JP2744282B2 - Styrene copolymer and method for producing the same - Google Patents
Styrene copolymer and method for producing the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスチレン系共重合体及びその製造方法に関
し、詳しくはスチレン系モノマーとマレイミドあるいは
N−置換マレイミド(以下、単に「N−置換マレイミ
ド」という。)のモノマーとからなる特定の立体構造を
有する共重合体及びその効率の良い製造方法に関する。The present invention relates to a styrenic copolymer and a method for producing the same, and more particularly, to a styrenic monomer and maleimide or N-substituted maleimide (hereinafter simply referred to as "N-substituted maleimide"). The present invention relates to a copolymer having a specific three-dimensional structure consisting of a monomer of the formula (1) and an efficient production method thereof.
従来からラジカル重合法等により製造されるスチレン
系重合体は、その立体構造がアタクチック構造を有して
おり、種々の成形法、例えば射出成形,押出成形,中空
成形,真空成形,注入成形などの方法によって、様々な
形状のものに成形され、家庭電気器具,事務機器,家庭
用品,包装容器,玩具,家具,合成紙その他産業資材な
どとして幅広く用いられている。Conventionally, a styrene-based polymer produced by a radical polymerization method or the like has a three-dimensional structure having an atactic structure, and various molding methods such as injection molding, extrusion molding, hollow molding, vacuum molding, and injection molding. Depending on the method, it is formed into various shapes and widely used as household electrical appliances, office equipment, household goods, packaging containers, toys, furniture, synthetic paper and other industrial materials.
しかしながら、このようなアタクチック構造のスチレ
ン系重合体は、耐熱性,耐薬品性に劣るという欠点があ
った。However, such a styrenic polymer having an atactic structure has a disadvantage that heat resistance and chemical resistance are inferior.
ところで、本発明者らのグループは、先般、シンジオ
タクティシティーの高いスチレン系重合体を開発するす
ることに成功し、さらにこのスチレンモノマーと他の成
分を共重合したスチレン系重合体を開発した(特開昭62
−104818号公報,同63−241009号公報)。これらのシン
ジオタクチック構造の重合体あるいは共重合体は、耐熱
性,耐薬品性及び電気的特性に優れ、多方面にわたる応
用が期待されている。By the way, the group of the present inventors has recently succeeded in developing a styrene-based polymer having high syndiotacticity, and further developed a styrene-based polymer obtained by copolymerizing this styrene monomer and other components. (JP 62
JP-A-104818, JP-A-63-241009). These syndiotactic polymers or copolymers are excellent in heat resistance, chemical resistance and electrical properties, and are expected to be applied in various fields.
しかしながら、上記重合体、特にシンジオタクチック
ポリスチレンは、ガラス転移温度90〜100℃,融点250〜
275℃の重合体であり、低荷重の熱変形温度は、融点付
近の高レベルであるが、高荷重の熱変形温度はガラス転
移温度付近であり、従来の汎用ポリスチレン(GPPS)の
それとほとんど変わりはない。さらに、上記シンジオタ
クチックポリスチレンは、分解開始温度が320℃付近に
あり、この点でも通常のGPPSと大差は認められない。However, the above polymers, especially syndiotactic polystyrene, have a glass transition temperature of 90 to 100 ° C and a melting point of 250 to
It is a polymer of 275 ℃, and the heat distortion temperature under low load is high level near the melting point, but the heat distortion temperature under high load is near the glass transition temperature, which is almost different from that of conventional general-purpose polystyrene (GPPS) There is no. Further, the syndiotactic polystyrene has a decomposition onset temperature of around 320 ° C., and in this respect, there is no significant difference from ordinary GPPS.
また、シンジオタクチック構造のスチレン系重合体の
性質を改良するため、他の熱可塑性樹脂,無機充填剤な
どと複合化することを提案したが、それらの界面の接着
性,相溶性について未だ改善の余地が残されていた。In addition, to improve the properties of styrenic polymers with syndiotactic structure, we proposed to compound them with other thermoplastic resins, inorganic fillers, etc., but still improved the adhesiveness and compatibility of their interfaces. Room was left.
そこで、本発明者らは、シンジオタクチックポリスチ
レンの耐熱性及び耐薬品性を維持しつつ、ガラス転移温
度、すなわち高荷重での熱変形温度を向上させ、また、
熱分解温度を上昇させて耐熱性を改善し、しかも他の樹
脂や無機充填剤との相溶性,接着性の良いぬれ性の改良
された共重合体及びその効率の良い製造方法を開発すべ
く、鋭意研究を重ねた。Therefore, the present inventors, while maintaining the heat resistance and chemical resistance of syndiotactic polystyrene, improve the glass transition temperature, that is, the heat deformation temperature under high load,
To improve the heat resistance by raising the thermal decomposition temperature, and to develop a copolymer having improved compatibility with other resins and inorganic fillers, good adhesion and improved wettability, and an efficient production method thereof. , Earnestly studied.
その結果、特定の触媒の存在下でスチレン系モノマー
とN−置換マレイミドモノマーを共重合すると、シンジ
オタクチック構造のスチレン系繰返し単位連鎖にN−置
換マレイミド成分を共重合させた構造の共重合体が生成
し、この共重合体が耐熱性,耐薬品性などに優れるとと
もに、高荷重での熱変形温度が高く、また、熱分解温度
が高く、しかも良好なぬれ性を示し、目的とする改質を
達成しうるものであることを見出した。本発明はかかる
知見に基いて完成したものである。As a result, when a styrene monomer and an N-substituted maleimide monomer are copolymerized in the presence of a specific catalyst, a copolymer having a structure in which an N-substituted maleimide component is copolymerized with a styrene-based repeating unit chain having a syndiotactic structure is obtained. The copolymer is excellent in heat resistance, chemical resistance, etc., has a high thermal deformation temperature under high load, a high thermal decomposition temperature, and shows good wettability. It was found that quality could be achieved. The present invention has been completed based on such findings.
すなわち、本発明は、一般式〔I〕 〔式中、R1は水素原子,ハロゲン原子あるいは炭素数20
個以下の炭化水素基を示し、mは1〜3の整数を示す。
なお、mが複数のときは、各R1は同じでも異なってもよ
い。〕 で表わされるスチレン系繰返し単位及び 一般式〔II〕 〔式中、R2は水素原子,炭素数20個以下の飽和炭化水素
基,水酸基を1個以上有する炭素数20個以下の飽和炭化
水素基,ベンジル基,置換ベンジル基,フェニル基ある
いは置換フェニル基を示す。〕 で表わされるN−置換マレイミド繰返し単位からなり、
該N−置換マレイミド繰返し単位を0.1〜50重量%含有
するとともに、135℃の1,2,4−トリクロロベンゼン中で
測定した極限粘度が0.07〜20dl/gであり、かつスチレン
系繰返し単位連鎖の立体規則性が主としてシンジオタク
チック構造であることを特徴とするスチレン系共重合体
を提供するとともに、 一般式〔I′〕 〔式中、R1,mは前記と同じである。〕 で表わされるスチレン系モノマー及び 一般式〔II′〕 〔式中、R2は前記と同じである。〕 で表わされるN−置換マレイミドモノマーを、チタン化
合物とアルキルアルミノキサンからなる触媒の存在下で
共重合させることを特徴とする上記スチレン系共重合体
の製造方法を提供するものである。That is, the present invention provides a compound represented by the general formula [I]: [Wherein R 1 is a hydrogen atom, a halogen atom or
Or less hydrocarbon groups, and m represents an integer of 1 to 3.
