JP2554369B2 - リビングポリマ−の製造方法 - Google Patents

リビングポリマ−の製造方法

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JP2554369B2
JP2554369B2 JP63320779A JP32077988A JP2554369B2 JP 2554369 B2 JP2554369 B2 JP 2554369B2 JP 63320779 A JP63320779 A JP 63320779A JP 32077988 A JP32077988 A JP 32077988A JP 2554369 B2 JP2554369 B2 JP 2554369B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、極性α−オレフィン性モノマーの重合によ
るリビングポリマーの製造方法に関し、さらに詳しく
は、リビング末端に官能性置換基の存在する(メタ)ア
クリレート系のリビングポリマーの製造方法に関する。
リビングポリマーは、活性な生長能力を有する「リビ
ング」末端基を有し、新たにモノマーおよび所望により
触媒を添加することによりさらに重合を開始してポリマ
ー鎖の延長が可能なポリマーであり、種々のホモポリマ
ー、ブロックポリマーの合成原料、塗料、接着剤など種
々の用途に利用されている。
活性「ドナー」、たとえばケイ素または錫を含有する
「ドナー」化合物に、α,β−不飽和エステル、ケトン
および/またはニトリルを1:1付加させる反応は、ミカ
エルタイプ付加反応として周知である。そしてこの反応
は、塩基、たとえばフルオライド、シアニドなど、もし
くはルイス酸、たとえば塩化亜鉛、三フッ化ホウ素、四
塩化チタン、臭化水素などにより触媒される。
「Chemical Letters」第2巻,第163頁(1976)によ
れば、o−シリル化ケテンアセタールおよび四塩化チタ
ンの存在下におけるミカエル受容体としてメチルビニル
ケトンまたはシクロヘキセノンを使用した場合には、所
望の生成物は低収率でしか得られず、そして重合体副生
物が生成することを開示しているが、この重合体は単離
または同定されていない。また重合体副生物を最小にす
るために、四塩化チタン触媒をテトライソプロピルチタ
ネートを含有させて変性している。
ソ連特許第717,057号明細書は、式RO−CH(CH3)−OS
iR′3-n(OR″)(ここで、RはC3H7、C6H5、CH=CCH
2、CH=CC(CH3またはメチル、R′はC1〜4のア
ルキルまたはC6H5OCH(CH3)であり、nは0または1で
ある)有機ケイ素アセタール、および香水の製造、なら
びに重合体および浮遊剤の製造における中間体としての
使用を開示している。
ソ連特許第715,583号明細書は、医薬、可塑剤および
重合体製造の中間体として、また農薬用の有害生物殺滅
剤および香料ならびに食品製造において有用な、式RC
(O)X−CH(CH3)−OSi(CH3(ここで、Xは酸
素または硫黄、Rは低級アルキル、シクロアルキルまた
は所望により置換されていてもよいアルケニルである)
で表されるトリメチルシロキシエチルエステルを開示し
ている。
「J.Am.Chem.Soc.」第95巻,第6152頁(1973)は、α
−シリル化ビニルケトンを使用することにより、ミカエ
ル付加反応中のエノレートイオンを介しての簡単なアル
キルビニルケトンの重合が阻止されることを開示してい
る。
たとえば、「J.Org.Chem.」第45巻,第4797頁(198
0)に参照されるように、ヒドロキシル官能基に対する
一時的保護成分としてのトリアルキルシリル基の使用お
よびそれ以降の加水分解によるその除去は、当該技術分
野において周知の技術である。
米国特許第4,351,924号明細書は、アニオン重合によ
り調製されるω−およびα,ω−ヒドロキシヒドロカル
ビル−(アルキルメタクリレート)ポリマーと、多官能
性ブロモメチル化合物との反応により合成されるブロッ
クポリマーおよびスターポリマーを開示している。
米国特許第4,293,674号明細書は、メタクリル酸ジエ
ニルエステル、ならびにアニオン重合により調製される
そのホモポリマーおよびコポリマーを記載している。
Sato氏他の「Polymer」第24巻,第1018頁(1983)
