JP2520096B2 - ポリカ−ボネ−ト系共重合体およびその製造方法 - Google Patents

ポリカ−ボネ−ト系共重合体およびその製造方法

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JP2520096B2 JP61162046A JP16204686A JP2520096B2 JP 2520096 B2 JP2520096 B2 JP 2520096B2 JP 61162046 A JP61162046 A JP 61162046A JP 16204686 A JP16204686 A JP 16204686A JP 2520096 B2 JP2520096 B2 JP 2520096B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリカーボネート系共重合体およびその製造
方法に関し、詳しくは新規な化学構造を有し成形性の良
好なポリカーボネート系共重合体およびその効率のよい
製造方法に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕
一般に、ポリカーボネート系の樹脂は機械的強度が大
きいなど種々のすぐれた性質を有しているため、エンジ
ニアリング樹脂として広汎な用途に利用されている。
近年、このようなエンジニアリング樹脂の用途が拡大
するにつれて、ポリカーボネート系樹脂に対する要求特
性も一層厳しく、よりすぐれた性能を有することが期待
されている。
しかし、従来から知られている2,2−ビス(4′−ヒ
ドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)を原
料とする一般のポリカーボネート系樹脂は、成形性が充
分でないなどいくつかの難点を有している。
そこで本発明者らは、上記従来のポリカーボネート系
樹脂の様々な難点を解消し、すぐれた性能を有する新た
なポリカーボネート系樹脂を開発すべく鋭意研究を重ね
た。
〔問題点を解決するための手段〕
その結果、繰返し単位の一つが(ポリ)フェニルエチ
レンオキシ基を有するものであるポリカーボネート系の
共重合体が、目的を達成しうる物性を備えたものである
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、 一般式 (式中、nは1〜3の整数を示す。) で表わされる繰返し単位〔I〕および 一般式 (式中、R1,R2はそれぞれ水素原子,炭素数1〜5のア
ルキル基またはフェニル基を示し、R3,R4はそれぞれ水
素原子,ハロゲン原子または炭素数1〜5のアルキル基
を示す。) で表わされる繰返し単位〔II〕を有し、かつ塩化メチレ
ンを溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の20℃における還元
粘度〔ηsp/c〕が0.2dl/g以上であるポリカーボネート
系共重合体を提供するとともに、 (A)一般式 (式中、R1〜R4は前記と同じ。) で表わされる二価フェノール, (B)フェニルエチレングリコールあるいはポリフェニ
ルエチレングリコールおよび(C)炭酸エステル形成性
誘導体を反応させることにより前記ポリカーボネート系
共重合体を製造する方法を提供するものである。
本発明のポリカーボネート系共重合体は、前述したよ
うに繰返し単位〔I〕および〔II〕から構成されるもの
であり、その比率は様々であって特に制限されないが、
好ましくは繰返し単位〔I〕のモル分率が5〜70%、特
に好ましくは10〜50%のものである。繰返し単位〔I〕
のモル分率が小さすぎると、共重合体の流動性が悪くな
り、逆に大きすぎると耐熱性が低下する。
また、この共重合体の重合度(分子量)は、塩化メチ
レンを溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の20℃における還
元粘度〔ηsp/c〕が0.2dl/g以上、好ましくは0.35〜0.8
0dl/gを目安とする。ここで還元粘度〔ηsp/c〕が0.2dl
/g未満では共重合体の機械的強度が小さいものとなり好
ましくない。
前記一般式(1)、すなわち 一般式 で表わされる繰返し単位〔I〕において、nは前述した
ように1〜3の整数である。
一方、一般式(2)、すなわち 一般式 で表わされる繰返し単位〔II〕において、R1,R2はそれ
ぞれ水素原子あるいはメチル基,エチル基,プロピル基
(n−プロピル基,iso−プロピル基),ブチル基(n−
ブチル基,iso−ブチル基,sec−ブチル基,tert−ブチル
基),アミル基(n−アミル基,iso−アミル基,活性ア
ミル基,sec−アミル基,tert−アミル基)などの炭素数
1〜5のアルキル基またはフェニル基を示す。また、
