic catalyst)
The guanidine organic catalyst functions as a catalyst in the transesterification reaction between the copolymer (A) and the unsaturated bond-containing alcohol (b1). In the present invention, since a guanidine organic catalyst is used, the conversion rate by transesterification is improved.

グアニジン有機触媒としては、例えば、下記の化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)が挙げられる。 Examples of the guanidine organic catalyst include the following compound (1), compound (2), compound (3), and compound (4).

Figure 2023169604000001
Figure 2023169604000001

なかでも、グアニジン有機触媒としては化合物(1)、すなわち、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(TBD)が好ましい。 Among these, compound (1), ie, 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene (TBD), is preferred as the guanidine organic catalyst.

(エステル交換反応)
第1の態様においては、アクリレート単位(a1)と不飽和結合含有アルコール(b1)との間でエステル交換反応が起きる。アクリレート単位(a1)を-(CHCH(C(=O)O-Ra1))-で表し、不飽和結合含有アルコール(b1)をRb1-OHで表すとき、Ra1とRb1との間でエステル交換反応が起きる(Rb1は不飽和結合を有する1価の有機基である。)。結果、共重合体(A1)のアクリレート単位(a1)のうち、少なくとも一部のRa1がRb1に変換される。そのため、エステル結合を介して不飽和結合含有基が側鎖に結合した共重合体(B1)が得られる。
共重合体(B1)は、共重合体(A1)のアクリレート単位(a1)のすべてがエステル交換反応したものでもよく、アクリレート単位(a1)の一部がエステル交換反応したものでもよい。
(ester exchange reaction)
In the first embodiment, a transesterification reaction occurs between the acrylate unit (a1) and the unsaturated bond-containing alcohol (b1). When the acrylate unit (a1) is represented by -(CH 2 CH (C(=O)O-R a1 ))- and the unsaturated bond-containing alcohol (b1) is represented by R b1 -OH, R a1 and R b1 A transesterification reaction occurs between (R b1 is a monovalent organic group having an unsaturated bond). As a result, at least a portion of R a1 of the acrylate units (a1) of the copolymer (A1) is converted to R b1 . Therefore, a copolymer (B1) in which an unsaturated bond-containing group is bonded to a side chain via an ester bond is obtained.
The copolymer (B1) may be one in which all of the acrylate units (a1) of the copolymer (A1) undergo a transesterification reaction, or may be one in which a part of the acrylate units (a1) undergo a transesterification reaction.

エステル交換反応の反応温度は特に限定されないが、例えば、70~200℃が好ましい。エステル交換反応の反応温度が前記数値範囲内の下限値以上であると、エステル交換反応の変換率が向上しやすい。エステル交換反応の反応温度が前記数値範囲内の上限値以下であると、触媒の分解が抑制される。 The reaction temperature for the transesterification reaction is not particularly limited, but is preferably, for example, 70 to 200°C. When the reaction temperature of the transesterification reaction is equal to or higher than the lower limit within the above numerical range, the conversion rate of the transesterification reaction tends to improve. When the reaction temperature of the transesterification reaction is below the upper limit within the above numerical range, decomposition of the catalyst is suppressed.

エステル交換反応の反応時間は特に限定されないが、例えば、0.5~24時間が好ましい。エステル交換反応の反応時間が前記数値範囲内の下限値以上であると、エステル交換反応の変換率が向上しやすい。エステル交換反応の反応時間が前記数値範囲内の上限値以下であると、生産性が向上しやすい。 The reaction time for the transesterification reaction is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 24 hours, for example. When the reaction time of the transesterification reaction is equal to or longer than the lower limit within the above numerical range, the conversion rate of the transesterification reaction tends to improve. When the reaction time of the transesterification reaction is less than or equal to the upper limit within the above numerical range, productivity tends to improve.

