JP2598886B2 - アクリル系ポリマーの製法 - Google Patents

アクリル系ポリマーの製法

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JP2598886B2 JP6231104A JP23110494A JP2598886B2 JP 2598886 B2 JP2598886 B2 JP 2598886B2 JP 6231104 A JP6231104 A JP 6231104A JP 23110494 A JP23110494 A JP 23110494A JP 2598886 B2 JP2598886 B2 JP 2598886B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/12Esters of monohydric alcohols or phenols

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマー鎖の末端が官
能基化されたアクリル系ポリマーの製法に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の重合開始剤、すなわち次式(I): R − M (I) (式中、Mはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の群
から選ばれる金属を表し、Rは直鎖あるいは枝分かれ鎖
であってもよい炭素数2〜6のアルキル基、またはアリ
ール基を表わす )で表される重合開始剤、例えば sec-
ブチルリチウム、リチウムのタ−シャリ−アルコラ−
ト、シリコン含有化合物、例えばトリメチルシリル基含
有化合物の存在下でアクリルモノマ−またはメタクリル
モノマ−、例えばアルキルアクリレ−トまたはアルキル
メタクリレ−トを重合すること、およびアクリルモノマ
−またはメタクリルモノマ−と非アクリルコモノマ−を
共重合することが知られている。またアクリルモノマ−
およびメタクリルモノマ−の重合反応および該モノマ−
とコモノマ−の共重合反応において種々の添加剤および
触媒、例えばアジド、シアニドまたはフッ化物イオンま
たはルイス酸などを使用することが知られている。
【0003】しかしながら、この種の重合開始剤等を用
いてアクリル系モノマー、例えば、アクリルエステルを
重合させる場合、カルボニル基またはα位の水素原子で
の副反応が惹起されるという問題がある。該副反応は、
ポリマー鎖の重合を停止させ、不活性中心部位を形成さ
せ、ポリマーの分子質量の制御を阻害する連鎖移動反応
を促進し、また、ブロックコポリマーの形成を制御する
だけでなく、官能基、例えば、カルボキシル基(COO
H)、スルホン酸基(SO3H)、ヒドロキシル基(OH)お
よびアミノ基等のポリマー鎖末端への付加を阻止する。
【0004】
【発明が解決使用とする課題】本発明は上記の問題点を
解決し、ポリマー鎖の末端が官能基化されたアクリル系
ポリマーを提供するためになされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、(i)鉱
酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩より成る
添加剤の存在下に次式(I): R − M (I) (式中、Mはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の群
から選ばれる金属を表し、Rは直鎖あるいは枝分かれ鎖
であってもよい炭素数2〜6のアルキル基、またはアリ
ール基を表す )で表される開始剤を用いてアクリルモノ
マ−を重合させ、次いで、(ii)生成するアクリル系リビ
ングポリマーにカルボキシル化剤、スルホン化剤、ヒド
ロキシル化剤または第三級アミノ化剤を反応させること
を含む、ポリマー鎖末端にカルボキシル基、スルホン酸
基、ヒドロキシル基または第三級アミノ基を有するアク
リル系ポリマーの製法に関する。
【0006】前記式(I)の触媒を使用し、アルカリ金属
またはアルカリ土類金属の塩、好ましくはそれらの金属
のハロゲン化物、例えば塩化リチウムまたは塩化バリウ
ムよりなる助触媒、あるいは添加剤の存在下に、アクリ
ルモノマ−またはメタクリルモノマ−の重合、および所
望であれば該モノマ−と非アクリルモノマ−との共重合