は、リビングポリ(N−フェニルメタクリルアミド)基
を、メチルメタクリレートなどのビニルモノマーと反応
させるブロックコポリマーの合成を開示している。
本発明は、式(CH3(1+x)SiZ(3-x) (式中、xは0、1または2であり、Zは−O−P〔OS
i(CH3、−〔OC(OCH3)=C(R1)(R2)〕ま
たは−Hであって、少なくとも1つが−O−P〔OSi(C
H3または−〔OC(OCH3)=C(R1)(R2)〕か
ら選択され、ここでR1およびR2は共に−CH3であるか、
または一方が−CH3、他方が−CH2−O−P〔OSi(CH3
である)で表されるメチルシリル基含有化合物よ
りなる群から選択された少なくとも1種の開始剤と、 式〔CH2=C(R)C(O)O]−Y (式中、nは1、3または4であり、Rは水素またはメ
チル基、Yはnが1の時はメチル基またはエチル基であ
り、nが3または4の時は3または4価のアルコールの
残基である)で表される(メタ)アクリル酸のモノ−、
トリ−およびテトラ−エステルよりなる群から選択され
た少なくとも1種の(メタ)アクリル酸エステルとを反
応させることを特徴とするシリル基含有活性末端基を有
する(メタ)アクリレート系のリビングポリマーの製造
方法である。
本発明において、「リビング」ポリマーとは、少なく
とも1個の活性末端基を有し、要すれば共触媒の存在下
にモノマーを存在させることによりさらに重合し、ポリ
マー鎖の延長が可能なポリマーを意味する。
本発明において、開始剤は、反応性の開始置換基とし
てのメチルシリル基、(CH3(1+x)Si−基および活性化
作用置換基としての−Z基で構成されるメチルシリル基
含有化合物であり、さらに−Z基中に分枝ポリマーを生
成させることのできる1個またはそれ以上の反応性の開
始置換基、(CH3(1+x)Si−基および/またはモノマー
の重合を阻害しない官能性置換基を含有するものも包含
される。
好適な開始剤として、 (CH33Si−OC(OCH3)=C(CH3 (CH33Si−OC(OCH3)=C(CH3)〔CH2−O−P{OS
i(CH3〕 (CH3)HSi−〔OC(OCH3)=C(CH3 (CH32Si−〔OC(OCH3)=C(CH3 (CH33Si−OP〔OSi(CH3 などを挙げることができる。
前記した官能性置換基は、直接または加水分解などの
ような後処理により、ポリマー鎖に沿っての連鎖延長ま
たはポリマー鎖の端部に架橋結合した連鎖分枝の形成に
適当であるか、もしくは吸水性、UV吸収性その他の性質
の改質に好適な官能性部位を与える。これらの開始剤成
分は、ポリマー鎖の端部に生成するので、ポリマーを開
始剤の選択およびポリマーの後処理により末端的に機能
化することができる。
本発明において得られるリビングポリマーは、選択さ
れたモノマーに応じてホモポリマーまたはコポリマーの
いずれであってもよい。またこれらのリビングポリマー
は線状または分枝状のいずれであってもよく、それらと
(共)重合させるモノマーの選択により架橋ポリマーま
たはブロックコポリマーを製造するために使用すること
ができる。
本発明の実施に使用可能なモノマーは、式 〔CH2=C(R)C(O)O〕−Y (式中、nは1、3または4であり、Rは水素またはメ
チル基、Yはnが1の時はメチル基またはエチル基であ
り、nが3または4の時は3または4価のアルコールの
残基である)で表される少なくとも1種の(メタ)アク
リル酸エステルである。これらのモノマーとしては、た
とえば、メチルアクリレート、メチルケタクリレート、
エチルアクリレート、エチルメタクリレート、グリセリ
ルトリアクリレート、グリセリルトリメタクリレート、
1,2,4−ブタントリオールトリアクリレート、1,2,4−ブ
タントリオールトリメタクリレート、1,1,1−トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、1,1,1−トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタク
リレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、
ペンタエリスリトールテトラメタクリレートなどの(メ
タ)アクリル酸エステルおよびそれらの混合物が挙げら
れる。
好ましいモノマーとして、メチルメタクリレート、エ
チルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ート、1,1,1−トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、1,1,1
−トリメチロールプロパントリメタクリレートが使用で
き、特にメチルメタクリレートが好ましく使用される。
本発明において有用な共触媒としては、たとえば塩化
亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、三フッ化ホウ素、モノお
よびジアルキルアルミニウムハライド、ジアルキルアル
ミニウムオキサイドなどのルイス酸、トリス(ジメチル
アミノ)スルホニウムジフルオロトリメチルシリケー
ト、トリス(ジメチルアミノ)スルホニウムジフルオロ
トリフェニルスタネートなどのビフルオライド源、アル
カリ金属フルオライド、テトラブチルアンモニウムフル
オライド、テトラメチルアンモニウムフルオライドなど
のフルオライドが挙げられる。
好ましい共触媒としては、トリス(ジメチルアミノ)
スルホニウルジフルオロトリメチルシリケートなどのビ
フルオライドイオンHF2 -源、テトラブチルアンモニウム
フルオライドなどのフルオライドまたは塩化亜鉛、臭化
亜鉛などルイス酸が挙げられる。最も好ましい共触媒
は、ビフルオライドイオンHF2 -源、たとえばトリス(ジ
メチルアミノ)スルホニウムビフルオライド、アルカリ
金属ビフルオライド、特にカリウムアンモニウムビフル
オライド、テトラアルキルアンモニウムビフルオライド
およびテトラアリールホスホニウムビフルオライドであ
る。トリス(ジメチルアミノ)スルホニウムビフルオラ
イドは、トリス(ジメチルアミノ)スルホニウムジフル
オロトリメチルシリケートを水または低級アルコールた
とえばメタノールと反応させることにより容易に製造す
ることができる。特に水の使用が好ましく、高収率でビ
フルオライドが得られる。
本発明において、開始剤と(メタ)アクリル酸エステ
ルモノマーとを、非溶媒系または溶媒中において約−10
0℃〜約150℃、好ましくは0℃〜50℃、さらに好ましく
は常温で反応させる。
モノマー/開始剤モル比は1より大きく、好ましくは
5より大きい。また、共触媒は、通常、開始剤の共触媒
対するモル比が0.1〜10,000、好ましくは10〜100の範囲
で使用される。
また、別法として開始剤とトリまたはテトラ(メタ)
アクリル酸エステルモノマーとを共触媒の不存在下で反
応させ、次いで共触媒の存在下でさらに(メタ)アクリ
ル酸エステルモノマーと反応させてもよい。
本発明において用いられる(メタ)アクリル酸エステ
ルモノマーは、一般に液体であり非溶媒系で重合させる
ことができるので溶媒の使用は本質的ではないが、重合
熱による温度の制御には溶媒の使用が好ましい。
好適な溶媒は、開始剤、(メタ)アクリル酸エステル
モノマーおよび共触媒の反応を生起させるために充分な
可溶性を有する、すなわち各物質を使用濃度で溶解させ
る非プロトン性溶媒である。これらの溶媒として、酢酸
エチル、プロピオニトリル、トルエン、キシレン、ブロ
モベンゼン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジ
エチルエーテル、テトラメチレンスルホン、N,N−ジメ
チルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−
メチルピロリドン、アニソール、2−ブトキシエトキシ
トリメチルシラン、セロソルブアセテート、クラウンエ
ーテルたとえば18−クラウン−6、アセトニトリルおよ
びテトラヒドロフランが挙げられる。活性種が陰イオン
である共触媒を使用する場合の溶媒としては、アセトニ
トリルおよびテトラヒドロフランが好ましい。共触媒が
亜鉛化合物の場合の好適な溶媒は、炭化水素および塩素
化炭化水素、好ましくはジクロロメタンまたは1,2−ジ
クロロエタンである。
溶媒を使用する場合、(メタ)アクリル酸エステルモ
ノマーを溶媒中に少なくとも1重量%、好ましくは少な
くとも10重量%の濃度で溶解または分散させる。
本発明において、特に分子量分布(Mw/Mn)の狭いポ
リマー、すなわち単分散ポリマーが所望される場合、重
合容器にモノマーを添加する前に、開始剤、共触媒およ