エステル交換反応は溶媒中で行ってもよく、溶媒を用いずに行ってもよい。溶媒は、エステル交換反応に不活性な化合物であればよく、特に限定されない。また、不飽和結合含有アルコール(b1)を溶媒として用いてもよい。
溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル等の極性溶媒が挙げられる。溶媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The transesterification reaction may be performed in a solvent or without using a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it is a compound inert to the transesterification reaction. Further, an unsaturated bond-containing alcohol (b1) may be used as a solvent.
Examples of the solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; polar solvents such as N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, and acetonitrile. One type of solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

エステル交換反応を行う際、反応によって生成されるアルコール類を取り除く目的でモレキュラーシーブを加えてもよい。モレキュラーシーブの使用量は共重合体(A1)に対して、5~50質量%が好ましく、10~30質量%がより好ましい。モレキュラーシーブの使用量が前記数値範囲内の下限値以上であるとエステル交換反応の変換率が向上しやすい。モレキュラーシーブの使用量が前記数値範囲内の上限値以下であると、反応溶液を撹拌しやすい。 When carrying out the transesterification reaction, a molecular sieve may be added for the purpose of removing alcohols produced by the reaction. The amount of molecular sieve used is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, based on the copolymer (A1). When the amount of molecular sieve used is at least the lower limit within the above numerical range, the conversion rate of the transesterification reaction tends to improve. When the amount of molecular sieve used is below the upper limit within the above numerical range, it is easy to stir the reaction solution.

(第1の態様の作用機序)
以上一例を用いて説明した一実施形態においては、グアニジン有機触媒の存在下で、共重合体(A)と不飽和結合含有アルコール(b1)との間でエステル交換反応を行うため、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B1)を選択的に生産でき、また、簡便に生産できる。また、本実施形態に係る生産方法は、特許文献1のような複雑な合成工程を要しない。不飽和結合含有アルコール(b1)の分子量の制御によって、共重合体(B1)の分子量を制御できるため、特許文献1に比べ、不飽和結合導入後の分子量を大きくすることもでき、また、小さくすることもでき、側鎖の長さを制御しやすい。また、不飽和結合導入後にOH基が残存しにくいため、表面自由エネルギーの制御も容易である。そして、不飽和結合含有アルコール(b1)は豊富な種類があるため、様々な不飽和結合を導入でき、ポリマーの構造の自由度が高いという利点もある。
(Mechanism of action of the first aspect)
In one embodiment described using one example above, in order to carry out the transesterification reaction between the copolymer (A) and the unsaturated bond-containing alcohol (b1) in the presence of a guanidine organic catalyst, the unsaturated bond The copolymer (B1) having this in its side chain can be produced selectively and easily. Furthermore, the production method according to the present embodiment does not require a complicated synthesis process as in Patent Document 1. The molecular weight of the copolymer (B1) can be controlled by controlling the molecular weight of the unsaturated bond-containing alcohol (b1), so compared to Patent Document 1, the molecular weight after introducing the unsaturated bond can be increased, and the molecular weight can be reduced. It is also possible to easily control the length of the side chain. Furthermore, since OH groups are unlikely to remain after the introduction of unsaturated bonds, surface free energy can be easily controlled. Furthermore, since there are a wide variety of unsaturated bond-containing alcohols (b1), various unsaturated bonds can be introduced, which has the advantage of having a high degree of freedom in polymer structure.

<第2の態様>
本発明の第2の態様に係るポリマーの生産方法では、グアニジン有機触媒の存在下で、アクリレート単位(a1)を有する共重合体(A)と、不飽和結合含有アミン(b2)との間でアミド化反応を行い、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B2)を得る。
共重合体(A)の詳細および好ましい態様は、第1の態様において説明した内容と同じである。
<Second aspect>
In the method for producing a polymer according to the second aspect of the present invention, in the presence of a guanidine organic catalyst, a copolymer (A) having an acrylate unit (a1) and an unsaturated bond-containing amine (b2) are produced. An amidation reaction is performed to obtain a copolymer (B2) having an unsaturated bond in the side chain.
Details and preferred embodiments of the copolymer (A) are the same as those explained in the first embodiment.