When m is plural, each R 1 may be the same or different. A styrene-based repeating unit represented by the general formula [II] [Wherein R 2 is a hydrogen atom, a saturated hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms, a saturated hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms having at least one hydroxyl group, a benzyl group, a substituted benzyl group, a phenyl group or a substituted phenyl group; Represents a group. Comprising an N-substituted maleimide repeating unit represented by the formula:
It contains 0.1 to 50% by weight of the N-substituted maleimide repeating unit, has an intrinsic viscosity of 0.07 to 20 dl / g measured in 1,2,4-trichlorobenzene at 135 ° C., and has a styrene-based repeating unit chain. A styrenic copolymer characterized in that its stereoregularity is mainly a syndiotactic structure, and a compound represented by the general formula [I ']: Wherein R 1 and m are the same as above. A styrene monomer represented by the general formula [II ']: Wherein R 2 is the same as described above. ] The N-substituted maleimide monomer represented by this is copolymerized in presence of a catalyst which consists of a titanium compound and an alkylaluminoxane, The manufacturing method of the said styrene-type copolymer characterized by the above-mentioned.
本発明のスチレン系共重合体は、上記の如く一般式
〔I〕で表わされる繰返し単位と一般式〔II〕で表わさ
れる繰返し単位からなるが、ここで一般式〔I〕で表わ
される繰返し単位は、上記の一般式〔I′〕で表わされ
るスチレン系モノマーから誘導される。式中、R1は水素
原子,ハロゲン原子(例えば塩素,臭素、フッ素,沃
素)あるいは炭素数20個以下、好ましくは炭素数10〜1
個の炭化水素基(例えばメチル基,エチル基,プロピル
基,ブチル基,ペンチル基、ヘキシル基などの飽和炭化
水素基(特にアルキル基)あるいはビニル基などの不飽
和炭化水素基)である。一般式〔I〕で表わされる繰返
し単位の具体例をあげれば、スチレン単位:p−メチルス
チレン単位;m−メチルスチレン単位;o−メチルスチレン
単位;2,4−ジメチルスチレン単位;2,5−ジメチルスチレ
ン単位;3,4−ジメチルスチレン単位;3,5−ジメチルスチ
レン単位;p−エチルスチレン単位;m−エチルスチレン単
位;p−ターシャリーブチルスチレン単位などのアルキル
スチレン単位、p−ジビニルベンゼン単位;m−ジビニル
ベンゼン単位;トリビニルベンゼン単位;p−クロロスチ
レン単位;m−クロロスチレン単位;o−クロロスチレン単
位;p−ブロモスチレン単位;m−ブロモスチレン単位;o−
ブロモスチレン単位;p−フルオロスチレン単位;m−フル
オロスチレン単位;o−フルオロスチレン単位;o−メチル
−p−フルオロスチレン単位などのハロゲン化スチレン
単位等、あるいはこれら二種以上を混合したものがあげ
られる。The styrenic copolymer of the present invention comprises a repeating unit represented by the general formula [I] and a repeating unit represented by the general formula [II] as described above, wherein the repeating unit represented by the general formula [I] is used. Is derived from the styrenic monomer represented by the general formula [I ']. In the formula, R 1 is a hydrogen atom, a halogen atom (eg, chlorine, bromine, fluorine, iodine) or 20 or less carbon atoms, preferably 10 to 1 carbon atoms.
Hydrocarbon groups (for example, a saturated hydrocarbon group (especially an alkyl group) such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group) or an unsaturated hydrocarbon group such as a vinyl group. Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (I) include: styrene unit: p-methylstyrene unit; m-methylstyrene unit; o-methylstyrene unit; 2,4-dimethylstyrene unit; 2,5- Dimethylstyrene unit; 3,4-dimethylstyrene unit; 3,5-dimethylstyrene unit; p-ethylstyrene unit; m-ethylstyrene unit; alkylstyrene unit such as p-tert-butylstyrene unit, p-divinylbenzene unit m-divinylbenzene unit; trivinylbenzene unit; p-chlorostyrene unit; m-chlorostyrene unit; o-chlorostyrene unit; p-bromostyrene unit; m-bromostyrene unit; o-
Bromostyrene units; p-fluorostyrene units; m-fluorostyrene units; o-fluorostyrene units; halogenated styrene units such as o-methyl-p-fluorostyrene units, or a mixture of two or more of these. Can be
一方、一般式〔II〕で表わされる繰返し単位は、一般
式〔II′〕で表わされるN−置換マレイミドモノマーか
ら誘導される。このN−置換マレイミドモノマーの具体
例をあげれば、マレイミド,N−メチルマレイミド,N−エ
チルマレイミド,N−ターシャリーブチルマレイミド,N−
フェニルマレイミド等が挙げられる。On the other hand, the repeating unit represented by the general formula [II] is derived from an N-substituted maleimide monomer represented by the general formula [II ']. Specific examples of the N-substituted maleimide monomer include maleimide, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-tert-butylmaleimide, N-
Phenylmaleimide and the like.
本発明の共重合体においては、繰返し単位〔I〕は二
種類以上の成分から構成されていてもよく、この点にお
いては繰返し単位〔II〕についても同様である。したが
って、二元,三元あるいは四元共重合体の合成が可能と
なる。また、上記の繰返し単位〔II〕の含有割合は、通
常、共重合体全体の0.1〜50重量%、好ましくは1.0〜20
重量%の範囲である。この繰返し単位〔II〕が0.1重量
%未満であると、ガラス転移温度の向上,熱変形温度お
よび熱分解温度の改良等の本発明の目的とする改善効果
が充分に達成されない。また50重量%を超えると、結晶
化が阻害され、シンジオタクチック構造のスチレン系重
合体の特徴である耐薬品性が損なわれるとともに、脆く
なり、通常のN−置換マレイミドの重合体と同様の物性
上の欠点が発現する。In the copolymer of the present invention, the repeating unit [I] may be composed of two or more kinds of components. In this respect, the same applies to the repeating unit [II]. Therefore, it becomes possible to synthesize a binary, ternary or quaternary copolymer. The content of the repeating unit [II] is usually 0.1 to 50% by weight, preferably 1.0 to 20% by weight of the whole copolymer.
% By weight. If the repeating unit [II] is less than 0.1% by weight, the desired effects of the present invention such as improvement of the glass transition temperature, heat deformation temperature and thermal decomposition temperature cannot be sufficiently achieved. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, crystallization is inhibited, the chemical resistance characteristic of the styrene-based polymer having a syndiotactic structure is impaired, and the polymer becomes brittle. Defects in physical properties appear.
この共重合体の分子量は、一般に1,2,4−トリクロロ
ベンゼン溶液(温度135℃)で測定した極限粘度が0.07
〜20dl/gのものであり、好ましくは0.3〜10dl/gのもの
である。極限粘度が0.07dl/g未満では、力学的物性が低
く、実用に供しえない。また、極限粘度が20dl/gを超え
ると、通常の溶融成形が困難となる。The molecular weight of this copolymer is generally 0.07 as measured by a 1,2,4-trichlorobenzene solution (at a temperature of 135 ° C.).
2020 dl / g, preferably 0.3 to 10 dl / g. If the intrinsic viscosity is less than 0.07 dl / g, the mechanical properties are low and cannot be put to practical use. When the intrinsic viscosity exceeds 20 dl / g, ordinary melt molding becomes difficult.
本発明においては、得られる共重合体の性質あるいは
繰返し単位〔I〕の連鎖におけるシンジオタクチック構
造を著しく損なわない範囲で第三成分を添加することも
できる。このような化合物としては、例えばジエン類,
ビニルシロキサン類,α−オレフィン類,不飽和カルボ
ン酸エステル類,アクリロニトリル等があげられる。In the present invention, a third component may be added within a range that does not significantly impair the properties of the obtained copolymer or the syndiotactic structure in the chain of the repeating unit [I]. Such compounds include, for example, dienes,
Examples include vinyl siloxanes, α-olefins, unsaturated carboxylic esters, acrylonitrile, and the like.