び使用するならば溶媒を予め仕込むことが好ましい。
単分散ポリマーとは、狭い分子量分布を有する、すな
わちMw/Mnが約1であるポリマーを意味し、より高いMw/
Mn値を有するポリマーは、多分散であると云われる。
重合容器にモノマーを添加する前に、開始剤、共触媒
および溶媒を予め仕込み、その後のモノマーの添加によ
って重合速度を制御することが好ましいが、重合を保持
するために、共触媒の追加の添加が必要となる場合もあ
る。
本発明のリビングポリマーは、水またはアルコールの
ような活性水素源から保護されている限り、実質的な期
間「生きた」状態にある。不活性溶媒、たとえば炭化水
素中のリビングポリマー溶液は、リビングポリマーの保
存および輸送に特に有用である。リビングポリマーのフ
ィルムおよび繊維は、前記の溶液から成形または紡糸す
ることができる。また、このリビングポリマーを溶液か
ら単離し、次いでペレット化または顆粒化して各種成形
体の原料とすることができる。
最終的なノンリビング重合体生成物は、クエンチング
により、すなわちリビングポリマーを水分またはアルコ
ールのような活性水素源、たとえばメタノールに暴露し
て形成される。
たとえば、開始剤として式(CH33Si−OC(OCH3)=
C(CH3で表される〔(1−メトキシ−2−メチル
−1−プロペニル)オキシ〕トリメチルシラン(MTS)
を用いてメチルメタクリレートを重合して得られるリビ
ングポリマーは、エノール型のリビング末端基 を含有するが、これをクエンチングすることにより、 に変換される。
本発明の方法は、前記(メタ)アクリル酸エステルの
ホモポリマーまたはコポリマーの製造に有用である。い
ずれの場合でも得られるポリマーはリビングポリマーで
あり、これらは高分子量または低分子量のいずれであっ
てもよく、さらに単分散であっても多分散であってもよ
い。分子量分布Mw/Mnは、与えられた重合温度において
は一義的に重合開始速度と重合速度との相対的速度の関
数である。開始速度riは開始剤および共触媒のタイプお
よび相対濃度に依存する。一方、重合速度rpはモノマー
の反応性および共触媒のタイプおよび濃度の関数であ
る。単分散ポリマーを得るためには、ri/rpは1に等し
いかまたはそれより大である。すなわち重合速度と少な
くとも同程度に速い開始速度は、全てのポリマー鎖を同
時に成長させる。このような条件は、アニオン重合によ
る理論的限界である1より僅かに大きいMw/Mn比を有す
るリビングポリマーを製造することの可能な方法を特徴
付ける。たとえばMw/Mnが約1.01〜1.1のポリ(メチルメ
タクリレート)はメチルメタクリレートとのコポリマー
と共に既知である。Mw/Mnの制御は、たとえばガラス転
移温度、硬度、熱変形温度および溶融粘度などのポリマ
ーの物理的特性の有用な変更を可能とする。
本発明の方法で得られるリビングポリマーは、アニオ
ン重合で得られるリビングポリマーといくつかの類似点
を共有する「リビング」機構を包含している。たとえば
開始および重合は通常の方程式により表すことができ、
その際の開始剤成分(CH33Siがポリマー鎖の一端に位
置しており、モノマー供給が終了した場合においてもリ
ビング末端に留まっている。一方、開始剤の活性化置換
基である−OC(OCH3)−C(CH3または−OP〔OSi
(CH3あるいはそれらの互換異性形態は、ポリ
マー鎖中または分枝したその他のノンリビング末端に位
置している。リビング末端は、化学的に不活性化されな
い限り、同一または異種のモノマーとの重合を再開始す
ることができ、その結果としてポリマー鎖の延長が可能
となる。このようにしてホモポリマーならびに特定のモ
ノマー配列を有するコポリマーおよびブロックコポリマ
ーを製造することができる。
本発明の方法は、アニオン重合に類似しているが、産
業的意義を有する重大な差異が存在する。たとえばメタ
クリレートとアクリレートモノマーまたはアクリレート
モノマー間の組み合わせ、たとえばエチルとソルビルア
クリレートとを共重合させて比較的単分散のコポリマー
を本発明においては製造できる。一方、既知の方法、た
とえばアニオン重合または遊離ラジカル重合によって
は、これらの単分散コポリマーを製造することは困難で
あるかまたは不可能である。
さらに比較的に単分散のポリマーの得られるアニオン
重合法は、通常−10℃より相当低い低温で実施され、こ