(不飽和結合含有アミン(b2))
不飽和結合含有アミン(b2)は、不飽和結合を有する1価の炭化水素基を有するアミンである。不飽和結合の数は特に限定されず、1個でも複数個でもよい。
不飽和結合含有アミン(b2)としては、例えば、アリルアミン、3-ブテン-1-アミン、4-ペンテン-1-アミン、1,3-ブタジエン-1-アミンが挙げられる。ただし、不飽和結合含有アミン(b2)はこれらの例示に何ら限定されない。
不飽和結合含有アミン(b2)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Unsaturated bond-containing amine (b2))
The unsaturated bond-containing amine (b2) is an amine having a monovalent hydrocarbon group having an unsaturated bond. The number of unsaturated bonds is not particularly limited, and may be one or more.
Examples of the unsaturated bond-containing amine (b2) include allylamine, 3-buten-1-amine, 4-penten-1-amine, and 1,3-butadien-1-amine. However, the unsaturated bond-containing amine (b2) is not limited to these examples.
The unsaturated bond-containing amine (b2) may be used alone or in combination of two or more.

(グアニジン有機触媒)
第2の態様においてグアニジン有機触媒は、共重合体(A)と不飽和結合含有アミン(b2)との間のアミド化反応において触媒として機能する。グアニジン有機触媒の詳細および好ましい態様は、第1の態様において説明した内容と同じである。第2の態様においては、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(TBD)を使用することで、アミド化反応による収率が高くなる。
(guanidine organic catalyst)
In the second embodiment, the guanidine organic catalyst functions as a catalyst in the amidation reaction between the copolymer (A) and the unsaturated bond-containing amine (b2). The details and preferred embodiments of the guanidine organic catalyst are the same as those explained in the first embodiment. In the second embodiment, the use of 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene (TBD) increases the yield of the amidation reaction.

(アミド化反応)
第2の態様においては、アクリレート単位(a1)と不飽和結合含有アミン(b2)との間でアミド化反応が起きる。アクリレート単位(a1)を-(CHCH(C(=O)O-Ra1))-で表し、不飽和結合含有アミン(b2)をN(Rb2)(Rb3)Hで表すとき、Ra1とRb2、Rb3との間でアミド化反応が起きる(Rb2、Rb3はそれぞれ独立に、不飽和結合を有する1価の有機基または水素原子であり、同時に水素原子ではない。)。結果、共重合体(A1)のアクリレート単位(a1)のうち、少なくとも一部のRa1がRb2またはRb3に変換される。そのため、アミド結合を介して不飽和結合含有基が側鎖に結合した共重合体(B2)が得られる。
共重合体(B2)は、共重合体(A1)のアクリレート単位(a1)のすべてがアミド化反応したものでもよく、アクリレート単位(a1)の一部がアミド化反応したものでもよい。
(amidation reaction)
In the second embodiment, an amidation reaction occurs between the acrylate unit (a1) and the unsaturated bond-containing amine (b2). When the acrylate unit (a1) is represented by -(CH 2 CH (C(=O)O-R a1 ))-, and the unsaturated bond-containing amine (b2) is represented by N(R b2 ) (R b3 )H, An amidation reaction occurs between R a1 and R b2 and R b3 (R b2 and R b3 are each independently a monovalent organic group having an unsaturated bond or a hydrogen atom, and are not hydrogen atoms at the same time. ). As a result, at least a portion of R a1 of the acrylate units (a1) of the copolymer (A1) is converted to R b2 or R b3 . Therefore, a copolymer (B2) in which an unsaturated bond-containing group is bonded to a side chain via an amide bond is obtained.
The copolymer (B2) may be one in which all of the acrylate units (a1) of the copolymer (A1) undergo an amidation reaction, or may be one in which a part of the acrylate units (a1) undergo an amidation reaction.

アミド化反応の反応温度は特に限定されないが、例えば、70~200℃が好ましい。アミド化反応の反応温度が前記数値範囲内の下限値以上であると、アミド化反応の収率が向上しやすい。アミド化反応の反応温度が前記数値範囲内の上限値以下であると、触媒の分解を抑制しやすい。 The reaction temperature for the amidation reaction is not particularly limited, but is preferably, for example, 70 to 200°C. When the reaction temperature of the amidation reaction is equal to or higher than the lower limit of the above numerical range, the yield of the amidation reaction tends to improve. When the reaction temperature of the amidation reaction is below the upper limit within the above numerical range, decomposition of the catalyst can be easily suppressed.