に有利であることを見出した。
【0007】アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属
塩、例えば塩化リチウムは開始剤のイオン対およびポリ
マ−鎖のイオン対を安定化することがわかった。アルカ
リ金属またはアルカリ土類金属の塩および式: R−M
(I)で表わされた開始剤を同時に使用すると著しい効果
を発揮することが見出された。これらを使用すると(1)
アクリルモノマ−またはメタクリルモノマ−のカルボニ
ル基上での副反応(secondary reaction)を避けることに
より、重合あるいは共重合の開始を制御でき、(2)ポリ
マ−鎖間またはポリマ−鎖とモノマ−間のカルボニル基
での副反応を避けることにより重合成長を制御すること
ができ、(3)不活性(dormant) 部位の形成(すなわち、
分子内環化)を阻止し、ポリマ−およびコポリマ−の良
好な質量分布を示し、あらかじめ構造および質量を決定
したポリマ−を調製することができ、(4)同じ反応容器
中で単独重合操作によってブロックコポリマ−を調製す
ることができる。
【0008】本発明の重合方法によりアルカリ金属また
はアルカリ土類金属の塩、例えば塩化リチウム(LiC
l)を使用すると開始剤の反応性を調節することができ
る。アルカリ金属またはアルカリ土類金属を使用し、開
始剤の反応性を都合よく減少させ、アクリルモノマ−ま
たはメタクリルモノマ−のエステル基の方ではなく、該
モノマ−の二重結合の方へ選択性をもたせる。
【0009】アルカリ金属またはアルカリ土類金属、特
に該金属のハロゲン化物、例えばリチウム、カリウム、
ナトリウム、バリウムまたはマグネシウムの塩化物、臭
化物、フッ化物、ヨウ化物、好ましくは塩化リチウムを
式: R−M(式中、Mはアルカリ金属またはアルカリ土
類金属を表わし、Rは炭素数1〜18、好ましくは炭素
数2〜6、特に炭素数4のアルキル基を表わす )、例え
ば sec−ブチルリチウムまたは t−ブチルリチウムと共
にアクリルモノマ−の重合に使用すると、アクリルエス
テルの場合に、カルボニル基またはα位の水素原子での
副反応を抑制することが発見された。
【0010】上記の重合方法は、鉱酸または有機酸のア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩よりなる添加剤
または助触媒を使用することに特徴がある。
【0011】例えば添加剤または助触媒の例として、鉱
酸塩、特に硫酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩およびアルカリ金
属およびアルカリ土類金属例えばナトリウム、カリウ
ム、リチウム、バリウム、マグネシウムのハロゲン化物
が引用される。リチウムのハロゲン化物、例えば、塩化
リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウムまたはフッ化
リチウム、特に塩化リチウムを使用することが好まし
い。しかし、本発明によれば、バリウムの塩化物、臭化
物、ヨウ化物、ホウ酸リチウム、硝酸マグネシウムおよ
び塩化ナトリウム、塩化カリウムを使用することも可能
である。
【0012】本発明に使用するアルカリ金属およびアル
カリ土類金属の塩、特に塩化リチウムはアクリル酸およ
びメタクリル酸のアルキルエステルの重合の開始と成長
の原因であるカルバニオン中心と強い配位を引き起こ
す。
【0013】本発明の重合方法においては、アクリルモ
ノマ−として、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルおよびこ
れらの混合物を使用することができる。
【0014】アクリルモノマ−は好ましくはアルキル基
の炭素数が1〜18、特にメチル、t−ブチルであるア
ルキルアルキレ−トまたはアルキルメタクリレ−トまた
はベンジルメタクリレ−トであり、該アルキル基はフッ
素、 t−アミノ基またはカルボアルコキシ基、例えばア
セトキシ基で置換されていてもよい。
【0015】本発明においては、所望により、上記のア
クリルモノマーと該アクリルモノマー以外の他のコモノ
マーを重合させてもよい。他のコモノマ−は、ブタジエ
ン、イソプレン、置換されていてもよいスチレン、シク
ロシロキサン、ビニルナフタレンおよびビニルピリジン