れは高価な冷凍設備を必要とする。これに対して本発明
の方法は、約−100℃〜約150℃の広い温度範囲での操作
が可能であり、市場的に重要な多くのモノマーの使用
は、ほぼ常温で操作可能である。
本発明の方法は、さらに重合条件下において非反応性
であるが、それに続くブロックコポリマーまたは架橋ポ
リマーの製造に有用な1個または数個の特定位置に配置
された官能基を有するポリマーの製造に使用することが
できる。これらの官能基は保護された官能基を含有する
モノマーまたは開始剤のいずれかまたは両者を使用する
か、官能化されたキャップ剤でポリマー鎖または分枝の
リビング末端を化学的に不活性化(キャッピング)する
ことにより導入することができる。このキャップ剤が1
個より多くのキャッピング部位を含有する場合、次いで
1より多いポリマー鎖を相互にまたは組み合わせて結合
することができ、上述したように、開始剤が1個より多
い開始部位を含有するかまたモノマーが開始剤と反応可
能な1個より多い反応性部位を含有する場合に得られる
二重または「スター」分枝ポリマーに類似した二重また
は「スター」分枝ポリマーを与える。キャップ剤が唯一
のキャッピング部位を含有する場合であっても、キャッ
プ剤はまたポリマーに反応性末端部位を提供する他の官
能性基を含有していてもよく、これはその後のブロック
コポリマーまたは架橋したポリマーの製造、またポリマ
ー特性の変性の点で有用である。
1個またはそれ以上のキャッピング部位を含有するキ
ャップ剤は、たとえば4−ジメトキシメチルベンジルブ
ロマイド、4−クロロメチルスチレン、4−メトキシメ
トキシメチルベンジルブロマイド、1,4−ビス(ブロモ
メチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(ブロモメチル)ベ
ンゼン、テレフタルアルデヒドおよびトルエンジイソシ
アネートである。
1個のキャッピング部位とキャッピング条件下におい
て非反応性の1個またはそれ以上の官能基を有するキャ
ップ剤は、1−ブロモメチル−4−ジメトキシメチルベ
ンゼン、1−ブロモメチル−4−(メトキシメトキシメ
チル)ベンゼン、4−クロロメチルスチレン、4−(ト
リメチルシリルカルボキシ)ベンズアルデヒド、4−ニ
トロベンズアルデヒド、2,5−フラニルジオン、1,3−ビ
ス(カルボニルアミノ)トルエンおよび4,4−ビス(カ
ルボニルアミノ)ジフェニルメタンを包含する。一般
に、本発明において有用なキャップ剤として、たとえば
−CHO、−C(O)−、−NCO、−Br、−Cl、−TiCl3
ような1個またはそれ以上のキャッピング官能基を含有
する脂肪族、芳香族または脂肪族−芳香族化合物であ
る。また、それらは所望により、−NO2、−OSi(R)
および−OC(O)Si(R)のような非キャッピング性
官能性置換基を含有していてもよい。キャップ剤とリビ
ングポリマー末端との反応は、非重合性トリアルキルシ
ランの公知の反応と同様に進行する。キャッピング反応
はポリマーおよびキャップ剤の両方を溶解可能な有機液
体中で通常実施される。有機液体として、しばしば重合
溶媒が好適である。反応は、触媒としてのフルオライド
イオンの存在下に好ましく実施される。好適な触媒はト
リス(ジメチルアミノ)スルホニウムジフルオロトリメ
チルシリケートである。
実施例 本発明を、実施例により更に詳細に説明する。
実施例1:三分枝スターポリ(エチルアクリレート)の調
製 メチレンクロライド20ml中、25%トリイソブチルアル
ミニウム/トルエン溶液0.93ml(1ミリモル)の溶液
に、水9μl(0.5ミリモル)を添加した。得られた溶
液を−78℃に冷却し、〔(1−メトキシ−2−メチル−
1−プロペニル)オキシ〕−トリメチルシラン1.8ml
(9ミリモル)、続いて精製トリメチロールプロパント
リアクリレート0.89g(0.86ml、3ミリモル)を添加し
た。10分後、エチルアクリレート9.7ml(90ミリモル)
を温度を−70℃以下に保持する速度で添加した。−78℃
において10分間攪拌後、メタノール2mlを添加し、そし
てこの溶液を真空下で蒸発させて粘稠なポリ(エチルア
クリレート)10.4gを得た。ゲル浸透クロマトグラフィ
ー(GPC)は、Mn 2190、Mw 3040、D 1.39(理論Mn 330
0)を示した。
本例で使用したトリメチロールプロパントリアクリレ