R3,R4はそれぞれ水素原子あるいは塩素原子,臭素原
子,沃素原子,弗素原子などのハロゲン原子または前述
と同じメチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,ア
ミル基等の炭素数1〜5のアルキル基を示す。
本発明のポリカーボネート系共重合体は、上記繰返し
単位〔I〕と〔II〕からなるものであり、これらのラン
ダム共重合体,ブロック共重合体,交互共重合体など様
々なものがある。
この共重合体は様々な方法により製造することができ
るが、前述した本発明の方法によれば効率よく製造でき
る。
本発明の方法では(A)二価フェノール,(B)フェ
ニルエチレングリコールあるいはポリフェニルエチレン
グリコールおよび(C)炭酸エステル形成性誘導体を原
料として用い、これらを反応させることにより本発明の
ポリカーボネート系共重合体を製造する。ここで(A)
二価フェノールは、前述の一般式(3)、即ち一般式 で表わされる化合物である。この(A)二価フェノール
は(C)炭酸エステル形成性誘導体と反応して本発明の
ポリカーボネート系共重合体の繰返し単位〔II〕を構成
するものである。具体的な(A)二価フェノールとして
は、2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)プロパン;
1−フェニル−1,1−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)
エタン;2,2−ビス(3′−メチル−4′−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン;2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニ
ル)ブタン;2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)ペ
ンタン;2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)イソペ
ンタン;2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)ヘキサ
ン;1,1−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)シクロヘキ
サン;1,1−ジフェニル−1,1−ビス(4′−ヒドロキシ
フェニル)メタンなどをあげることができる。
一方、(B)フェニルエチレングリコールあるいはポ
リフェニルエチレングリコールは、(C)炭酸エステル
形成性誘導体と反応して本発明のポリカーボネート系共
重合体の繰返し単位〔I〕を構成するものである。この
フェニルエチレングリコールは 式 で表わされ、またポリフェニルエチレングリコールは 式 で表わされる。ここでmは2または3の整数、好ましく
は2〜10の整数である。
さらに、上記(A),(B)の化合物と反応する
(C)炭酸エステル形成性誘導体としては、各種のもの
があげられるが具体的にはホスゲン,ジフェニルカーボ
ネート,ジ−p−トリルカーボネート,フェニル−p−
トリルカーボネート,ジ−p−クロロフェニルカーボネ
ート,ジナフチルカーボネートをあげることができる。
本発明の方法では、上述した(A),(B)および
(C)化合物の所定割合を用いて、通常のホスゲン法,
エステル交換法などにしたがって重縮合反応を進行させ
ればよい。なお、この場合、上記(A)二価フェノール
および(B)フェニルエチレングリコールあるいはポリ
フェニルエチレングリコールをモノマーのまま直接混合
し、(C)炭酸エステル形成性誘導体と共に反応させて
もよいし、予め(A)二価フェノールと(C)炭酸エス
テル形成性誘導体を重縮合させてオリゴマーを得、この
オリゴマーと(B)フェニルエチレングリコールあるい
はポリフェニルエチレングリコールとを反応させてもよ
い。そのほか、予め(B)フェニルエチレングリコール
あるいはポリフェニルエチレングリコールと(C)炭酸
エステル形成性誘導体を重縮合させてオリゴマーとし、
これと(A)二価フェノールを反応させることもでき
る。さらに、(A)二価フェノールおよび(B)フェニ
ルエチレングリコールあるいはポリフェニルエチレング
リコールを別々に(C)炭酸エステル形成性誘導体と反
応させてそれぞれのオリゴマーを製造し、このオリゴマ
ー同士を反応させてもよい。
また、上記いずれの場合においても、オリゴマーにモ
ノマーを混合させたものを、それぞれ単独のものに代え
て用いることもできる。
この重縮合の際の条件は、用いる原料の種類,所望す
る共重合体の重合度などにより一義的に定めることはで
きないが、通常は塩化メチレン,クロルベンゼン等のハ
ロゲン化炭化水素やピリジンなどの溶媒中で、好ましく
