JP3776906B2 - Modified high molecular weight polyalkylene oxide, process for producing the same, and use thereof - Google Patents

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Description

本発明は、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド、その製造方法およびその用途に関する。   The present invention relates to a modified high molecular weight polyalkylene oxide, a method for producing the same, and a use thereof.

従来、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは様々な用途に使用されており、たとえば、単独あるいは種々の添加剤を配合してシートやフィルム状に成形され、包装材料等に使用されている。変性高分子量ポリアルキレンオキサイドをフィルム状にした場合、その重要な性質である機械的物性は、一般に、その分子量に大きく依存することが知られている。このため、下記に挙げる種々の製造方法が検討されている。
たとえば、酸化エチレン等の脂肪族環状アルキレンオキサイドを有機金属錯体等の触媒を用いて開環重合させると、ポリエーテル構造を有する高分子量ポリアルキレンオキサイドが得られる。この方法では、数百万以上の分子量のポリアルキレンオキサイドを得ることは可能であるが、成形性の良いとされる分子量10万〜100万のポリアルキレンオキサイドを工業的に効率よく製造する方法は、現在のところ見出されていない。
Conventionally, a modified high molecular weight polyalkylene oxide has been used for various applications. For example, the modified high molecular weight polyalkylene oxide is formed into a sheet or a film alone or by blending various additives and used for a packaging material or the like. When a modified high molecular weight polyalkylene oxide is formed into a film, it is known that mechanical properties, which are important properties, generally depend greatly on the molecular weight. For this reason, various manufacturing methods listed below have been studied.
For example, when an aliphatic cyclic alkylene oxide such as ethylene oxide is subjected to ring-opening polymerization using a catalyst such as an organometallic complex, a high molecular weight polyalkylene oxide having a polyether structure is obtained. In this method, it is possible to obtain a polyalkylene oxide having a molecular weight of several million or more, but a method for industrially efficiently producing a polyalkylene oxide having a molecular weight of 100,000 to 1,000,000, which is considered to have good moldability, , Not yet found.

また、酸化エチレンおよび/または酸化プロピレンを、水酸化ナトリウムおよび/または水酸化カリウム等の塩基を触媒として開環重合させて低分子量ポリアルキレンオキサイドを得た後、種々の鎖延長剤と反応させ高分子量化して、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを得る方法が知られている。
鎖延長剤としてカルボン酸ジエステルを使用した例が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この方法で得られた高分子量ポリアルキレンオキサイドは、分子量が10万以上に達しているにもかかわらず、そのフィルムは非常に脆く、その伸び率が100%以下である。さらに、この方法では、縮合反応によって反応が進行するので副生成物であるアルコールを除去するために反応系を減圧状態にする必要がある。そのために、減圧設備および縮合物の回収・処理コストが大きく、生産効率が低い。
Further, ethylene oxide and / or propylene oxide is subjected to ring-opening polymerization using a base such as sodium hydroxide and / or potassium hydroxide as a catalyst to obtain a low molecular weight polyalkylene oxide, which is then reacted with various chain extenders. A method of obtaining a modified high molecular weight polyalkylene oxide by molecular weight is known.
An example in which a carboxylic acid diester is used as a chain extender is disclosed (for example, see Patent Document 1). Although the high molecular weight polyalkylene oxide obtained by this method has a molecular weight of 100,000 or more, the film is very brittle and its elongation is 100% or less. Furthermore, in this method, since the reaction proceeds by a condensation reaction, it is necessary to reduce the pressure of the reaction system in order to remove the alcohol as a by-product. Therefore, the decompression equipment and condensate recovery / treatment costs are high, and the production efficiency is low.