よりなる群から選ばれるのが望ましい。スチレン型のコ
モノマ−はα-メチルスチレンおよび t−ブチルスチレ
ンであってもよい。ビニルピリジンコモノマ−は、その
ビニル基が2位または4位であってもよい。
【0016】本発明による重合方法では、アルカリ金属
塩またはアルカリ土類金属塩の比率は広い範囲で、すな
わち使用する開始剤に関して変化してもよい。例えば、
LiClの量は開始剤の量に関して非常に過剰でもよい。
該LiClの量は開始剤のモル量に等しくても少なくても
よい。
【0017】本発明による重合方法では、重合または共
重合は湿気および酸素のない状態で、芳香族溶媒、たと
えばベンゼンまたはトルエン、テトラヒドロフランおよ
びジメチルホルムアミドより成る群から選ばれる少なく
とも1つの溶媒の存在下で行なわれる。
【0018】重合または共重合温度は−78℃から室温
の間で変化してもよい。重合は、たとえば0℃でも可能
である。
【0019】本発明により上記の重合反応においては、
アクリル系のリビングポリマーが生成する。該リビング
ポリマーに、当業者には周知の官能基化剤、例えば、カ
ルボキシル化剤、スルホン化剤、ヒドロキシル化剤また
はアミノ化剤等を適宜反応させることによって、ポリマ
ー鎖末端が官能基化されたアクリル系ポリマーが得られ
る。
【0020】例えば、開始剤としてBuLiを用い、添加
剤としてLiClを用いる場合、本発明によれば、反応式
(1)によってリビングポリマーが得られるが、該リビン
グポリマーにCO2を反応させ、生成物をHClで処理
することによって(反応式(2)参照、)ポリマー鎖末端が
官能基化されたポリマーを調製することができる。
【0021】
【化1】
【化2】
【0022】
【実施例】本発明を実施例により説明するが、本発明は
これらの実施例に限られるものではない。実施例1 t−ブチルポリアクリレ−ト(t.But) の調製 塩化リチウム(LiCl) 0.1g (2.4×10-3モル)を
アルゴンあるいは窒素雰囲気下、あらかじめ乾燥した反
応容器に導入する。塩化リチウムを真空下オイルバス
中、150℃で3時間加熱することにより完全に脱水す
る。そして塩化リチウムを窒素あるいはアルゴン圧下に
室温にもどし、乾燥テトラヒドロフラン(THF)150
mlおよびα-メチルスチレン0.2ml(反応混合物の完全
な脱水を示すために使用する)を加え攪拌しながら s.B
uLiのヘプタン5モル濃度溶液を一滴ずつ赤色が持続し
て現われるまで加える。そして、s.BuLiの該溶液(2.
5×10-4モル)0.5mlを加える。
【0023】混合物をアセトンとドライアイス混合物中
で−78℃の温度に冷却する。30分後、温度−78℃
のまま、ジエチルアルミニウム(ベンゼンの1M溶液1m
l)で乾燥して蒸留剤の t−ブチルアクリレ−ト(t.Bu
A)(t.BuA7.9g)の10容量%のベンゼン溶液90ml
を加える。反応をメタノ−ル(MeOH) 5mlを加えて90
分後に止める。溶媒(THF、ヘプタンおよびベンゼン)
を取り除いて、ポリマ−7.7g を得る(収率: 97.4
%)。ゲル透過クロマトグラフィ−(GPC)によりポリ
マ−を分析し、次の値を得た。 Mn : 数平均分子量(ポリスチレンで検量線を作成) Mw : 重量平均分子量(ポリスチレンで検量線を作成)
【数1】 Mn = 58,000 Mw =71,800 △M=1.2 本実施例では、次の実施例も同じであるが、THFをナ
トリウム/ベンゾフェノンでα-メチルスチレンをカル
シウムハイドライド(CaH2)乾燥した。
【0024】実施例2 t−ブチルポリアクリレ−ト(t.BuA)の調製 LiCl 0.2g (4.8×10-3 モル)および5×10-4
の s.BuLi、すなわち実施例1で使用したLiCl お
よび s.BuLiの2倍量を使用した以外は実施例1と同
様の方法を使用した。 ポリマ−7.6g が得られた(収率: 約96%)。 クロマトグラフィ−の分析(GPC)により次の結果を得
た。 Mn =30,000 Mw =30,300 △M=1.31 Mn 値はモノマ−/開始剤(s.BuLi)モル比の値に従
う。
【0025】実施例3 t−ブチルポリアクリレ−ト(t.BuA)の調製 LiCl 0.25g (6×10-3 モル)および s.BuLi
6.5×10-4 モルを使用した以外は実施例1と同様に