ートは、50gをヘキサン1リットルと共に攪拌すること
により精製した。ヘキサン抽出物をアルゴン気流下で中
性アルミナカラムを通過させ、そして真空中で蒸発させ
た。
実施例2:四分枝スターポリ(エチルアクリレート)の調
製 メチレンクロライド20ml中、25%トリイソブチルアル
ミニウム/トルエン溶液0.93ml(1ミリモル)の溶液
に、水9μl(0.5ミリモル)を添加した。得られたビ
ス(ジイソブチルアルミニウム)オキサイド溶液を−78
℃に冷却し、〔(1−メトキシ−2−メチル−1−プロ
ペニル)オキシ〕−トリメチルシラン2.4ml(12ミリモ
ル)で処理した。次いで、ヘキサン−メチレンクロライ
ド中81.5%のペンタエリスリトールテトラアクリレート
1.29g(3ミリモル)を温度を−70℃以下に保持して添
加した。10分後、エチルアクリレート(アルゴン気流
中、中性アルミナを通過させて精製)13ml(120ミリモ
ル)を温度を−70℃に保持する速度で添加した。−78℃
において15分間攪拌後、メタノール3mlを添加し、そし
てこの溶液を真空下で蒸発させて粘稠なポリ(エチルア
クリレート)16.2gを得た。ゲル浸透クロマトグラフィ
ー(GPC)は、Mn 2400、Mw 2970、D 1.24(理論Mn 475
2)を示した。
本例で使用したペンタエリスリトールテトラアクリレ
ートは、50gをヘキサン:メチレンクロライド7:1で処理
し、さらに溶液になるまで追加のメチレンクロライドを
加えた市販試料である。次いで、ヘキサンを少量の液体
が分離するまで添加した。ヘキサン溶液をデカンテーシ
ョンしそして真空中で蒸発させた。残留物をメチレンク
ロライド10mlで処理しそしてアルゴン気流中、中性アル
ミナカラムを通過させた。
実施例3:三分枝スターポリ(メチルメタクリレート)の
調製 A.65℃のトリス(トリメチルシリル)ホスハイト4.41ml
(3.838g、12.87ミリモル)をトリメチロールプロパン
トリアクリレート(ヘキサン抽出および抽出物の中性ア
ルミナの通過により精製)1.0g(4.29ミリモル)にゆっ
くり添加した。1時間後、粘性の油状物のNMRは残留ア
クリレートがないことを示し、そして式 に一致した。
C42H101O15P3Si9としての元素分析値: C% H% P% Si% 計算値 42.32 8.54 7.80 21.21 実測値 41.05 8.17 8.87 19.91 B.テトラヒドロフラン30ml中前記Aの生成物1.91g(1.6
ミリモル)の溶液に、1モル濃度のトリス(ジメチルア
ミノ)スルホニウムビフルオライド/アセトニトリル溶
液0.1mlおよびメチルメタクリレート15g(16.2ml、150
ミリモル)を添加した。ゆっくりした発熱反応が観察さ
れた。18時間攪拌後、この溶液を真空下で蒸発させて固
形ポリマー12.6g(80.7%)を得た。
GPC:Mn 13,000、Mw 28,600、D 2.20(理論Mn 7500) シリルホスホネート末端基をホスホン酸基に変換する
ために、生成物をメチレンクロライド15ml、メタノール
6mlおよび1モル濃度のテトラブチルアンモニウムフル
オライド/テトラヒドロフラン溶液1mlと共に還流下に
1時間攪拌した。溶液を蒸発しそして残留物をメチレン
クロライドに溶解し、水洗し、乾燥しそして濃縮した。
精製した三−スタートリホスホン酸ポリマーをヘキサン
で沈殿させ、固形ポリマー6gを得た。NMRスペクトルは
何らのトリメチルシリル基も存在しないことを示した。
実施例4:ビス〔(1−メトキシ−2−メチル−1−プロ
ペニル)オキシ〕メチルシランおよびトリス(ジメチル
アミノ)スルホニウムビフルオライドによるメチルメタ
クリレートの重合 無水テトラヒドロフラン20ml中、メチルジクロロシラ
ンとメチルイソブチレートのリチウムエノラート(沸点
54.8℃/0.5mm〜57.2℃/0.7mm)との反応により調製した
ビス〔(1−メトキシ−2−メチル−1−プロペニル)
オキシ〕メチルシラン(1.23g、5ミリモル)および1
モル濃度のトリス(ジメチルアミノ)スルホニウムビフ
ルオライド/アセトニトリル溶液20μlの溶液に、1モ
ル濃度のトリス(ジメチルアミノ)スルホニウムビフル
オライド1μlを含有するメチルメタクリレート(アル
ゴン気流中,中性アルミナを通過させて精製)10g(10.