鎖延長剤としてジイソシアネートを使用する例が開示されている(例えば、特許文献2参照)。この方法で得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、成形加工できる良好な機械的強度を有しているが、鎖延長反応に用いられるジイソシアネートの毒性が非常に強いという問題点を有している。ジイソシアネートが製品に残留する危険性があるため、その使用範囲は、極めて狭い範囲に限られてしまう。また、ジイソシアネートは反応性が高いため反応の制御が難しく、製造時の工程管理および製品の品質管理が困難である。
さらに、鎖延長剤として酸無水物を使用する例が開示されている(例えば、特許文献3〜5参照)。
An example in which diisocyanate is used as a chain extender is disclosed (for example, see Patent Document 2). The modified high molecular weight polyalkylene oxide obtained by this method has good mechanical strength that can be molded, but has the problem that the diisocyanate used in the chain extension reaction is extremely toxic. . Due to the risk of diisocyanate remaining in the product, its range of use is limited to a very narrow range. In addition, since diisocyanate is highly reactive, it is difficult to control the reaction, and it is difficult to manage the process during production and the quality control of products.
Furthermore, examples using acid anhydrides as chain extenders are disclosed (see, for example, Patent Documents 3 to 5).

特許文献3に記載されている方法は、二無水ピロメリット酸と低分子量ポリアルキレンオキサイドから変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを製造する方法である。この方法は、減圧下での反応が必須であるため、カルボキシル基と水酸基とのエステル化による架橋反応によって分岐が生じる。しかしながら、そのフィルムの引裂強度は80kgf/cm未満で、伸び率は100%未満であり、非常に脆弱である。
特許文献4に記載されている方法は、両末端水酸基のポリエーテルをトリメリット酸無水物を分岐剤として用い、高分子量ポリエーテルエステル共重合体を製造する方法である。この方法では、比較的高価なトリメリット酸無水物の使用量はプレポリマー当たり約1.5〜6.0モル%と非常に多く、かつ、減圧で反応を行っているため、カルボキシル基と水酸基とのエステル化による架橋反応によって分岐が生じる。さらに、200℃以上の高温で製造すると、反応系内でポリマーの熱劣化が頻繁に起こる。熱劣化防止には、酸化防止剤等の高価な添加剤が必要となり、工業的に効率の良い方法ではない。
The method described in Patent Document 3 is a method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide from dianhydropyromellitic anhydride and a low molecular weight polyalkylene oxide. In this method, since a reaction under reduced pressure is essential, branching occurs due to a crosslinking reaction by esterification of a carboxyl group and a hydroxyl group. However, the tear strength of the film is less than 80 kgf / cm 2 and the elongation is less than 100%, which is very fragile.
The method described in Patent Document 4 is a method for producing a high molecular weight polyether ester copolymer using a polyether having hydroxyl groups at both terminals and trimellitic anhydride as a branching agent. In this method, the amount of relatively expensive trimellitic anhydride used is about 1.5 to 6.0 mol% per prepolymer, and the reaction is carried out under reduced pressure. Branching occurs due to a crosslinking reaction by esterification with. Further, when the polymer is produced at a high temperature of 200 ° C. or higher, the polymer is frequently thermally deteriorated in the reaction system. In order to prevent thermal degradation, expensive additives such as antioxidants are required, which is not an industrially efficient method.

特許文献5に記載されている方法は、ポリプロピレングリコールと二無水ピロメリット酸による変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを製造する方法である。この方法では、プレポリマーの両末端の2つの水酸基に対するテトラカルボン酸二酸無水物に含まれる2つの酸無水基のモル仕込み比が1.05であると、最も短時間で高い分子量になると報告されている。しかし、固有粘度が0.8kg/mのポリエチレングリコールを原料として、72℃で66時間もの長時間にわたって反応を行っているのにかかわらず、固有粘度が1.6kg/m程度の分子量にしか上昇していない。したがって、工業的に効率の良い方法とは言い難い。 The method described in Patent Document 5 is a method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide using polypropylene glycol and pyromellitic dianhydride. In this method, when the molar charge ratio of the two acid anhydride groups contained in the tetracarboxylic dianhydride to the two hydroxyl groups at both ends of the prepolymer is 1.05, it is reported that the molecular weight is increased in the shortest time. Has been. However, the intrinsic viscosity is about 1.6 kg / m 3 regardless of the fact that the reaction is carried out for a long time of 66 hours at 72 ° C. using polyethylene glycol having an intrinsic viscosity of 0.8 kg / m 3 as a raw material. Only rising. Therefore, it is difficult to say that the method is industrially efficient.