本発明のスチレン系共重合体は、繰返し単位〔I〕、
即ちスチレン系繰返し単位の連鎖が主としてシンジオタ
クチック構造を有するものである。ここで、スチレン系
重合体における主としてシンジオタクチック構造とは、
立体化学構造が主としてシンジオタクチック構造、即ち
炭素−炭素結合から形成される主鎖に対して側鎖である
フェニル基や置換フェニル基が交互に反対方向に位置す
る立体構造を有するものであり、そのタクティシティー
は同位体炭素による核磁気共鳴法(13C−NMR法)により
定量される。13C−NMR法により測定されるタクティシテ
ィーは、連続する複数個の構成単位の存在割合、例えば
2個の場合はダイアッド,3個の場合はトリアッド,5個の
場合はペンタッドによって示すことができるが、本発明
に言う主としてシンジオタクチック構造を有するスチレ
ン系共重合体とは、スチレン系繰返し単位の連鎖におい
て、通常はダイアッドで75%以上、好ましくは85%以
上、若しくはペンタッド(ラセミペンタッド)で30%以
上、好ましくは50%以上のシンジオタクティシティーを
有するものを示す。しかしながら、置換基の種類や繰返
し単位〔II〕の含有割合によってシンジオタクティシテ
ィーの度合いは若干変動する。The styrenic copolymer of the present invention has a repeating unit (I),
That is, a chain of styrene-based repeating units mainly has a syndiotactic structure. Here, mainly the syndiotactic structure in the styrene-based polymer is
The stereochemical structure is mainly a syndiotactic structure, that is, a stereostructure in which a phenyl group or a substituted phenyl group which is a side chain with respect to a main chain formed from carbon-carbon bonds is alternately located in the opposite direction, Its tacticity is quantified by nuclear magnetic resonance ( 13 C-NMR) using isotope carbon. Tacticity measured by the 13 C-NMR method can be represented by the abundance ratio of a plurality of continuous structural units, for example, a dyad for two, a triad for three, and a pentad for five. However, the styrenic copolymer mainly having a syndiotactic structure referred to in the present invention is usually 75% or more, preferably 85% or more as a dyad in a chain of styrene-based repeating units, or pentad (racemic pentad) Indicates a substance having a syndiotacticity of 30% or more, preferably 50% or more. However, the degree of syndiotacticity slightly varies depending on the type of the substituent and the content of the repeating unit [II].
以上の如き本発明の共重合体は、繰返し単位〔I〕,
〔II〕に相応するモノマーの共重合により、また得られ
た共重合体を原料として、分別,ブレンド若しくは有機
合成的手法を適用することにより、所望の立体規則性及
び反応性置換基を有する態様のものを製造することがで
きる。The copolymer of the present invention as described above has a repeating unit [I],
An embodiment having desired stereoregularity and reactive substituents by copolymerization of a monomer corresponding to [II], and by applying a separation, blending or organic synthesis method using the obtained copolymer as a raw material. Can be manufactured.
そのうち、上述した本発明の製造方法によれば、一層
効率よくかつ高品質のスチレン系共重合体を得ることが
できる。Among them, according to the production method of the present invention described above, a styrene-based copolymer with higher efficiency and higher quality can be obtained.
本発明の製造方法に用いる原料モノマーは、前記一般
式〔1′〕で表わされるスチレン系モノマー及び一般式
〔II′〕で表わされるN−置換マレイミドモノマーであ
る。このスチレン系モノマーとN−置換マレイミドモノ
マーが、共重合してそれぞれ繰返し単位〔I〕,〔II〕
を構成する。したがって、このスチレン系モノマー及び
N−置換マレイミドモノマーの具体例としては、前述の
繰返し単位〔I〕,〔II〕の具体例に対応したものをあ
げることができる。The raw material monomers used in the production method of the present invention are a styrene monomer represented by the general formula [1 '] and an N-substituted maleimide monomer represented by the general formula [II']. The styrenic monomer and the N-substituted maleimide monomer are copolymerized to form repeating units [I] and [II], respectively.
Is configured. Accordingly, specific examples of the styrene monomer and the N-substituted maleimide monomer include those corresponding to the specific examples of the above-mentioned repeating units [I] and [II].
本発明の方法では、これらのスチレン系モノマー及び
N−置換マレイミドモノマーを原料として、(A)チタ
ン化合物および(B)アルキルアルミノキサンを主成分
とする触媒の存在下で共重合させるわけであるが、ここ
で用いる触媒については、特開昭63−241009号公報に詳
細に記載されているとおりである。まず(A)成分であ
るチタン化合物としては様々なものがあるが、好ましく
は、一般式 TiR3 aR4 bR5 cR6 4-(a+b+c) ・・・(α) またはTiR3 dR4 eR5 3-(d+e) ・・・(β) 〔式中、R3,R4,R5およびR6はそれぞれ水素,炭素数
1〜20のアルキル基,炭素数1〜20のアルコキシ基,炭
素数6〜20のアリール基,アルキルアリール基,アリー
ルアルキル基,炭素数1〜20のアシルオキシ基,シクロ
ペンタジエニル基,置換シクロペンタジエニル基,イン
デニル基あるいはハロゲンを示す。a,b,cはそれぞれ0
〜4の整数を示し、d,eはそれぞれ0〜3の整数を示
す。〕 で表わされるチタン化合物およびチタンキレート化合物
よりなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物であ
る。In the method of the present invention, these styrenic monomers and N-substituted maleimide monomers are used as raw materials and copolymerized in the presence of a catalyst containing (A) a titanium compound and (B) an alkylaluminoxane as main components. The catalyst used here is as described in detail in JP-A-63-241009. First, although there are various titanium compounds as the component (A), preferably, the general formula TiR 3 a R 4 b R 5 c R 6 4- (a + b + c) (α) or TiR 3 d R 4 e R 5 3- (d + e) (β) wherein R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, An alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group, an arylalkyl group, an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, a cyclopentadienyl group, a substituted cyclopentadienyl group, an indenyl group, or Shows halogen. a, b, c are each 0
And d and e each represent an integer of 0-3. And at least one compound selected from the group consisting of titanium compounds and titanium chelate compounds.
この一般式(α)または(β)中のR3,R4,R5および
R6はそれぞれ水素原子,炭素数1〜20のアルキル基(具
体的にはメチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,
アミル基,イソアミル基,イソブチル基,オクチル基,2
−エチルヘキシル基など),炭素数1〜20のアルコキシ
基(具体的にはメトキシ基,エトキシ基,プロポキシ
基,ブトキシ基,アミルオキシ基,ヘキシルオキシ基,2
−エチルヘキシルオキシ基など),炭素数6〜20のアリ
ールオキシ基(フェノキシ基など),炭素数6〜20のア
リール基,アルキルアリール基,アリールアルキル基
(具体的にはフェニル基,トリル基,キシリル基,ベン
ジル基など),炭素数1〜20のアシルオキシ基(具体的
にはヘプタデシルカルボニルオキシ基など),シクロペ
ンタジエニル基,置換シクロペンタジエニル基(具体的
にはメチルシクロペンタジエニル基,1,2−ジメチルシク
ロペンタジエニル基,ペンタメチルシクロペンタジエニ
ル基など),インデニル基,ハロゲン(塩素,臭素,沃
素あるいは弗素)を示す。これらR3,R4,R5およびR6は
同一のものであっても、異なるものであってもよい。さ
らにa,b,cはそれぞれ0〜4の整数を示し、またd,eはそ
れぞれ0〜3の整数を示す。In the general formula (α) or (β), R 3 , R 4 , R 5 and
R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (specifically, methyl, ethyl, propyl, butyl,
Amyl group, isoamyl group, isobutyl group, octyl group, 2
-Ethylhexyl group), an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (specifically, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, amyloxy group, hexyloxy group, 2
-Ethylhexyloxy group, etc.), an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms (such as a phenoxy group), an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group, an arylalkyl group (specifically, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group) Group, benzyl group, etc.), acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms (specifically, heptadecylcarbonyloxy group, etc.), cyclopentadienyl group, substituted cyclopentadienyl group (specifically, methylcyclopentadienyl) Group, 1,2-dimethylcyclopentadienyl group, pentamethylcyclopentadienyl group, etc.), indenyl group, and halogen (chlorine, bromine, iodine or fluorine). These R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different. A, b, and c each represent an integer of 0 to 4, and d and e each represent an integer of 0 to 3.