アミド化反応の反応時間は特に限定されないが、例えば、0.5~24時間が好ましい。アミド化反応の反応時間が前記数値範囲内の下限値以上であると、アミド化反応の変換率が向上しやすい。アミド化反応の反応時間が前記数値範囲内の上限値以下であると、生産性が向上しやすい。 The reaction time for the amidation reaction is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 24 hours, for example. When the reaction time of the amidation reaction is equal to or longer than the lower limit within the above numerical range, the conversion rate of the amidation reaction tends to improve. When the reaction time of the amidation reaction is less than or equal to the upper limit within the above numerical range, productivity tends to improve.

第2の態様においても、アミド化反応は溶媒中で行ってもよく、溶媒を用いずに行ってもよい。溶媒は、アミド化反応に不活性な化合物であればよく、特に限定されない。溶媒の例としては、第1の態様で例示した化合物と同じものが挙げられる。 Also in the second embodiment, the amidation reaction may be performed in a solvent or without using a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it is a compound inert to the amidation reaction. Examples of the solvent include the same compounds as those exemplified in the first aspect.

(第2の態様の作用機序)
以上一例を用いて説明した一実施形態においては、グアニジン有機触媒の存在下で、共重合体(A)と不飽和結合含有アミン(b2)との間でアミド化反応を行うため、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B2)を選択的に生産でき、また、簡便に生産できる。また、本実施形態に係る生産方法は、特許文献1のような複雑な合成工程を要しない。不飽和結合含有アミン(b2)の分子量の制御によって、共重合体(B2)の分子量を制御できるため、特許文献1に比べ、不飽和結合導入後の分子量を大きくすることもでき、また、小さくすることもでき、側鎖の長さを制御しやすい。そして、不飽和結合含有アミン(b2)は豊富な種類があるため、様々な不飽和結合を導入でき、ポリマーの構造の自由度が高いという利点もある。
(Mechanism of action of second aspect)
In one embodiment described using one example above, in order to carry out an amidation reaction between the copolymer (A) and the unsaturated bond-containing amine (b2) in the presence of a guanidine organic catalyst, the unsaturated bond The copolymer (B2) having this in its side chain can be produced selectively and easily. Furthermore, the production method according to the present embodiment does not require a complicated synthesis process as in Patent Document 1. The molecular weight of the copolymer (B2) can be controlled by controlling the molecular weight of the unsaturated bond-containing amine (b2), so compared to Patent Document 1, the molecular weight after introducing the unsaturated bond can be made larger, and it can also be made smaller. It is also possible to easily control the length of the side chain. Furthermore, since there are a wide variety of unsaturated bond-containing amines (b2), various unsaturated bonds can be introduced, which has the advantage of having a high degree of freedom in polymer structure.

以上一実施形態例を示して一実施形態について説明したが、本発明は本明細書に開示の実施形態例に限定されず、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。本明細書に開示の実施形態は、その他の様々な形態で実施可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更が可能である。 Although one embodiment has been described above with reference to one embodiment, the present invention is not limited to the embodiment disclosed in this specification, and can be implemented with appropriate modifications without changing the gist thereof. The embodiments disclosed in this specification can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載に限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following description.

<略号>
実施例における略号は以下の通りである。
<Abbreviation>
Abbreviations in Examples are as follows.

(アクリレート)
・MA:メチルアクリレート
・BA:ブチルアクリレート
(acrylate)
・MA: Methyl acrylate ・BA: Butyl acrylate

(メタクリレート)
・MMA:メチルメタクリレート
(methacrylate)
・MMA: Methyl methacrylate

(他のモノマー)
・Et:エチレン
(other monomers)
・Et: ethylene

(触媒)
・TBD:1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン
・TEA:トリエチルアミン
(catalyst)
・TBD: 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene ・TEA: Triethylamine