以上に挙げた変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを製造する場合、その分子量を上げると製造時の粘度が上昇する。粘度を下げるために溶媒を使用すると、反応終了時に溶媒を除去する工程が必要となり、工業的に効率に良い方法ではない。
特公平5−68493号公報 特開平6−32976号公報 特開平58−179227号公報 特公平1−15532号公報 Polymer,1973,Vol.14,October,466−468
When producing the modified high molecular weight polyalkylene oxides listed above, increasing the molecular weight increases the viscosity during production. If a solvent is used to lower the viscosity, a process for removing the solvent at the end of the reaction is required, which is not an industrially efficient method.
Japanese Patent Publication No. 5-68493 JP-A-6-32976 JP 58-179227 A Japanese Patent Publication No. 1-15532 Polymer, 1973, Vol. 14, October, 466-468

このような事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、成形可能で分子量のわりには高い機械的強度を有する変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを容易に効率良く製造する方法を提供することにある。   In view of such circumstances, the problem to be solved by the present invention is to provide a method for easily and efficiently producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide that can be molded and has high mechanical strength instead of molecular weight. .

本発明の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法は、数平均分子量1,000〜30,000の低分子量ポリアルキレンオキサイドと多価酸無水物とを反応させる工程を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法であって、前記多価酸無水物が2価酸無水物、反応圧が0.094〜0.3MPaであり、前記低分子量ポリアルキレンオキサイド中の水酸基1モルに対して、前記多価酸無水物中の酸無水物基を0.8〜1.0モルになるように仕込んで反応させることを特徴とする。
The method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide of the present invention comprises a step of reacting a low molecular weight polyalkylene oxide having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000 with a polyhydric acid anhydride. In the production method, the polyhydric acid anhydride is a dihydric acid anhydride, the reaction pressure is 0.094 to 0.3 MPa , and the polyhydric acid anhydride is 1 mol of the hydroxyl group in the low molecular weight polyalkylene oxide. It is characterized by charging and reacting the acid anhydride group in the acid anhydride to 0.8 to 1.0 mol.

本発明の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法は、数平均分子量1,000〜30,000の低分子量ポリアルキレンオキサイドと多価酸無水物とを反応させる工程を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法であって、前記多価酸無水物が2価酸無水物、反応圧が0.003MPa以上であり、前記低分子量ポリアルキレンオキサイド中の水酸基1モルに対して、前記多価酸無水物中の酸無水物基を0.8〜1.0モルになるように仕込んで反応させることを特徴とするため、成形可能で分子量のわりには高い機械的強度を有する変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを容易に効率良く製造することができる。   The method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide of the present invention comprises a step of reacting a low molecular weight polyalkylene oxide having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000 with a polyhydric acid anhydride. In the production method, the polyhydric acid anhydride is a dihydric acid anhydride, the reaction pressure is 0.003 MPa or more, and the polyhydric acid anhydride is used with respect to 1 mol of a hydroxyl group in the low molecular weight polyalkylene oxide. It is characterized in that the acid anhydride group therein is charged to 0.8 to 1.0 mol and reacted, so that a modified high molecular weight polyalkylene oxide that can be molded and has high mechanical strength instead of molecular weight is used. It can be manufactured easily and efficiently.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイド
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、下記式(1)で示される構造単位(1)を含んでいる。
Modified high molecular weight polyalkylene oxide The modified high molecular weight polyalkylene oxide contains a structural unit (1) represented by the following formula (1).