は塩化メチレン溶媒中で、適当な触媒,アルカリ,分子
量調節剤などを用いればよい。ここで分子量調節剤とし
ては様々な一価フェノールをあげることができるが、好
ましいものとしては、フェノール,ターシャリーブチル
フェノール,フェニルフェノール,クミルフェノールな
どがあげられる。
〔発明の効果〕
このようにして得られる本発明のポリカーボネート系
共重合体は、従来のポリカーボネート系樹脂よりも流動
性が良好であって、成形性にすぐれている。また、この
共重合体を成形して得られる成形品は、成形歪が少ない
ため複屈折が小さく光学的性質の極めてすぐれたもので
ある。しかも、耐熱性や機械的強度にもすぐれたもので
ある。
したがって、本発明のポリカーボネート系共重合体
は、電気・電子機器素材,機械部品素材,光学機器素材
等に幅広く、かつ有効に利用することができる。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
実施例1 内容積1の邪魔板付き反応器に、二価フェノールと
して2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)プロパン7
0g(0.307モル)を、濃度6%の水酸化ナトリウム水溶
液480ml中に溶解し、さらに塩化メチレン250mlを加え
て、撹拌しながらホスゲンガスを900ml/分の割合で14分
間吹き込んだ。その後、静置分離してクロロホーメート
基末端を有する重合度2〜3のポリカーボネートオリゴ
マーの塩化メチレン溶液を得た。さらに、この溶液を無
水硫酸ナトリウムで乾燥したのち、この溶液90mlを取出
して、これに塩化メチレンを加えて120mlとした。
次に、上記溶液に分子量調節剤としてp−ターシャリ
ーブチルフェノール1.2gを加え、さらにピリジン8mlと
塩化メチレン20mlの混合液にフェニルエチレングリコー
ル2.5g(18ミリモル)と2,2−ビス(4′−ヒドロキシ
フェニル)プロパン1.6g(7ミリモル)を溶解した溶液
を撹拌下に滴下した。
滴下終了後、40℃において1時間反応させた。得られ
た反応生成物を塩化メチレン500mlで希釈した後、濃度
1規定の塩酸、次いで水を用いて洗浄し、有機層を分離
して5のメタノール中に注入した。
この結果、白色のポリカーボネート系共重合体28.1g
(収率98%)が得られた。また、この共重合体は、塩化
メチレンを溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の20℃におけ
る還元粘度〔ηsp/c〕が0.45dl/gであった。
次に、この共重合体の赤外線吸収スペクトル分析の結
果、1580cm-1と1490cm-1の位置にベンゼン環の基く吸
収、1650cm-1の位置にカルボニル基に基く吸収、1240cm
-1の位置にエーテル結合に基く吸収がそれぞれ認めら
れ、また同位体炭素の核磁気共鳴スペクトル(13C−NM
R)の測定結果により、この共重合体はフェニルエチレ
ングリコールの残基を含む繰返し単位(繰返し単位
〔I〕、但しn=1)の含有割合が12モル%であり、2,
2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)プロパン残基を
含む繰返し単位(繰返し単位〔II〕)の含有割合が88モ
ル%であることがわかった。なお、この繰返し単位
〔I〕,〔II〕の構造は下記の如くである。
繰返し単位〔I〕: 繰返し単位〔II〕: また、この共重合体の各種性状を第1表に示す。
実施例2 実施例1と同様にして、クロロホーメート基末端を有
する重合度2〜3のポリカーボネートオリゴマーの塩化
メチレン溶液を得た。
次いで、この塩化メチレン溶液1.8に対しして、フ
ェニルエチレングリコール70g(0.5モル)を加え、その
後は実施例1と同様の操作を行って、白色のポリカーボ
ネート系共重合体550g(収率97%)を得た。
実施例1と同様の分析操作を行なったところ、上記共
重合体は下記の構造を有する繰返し単位〔I〕21モル
%,繰返し単位〔II〕79モル%よりなるものであること
がわかった。
繰返し単位〔I〕: 繰返し単位〔II〕: また、上記共重合体を300℃において射出成形するこ
とにより、肉厚1.2mm,幅15mmのスパイラル成形体を成形
し、その流動長さと平均複屈折を測定した。この結果お
よび上記共重合体の他の性状を第1表に示す。
実施例3 二価フェノールとして1−フェニル−1,1−ビス
(4′−ヒドロキシフェニル)エタン87g(0.3モル)を
用いたこと以外は、実施例1と同様にしてポリカーボネ
ートオリゴマーの塩化メチレン溶液280mlを得た。この
操作を繰返して得たポリカーボネートオリゴマーの塩化
メチレン溶液1.8に対して、フェニルエチレングリコ
ール70g(0.5モル)を加え、その後は実施例1と同様の