<測定方法>
(Mn、Mw)
数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用し、ポリメチルメタクリレート(PMMA)の検量線から算出した値である。
具体的にはテトラヒドロフラン5mlに測定対象のポリマー5mgを溶解させ、0.45μmフィルターで濾過した溶液をGPC測定用のサンプルとした。
ゲル浸透クロマトグラフィー測定装置(東ソー社製、製品名「HLC-8420GPC」)に、高分子測定ガードカラム(東ソー社製、製品名「TSK-guardcolumn SUPER H-H 4.6mmφ×35mm」)と2本の高分子測定カラム(東ソー社製、製品名「TSK-GEL SUPER HM-H 6.0mmφ×150mm」)を直列に接続して使用した。
また検出器には示差屈折計(RI)を用いた。分離カラム温度:40℃、移動層:テトラヒドロフラン、移動層の流量:0.6mL/分、サンプル注入量:10μlの条件で測定を行った。分子量既知のポリメチルメタクリレート数種類(三菱ケミカル社製品)を標準ポリマーとして、検量線を作成し、MnおよびMwを求めた。
<Measurement method>
(Mn, Mw)
The number average molecular weight (Mn) and the mass average molecular weight (Mw) are values calculated from a calibration curve of polymethyl methacrylate (PMMA) using gel permeation chromatography (GPC).
Specifically, 5 mg of the polymer to be measured was dissolved in 5 ml of tetrahydrofuran, and the solution was filtered with a 0.45 μm filter and used as a sample for GPC measurement.
A gel permeation chromatography measurement device (manufactured by Tosoh Corporation, product name "HLC-8420GPC"), a polymer measurement guard column (manufactured by Tosoh Corporation, product name "TSK-guardcolumn SUPER HH 4.6mmφ x 35mm") and 2 A series of polymer measurement columns (manufactured by Tosoh Corporation, product name: "TSK-GEL SUPER HM-H 6.0 mmφ x 150 mm") were used.
Further, a differential refractometer (RI) was used as a detector. The measurement was performed under the following conditions: separation column temperature: 40° C., mobile phase: tetrahydrofuran, mobile phase flow rate: 0.6 mL/min, and sample injection amount: 10 μl. A calibration curve was prepared using several types of polymethyl methacrylate (products of Mitsubishi Chemical Corporation) with known molecular weights as standard polymers, and Mn and Mw were determined.

(ガラス転移点(℃))
ガラス転移点(℃)は、示差走査熱量計(X-DSC7000,日立ハイテクサイエンス社製)を使用し、-30~150℃まで10℃/分で昇温し、その後150℃から-30℃まで10℃/分で降温するサイクルを2度行い、2度目の昇温過程よりガラス転移点(℃)を測定した。
(Glass transition point (℃))
The glass transition point (°C) was measured using a differential scanning calorimeter (X-DSC7000, manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.) by increasing the temperature from -30 to 150°C at a rate of 10°C/min, and then from 150°C to -30°C. A cycle of decreasing the temperature at a rate of 10° C./min was performed twice, and the glass transition point (° C.) was measured from the second heating process.

(変換率(%))
変換率(%)は下式より算出した。
変換率(%)=(n/n)×100
式中、nは、エステル交換反応後のポリマーが有するアルコール由来のアクリレート単位のモル数(mol)であり、nは、エステル交換反応前のポリマーが有するアクリレート単位のモル数(mol)である。nおよびnは、HNMRより解析して求めた。
(Conversion rate (%))
The conversion rate (%) was calculated from the following formula.
Conversion rate (%) = (n 1 /n 0 ) x 100
In the formula, n1 is the number of moles (mol) of alcohol-derived acrylate units that the polymer has after transesterification, and n0 is the number of moles (mol) of acrylate units that the polymer has before transesterification. be. n 0 and n 1 were determined by analysis using 1 HNMR.