更に好適なものとして一般式 TiRXYZ ・・・(γ) 〔式中、Rはシクロペンタジエニル基,置換シクロペン
タジエニル基又はインデニル基を示し、X,Y及びZはそ
れぞれ独立に水素原子,炭素数1〜12のアルキル基,炭
素数1〜12のアルコキシ基,炭素数6〜20のアリール
基,炭素数6〜20のアリールオキシ基,炭素数6〜20の
アリールアルキル基又はハロゲン原子を示す。〕 で表わされるチタン化合物である。この式中のRで示さ
れる置換シクロペンタジエニル基は、例えば炭素数1〜
6のアルキル基で1個以上置換されたシクロペンタジエ
ニル基、具体的にはメチルシクロペンタジエニル基,1,2
−ジメチルシクロペンタジエニル基,ペンタメチルシク
ロペンタジエニル基等である。また、X,Y及びZはそれ
ぞれ独立に水素原子,炭素数1〜12のアルキル基(具体
的にはメチル基,エチル基,プロピル基,n−ブチル基,
イソブチル基,アミル基,イソアミル基,オクチル基,2
−エチルヘキシル基等),炭素数1〜12のアルコキシ基
(具体的にはメトキシ基,エトキシ基,プロポキシ基,
ブトキシ基,アミルオキシ基,ヘキシルオキシ基,オク
チルオキシ基,2−エチルヘキシルオキシ基等),炭素数
6〜20のアリール基(具体的にはフェニル基,ナフチル
基等),炭素数6〜20のアリールオキシ基(具体的には
フェノキシ基等),炭素数6〜20のアリールアルキル基
(具体的にはベンジル基)又はハロゲン原子(具体的に
は塩素,臭素,沃素あるいは弗素)を示す。More preferably, the general formula TiRXYZ (γ) wherein R represents a cyclopentadienyl group, a substituted cyclopentadienyl group or an indenyl group, X, Y and Z each independently represent a hydrogen atom, An alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, an arylalkyl group having 6 to 20 carbon atoms or a halogen atom. Show. ] It is a titanium compound represented by these. The substituted cyclopentadienyl group represented by R in the formula has, for example, 1 to 1 carbon atoms.
A cyclopentadienyl group substituted by one or more alkyl groups, specifically, a methylcyclopentadienyl group,
-Dimethylcyclopentadienyl group, pentamethylcyclopentadienyl group and the like. X, Y and Z each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group,
Isobutyl, amyl, isoamyl, octyl, 2,
-Ethylhexyl group), an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms (specifically, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group,
Butoxy group, amyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, etc., aryl group having 6 to 20 carbon atoms (specifically, phenyl group, naphthyl group, etc.), aryl having 6 to 20 carbon atoms It represents an oxy group (specifically, a phenoxy group or the like), an arylalkyl group having 6 to 20 carbon atoms (specifically, a benzyl group) or a halogen atom (specifically, chlorine, bromine, iodine or fluorine).
このような一般式(γ)で表わされるチタン化合物の
具体例としては、シクロペンタジエニルトリメチルチタ
ン,シクロペンタジエニルトリエチルチタン,シクロペ
ンタジエニルトリプロピルチタン,シクロペンタジエニ
ルトリブチルチタン,メチルシクロペンタジエニルトリ
メチルチタン,1,2−ジメチルシクロペンタジエニルトリ
メチルチタン,ペンタメチルシクロペンタジエニルトリ
メチルチタン,ペンタメチルシクロペンタジエニルトリ
エチルチタン,ペンタメチルシクロペンタジエニルトリ
プロピルチタン,ペンタメチルシクロペンタジエニルト
リブチルチタン,シクロペンタジエニルメチルチタンジ
クロリド,シクロペンタジエニルエチルチタンジクロリ
ド,ペンタメチルシクロペンタジエニルメチルチタンジ
クロリド,ペンタメチルシクロペンタジエニルエチルチ
タンジクロリド,シクロペンタジエニルジメチルチタン
モノクロリド,シクロペンタジエニルジエチルチタンモ
ノクロリド,シクロペンタジエニルチタントリメトキシ
ド,シクロペンタジエニルチタントリエトキシド,シク
ロペンタジエニルチタントリプロポキシド,シクロペン
タジエニルチタントリフェノキシド,ペンタメチルシク
ロペンタジエニルチタントリメトキシド,ペンタメチル
シクロペンタジエニルチタントリエトキシド,ペンタメ
チルシクロペンタジエニルチタントリプロポキシド,ペ
ンタメチルシクロペンタジエニルチタントリブトキシ
ド,ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリフェ
ノキシド,シクロペンタジエニルチタントリクロリド,
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリクロリ
ド,シクロペンタジエニルメトキシチタンジクロリド,
シクロペンタジエニルジメトキシチタンクロリド,ペン
タメチルシクロペンタジエニルメトキシチタンジクロリ
ド,シクロペンタジエニルトリベンジルチタン,ペンタ
メチルシクロペンタジエニルメチルジエトキシチタン,
インデニルチタントリクロリド,インデニルチタントリ
メトキシド,インデニルチタントリエトキシド,インデ
ニルトリメチルチタン,インデニルトリベンジルチタン
等があげられる。Specific examples of the titanium compound represented by the general formula (γ) include cyclopentadienyltrimethyltitanium, cyclopentadienyltriethyltitanium, cyclopentadienyltripropyltitanium, cyclopentadienyltributyltitanium, methylcyclo Pentadienyltrimethyltitanium, 1,2-dimethylcyclopentadienyltrimethyltitanium, pentamethylcyclopentadienyltrimethyltitanium, pentamethylcyclopentadienyltriethyltitanium, pentamethylcyclopentadienyltripropyltitanium, pentamethylcyclopenta Dienyltributyltitanium, cyclopentadienylmethyltitanium dichloride, cyclopentadienylethyltitanium dichloride, pentamethylcyclopentadienylmethyltitanium dichloride, pentamethyl Cyclopentadienylethyl titanium dichloride, cyclopentadienyl dimethyl titanium monochloride, cyclopentadienyl diethyl titanium monochloride, cyclopentadienyl titanium trimethoxide, cyclopentadienyl titanium triethoxide, cyclopentadienyl titanium trichloride Propoxide, cyclopentadienyl titanium triphenoxide, pentamethylcyclopentadienyl titanium trimethoxide, pentamethylcyclopentadienyl titanium triethoxide, pentamethylcyclopentadienyl titanium tripropoxide, pentamethylcyclopentadienyl Titanium tributoxide, pentamethylcyclopentadienyl titanium triphenoxide, cyclopentadienyl titanium trichloride,
Pentamethylcyclopentadienyl titanium trichloride, cyclopentadienyl methoxy titanium dichloride,
Cyclopentadienyldimethoxytitanium chloride, pentamethylcyclopentadienylmethoxytitanium dichloride, cyclopentadienyltribenzyltitanium, pentamethylcyclopentadienylmethyldiethoxytitanium,
Examples include indenyl titanium trichloride, indenyl titanium trimethoxide, indenyl titanium triethoxide, indenyl trimethyl titanium, indenyl tribenzyl titanium and the like.