行なった。ポリマ−7.7g が得られた。 GPC: Mn =22,000 Mw =28,800 △M=1.31 実施例1および2に比べ開始剤に対するモノマーの比を
小さくしたので、Mn値もそれに従って減少している。
【0026】実施例4 t−ブチルポリアクリレ−ト(t.BuA)の調製 LiCl 0.14g (3.3×10-4 モル)および3.3×
10-4 モルの s.BuLiを使用した以外は実施例1と同
様に行なった。ポリマ−7.8gが得られた(収率: 約9
9%)。 GPC: Mn =40,000 Mw =48,000 △M=1.20 実施例3と比較して s.BuLiの量を少なくした。Mn
も同じ割合で減少している。
【0027】実施例5 t−ブチルポリアクリレ−ト(t.BuA)の調製 予め乾燥した反応容器へ窒素圧下、LiCl 0.15g
(3.5×10-3 モル)を導入する。塩化リチウムを真空
下オイルバス中150℃で3時間加熱し、完全に脱水す
る。LiCl を窒素圧下に室温にもどし、乾燥テトラヒ
ドロフラン(THF)100mlおよびα-メチルスチレン
0.2 ml(0.18g; 1.5×10-3モル)を加え、攪拌
しながら s.BuLiのヘプタン5モル濃度溶液を一滴ず
つ赤色が持続して現われるまで加える。その赤色が得ら
れると s.BuLi(4×10-4 モルの s.BuLi)0.8ml
を加える。反応物をアセトンとドライアイス混合物中で
−78℃に冷却し、30分後トリエチルアルミニウムで
乾燥し、蒸留済の t.BuA のベンゼン溶液(10%)2
7ml(t.BuA2.4g)を加える。3分後、溶液数ml分を
クロマトグラフィ−分析用に取り除く。t.BuA (t.Bu
A1.6g)10容量%のベンゼン溶液18mlを残りの溶
液に加える。30分後、MeOH 5mlを加えて重合を停
止する。途中一部取り除いた溶液、および最終生成物か
ら溶液を取り除く。
【0028】ポリマ−の総量は3.8gである(収率10
0%)。分 析 一部取り除いた分のGPC Mn =10,800 Mw =13,300 △M=1.23 最終生成物のGPC Mn =18,700 Mw =24,500 △M=1.31 本実施例は重合反応がリビングであることを示してい
る。このことは、モノマ−量を追加することによって重
合を続けることが可能であることを示している。
【0029】実施例6 t−ブチルポリアクリレ−トの調製 LiCl 0.09g (2.1×10-3 モル)を乾燥した反応
容器へ窒素圧下に導入する。塩化リチウムを真空下オイ
ルバス中で150℃の温度で3時間乾燥する。THF1
50ml(ナトリウム/ベンゾフェノンで乾燥)およびα−
メチルスチレン(CaH2 で乾燥)0.2ml(0.18g ;
1.5×10-3 モル)を窒素雰囲気下冷却した塩化リチ
ウムに加える。同時に s.BuLiの0.5モル濃度のヘプ
タン溶液を攪拌しながら一滴ずつ、赤色が持続して現わ
れるまで加える。該赤色が得られると、s.BuLi溶液
0.5ml(1.5×10-4モルのs.BuLi)を加える。混合
物をアセトン/ドライアイス中で−78℃にし、30分
後に t.BuA (AlEt3で乾燥)10%THF(スチリル
リチウムで乾燥)130mlを加える。このようにして t.
BuA 11.5g を加えた。5分後にメタノ−ル5mlを
加えて反応を停止する。1つの反応溶媒(THF)を取り
除き、ポリマ−1.5g (転化率13%)が得られる。 GPC Mn =16,900 Mw =20,300 △M=1.2
【0030】実施例7 t−ブチルポリアクリレ−トの調製 反応を15分後に停止すること以外実施例6と同様に行
ない、ポリマ−5.95g (収率52%)を得る。 GPC Mn =70,400 Mw =85,800 △M=1.22
【0031】実施例8 t−ブチルポリアクリレ−トの調製 反応を90分後に停止すること以外実施例6と同様に行
ない、ポリマ−11.5g (収率100%)を得る。 GPC Mn =131,600 Mw =176,300 △M=1.34
【0032】実施例9 t−ブチルポリアクリレ−トの調製 LiCl 0.2g (4.7×10-3 モル)を乾燥反応容器に
入れ、LiCl をオイルバス中で150℃の温度で3時
間乾燥する。塩化リチウムを窒素下室温にもどす。ナト
リウム/ベンゾフェノンで乾燥したTHF100mlとα
-メチルスチレン(0.18g)0.2mlを加え、同時に s.