<MMA-MA共重合体の合成>
MMA:90質量部とMA:10質量部をトルエン:100質量部に加え、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル:0.5質量部を加え、70℃で5時間攪拌した。その後反応液をヘキサン中で再沈澱することにより、MMA-MA共重合体を得た。熱媒の温度計の計測値を反応温度とした。また、反応液を熱媒に浸漬した時点から熱媒から取り出した時点までの間を反応時間とした。
<Synthesis of MMA-MA copolymer>
90 parts by mass of MMA and 10 parts by mass of MA were added to 100 parts by mass of toluene, 0.5 parts by mass of azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and the mixture was stirred at 70°C for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was reprecipitated in hexane to obtain an MMA-MA copolymer. The value measured by the thermometer of the heating medium was taken as the reaction temperature. In addition, the reaction time was defined as the period from when the reaction solution was immersed in the heating medium to when it was taken out from the heating medium.

<実施例1>
表1に示す組成となるよう、反応器中に共重合体(A)、溶媒のトルエン、不飽和結合含有アルコール(b1)およびTBD触媒を加え、モレキュラーシーブをさらに加え、120℃に加熱し、6時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を再沈溶媒(ヘキサン)に滴下し、攪拌することで共重合体(B1)を得た。
熱媒の温度計の計測値を反応温度とした。また、反応溶液を熱媒に浸漬した時点から熱媒から取り出した時点までの間を反応時間とした。
<Example 1>
To obtain the composition shown in Table 1, the copolymer (A), toluene as a solvent, an unsaturated bond-containing alcohol (b1), and a TBD catalyst were added to a reactor, a molecular sieve was further added, and the mixture was heated to 120°C. Stirred for 6 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was added dropwise to a reprecipitation solvent (hexane) and stirred to obtain a copolymer (B1).
The value measured by the thermometer of the heating medium was taken as the reaction temperature. In addition, the reaction time was defined as the period from when the reaction solution was immersed in the heating medium to when it was taken out from the heating medium.

<実施例2~6、比較例1~3>
共重合体(A)の組成、不飽和結合含有アルコール(b1)、触媒の使用量、反応温度を表1に示すように変更した以外は実施例1と同じ手法によって実験を行った。
<Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 3>
An experiment was conducted in the same manner as in Example 1, except that the composition of the copolymer (A), the unsaturated bond-containing alcohol (b1), the amount of catalyst used, and the reaction temperature were changed as shown in Table 1.

各例で使用した共重合体(A)は以下の通りである。
実施例1、4、比較例1:MMA-MA共重合体
実施例2、5、比較例2:クラレ社製品「Kurarity」
実施例3、6、比較例3:三菱ケミカル社製品「REXPEARL」
The copolymer (A) used in each example is as follows.
Examples 1 and 4, Comparative Example 1: MMA-MA copolymer Examples 2 and 5, Comparative Example 2: Kuraray product "Kurarity"
Examples 3 and 6, Comparative Example 3: Mitsubishi Chemical product “REXPEARL”

Figure 2023169604000002
Figure 2023169604000002

TBDを触媒として使用した実施例1~6では、エステル交換反応が進行し、高い変換率が得られ、不飽和二重結合を有する共重合体が得られた。対してTEAを触媒として使用した比較例1~3では、エステル交換反応が進行しなかった。 In Examples 1 to 6 in which TBD was used as a catalyst, the transesterification reaction proceeded, a high conversion rate was obtained, and a copolymer having unsaturated double bonds was obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 in which TEA was used as a catalyst, the transesterification reaction did not proceed.

本発明によれば、不飽和結合を側鎖に有するポリマーを簡便に生産できる生産方法が提供される。 According to the present invention, a production method that can easily produce a polymer having an unsaturated bond in a side chain is provided.

Claims (6)