これらのチタン化合物のうち、ハロゲン原子を含まな
い化合物が好適であり、特に、上述した如きπ電子系配
位子を1個有するチタン化合物が好ましい。Among these titanium compounds, compounds containing no halogen atom are preferable, and in particular, titanium compounds having one π-electron ligand as described above are preferable.
一方、上記チタン化合物とともに用いる(B)成分で
あるアルキルアルミノキサンとは、アルキルアルミニウ
ム化合物と水との反応生成物であって、具体的には一般
式 〔式中、nは重合度を示し、2〜50の数であり、R7は炭
素数1〜8のアルキル基を示す。〕で表わされる鎖状ア
ルキルアルミノキサンあるいは 一般式 で表わされる繰り返し単位を有する環状アルキルアルミ
ノキサン等がある。On the other hand, the alkylaluminoxane, which is the component (B) used together with the titanium compound, is a reaction product of an alkylaluminum compound and water, and specifically has a general formula [In the formula, n represents a degree of polymerization, a number of 2 to 50, and R 7 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. A chain alkylaluminoxane represented by the general formula And a cyclic alkylaluminoxane having a repeating unit represented by
一般に、トリアルキルアルミニウム等のアルキルアル
ミノキサンと水との接触生成物は、上述の鎖状アルキル
アルミノキサンや環状アルキルアルミノキサンととも
に、未反応のトリアルキルアルミニウム、各種の縮合生
成物の混合物、さらにはこれらが複雑に会合した分子で
あり、これらはトリアルキルアルミニウムと水との接触
条件によって様々な生成物となる。In general, the contact product of an alkylaluminoxane such as a trialkylaluminum with water is a mixture of unreacted trialkylaluminum and various condensation products together with the above-described chain alkylaluminoxane and cyclic alkylaluminoxane, and furthermore, these are complex. These are various products depending on the contact conditions between the trialkylaluminum and water.
この際のアルキルアルミニウムと水との反応は特に限
定はなく、公知の手法に準じて反応させればよい。例え
ば、アルキルアルミニウムを有機溶剤に溶解してお
き、これを水と接触させる方法、重合時に当初アルキ
ルアルミニウムを加えておき、後に水を添加する方法、
さらには金属塩などに含有されている結晶水、無機物
や有機物への吸着水をアルキルアルミニウムと反応させ
るなどの方法がある。なお、上記の水にはアンモニア,
エチルアミン等のアミン,硫化水素等の硫黄化合物,亜
燐酸エステル等の燐化合物などが20%程度まで含有され
ていてもよい。The reaction between the alkyl aluminum and water at this time is not particularly limited, and may be performed according to a known method. For example, a method of dissolving an alkyl aluminum in an organic solvent and bringing it into contact with water, a method of initially adding an alkyl aluminum during polymerization, and a method of adding water later,
Further, there is a method in which water of crystallization contained in a metal salt or the like, or water adsorbed on an inorganic substance or an organic substance is reacted with alkyl aluminum. The above water contains ammonia,
Amines such as ethylamine, sulfur compounds such as hydrogen sulfide, and phosphorus compounds such as phosphite may be contained up to about 20%.
上記(B)成分として用いるアルキルアルミノキサン
としては、上記の接触反応の後、含水化合物等を使用す
る場合は、個体残渣を濾別し、濾液を常圧下あるいは減
圧下で30〜200℃の温度、好ましくは40℃〜150℃の温度
で20分〜8時間、好ましくは30分〜5時間の範囲で溶媒
を留去しつつ熱処理したものが好ましい。この熱処理に
あたっては、温度は各種の状況によって適宜定めればよ
いが、通常は上記範囲で行う。一般に、30℃未満の温度
では、効果が発現せず、また200℃を超えると、アルミ
ノキサン自体の熱分解が起こり、好ましくない。熱処理
の処理条件により反応生成物は、無色の固体又は溶液状
態で得られる。このようにして得られた生成物を、必要
に応じて炭化水素溶媒で溶解あるいは希釈して触媒溶液
として使用することができる。As the alkylaluminoxane used as the component (B), when a hydrated compound or the like is used after the above contact reaction, the solid residue is separated by filtration, and the filtrate is subjected to a temperature of 30 to 200 ° C. under normal pressure or reduced pressure. Preferably, a heat treatment is carried out at a temperature of 40 ° C. to 150 ° C. for 20 minutes to 8 hours, preferably 30 minutes to 5 hours while distilling off the solvent. In this heat treatment, the temperature may be appropriately determined depending on various conditions, but is usually in the above range. In general, when the temperature is lower than 30 ° C., no effect is exhibited. When the temperature is higher than 200 ° C., thermal decomposition of aluminoxane itself occurs, which is not preferable. Depending on the treatment conditions of the heat treatment, the reaction product is obtained as a colorless solid or solution. The product thus obtained can be dissolved or diluted with a hydrocarbon solvent, if necessary, and used as a catalyst solution.
このようなアルキルアルミノキサンの好適な例は、プ
ロトン核磁気共鳴吸収法で観測されるアルミニウム−メ
チル基(Al−CH3)結合に基くメチルプロトンシグナル
領域における高磁場成分が50%以下のものである。つま
り、上記の接触生成物を、室温下、トルエン溶媒中でそ
のプロトン核磁気共鳴(1H−NMR)スペクトルを観測す
ると、Al−CH3に基くメチルプロトンシグナルは、テト
ラメチルシラン(TMS)基準において1.0〜−0.5ppmの範
囲に見られる。TMSのプロトンシグナル(0ppm)がAl−C
H3に基くメチルプロトン観測領域にあるため、このAl−
CH3に基くメチルプロトンシグナルを、TMS基準における
トルエンのメチルプロトンシグナル2.35ppmを基準にし
て測定し、高磁場成分(即ち、−0.1〜−0.5ppm)と他
の磁場成分(即ち、1.0〜−0.1ppm)とに分けたとき
に、該高磁場成分が全体の50%以下、好ましくは45〜5
%のものが本発明の触媒の(B)成分として好適に使用
できる。A preferred example of such an alkylaluminoxane has a high magnetic field component of 50% or less in a methyl proton signal region based on an aluminum-methyl group (Al-CH 3 ) bond observed by proton nuclear magnetic resonance absorption. . That is, when the above contact product is observed for proton nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) spectrum in a toluene solvent at room temperature, the methyl proton signal based on Al—CH 3 is based on tetramethylsilane (TMS). In the range of 1.0 to -0.5 ppm. TMS proton signal (0 ppm) is Al-C
Because of the methyl protons observation area based on H 3, the Al-
The methyl proton signal based on CH 3 was measured with reference to 2.35 ppm of the methyl proton signal of toluene based on TMS, and the high magnetic field component (ie, −0.1 to −0.5 ppm) and the other magnetic field components (that is, 1.0 to −0.5 ppm) were measured. 0.1 ppm), the high magnetic field component is 50% or less of the whole, preferably 45 to 5%.
% Can be suitably used as the component (B) of the catalyst of the present invention.
本発明の方法に用いる触媒は、前記(A),(B)成
分を主成分とするものであり、前記の他にさらに所望に
より他の触媒成分、例えば一般式AlR8 3〔式中、R8は炭
素数1〜8のアルキル基を示す。〕で表わされるトリア
ルキルアルミニウムや他の有機金属化合物などを加える
こともできる。The catalyst used in the process of the present invention, the (A), are those composed mainly of component (B), in addition to further optionally other catalyst components of the, for example, the general formula AlR 8 3 [wherein, R 8 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. ], Or other organometallic compounds represented by the formula (1).