BuLiの0.5モル濃度のヘプタン溶液を赤色が持続し
て現われるまで加える。さらにこの溶液(s.BuLiの5
×10-4モル)1mlを加える。混合物を1時間の間0℃
の温度に保持し、t.BuAの10容量%のベンゼン溶液
5ml(t-ブチルアクリレ−ト0.55g) を1滴ずつ加え
る。該溶液の残りの4ml(t.BuA3.6g)をすばやく加
える。1時間後にメタノ−ル5mlを加えて反応を停止す
る。溶媒を除去し、ポリマ−3.5g を得る。 GPC Mn =6,200 Mw =8,600 △M=1.4
【0033】実施例10 メチルポリメタクリレ−ト(PMMA)の調製 少量の塩化リチウム(0.08g ; 1.9×10-3 モル)を乾
燥した反応容器へ入れ、真空下オイルバス中で150℃
の温度で3時間乾燥する。塩化リチウムを窒素下室温に
もどし、ナトリウム/ベンゾフェノンで乾燥したTHF
100mlとリチウムアルミニウムハイドライド(LiAl
4)で乾燥したトルエン100mlを加え、同時に、Ca
2で乾燥したα-メチルスチレン0.2mlを加える。同
時に、 sec-ブチルリチウム(s.BuLi) の0.4モル濃
度のヘプタン溶液を、赤色が接続して現われるまで加え
る。該赤色が得られると、さらに sec−ブチルリチウム
(1.6×10-4 モル)溶液0.4mlを加える。混合物を
30分以内にアセトン/ドライアイス中で−78℃に冷
却する。トリエチルアルミニウム(AlEt3)で乾燥した
メチルメタクリレ−ト(MMA)11mlを加える。1時間
後、数mlのメタノ−ルを加えて反応を停止し、ポリマ−
を工業アルコ−ル中に沈殿させる。瀘過してPMMA1
0g を得る。 GPC Mn =71,800 Mw =84,200 △M=1.17 塩化リチウムを全く使用しない以外同じ操作条件で行な
うと、分子量分布が大きいポリマ−10.1g が得られ
た。 GPC Mn =101,300 Mw =174,800 △=1.7
【0034】実施例11 t-ブチルアクリレ−ト−スチレンコポリマ−の調製 ナトリウム/ベンゾフェノンで乾燥したTHF150ml
とCaH2で乾燥したスチレン(0.09g) 0.1mlを真空
下オイルバス中、150℃で3時間乾燥し窒素下室温に
冷却したLiCl(2.4×10-3 モル)0.1g の入った
反応容器へ導入する。混合物を−78℃で冷却した後、
sec-ブチルリチウム(s.BuLi)の0.5モル濃度のヘ
プタン溶液を黄色が得られるまで加える。その後、s.B
uLi(3×10-4 モルの s.BuLi)溶液0.6mlとフル
オレニルリチウム(fluorenyl-lithium)で乾燥したスチ
レン(6.3g)7mlを加える。重合を1時間行ない、トリ
エチルアルミニウムで乾燥し蒸留した t-ブチルアクリ
レ−トの10容量%ベンゼン溶液80mlを加える。90
分後、メタノ−ルを加え反応を停止する。溶媒を除去
し、コポリマ−13.2g を得る。 GPC Mn =57,000 Mw =74,100 △M=1.3
【0035】実施例12 t-ブチルアクリレ−ト-イソプレンコポリマ−の調製 CaH2で乾燥したベンゼン50ml、 sec-ブチルリチウ
ム(5×10-4 モルのs.BuLi)の0.5モル濃度のヘプ
タン溶液1mlおよび n-ブチルリチウムで乾燥したイソ
プレン11ml(7.5g)を窒素下、真空下オイルバス中、
150℃で3時間乾燥し室温に冷却した塩化リチウム
(2.4×10-3 モル)0.1g の入った反応容器へ導入
する。混合物を18時間、35℃に保持する。反応媒体
を室温にもどし、フルオレニルリチウムで乾燥したスチ
レン0.5ml(0.45g)とTHF20mlを反応容器へ入
れ、該反応容器の含有物を−78℃に維持する。1時間
後、トリエチルアルミニウムで乾燥し蒸留済みの t.Bu
A の10容量%のベンゼン溶液(t.BuA4.4g) 50
mlを反応容器へ入れる。90分後にメタノ−ルを加えて
反応を止める。溶媒を取り除きコポリマ−12g を得
る。 GPC Mn =42,000 Mw =52,500 △M=1.25
【0036】実施例13 メチルメタクリレ−ト-スチレンコポリマ−の調製 LiCl (2.4×10-3 モル)0.1g を乾燥した反応
容器に入ったリチウム雰囲気中に導入する。塩化リチウ
ムを真空下3時間、オイルバス中で150℃で乾燥す
る。そして、塩化リチウムを室温にもどして、リチウム
アルミニウムハイドライド(LiAlH4)で乾燥したトル
エン25ml、CaH2で乾燥したスチレン(0.09g)0.