Figure 0003776906
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(式中、Rは炭素数2〜6の2価の有機基、Rは炭素数4〜20の4価の有機基であり、MおよびMはいずれも水素原子、金属原子、アンモニウム基および有機アミン基から選ばれる1種であり、n=25〜700である。)
式(1)中のRは、炭素数2〜6の2価の有機基であれば特に限定はない。Rの具体例としては、−CH−CH−、−CH−CH−CH−、−CH−CH(CH)−、−CH−CH−CH−CH−、−CH(CH)−CH−CH−、−CH−CH(CH)−CH−、−CH−CH(CHCH)−、−CH−CH−CH−CH−CH−、−CH(CH)−CH−CH−CH−、−CH−CH(CH)−CH−CH−、−CH−CH−CH(CHCH)−、−CH−CH(CHCH)−CH−、−CH−CH(CHCHCH)−、−CH−CH−CH−CH−CH−CH−、−CH(CH)−CH−CH−CH−CH−、−CH−CH(CH)−CH−CH−CH−、−CH−CH−CH(CH)−CH−CH−、−CH(CHCH)−CH−CH−CH−、−CH−CH(CHCH)−CH−CH−、−CH−CH−CH(CHCHCH)−、−CH−CH(CHCHCH)−CH−、−CH−CH(CHCHCHCH)−、−CH−CH(CHCl)−、−CH−CH−CH(CHCl)−等を挙げることができる。これらのRは1種または必要に応じて2種以上を混合したものでも良い。中でも、Rが−CH−CH−、−CH−CH(CH)−、−CH−CH−CH−CH−から選ばれる少なくとも1種であると、入手し易く、安価であるため好ましい。
(Wherein R 1 is a divalent organic group having 2 to 6 carbon atoms, R is a tetravalent organic group having 4 to 20 carbon atoms, and M 1 and M 2 are each a hydrogen atom, a metal atom, or an ammonium atom. And one type selected from an organic amine group and n = 25 to 700.)
R 1 in formula (1) is not particularly limited as long as it is a divalent organic group having 2 to 6 carbon atoms. Specific examples of R 1, -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 3) -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH (CH 3) -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 3) -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 2 CH 3) -, - CH 2 -CH 2 - CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH (CH 3) -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 3) -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH (CH 2 CH 3) - , - CH 2 -CH (CH 2 CH 3) -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 2 CH 2 CH 3) -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH (CH 3) -CH 2 -CH 2 -CH 2 -C 2 -, - CH 2 -CH ( CH 3) -CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH (CH 3) -CH 2 -CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3 ) -CH 2 -CH 2 -CH 2 - , - CH 2 -CH (CH 2 CH 3) -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH (CH 2 CH 2 CH 3) -, - CH 2 -CH (CH 2 CH 2 CH 3) -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 2 CH 2 CH 2 CH 3) -, - CH 2 -CH (CH 2 Cl) -, - CH 2 - CH 2 —CH (CH 2 Cl) — and the like can be mentioned. These R 1 may be one kind or a mixture of two or more kinds as required. Among them, R 1 is -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH (CH 3) -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - when is at least one selected from easily available It is preferable because it is inexpensive.

式(1)中のRは、炭素数4〜20の4価の有機基であれば特に限定はない。Rの具体例としては、下記に示す式(4)〜(14)等のRを含む構造単位(1)を挙げることができる。これらのRを含む構造単位(1)は変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中に1種または必要に応じて2種以上を混合したものでも良い。   If R in Formula (1) is a C4-C20 tetravalent organic group, there will be no limitation in particular. Specific examples of R include structural units (1) containing R such as the following formulas (4) to (14). These structural units (1) containing R may be one type of modified high molecular weight polyalkylene oxide or a mixture of two or more types as required.