この触媒を使用するにあたっては、触媒中の(A)成
分と(B)成分との割合は、各成分の種類,原料である
一般式〔1′〕で表わされるスチレン系モノマー及び一
般式〔II′〕で表わされるN−置換マレイミドモノマー
の種類やその他の条件により異なり一義的に定められな
いが、通常は(B)成分中のアルミニウムと(A)成分
中のチタンとの比、すなわちアルミニウム/チタン(モ
ル比)として、1〜106、好ましくは10〜104である。In using this catalyst, the ratio of the component (A) to the component (B) in the catalyst depends on the type of each component, the styrene monomer represented by the general formula [1 '] as a raw material, and the general formula [II] ']], Which depends on the type of the N-substituted maleimide monomer and other conditions and cannot be unambiguously determined, but is usually the ratio of aluminum in the component (B) to titanium in the component (A), that is, aluminum / as titanium (molar ratio), 1 to 10 6, preferably 10 to 10 4.
本発明の方法では、上述の(A)及び(B)成分を主
成分とする触媒の存在下で、上記の一般式〔1′〕で表
わされるスチレン系モノマーと一般式〔II′〕で表わさ
れるN−置換マレイミドモノマーを共重合するが、この
共重合は塊状重合、溶液重合あるいは懸濁重合など、様
々の方法で行うことができる。共重合にあたって使用し
うる溶媒としては、ペンタン,ヘキサン,ヘプタンなど
の脂肪族炭化水素、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水
素あるいはベンゼン,トルエン,キシレンなどの芳香族
炭化水素などがある。また、重合温度は、特に制限はな
いが、通常0〜100℃、好ましくは10〜70℃とする。重
合時間は5分〜24時間であり、好ましくは1時間以上で
ある。In the method of the present invention, the styrene monomer represented by the general formula [1 '] and the styrene monomer represented by the general formula [II'] are used in the presence of a catalyst containing the above components (A) and (B) as main components. The N-substituted maleimide monomer to be used is copolymerized, and this copolymerization can be carried out by various methods such as bulk polymerization, solution polymerization or suspension polymerization. Solvents that can be used in the copolymerization include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene. The polymerization temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 100 ° C, preferably 10 to 70 ° C. The polymerization time is 5 minutes to 24 hours, preferably 1 hour or more.
さらに、得られるスチレン系共重合体の分子量を調節
するには、水素の存在下で共重合反応を行うことが効果
的である。Further, in order to adjust the molecular weight of the obtained styrenic copolymer, it is effective to carry out the copolymerization reaction in the presence of hydrogen.
本発明の方法によって得られるスチレン系共重合体
は、スチレン系繰返し単位連鎖のシンジオタクティシテ
ィーが高いものであるが、重合後、必要に応じて塩酸等
を含む洗浄液で脱灰処理し、さらに洗浄,減圧乾燥を経
てメチルエチルケトン等の溶媒で洗浄して可溶分を除去
し、極めてシンジオタクティシティーの大きい高純度の
スチレン系共重合体を入手することができる。The styrenic copolymer obtained by the method of the present invention has high syndiotacticity of a styrenic repeating unit chain, but after polymerization, if necessary, is subjected to deashing treatment with a washing solution containing hydrochloric acid or the like, After washing and drying under reduced pressure, the residue is washed with a solvent such as methyl ethyl ketone to remove soluble components, and a high-purity styrene-based copolymer having extremely large syndiotacticity can be obtained.
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
実施例1 (1)メチルアルミノキサンの調製 アルゴン置換した内容積500mlのガラス製容器にトル
エン200ml,硫酸銅5水塩(CuSO4・5H2O)17.7g(71ミリ
モル)及びトリメチルアルミニウム24ml(250ミリモ
ル)を入れ、40℃で8時間反応させた。その後、固体成
分を除去し、得られた溶液からさらにトルエンを減圧留
去して接触生成物6.7gを得た。このものの凝固点降下法
により測定した分子量は610であった。Example 1 (1) of methylaluminoxane toluene 200ml glass vessel was purged with argon internal volume 500ml of copper sulfate pentahydrate (CuSO 4 · 5H 2 O) 17.7g (71 mmol) and trimethyl aluminum 24 ml (250 mmol ) Was added and reacted at 40 ° C. for 8 hours. Thereafter, the solid component was removed, and toluene was further distilled off from the resulting solution under reduced pressure to obtain 6.7 g of a contact product. Its molecular weight measured by the freezing point depression method was 610.
また、前述の1H−NMR測定による高磁場成分、すなわ
ち、室温下、トルエン溶液中でそのプロトン核磁気共鳴
スペクトルを観測すると、(Al−CH3)結合に基づくメ
チルプロトンシグナルは、テトラメチルシラン基準にお
いて1.0〜−0.5ppmの範囲に見られる。テトラメチルシ
ランのプロトンシグナルは(0ppm)がAl−CH3結合に基
づくメチルプロトンに基づく観測領域にあるため、この
Al−CH3結合に基づくメチルプロトンシグナルをテトラ
メチルシラン基準におけるトルエンのメチルプロトンシ
グナル2.35ppmを基準にして測定し、高磁場成分(すな
わち−0.1〜−0.5ppm)と他の磁場成分(すなわち1.0〜
−0.1ppm)とに分けたときに、該高磁場成分が全体の43
%であった。Also, when the proton nuclear magnetic resonance spectrum of a high magnetic field component by the above-mentioned 1 H-NMR measurement, that is, its proton nuclear magnetic resonance spectrum is observed in a toluene solution at room temperature, the methyl proton signal based on the (Al—CH 3 ) bond is found to be tetramethylsilane. It is found in the range of 1.0 to -0.5 ppm by standard. For proton signal of tetramethylsilane which is (0 ppm) is in the observation area of the methyl proton based on the Al-CH 3 bonds, this
The methyl proton signal based on the Al-CH 3 bond was measured with reference to 2.35 ppm of the methyl proton signal of toluene based on tetramethylsilane, and the high magnetic field component (i.e., -0.1 to -0.5 ppm) and other magnetic field components (i.e., 1.0 ~
-0.1 ppm), the high magnetic field component
%Met.
(2)スチレン−N−フェニルマレイミド共重合体の製
造 内容積0.5lの攪拌機付き反応容器に、スチレン100ml
と上記(1)で得られたメチルアルミノキサンをアルミ
ニウム原子として6.0ミリモル加え、重合温度30℃で30
分攪拌した。次いで、ペンタメチルシクロペンタジエニ
ルチタントリメトキシドをチタン原子として0.03ミリモ
ル添加し、同時にN−フェニルマレイミド100gをトルエ
ン300mlに溶解させ、充分に窒素置換を行った後、この
溶液を加えて攪拌下40℃,5時間重合を行った。反応終了
後、メタノールを注入して反応を停止した。さらにメタ
ノール−塩酸混合液を加えて触媒成分を分解し、その後
メタノール洗浄を3回繰り返した。ここで得られたスチ
レン−N−フェニルマレイミド共重合体の収量は、51.5
gであった。また、1,2,4−トリクロロベンゼン溶液中13
5℃で測定した極限粘度は0.66dl/gであった。(2) Production of styrene-N-phenylmaleimide copolymer 100 ml of styrene was placed in a reaction vessel having an inner volume of 0.5 l and having a stirrer.
And 6.0 mmol of the methylaluminoxane obtained in the above (1) as an aluminum atom was added.
Minutes. Then, 0.03 mmol of pentamethylcyclopentadienyltitanium trimethoxide as a titanium atom was added, and at the same time, 100 g of N-phenylmaleimide was dissolved in 300 ml of toluene.After sufficiently replacing with nitrogen, the solution was added and stirred. Polymerization was performed at 40 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, methanol was injected to stop the reaction. Further, a methanol-hydrochloric acid mixture was added to decompose the catalyst component, and then washing with methanol was repeated three times. The yield of the styrene-N-phenylmaleimide copolymer obtained here was 51.5%.
g. In addition, 13 in 1,2,4-trichlorobenzene solution
The intrinsic viscosity measured at 5 ° C. was 0.66 dl / g.