1mlおよび sec-ブチルリチウムの0.5モル濃度ヘプタ
ン溶液を窒素下、黄色が得られるまで加える。黄色が現
われるとさらに sec-ブチルリチウム溶液0.4ml(2×
10-4 モルのs.BuLi)を加える。
【0037】混合物をアセトン/ドライアイス混合物中
−78℃に冷却し、その後スチリルリチウムで乾燥したT
HF225mlおよびフルオレニルリチウムで乾燥したス
チレン12ml(10.8g)を加える。1時間後、トリエチ
ルアルミニウムで乾燥したメチルメタクリレ−ト(MM
A)12ml(11.2g)を加える。1時間後、メタノ−ル
を加えて反応を停止する。コポリマ−を工業用メタノ−
ル2リットル中に沈殿させ瀘過する。コポリマ−21.
9g を得る。 GPC Mn =97,000 Mw =127,300 △M=1.3 得られた粗コポリマ−の内4.21g をエルレンマイヤ
−フラスコに入れ、ポリスチレンの選択溶媒であるシク
ロヘキサン200mlをそれに加える。系を室温で24時
間、40℃で48時間攪拌する。不溶物を濾過し、洗浄
乾燥して不溶性のコポリマ−4.12g を得る(収率98
%)。
【0038】実施例14 メチルメタクリレ−ト−スチレンコポリマ−の調製 塩化リチウムの代わりに、脱水塩化バリウム(BaCl2)
を使用した以外は実施例13と同様に行なう。塩化バリ
ウム0.5g (2×10-3モル)を使用する。生成物22g
を得る。分別後、合成生成物はコポリマ−97.5%を
含有する。 GPC Mn =100,600 Mw =129,700 △M=1.29
【0039】実施例15 n-ヘキサンメタクリレ−ト-スチレンコポリマ−の調製 MMAの代わりに n‐ヘキシルメタクリレ−ト12ml
(10.7g)を使用した以外は実施例13と同様に行な
い、コポリマ−21.2g を得る。 GPC Mn =95,400 Mw =124,500 △M=1.3
【0040】実施例16 n‐ブチルメタクリレ−ト‐スチレンコポリマ−の調製 MMAの代わりに n‐ブチルメタクリレ−ト 12ml
(10.8g)を使用した以外は実施例13と同様に行な
う。コポリマ−21.3g を得る。 GPC Mn =94,400 Mw =124,500 △M=1.3
【0041】実施例17 メチルメタクリレ−ト‐イソプレンコポリマ−の調製 t‐ブチルアクリレ−トの代わりにメチルメタクリレ−
ト(8ml; 7.4g)を使用した以外は実施例12の方法を
用いた。コポリマ−を工業用メタノ−ル2リットルに沈
殿させる。コポリマ−14.8gを得る。 GPC Mn =59,800 Mw =73,200 △M=1.22 生成物3.96g を分別して、エルレンマイヤ−フラス
コに入れる。シクロヘキサン(存在するイソプレンホモ
ポリマ−およびスチレンホモポリマ−を溶解する)20
0mlを加え、生成物を72時間攪拌する。不溶物を濾過
し、コポリマ−3.41g (収率86%)を得る。
【0042】実施例18 鎖末端にカルボキシ基を含有するメチル‐ポリメタクリ
レ−トの調製 塩化リチウム0.2g (4.7×10-3 モル)を窒素雰囲
気下、乾燥した反応容器に入れる。塩化リチウムをオイ
ルバス中、150℃の温度で3時間乾燥する。ナトリウ
ム/ベンゾフェノンで乾燥したTHF200mlとナフタ
レンソディウム(naphthalene‐sodium) (開始剤)の0.