Figure 0003776906
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(式(4)〜(14)中、Rは炭素数2〜6の2価の有機基であり、MおよびMはいずれも水素原子、金属原子、アンモニウム基および有機アミン基から選ばれる1種であり、n=25〜700である。)
Rには、下記式(2)で示される官能基(以下、下記式(2)で示される官能基を「カルボキシル基等」ということがある。)が2つ結合している。また、Rは2つのエステル基との結合を介することによって式(1)で示される構造単位(1)が繰り返されて、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの主鎖を形成している。Rには2つのカルボキシル基等と2つのエステル基とが結合しており、これらの個々の結合鎖と、カルボキシル基等またはエステル基との組み合わせについては特に限定はない。
(In the formulas (4) to (14), R 1 is a divalent organic group having 2 to 6 carbon atoms, and M 1 and M 2 are all selected from a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, and an organic amine group. And n = 25 to 700.)
Two functional groups represented by the following formula (2) (hereinafter, the functional group represented by the following formula (2) may be referred to as “carboxyl group or the like”) are bonded to R. In addition, R is bonded to two ester groups to repeat the structural unit (1) represented by the formula (1), thereby forming the main chain of the modified high molecular weight polyalkylene oxide. Two carboxyl groups and two ester groups are bonded to R, and there is no particular limitation on the combination of these individual bond chains and carboxyl groups or ester groups.

Figure 0003776906
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(式中、Mは水素原子、金属原子、アンモニウム基および有機アミン基から選ばれる1種である。)
式(1)中のnは、25〜700であれば特に限定はない。nは好ましくは50〜650、さらに好ましくは100〜570、最も好ましくは160〜530である。nが前述の範囲よりも小さいと、後述の高価な多価酸無水物から由来するRが変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中に占める割合は大きくなるため経済的に不利である。また、nが前述の範囲より大きいと変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中に占める後述のカルボキシル価が低下して凝集力を失うため、成形が困難になる。
(In the formula, M is one selected from a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, and an organic amine group.)
If n in Formula (1) is 25-700, there will be no limitation in particular. n is preferably 50 to 650, more preferably 100 to 570, and most preferably 160 to 530. If n is smaller than the above-mentioned range, the proportion of R derived from an expensive polyhydric acid anhydride described later in the modified high molecular weight polyalkylene oxide becomes large, which is economically disadvantageous. On the other hand, when n is larger than the above-mentioned range, the carboxyl value described later in the modified high molecular weight polyalkylene oxide is lowered and the cohesive force is lost, so that molding becomes difficult.

式(1)中のMおよびMはいずれも水素原子、金属原子、アンモニウム基および有機アミン基から選ばれる1種であり、MとMとは同じでも異なっていても良い。なお、MまたはMが水素原子であると、前述のカルボキシル基等はカルボキシル基である。MまたはMが金属原子であると、カルボキシル基等はカルボキシル基中の水素原子が金属原子で置き換えられたカルボン酸の金属塩を含む官能基となる。MまたはMがアンモニウム基であると、カルボキシル基等はアンモニアから誘導されるカルボン酸のアンモニウム塩を含む官能基となる。また、MまたはMが有機アミン基であると、カルボキシル基等は有機アミンから誘導される官能基で置き換えられたカルボン酸の有機アミン塩を含む官能基となる。 In formula (1), M 1 and M 2 are each one selected from a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, and an organic amine group, and M 1 and M 2 may be the same or different. Note that when M 1 or M 2 is a hydrogen atom, the aforementioned carboxyl group or the like is a carboxyl group. When M 1 or M 2 is a metal atom, the carboxyl group or the like becomes a functional group containing a metal salt of a carboxylic acid in which a hydrogen atom in the carboxyl group is replaced with a metal atom. When M 1 or M 2 is an ammonium group, the carboxyl group or the like becomes a functional group containing an ammonium salt of a carboxylic acid derived from ammonia. Further, when M 1 or M 2 is an organic amine group, the carboxyl group or the like becomes a functional group including an organic amine salt of carboxylic acid substituted with a functional group derived from the organic amine.