グアニジン有機触媒の存在下で、アクリレートに基づく単位を有する共重合体(A)と不飽和結合含有アルコール(b1)との間でエステル交換反応を行い、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B1)を得る、ポリマーの生産方法。 In the presence of a guanidine organic catalyst, a transesterification reaction is carried out between a copolymer (A) having units based on acrylate and an unsaturated bond-containing alcohol (b1), resulting in a copolymer having unsaturated bonds in the side chain. A method for producing a polymer to obtain (B1). グアニジン有機触媒の存在下で、アクリレートに基づく単位を有する共重合体(A)と不飽和結合含有アミン(b2)との間でアミド化反応を行い、不飽和結合を側鎖に有する共重合体(B2)を得る、ポリマーの生産方法。 In the presence of a guanidine organic catalyst, an amidation reaction is carried out between the copolymer (A) having units based on acrylate and the unsaturated bond-containing amine (b2) to produce a copolymer having unsaturated bonds in the side chain. A method for producing a polymer to obtain (B2). 前記アクリレートに基づく単位の割合が、前記共重合体(A)の全構成単位に対して10~80質量%である、請求項1または2に記載の生産方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the proportion of the acrylate-based units is 10 to 80% by mass based on the total constitutional units of the copolymer (A). 前記共重合体(A)の数平均分子量が、30000以上である、請求項1または2に記載の生産方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the copolymer (A) has a number average molecular weight of 30,000 or more. 前記共重合体(A)のガラス転移点が、10℃以上である、請求項1または2に記載の生産方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the copolymer (A) has a glass transition point of 10°C or higher. 前記共重合体(A)が、メチルアクリレートに基づく単位とメチルメタクリレートに基づく単位とを有する共重合体、n-ブチルアクリレートに基づく単位とメチルメタクリレートに基づく単位とを有する共重合体およびメチルアクリレートに基づく単位とエチレンに基づく単位とを有する共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1または2に記載の生産方法。 The copolymer (A) is a copolymer having a unit based on methyl acrylate and a unit based on methyl methacrylate, a copolymer having a unit based on n-butyl acrylate and a unit based on methyl methacrylate, and methyl acrylate. The production method according to claim 1 or 2, wherein the production method is at least one copolymer selected from the group consisting of copolymers having ethylene-based units and ethylene-based units.
JP2022080826A 2022-05-17 2022-05-17 Method for producing polymer Pending JP2023169604A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022080826A JP2023169604A (en) 2022-05-17 2022-05-17 Method for producing polymer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022080826A JP2023169604A (en) 2022-05-17 2022-05-17 Method for producing polymer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023169604A true JP2023169604A (en) 2023-11-30

Family

ID=88924155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022080826A Pending JP2023169604A (en) 2022-05-17 2022-05-17 Method for producing polymer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023169604A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100564331B1 (en) Polymer composition
US11485699B2 (en) (Meth)acrylic oligomers
JP7069117B2 (en) Vinyl-based comb-type copolymer
JP6752793B2 (en) Method for producing copolymer of alkyl methacrylate and maleic anhydride
JP5216744B2 (en) High heat-resistant acrylic copolymer and method for producing the same
JP2023169604A (en) Method for producing polymer
CA3030061C (en) Polyacrylate-polysilane block copolymers
JP2003012719A (en) Vinyl polymer containing alkenyl group and sulfur atom
JP2023140062A (en) Copolymer and resin composition
TWI838455B (en) (Meth)acrylate monomers and polymers containing cyclic carbonate groups
TWI721476B (en) Vitrimer and preparation method thereof
JP2023511366A (en) SILICONE ACRYLATE POLYMERS, COPOLYMERS AND RELATED METHODS AND COMPOSITIONS
JP6465634B2 (en) Polymer containing cyclic amide group
JP2015214614A (en) Block polymer and production method thereof
JP6618812B2 (en) 2-Methylene glutarate ester polymer
JPWO2018221564A1 (en) Adhesive and structure
JPH01254719A (en) Polysiloxane group-containing polymer
WO2015083744A1 (en) Cyclic amide group-containing polymer, cyclic amide acrylate-containing composition, and method for producing cyclic amide acrylate
WO2021157668A1 (en) Polymer compound, method for producing polymer compound, adhesive composition, cured product, method for producing adhesive composition, and method for adjusting adhesive strength
JP6484928B2 (en) Block polymer and method for producing the same
JP2009001785A (en) Silane varnish comprising aminosilane and epoxy-functional polyacrylate
Alrefai Atrp of Bio-Based Methacrylates for Applications in Super Varnishes
JP6805964B2 (en) (Meta) Acrylic Acid Ester Composition, Its (Co) Polymer and Method for Producing (Co) Polymer
JP6372565B2 (en) Method for producing block polymer
JP6484927B2 (en) Block polymer and method for producing the same