1モル濃度THF溶液を窒素下、室温で塩化リチウムに
緑色が現われるまで加え、さらに、該ナフタレンソディ
ウム5ml(5×10-4 モルのナフタレンソディウム)を
加える。混合物を室温まで冷却し、トリエチルアルミニ
ウムで乾燥したメチルメタクリレ−ト10ml(9.3g)
を加える。
【0043】重合を90分間続け、激しく攪拌しながら
CO2ガスを導入し重合を停止する。ジカルボキシル化
されたホモポリマ−を塩酸で酸性にした工業用メタノ−
ル2l 中に沈殿させる。濾過しメタノ−ルで洗浄し、
生成物9.3g を得る。生成物2.84g をベンゼンおよ
びメタノ−ル9:1 混合液50mlに溶解し、酸基(acid
functions)(COOH)をテトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド(1.36×10−4モル)の0.0203モル
濃度のベンゼンおよびメタノ−ル9 : 1混合溶液6.8
mlを使用し分析する。次の結果が得られる。 GPC Mn =37,000 Mw =45,000 △M=1.22 分 析: 理論酸基数: 1.54×10-4 滴定酸基数: 1.36×10-4 官 能 価: 1.8
【0044】実施例19 酸基含有メチルポリメタクリレートの調製 塩化リチウムを全く使用しない以外は、実施例18と同
様に行う。実施例18よりかなり分子量分布の広い生成
物9.1gを得る。生成物の官能価は次の分析結果に示
すように、実施例18におけるよりもかなり低い値であ
る。 GPC Mn =52,400 Mw =96,100 △M=1.83 分 析: 生成物2.83gを6.0×10-5モルのテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシドで処理後の分析結果は次の通り
である: 理論酸基数: 1.08×10-4 滴定酸基数: 6.0 ×10-5 官 能 価: 1.1
【0045】実施例20 カルボキシ末端基を有するt‐ブチルポリアクリレート
の調製 LiCl 0.2g (5×10-3 モル)を窒素下乾燥した反
応容器へ入れ、真空下オイルバス中で150℃の温度で
3時間乾燥する。ベンゾフェノン/ナトリウムで乾燥し
たTHF150ml、CaH2で乾燥したα‐メチルスチレ
ン0.2ml(0.18g )およびナフタレンソディウムの
0.1モル濃度THF溶液を塩化リチウムに室温で赤色
が持続して現われるまで加え、さらにナフタレンソディ
ウム溶液5mlを加える(5×10-4 モルのナフタレンソ
ディウム )。混合物を−78℃に冷却し、15分後に t
‐ブチルアクリレ−ト10容量%のベンゼン溶液70ml
(t‐ブチルアクリレ−ト6.2g)を加える。90分後、
激しく攪拌しながらCO2 ガスを導入し、反応を停止す
る。溶媒を除去し、カルボキシル化されたポリマ−を再
びTHFに溶解し、メタノ−ルおよび酸性にした水の1
: 3 混合液中に沈殿させる。生成物6.1g を得る。
【0046】得られた生成物の3.82g をベンゼンお
よびメタノ−ルの9:1 混合液に溶解し、酸基をテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシドの0.0184モル濃
度溶液11.85mlで滴定する(2.18×10-4 モルの
該ヒドロキシド )。 GPC Mn =27,900 Mw =36,500
【数2】 △M=1.31分析 理論酸基数: 2.75×10-4 滴定酸基数: 2.18×10-4 官能価: 1.6 塩化リチウムなしで上記の方法を用いると、生成物5.
2g を得る。該生成物のGPC分析は、2つモ−ドのあ
る広い分子量分布を示す。次の実施例に示すように、本
発明による方法で得られたホモポリマ−およびコポリマ
−を、所望ならば同一反応容器内でアルコ−ルでアルコ
−リシスし、アクリレ−ト型の有用なポリマ−あるいは
コポリマ−に転化してもよく、或いは加水分解してアク
リル酸型の有益なポリマ−あるいはコポリマ−に転化し
てもよい。
【0047】実施例21 t‐ブチルポリアクリレ−トの n‐ブチルアクリレ−ト
へのエステル交換 t‐ブチルポリアクリレ−ト(PtBuA)を次の方法によ
り n‐ブタノ−ルでアルコ−リシスし、n‐ブチルポリ
アクリレ−ト(PnBuA)に転化する。PtBuA1.4g
(t‐ブチルアクリレ−ト1.1×10-2 モル ; Mn =
30,000)、一水和パラトルエンスルホン酸1.9g
(1×10-3モル)およびマグネシウム粉末で乾燥した n
‐ブタノ−ル100mlを別の気球(balloon)に接続して
いる冷却器付の気球あるいはフラスコへ入れる。混合物
を窒素を少し流しながら100℃に加熱し、電磁攪拌機
で攪拌する。60時間後に加熱を止める。溶媒を除去
し、残査をエチルエ−テル20mlに溶解する。その溶液
を水で3回洗浄し、再び溶媒を減圧除去する。最後に得
られたポリマ−を室温で24時間減圧乾燥する。
【0048】生成物の分析 1 H−NMR : t‐ブチル基に特徴的なピ−ク(δ=1.