金属原子はカルボキシル基と塩を形成するものであれば特に限定はない。金属原子の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、銅、銀、亜鉛、カドミウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、スカンジウム等を挙げることができる。これらの金属原子は1種または必要に応じて2種以上を使用したものでも良い。中でも、金属原子が、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、チタン、ジルコニウムから選ばれる少なくとも1種であると、入手し易く安価であり、金属がカルボン酸塩として導入されやすく、得られる変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの機械的強度がより強靱となるため好ましい。   The metal atom is not particularly limited as long as it forms a salt with a carboxyl group. Specific examples of metal atoms include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, francium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, radium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, Examples include iron, ruthenium, osmium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, copper, silver, zinc, cadmium, mercury, aluminum, gallium, indium, thallium, silicon, germanium, tin, lead, antimony, bismuth, scandium, etc. it can. These metal atoms may be used alone or in combination of two or more as required. Among them, when the metal atom is at least one selected from sodium, potassium, magnesium, calcium, zinc, titanium, and zirconium, it is easily available and inexpensive, and the metal is easily introduced as a carboxylate, and the resulting modified high Since the mechanical strength of molecular weight polyalkylene oxide becomes stronger, it is preferable.

本発明における有機アミン基とは中心原子である窒素原子の価数が4であり、窒素原子に結合する置換基の少なくとも1種は有機基であり、さらに窒素原子に結合する置換基の少なくとも1種は水素原子である構造を有している。有機アミン基は有機アミン類から由来し、有機アミン類とカルボキシル基とから塩を形成できる構造であればとくに限定はない。このような有機アミン類の具体例としては、ヒドラジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ピリジン、ピロリジン、ピロール、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、エチルアミン、アニリン、トルイジン、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、3,3’−イミノビス(プロピルアミン)、2−エチルヘキシルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、ジイソブチルアミン、3−(ジエチルアミノ)プロピルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、3−(ブチルアミノ)プロピルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリ−n−オクチルアミン、tert−ブチルアミン、2−ブチルアミン、ピコリン、ビニルピリジン、ピペコリン、ピペラジン、ピペリジン、ピラジン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等を挙げることができる。これらのアミン類は1種または必要に応じて2種以上を使用したものでも良い。中でも、アミン類が、トリエチルアミン、ピリジン、トリプロピルアミン、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタン、テトラメチルエチレンジアミンから選ばれる少なくとも1種であると、入手し易く安価であり、アミン類がカルボン酸塩として導入しやすいため好ましい。   The organic amine group in the present invention has a valence of 4 as a central atom, and at least one of the substituents bonded to the nitrogen atom is an organic group, and at least one of the substituents bonded to the nitrogen atom. The species has a structure that is a hydrogen atom. The organic amine group is derived from organic amines, and is not particularly limited as long as it can form a salt from organic amines and a carboxyl group. Specific examples of such organic amines include hydrazine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, pyridine, pyrrolidine, pyrrole, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, hexamethylenediamine, 1,4-diazabicyclo [2,2 , 2] octane, N, N-dimethylcyclohexylamine, ethylamine, aniline, toluidine, allylamine, diallylamine, triallylamine, isopropylamine, diisopropylamine, 3,3′-iminobis (propylamine), 2-ethylhexylamine, 3- (2-ethylhexyloxy) propylamine, 3-ethoxypropylamine, diisobutylamine, 3- (diethylamino) propylamine, di-2-ethylhexylamine, 3- (butyl Mino) propylamine, tetramethylethylenediamine, tri-n-octylamine, tert-butylamine, 2-butylamine, picoline, vinylpyridine, pipecoline, piperazine, piperidine, pyrazine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, etc. Can do. These amines may be used alone or in combination of two or more as required. Among them, when the amine is at least one selected from triethylamine, pyridine, tripropylamine, 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, tetramethylethylenediamine, the amines are easily available and inexpensive. Is preferable because it can be easily introduced as a carboxylate.