このスチレン−N−フェニルマレイミド共重合体のス
チレン連鎖部がシンジオタクチック構造であることを示
差走査熱量計(DSC)及び核磁気共鳴スペクトル(NMR)
の結果から証明する。The differential scanning calorimeter (DSC) and nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) show that the styrene chain part of this styrene-N-phenylmaleimide copolymer has a syndiotactic structure.
Prove from the results.
(a)DSCによる測定 実施例1で得られたスチレン系共重合体を充分に乾燥
した後、DSC用サンプル入れに10mg入れ、50℃から300℃
に20℃/分の速度で昇温した後、300℃で5分間保持
し、300℃から50℃まで20℃/分で降温した。このサン
プルを再度50℃から300℃まで20℃/分の速度で昇温し
た際の吸発熱パターンを観察した。なお用いた装置は、
パーキンエルマー社製DSC−IIであった。(A) Measurement by DSC After sufficiently drying the styrenic copolymer obtained in Example 1, 10 mg was put into a DSC sample container, and 50 ° C to 300 ° C.
After the temperature was raised at a rate of 20 ° C./min, the temperature was maintained at 300 ° C. for 5 minutes, and the temperature was lowered from 300 ° C. to 50 ° C. at a rate of 20 ° C./min. The heat absorption and exothermic pattern when this sample was heated again from 50 ° C. to 300 ° C. at a rate of 20 ° C./min was observed. The equipment used was
It was DSC-II manufactured by PerkinElmer.
その結果、この共重合体はガラス転移温度(Tg)115
℃,融解温度(Tm)270℃であった。As a result, this copolymer had a glass transition temperature (Tg) of 115.
° C and melting temperature (Tm) 270 ° C.
従来のアタクチックポリスチレンは、融解温度がな
く、またアイソタクチックポリスチレンの融解温度が23
0℃であること、共重合体の融解温度がそれぞれの単独
重合体の融解温度のうち高い値以上になることはない。
これらのことからこの共重合体のスチレン連鎖部はシン
ジオタクチック構造であり、共重合体は結晶性であるこ
とが判る。Conventional atactic polystyrene has no melting temperature, and isotactic polystyrene has a melting temperature of 23.
At 0 ° C., the melting temperature of the copolymer will not be higher than the higher one of the melting temperatures of the respective homopolymers.
From these facts, it can be seen that the styrene chain portion of this copolymer has a syndiotactic structure, and that the copolymer is crystalline.
(b)13C−NMRによる測定 上記スチレン系共重合体を1,2,4−トリクロロベンゼ
ン溶液中135℃で測定した結果、芳香族シグナルが145.1
ppm及び145.9ppmに観察された。このことからスチレン
連鎖はシンジオタクチック構造であることが確認され
た。また、175.0ppm及び176.5ppmにN−フェニルマレイ
ミド連鎖に由来するピークが認められた。共重合体中の
N−フェニルマレイミド連鎖の含有率は8.0重量%であ
った。なお用いた装置は日本電子社製FX−200である。(B) Measurement by 13 C-NMR As a result of measuring the styrene-based copolymer in a 1,2,4-trichlorobenzene solution at 135 ° C., the aromatic signal was 145.1.
ppm and 145.9 ppm. This confirmed that the styrene chain had a syndiotactic structure. Also, peaks derived from the N-phenylmaleimide chain were observed at 175.0 ppm and 176.5 ppm. The content of N-phenylmaleimide chains in the copolymer was 8.0% by weight. The used apparatus is FX-200 manufactured by JEOL Ltd.
(c)熱変形温度(HDT)の測定 上記スチレン系共重合体をシリンダー温度300℃で二
軸混練機を用いてペレット化した。得られたペレットを
シリンダー温度300℃で射出成形し、試験片を得た。こ
の試験片を230℃で10分間熱処理した。その後、JIS−K7
207に準じて測定を行ったところ、HDTは18.5kg/cm2で11
9℃であり、4.6kg/cm2で235℃であった。(C) Measurement of heat distortion temperature (HDT) The styrene-based copolymer was pelletized at a cylinder temperature of 300 ° C using a twin-screw kneader. The obtained pellet was injection molded at a cylinder temperature of 300 ° C. to obtain a test piece. This test piece was heat-treated at 230 ° C. for 10 minutes. After that, JIS-K7
According to the measurement according to 207, HDT was 18.5 kg / cm 2 at 11
9 ° C. and 235 ° C. at 4.6 kg / cm 2 .
シンジオタクチックポリスチレンのHDTは約100℃であ
ることが認められており、これが共重合することによっ
て改善されたことがわかる。The HDT of syndiotactic polystyrene was found to be about 100 ° C., indicating that this was improved by copolymerization.
(c)熱分解性 得られた共重合体の熱分解性を評価するために、熱重
量分析を行った。測定用サンプル入れに10mgのサンプル
を入れ、窒素雰囲気下で20℃/分の速度で昇温した。な
お用いた装置は、第二セイコー社製SSC/560GHである。
測定の結果得られた共重合体の分解開始温度(Td)は36
0℃であった。(C) Thermal decomposability Thermogravimetric analysis was performed to evaluate the thermal decomposability of the obtained copolymer. A 10 mg sample was placed in the measurement sample holder, and the temperature was increased at a rate of 20 ° C./min under a nitrogen atmosphere. The apparatus used was SSC / 560GH manufactured by Daini Seiko.
The decomposition start temperature (Td) of the copolymer obtained as a result of the measurement was 36.
It was 0 ° C.
以上の結果より、この共重合体はシンジオタクチック
構造のスチレン連鎖を含む結晶性スチレン−N−フェニ
ルマレイミド共重合体であり、Tgの上昇により高荷重の
HDTが改善され、さらにTdの改良により従来のシンジオ
タクチックポリスチレンに比べて(Td−Tm)の値が大き
くなった。これは成形時の温度設定の幅の広がったこと
になり、成形性の改善が図られたことになる。From the above results, this copolymer is a crystalline styrene-N-phenylmaleimide copolymer containing a styrene chain having a syndiotactic structure, and a high load due to an increase in Tg.
The HDT was improved, and the value of (Td-Tm) became larger than that of the conventional syndiotactic polystyrene due to the improvement of Td. This means that the temperature setting range during molding has been broadened, and the moldability has been improved.
比較例1〜3および実施例2 下記の第1表に示す原料,触媒及び重合条件を用いて
実施例1と同様に操作し、スチレン−フェニルマレイミ
ド共重合体を得た。得られた共重合体の特性を実施例1
の結果とともに第1表に示す。Comparative Examples 1 to 3 and Example 2 The same operation as in Example 1 was performed using the starting materials, catalysts and polymerization conditions shown in Table 1 below to obtain a styrene-phenylmaleimide copolymer. The properties of the obtained copolymer were determined in Example 1.
The results are shown in Table 1 below.
実施例3 内容積0.5lの攪拌機付き反応容器に、スチレン30mlと
上記実施例1(1)で得られたメチルアルミノキサンを
アルミニウム原子として5.0ミリモル加え、重合温度50
℃で30分攪拌した。次いで、ペンタメチルシクロペンタ
ジエニルチタントリメトキシドをチタン原子として、0.
05ミリモル添加し、8分後にN−(2−メチルフェニ
ル)−マレイミド1.1gを含有するトルエン溶液20mlを加
えた。その後、攪拌下50℃で1時間重合を行った。反応
終了後、メタノールを注入して反応を停止した。さらに
メタノール−塩酸混合液を加えて触媒成分を分解し、そ
の後メタノール洗浄を3回繰り返した。ここで得られた
スチレン−N−フェニルマレイミド共重合体の収量は、
2.4gであった。また、1,2,4−トリクロロベンゼン溶液
中135℃で測定した極限粘度は6.88dl/gであった。結果
を第2表に示す。Example 3 To a reaction vessel equipped with a stirrer having an internal volume of 0.5 l, 30 ml of styrene and 5.0 mmol of the methylaluminoxane obtained in Example 1 (1) as aluminum atoms were added, and a polymerization temperature of 50 ml was added.