39ppm)が消失し、n‐ブチル基に特徴的なピ−ク(δ=
3.5) が存在する。ポリマ−のTg を示差走査熱量計
(DSC)により決定する。記録値(−50℃)はPnBuA
(−48℃)の文献に示されていた値に非常に近く、一
方、PtBuAの値は+47℃である。このことは実質上
純粋なPnBuAが形成されたことを示している。
【0049】実施例22 スチレンおよび t‐ブチルアクリレ−ト(PS‐PtBu
A )ブロックコポリマ− の加水分解 PS‐PtBuA3g ( ポリスチレン65%およびポリ‐
t‐ブチルアクリレ−ト35% ; Mn =50,000)、
純水なジオキサン97ml、一水和 p‐トルエンスルホン
酸97mlを水3mlに溶解し、冷却器を備えた気球に入れ
る。混合物を48時間還流する。生成物をヘプタン中で
沈殿させ、濾過し、まずヘプタンで洗浄し、次に水で数
回洗浄する。最後に室温で24時間減圧乾燥する。生成物の分析 1 H−NMRスペクトル : t‐ブチル基に特徴的ピ−ク
(δ=1.39ppm )が完全に消失している。 酸−塩基電位差滴定 : コポリマ−1.5g をジオキサン
50mlに溶解し、0.4MKOHメタノ−ル溶液11.2
5mlで滴定する。n COOH滴定 : 4.5×10-3モルn COOH計算 : 4.8×10-3モル このことは、ブロックコポリマ‐PS‐PtBuAの94
%が加水分解されたことを示している。
【0050】
【発明の効果】本発明によれば、有機金属化合物型の重
合開始剤等を用いてアクリル系モノマーを重合する場合
に、従来から問題となっている前記の副反応を効果的に
回避することができるので、ポリマー鎖の末端が官能基
化されたアクリル系ポリマーを容易に調製することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロベール・ジェローム ベルギー王国べー−4040ティルフ、リ ュ・デ・ソルビエール6番 (72)発明者 ロジェ・ファイ ベルギー王国べー−4121ニウビル−アン −コンドロツ、ルト・デュ・コンドロツ 144番 (72)発明者 フィリップ・テイシー ベルギー王国べー−4121ニウビル−アン −コンドロツ、ボワ・デュ・ロニャック 85番

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)鉱酸のアルカリ金属塩またはアルカ
    リ土類金属塩より成る添加剤の存在下に次式(I): R − M (I) (式中、Mはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の群
    から選ばれる金属を表し、Rは直鎖あるいは枝分かれ鎖
    であってもよい炭素数2〜6のアルキル基、またはアリ
    ール基を表す ) で表される開始剤を用いてアクリルモノマ−を重合さ
    せ、次いで、 (ii)生成するアクリル系リビングポリマーにカルボキシ
    ル化剤、スルホン化剤、ヒドロキシル化剤または第三級
    アミノ化剤を反応させることを含む、ポリマー鎖末端に
    カルボキシル基、スルホン酸基、ヒドロキシル基または
    第三級アミノ基を有するアクリル系ポリマーの製法。
  2. 【請求項2】 (i)鉱酸のアルカリ金属塩またはアルカ
    リ土類金属塩より成る添加剤の存在下に次式(I): R − M (I) (式中、MおよびRは前記と同意義である) で表される開始剤を用いてアクリルモノマ−を重合さ
    せ、次いで、 (ii)生成するアクリル系リビングポリマーにCO2を反
    応させてポリマー鎖末端をカルボキシル化する請求項1
    記載の方法。
  3. 【請求項3】 添加剤がアルカリ金属またはアルカリ土
    類金属のハロゲン化物である請求項1または2記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 添加剤がハロゲン化リチウムである請求
    項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 添加剤が塩化リチウムである請求項3記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 アクリルモノマ−がアクリル酸エステ
    ル、メタクリル酸エステル、ジアルキルアクリルアミ
    ド、アクリロニトリル、メタクリロニトリルおよびこれ
    らの混合物よりなる群より選ばれるモノマーである請求
    項1または2記載の方法。
  7. 【請求項7】 アクリルモノマ−が炭素数1〜18のア
    ルキル基を含有するアルキルアクリレ−トまたはアルキ
    ルメタクリレ−トである請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 アクリルモノマ−が t−ブチルアクリレ
    −トまたは t−ブチルメタクリレ−トである請求項6記
    載の方法。
  9. 【請求項9】 アクリルモノマ−のアルキル基がフッ
    素、タ−シャリ−アミノ基あるいはカルボアルコキシ基
    で置換されている請求項6記載の方法。
  10. 【請求項10】 開始剤がブチルリチウムおよびナフタ
    レンソディウム型の化合物よりなる群より選ばれる請求
    項1または2記載の方法。
  11. 【請求項11】 重合を−78℃〜室温で行う請求項1
    または2記載の方法。
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