2価以上の金属原子、分子内にアミノ基を2つ以上有するアミン類では、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの側鎖のカルボン酸と架橋していてもよい。変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの側鎖のカルボン酸と架橋していると、このような架橋構造は分子量を大きくする働きがあり、機械的強度を向上させる効果がある。また、得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイドが溶融する高温度域ではイオン結合の解離により流動性を有するようになり、高分子材料として理想的な物性を持つようになる。従って、炭素−炭素架橋とは異なりゲル化による強度低下はみられない。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中のカルボキシル基等は、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中の1モルのRに対して1.0〜3.0モルであれば特に限定はなく、好ましくは1.5〜2.8モル、さらに好ましくは1.7〜2.6モル、最も好ましくは1.8〜2.5モルである。変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中の1モルのRに対するカルボキシル基等のモル数(以下、「カルボキシル価」ということがある。)がこの範囲内にあると、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドのカルボキシル基等間の凝集力と分子量とのバランスがとれて、成形可能で高い機械的強度を有するようになる。カルボキシル価が前述の範囲よりも小さいと、カルボキシル基等間の凝集力が不足して、成形可能な高い機械的強度とはならない。また、カルボキシル価が前述の範囲よりも大きいと、後述の高価な多価酸無水物から由来するRが変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中に多く占めるようになるため経済的でない。
In amines having two or more valent metal atoms and two or more amino groups in the molecule, they may be cross-linked with the side chain carboxylic acid of the modified high molecular weight polyalkylene oxide. When crosslinked with the carboxylic acid in the side chain of the modified high molecular weight polyalkylene oxide, such a crosslinked structure serves to increase the molecular weight and has the effect of improving the mechanical strength. Moreover, in the high temperature range where the obtained modified high molecular weight polyalkylene oxide melts, it has fluidity due to dissociation of ionic bonds, and has ideal physical properties as a polymer material. Therefore, unlike the carbon-carbon crosslinking, no strength reduction due to gelation is observed.
The carboxyl group or the like in the modified high molecular weight polyalkylene oxide is not particularly limited as long as it is 1.0 to 3.0 moles relative to 1 mole of R in the modified high molecular weight polyalkylene oxide, preferably 1.5 to The amount is 2.8 mol, more preferably 1.7 to 2.6 mol, and most preferably 1.8 to 2.5 mol. When the number of moles of a carboxyl group or the like relative to 1 mole of R in the modified high molecular weight polyalkylene oxide (hereinafter sometimes referred to as “carboxyl value”) is within this range, the carboxyl group of the modified high molecular weight polyalkylene oxide, etc. A balance between the cohesive force and the molecular weight is obtained, so that molding is possible and high mechanical strength is achieved. When the carboxyl value is smaller than the above range, the cohesive force between the carboxyl groups and the like is insufficient, and the high mechanical strength that can be molded is not obtained. On the other hand, when the carboxyl value is larger than the above-mentioned range, it is not economical because R derived from an expensive polyhydric acid anhydride described later occupies a large amount in the modified high molecular weight polyalkylene oxide.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、構造単位(1)のみを含んでいると、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは架橋構造はなく、枝分かれのない直線構造となるため、カルボキシル価が大きくなる。さらに、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの側鎖にあるカルボキシル基等が凝集することによって、機械的強度が向上するため好ましい。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、構造単位(1)以外の構造単位を含むものであってもよい。構造単位(1)以外の具体例としては、式(1)中の一方のカルボキシル基等の代わりに、カルボキシル基がエステル結合を介して、別の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドのポリマー鎖と結合して架橋する構造単位(a);式(1)中の両方のカルボキシル基等の代わりに、両方のカルボキシル基がエステル結合を介して、別の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドのポリマー鎖と結合して架橋する構造単位(b)等を挙げることができる。下記式(15)は構造単位(a)を、下記式(16)は構造単位(b)を示す。
If the modified high molecular weight polyalkylene oxide contains only the structural unit (1), the modified high molecular weight polyalkylene oxide has no cross-linked structure and has a straight structure without branching, so that the carboxyl value is increased. Furthermore, it is preferable because the mechanical strength is improved by aggregating carboxyl groups in the side chain of the modified high molecular weight polyalkylene oxide.
The modified high molecular weight polyalkylene oxide may contain a structural unit other than the structural unit (1). As a specific example other than the structural unit (1), a carboxyl group is bonded to a polymer chain of another modified high molecular weight polyalkylene oxide via an ester bond instead of one of the carboxyl groups in the formula (1). Instead of both carboxyl groups in formula (1), both carboxyl groups are bonded to the polymer chain of another modified high molecular weight polyalkylene oxide via an ester bond. Examples include the structural unit (b) to be crosslinked. The following formula (15) represents the structural unit (a), and the following formula (16) represents the structural unit (b).