Stirred at C for 30 minutes. Next, with pentamethylcyclopentadienyl titanium trimethoxide as a titanium atom, 0.1.
05 mmol was added, and 8 minutes later, 20 ml of a toluene solution containing 1.1 g of N- (2-methylphenyl) -maleimide was added. Thereafter, polymerization was carried out at 50 ° C. for 1 hour with stirring. After completion of the reaction, methanol was injected to stop the reaction. Further, a methanol-hydrochloric acid mixture was added to decompose the catalyst component, and then washing with methanol was repeated three times. The yield of the styrene-N-phenylmaleimide copolymer obtained here is:
2.4 g. The intrinsic viscosity measured at 135 ° C. in a 1,2,4-trichlorobenzene solution was 6.88 dl / g. The results are shown in Table 2.
次に、得られた共重合体を塩化メチレンを用いてソッ
クスレー抽出を8時間実施し、充分に乾燥した。抽出率
は15.0%であった。抽出残部の共重合体の赤外線吸収ス
ペクトルには1704cm-1付近にN−(2−メチルフェニ
ル)−マレイミドのカルボニル基に起因する吸収が認め
られた。更に13C−NMRの測定においては、145.1および1
45.0ppmに芳香族シグナルが認められ、スチレン連鎖が
シンジオタクチック構造であることを確認した。Next, the obtained copolymer was subjected to Soxhlet extraction for 8 hours using methylene chloride, and was sufficiently dried. The extraction rate was 15.0%. In the infrared absorption spectrum of the copolymer remaining after extraction, absorption due to the carbonyl group of N- (2-methylphenyl) -maleimide was observed at around 1704 cm -1 . Further, in the measurement of 13 C-NMR, 145.1 and 1
An aromatic signal was observed at 45.0 ppm, confirming that the styrene chain had a syndiotactic structure.
実施例4 実施例3において、スチレンに代えてp−メチルスチ
レンを用い、またN−(2−メチルフェニル)−マレイ
ミドに代えてN−フェニルマレイミドを用いたこと以外
は、実施例3と同様に行った。結果を第2表に示す。Example 4 In the same manner as in Example 3 except that p-methylstyrene was used instead of styrene and N-phenylmaleimide was used instead of N- (2-methylphenyl) -maleimide. went. The results are shown in Table 2.
a)ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリメト
キシド b)テトラエトキシチタン c)アゾイソブチロニトリル d)メチルアルミノキサン e)1,2,4−トリクロロベンゼン中135℃で測定 〔発明の効果〕 本発明のスチレン系共重合体は、シンジオタクチック
ポリスチレンの耐熱性,耐薬品性を保有しつつ、ガラス
転移温度,熱変形温度,熱分解温度が上昇し、相溶性,
接着性,ぬれ性が著しく改善されている。 a) Pentamethylcyclopentadienyltitanium trimethoxide b) Tetraethoxytitanium c) Azoisobutyronitrile d) Methylaluminoxane e) Measured at 135 ° C. in 1,2,4-trichlorobenzene [Effect of the Invention] The present invention Styrene-based copolymers have the heat resistance and chemical resistance of syndiotactic polystyrene, but have increased glass transition temperature, heat deformation temperature, and thermal decomposition temperature,
Adhesion and wettability are significantly improved.
したがって、本発明のスチレン系共重合体は、様々な
構造資材,相溶化剤として有用である。このような共重
合体は、本発明の方法により効率よく製造することがで
きる。Therefore, the styrenic copolymer of the present invention is useful as various structural materials and compatibilizers. Such a copolymer can be efficiently produced by the method of the present invention.
Claims (3)
個以下の炭化水素基を示し、mは1〜3の整数を示す。
なお、mが複数のときは、各R1は同じでも異なってもよ
い。〕 で表わされるスチレン系繰返し単位及び 一般式〔II〕 〔式中、R2は水素原子,炭素数20個以下の飽和炭化水素
基,水酸基を1個以上有する炭素数20個以下の飽和炭化
水素基,ベンジル基,置換ベンジル基,フェニル基ある
いは置換フェニル基を示す。〕 で表されるマレイミドあるいはN−置換マレイミド繰返
し単位からなり、該マレイミドあるいはN−置換マレイ
ミド繰返し単位を0.1〜50重量%含有するとともに、135
℃の1,2,4−トリクロロベンゼン中で測定した極限粘度
が0.07〜20dl/gであり、かつスチレン系繰返し単位連鎖
の立体規則性が主としてシンジオタクチック構造である
ことを特徴とするスチレン系共重合体。1. A compound of the formula [I] [Wherein R 1 is a hydrogen atom, a halogen atom or
Or less hydrocarbon groups, and m represents an integer of 1 to 3.
When m is plural, each R 1 may be the same or different. A styrene-based repeating unit represented by the general formula [II] [Wherein R 2 is a hydrogen atom, a saturated hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms, a saturated hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms having at least one hydroxyl group, a benzyl group, a substituted benzyl group, a phenyl group or a substituted phenyl group; Represents a group. And 0.1 to 50% by weight of the maleimide or N-substituted maleimide repeating unit.
A styrene-based material having an intrinsic viscosity of 0.07 to 20 dl / g measured in 1,2,4-trichlorobenzene at ℃ and a stereoregularity of a styrene-based repeating unit chain mainly having a syndiotactic structure. Copolymer.
ノマーを、一般式 Ti RXYZ 〔式中、Rはシクロペンタジエニル基,置換シクロペン
タジエニル基又はインデニル基を示し、X,Y及びZはそ
れぞれ独立に水素原子,炭素数1〜12のアルキル基,炭
素数1〜12のアルコキシ基,炭素数6〜20のアリール
基,炭素数6〜20のアリールオキシ基,炭素数6〜20の
アリールアルキル基又はハロゲン原子を示す。〕 で表わされるチタン化合物とアルキルアルミノキサンか
らなる触媒の存在下で共重合させることを特徴とする請
求項1記載のスチレン系共重合体の製造方法。2. A compound of the general formula [I '] Wherein R 1 and m are the same as above. A styrene monomer represented by the general formula [II ']: Wherein R 2 is the same as described above. A maleimide or an N-substituted maleimide monomer represented by the general formula Ti RXYZ wherein R represents a cyclopentadienyl group, a substituted cyclopentadienyl group or an indenyl group, and X, Y and Z each independently represent A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, an arylalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, or Indicates a halogen atom. The method for producing a styrenic copolymer according to claim 1, wherein the copolymerization is carried out in the presence of a catalyst comprising a titanium compound represented by the formula (1) and an alkylaluminoxane.
気共鳴吸収法で観測されるアルミニウム−メチル基(Al
−CH3)結合に基くメチルプロトンシグナル領域におけ
る高磁場成分(トルエン溶媒測定条件でトルエンのメチ
ルプロトン2.35ppmを基準として−0.1〜−0.5ppm)が50
%以下のメチルアルミノキサンである請求項2記載のス
チレン系共重合体の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the alkylaluminoxane is formed of an aluminum-methyl group (Al
The high magnetic field component (−0.1 to −0.5 ppm based on 2.35 ppm of the methyl proton of toluene under the measurement conditions of the toluene solvent) in the methyl proton signal region based on the —CH 3 ) bond is 50.
3. The method for producing a styrenic copolymer according to claim 2, wherein the amount of methylaluminoxane is not more than 5%.
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