操作を行なって、白色のポリカーボネート系共重合体57
0g(収率96%)を得た。
実施例1と同様の分析操作を行なったところ、上記共
重合体は下記の構造を有する繰返し単位〔I〕23モル
%、繰返し単位〔II〕77モル%よりなるものであること
がわかった。
繰返し単位〔I〕: 繰返し単位〔II〕: また、上記共重合体を実施例2と同様に射出成形し
て、得られたスパイラル成形体の物性を測定した。この
結果および上記共重合体の他の性状を第1表に示す。
実施例4 二価フェノールとして2,2−ビス(3′−メチル−
4′−ヒドロキシフェニル)プロパン77g(0.3モル)を
用いたこと以外は、実施例1と同様にしてポリカーボネ
ートオリゴマーの塩化メチレン溶液280mlを得た。この
操作を繰り返して得たポリカーボネートオリゴマーの塩
化メチレン溶液1.8に対して、フェニルエチレングリ
コール70g(0.5モル)を加え、その後は実施例1と同様
の操作を行なって、白色のポリカーボネート系共重合体
560g(収率97%)を得た。
実施例1と同様の分析操作を行なったところ、上記共
重合体は下記の構造を有する繰返し単位〔I〕10モル
%、繰返し単位〔II〕90モル%よりなるものであること
がわかった。
繰返し単位〔I〕: 繰返し単位〔II〕: また、上記共重合体を実施例2と同様に射出成形し
て、得られたスパイラル成形体の物性を測定した。この
結果および上記共重合体の他の性状を第1表に示す。
実施例5 実施例2と同様にして得たポリカーボネートオリゴマ
ーの塩化メチレン溶液1.8に対して、平均分子量400の
ポリフェニルエチレングリコール144gを加え、その後は
実施例1と同様の操作を行なって、白色のポリカーボネ
ート系共重合体620g(収率95%)を得た。
実施例1と同様の分析操作を行なったところ、上記共
重合体は下記の構造を有する繰返し単位〔I〕14モル
%、繰返し単位〔II〕86モル%よりなるものであること
がわかった。
繰返し単位〔I〕: 繰返し単位〔II〕: また、上記共重合体を実施例2と同様に射出成形し
て、得られたスパイラル成形体の物性を測定した。この
結果および上記共重合体の他の性状を第1表に示す。
比較例1 原料として2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)
プロパンのみを用い、ホスゲン法により実施例1の共重
合体とほぼ同等の還元粘度のポリカーボネートを製造し
た。このものの各種性状を第1表に示す。
比較例2 原料として2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)
プロパンのみを用い、ホスゲン法により実施例2の共重
合体とほぼ同等の還元粘度のポリカーボネートを製造し
た。このものの各種性状を第1表に示す。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中、nは1〜3の整数を示す。) で表わされる繰返し単位〔I〕および 一般式 (式中、R1,R2はそれぞれ水素原子,炭素数1〜5のア
    ルキル基またはフェニル基を示し、R3,R4はそれぞれ水
    素原子,ハロゲン原子または炭素数1〜5のアルキル基
    を示す。) で表わされる繰返し単位〔II〕を有し、かつ塩化メチレ
    ンを溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の20℃における還元
    粘度〔ηsp/c〕が0.2dl/g以上であるポリカーボネート
    系共重合体。
  2. 【請求項2】繰り返し単位〔I〕のモル分率が5〜70%
    である特許請求の範囲第1項記載の共重合体。
  3. 【請求項3】(A)一般式 (式中、R1,R2はそれぞれ水素原子,炭素数1〜5のア
    ルキル基またはフェニル基を示し、R3,R4はそれぞれ水
    素原子,ハロゲン原子または炭素数1〜5のアルキル基
    を示す。) で表わされる二価フェノール, (B)フェニルエチレングリコールあるいはポリフェニ
    ルエチレングリコールおよび(C)炭酸エステル形成性
    誘導体を反応させることを特徴とする、 一般式 (式中、nは1〜3の整数を示す。) で表わされる繰返し単位〔I〕および 一般式 (式中、R1〜R4は前記と同じ。) で表わされる繰返し単位〔II〕を有し、かつ塩化メチレ
    ンを溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の20℃における還元
    粘度〔ηsp/c〕が0.2dl/g以上であるポリカーボネート
    系重合体の製造方法。
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