8ml、100ミリモル)を添加した。モノマー添加の間発熱
反応が持続した。30分後、メチルメタクリレート5.0g
(5.4ml、50ミリモル)を添加したところ、発熱反応が
生起した。メタノール3mlの追加は、粘度の明らかな減
少を起こした。真空下での蒸発で固形のポリ(メチルメ
タクリレート)17.5gを得た。
ゲル浸透クロマトグラフィーは、Mn 1410、Mw 1550、
D 1.10(理論Mn 1600)を示した。
実施例5:〔3−メトキシ−2−メチル−3−((トリメ
チルシリル)オキシ−2−プロペニル〕ホスホン酸ビス
(トリメチルシリル)エステルおよびトリス(ジメチル
アミノ)スルホニウムビフルオライドによるメチルメタ
クリレートの重合 A.〔3−メトキシ−2−メチル−3−((トリメチルシ
リル)オキシ)−2−プロペニル〕ホスホン酸ビス(ト
リメチルシリル)エステルを、メチルメタクリレートと
トリス(トリメチルシリル)ホスハイトとの等モル量の
混合物をアルゴン気流中114℃において3.5時間攪拌して
調製した。生成物を小さなVigreuxカラムで蒸留した。
沸点91℃/0.23mm。
C14H35O5PSi3としての元素分析値: C% H% P% Si% 計算値 42.18 8.85 7.77 21.14 実測値 42.17 8.54 8.07 21.12 B.アルゴン雰囲気下のテトラヒドロフラン100ml中、前
記Aで調製したホスホン酸エステル3.12g(3.2ml、7.84
ミリモル)および1モル濃度のトリス(ジメチルアミ
ノ)スルホニウムビフルオライド/アセトニトリル溶液
0.3mlの攪拌溶液に、メチルメタクリレート(短い中性
アルミナカラムを通過させて精製)55ml(50.9g、509ミ
リモル)を1時間掛けて添加した。溶液を発熱終了後さ
らに2時間攪拌した。次いで、メタノール30mlおよび1
モル濃度のテトラブチルアンモニウム/テトラヒドロフ
ラン溶液2mlを添加し、得られた溶液を還流下に1.5時間
攪拌しそしてロータリーエバポレーターで濃縮した。生
成物を水に添加することにより濃縮溶液から沈殿させ
た。ポリマーを濾過しそして100℃の真空オーブン中で
乾燥してポリ(メチルメタクリレート−1−ホスホン
酸)49.7gを得た。
GPC:Mn 5900、Mw 5900、D 1.00(理論Mn 6650)1 H NMR:δ(ppm、外部標準Me4Si、CDCl3溶媒から)7.9p
pm(ブロード、PO(OH)) 実施例6:トリス(トリメチルシリル)ホスハイトおよび
ビフルオライドによるメチルメタクリレートの重合 アルゴン気流中の、テトラヒドロフラン15ml中、トリ
ス(トリメチルシリル)ホスハイト1.49g(1.75ml、5
ミリモル)および1モル濃度のトリス(ジメチルアミ
ノ)スルホニウムビフルオライド/アセトニトリル溶液
0.31mlの攪拌溶液に、メチルメタクリレート10g(10.8m
l、100ミリモル)を添加した。20分後、発熱反応が観察
され、そして温度が36℃に上昇した。18時間攪拌後、粘
稠な溶液を真空中で蒸発し固形のホスホネート置換ポリ
(メチルメタクリレート)12.1gを得た。
GPC:Mn 15,300、Mw 29,400、D 1.92(理論Mn 2300) 実施例7:メチルメタクリレートの重合およびトリメチル
シロキシ末端ポリマーの単離 本例は、本発明の方法により調製した「リビング」ポ
リマー中のシリルエノラート末端基の存在を、C−13 N
MR分析の手段により証明する。
A.THF 5ml中トリス(ジメチルアミノ)スルホニウムビ
フルオライド20mg(0.1ミリモル)の懸濁液に、アルゴ
ン気流中でMTS 1.0ml(5ミリモル)を添加した。次い
で、MMA 2.7ml(25ミリモル)を添加すると温度が22℃
から50℃に上昇した。混合物を温度が22℃に低下するま
で攪拌した。次いで、反応容器を真空ポンプに接続しそ
して液体窒素トラップを用い0.1mmHgで溶媒を除去し
た。泡状ポリマー3.5gが得られた。これをC−13 NMRで
分析した。
標準としてMTSを使用し、そしてピークの帰属を下記
に示す: 炭 素 C−13遮蔽(ppm) C−1 149.50 C−2 90.40 C−3 56.17 C−4 16.61、15.84 C−5 −0.20 最も明瞭なかつ有用なピークは、90.40および149.50p
pmにあるsp2−混成炭素原子に相当するそれらである。
「リビング」ポリマーの相当する炭素原子の吸収は、ほ
ぼ同じスペクトル領域に起こるべきである。
炭 素 C−13遮蔽(ppm) C−1 151.1 C−2 88.5 C−3 59.6 C−4 28.1 C−5 −1〜−1.5 上に示したように、明瞭なピークがC=C部位の炭素
原子に相当する151.1および88.5ppmに存在した。ポリマ
ーのエステル基のC=O吸収は175ppmと176ppmの間に多
重線として存在した。C=Oによるピーク対C=Cによ
るピークの積分は重合度約6を与えた。単離したポリマ
ー(3.5g)をTHF 10mlに溶解し次いでメタノール5mlで
処理した。蒸発および乾燥によりポリマー3.3gを得た。
GPC:Mn 550、Mw 600、D 1.09(理論Mn 602) B.前記Aの方法に準じて、トリメチルシロキシ末端ポリ
(エチルアクリレート)をトリス(ジメチルアミノ)ス
ルホニウムビフルオライド20mg(0.1ミリモル)、MTS
1.0mlおよびTHF 5ml中のエチルアクリレート2.7mlの反
応から単離した。C−13 NMRによるピークの帰属を下記
に示す: 工業的応用性 本発明の方法は、機能性置換基を有する有用なかつ周
知のポリマー、たとえばアクリレートおよび/またはメ
タクリレートモノマーのホモポリマーおよびコポリマー
(これらのポリマーはこれまではアニオン重合技術によ
り通常製造されていた)を提供する。本発明の方法はま
た、アニオン重合やフリーラジカル重合のような公知の
方法では得ることが困難であるかまたは不可能なコポリ
マーのような、産業的に望ましい比較的に単分散性のメ
タクリレートコモノマーとアクレートコモノマーとのコ
ポリマーを確実にする手段を提供する。本発明の方法は
また、溶液または懸濁液(非プロトン性溶媒を中のまた
はそれを用いた)から、たとえばフィルムや繊維に成形
または紡糸することができ、あるいは単離して加工し次
いでさらに重合させることのできる「リビング」ポリマ
ーを提供する。その溶液や懸濁液は、金属、ガラスおよ
び木材のような製品の保護被覆や上塗り塗料に転換でき
る透明または不透明顔料およびその他の成分と処方する
ことができる。
種々の形式の上塗り塗料は、ここに開示したポリマー
の特性を利用して製造することができる。これらは溶媒
ベースおよび水性ベースの仕上げ塗料、粉末塗装、アニ
オン塗装およびカチオン塗装を包含する静電塗装組成
物、スプレーやその他の技術により付与することができ
る塗料、メラミン樹脂やイソシアネート樹脂に限定され
ない架橋剤を含む塗料、および加熱、種々の形式の放射
エネルギー、空気や水分やアミンのような種々の蒸気へ
の暴露を包含する種々の技術により降下させることので
きる塗料を包含する。ここに開示した「リビング」ポリ
マーは水やアルコールとの反応によりクエンチングした
後には、水分を回避する必要性が喪失し、そしてそれら
から水性塗料組成物を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 660,589 (32)優先日 1984年10月18日 (33)優先権主張国 米国(US) 審判番号 平6−9443 (72)発明者 ウイリアム・ブラウン・フアーンハム アメリカ合衆国デラウエア州(19806) ウイルミントン.ウエストエイテイーン スストリート2519 (72)発明者 ドツツエヴイ・ヤオ・ソガー アメリカ合衆国デラウエア州(19810) ウイルミントン.チヤニン.チヤニンド ライブ2518 (56)参考文献 特開 昭58−13603(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 (CH3(1+x)SiZ(3-x) (式中、xは0、1または2であり、Zは−O−P〔OS
    i(CH3、−〔OC(OCH3)=C(R1)(R2)〕ま
    たは−Hであって、少なくとも1つが−O−P〔OSi(C
    H3または−〔OC(OCH3)=C(R1)(R2)〕か
    ら選択され、ここでR1およびR2は共に−CH3であるか、
    または一方が−CH3、他方が−CH2−O−P〔OSi(CH3
    である)で表される少なくとも1種のメチルシリ
    ル基含有化合物から選択された開始剤と、 式 〔CH2=C(R)C(O)O]−Y (式中、nは1、3または4であり、Rは水素またはメ
    チル基、Yはnが1の時はメチル基またはエチル基であ
    り、nが3または4の時は3または4価のアルコールの
    残基である)で表される少なくとも1種の(メタ)アク
    リル酸エステルとを反応させることを特徴とする、メチ
    ルシリル基含有活性末端基を有する(メタ)アクリレー
    ト系のリビングポリマーの製造方法。
  2. 【請求項2】反応をルイス酸、フルオライドおよびビフ
    ルオライドイオン源よりなる群から選択される共触媒の
    存在下で行い、(メタ)アクリル酸エステルモノマーを
    重合させる請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】メチルシリル基含有開始剤とトリまたはテ
    トラ(メタ)アクリル酸エステルモノマーとを共触媒の
    不存在下で反応させ、次いで共触媒の存在下にさらに
    (メタ)アクリル酸エステルモノマーを反応させる請求
    項1記載の方法。
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