Figure 0003776906
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Figure 0003776906
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変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中に占める構造単位(a)の割合は、Rに対するカルボキシル価が1.0〜3.0モルの範囲を保持するような割合であれば特に制限はなく、Rに対するカルボキシル価が前述の範囲を外れると機械的強度が低下するため、構造単位(a)の割合は20モル%以下であるのが好ましい。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中に占める構造単位(b)の割合は、10モル%以下であるのが好ましく、構造単位(b)を含むとRに対するカルボキシル価が下がり機械的強度が著しく低下するため、全く含まないのが最も好ましい。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの数平均分子量は40,000〜10,000,000である。好ましくは45,000〜5,000,000、さらに好ましくは50,000〜2,000,000、最も好ましくは55,000〜1,000,000である。数平均分子量が前述の範囲よりも小さいと、機械的物性が低く、成形加工できない。また、前述の範囲よりも大きいと、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを製造するのに長時間を要するため製造しにくく、成形加工時の溶融粘度が高すぎて加工しにくい。なお、温度を上げると溶融粘度は低下するが熱劣化が顕著に起こる。
The proportion of the structural unit (a) in the modified high molecular weight polyalkylene oxide is not particularly limited as long as the carboxyl value with respect to R maintains a range of 1.0 to 3.0 mol. When the value is out of the above range, the mechanical strength is lowered. Therefore, the proportion of the structural unit (a) is preferably 20 mol% or less.
The proportion of the structural unit (b) in the modified high molecular weight polyalkylene oxide is preferably 10 mol% or less. If the structural unit (b) is included, the carboxyl value with respect to R decreases and the mechanical strength decreases significantly. Most preferably, it does not contain at all.
The number average molecular weight of the modified high molecular weight polyalkylene oxide is 40,000 to 10,000,000. Preferably it is 45,000-5,000,000, More preferably, it is 50,000-2,000,000, Most preferably, it is 55,000-1,000,000. When the number average molecular weight is smaller than the above range, the mechanical properties are low and the molding process cannot be performed. On the other hand, if it is larger than the above range, it takes a long time to produce the modified high molecular weight polyalkylene oxide, which makes it difficult to produce, and the melt viscosity at the time of molding is too high to process. When the temperature is raised, the melt viscosity is lowered, but the thermal deterioration is remarkable.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、また、数平均分子量1,000〜30,000の低分子量ポリアルキレンオキサイドと多価酸無水物とを反応させる工程を含む製造方法で得られる変性高分子量ポリアルキレンオキサイドであって、前記多価酸無水物が下記式(3)で示される2価酸無水物であり、上記式(2)で示される官能基が前記変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中の1モルのRに対して1.0〜3.0モルであるものでもよい。   The modified high molecular weight polyalkylene oxide is a modified high molecular weight polyalkylene oxide obtained by a production method including a step of reacting a low molecular weight polyalkylene oxide having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000 with a polyhydric acid anhydride. The polyhydric acid anhydride is a divalent acid anhydride represented by the following formula (3), and the functional group represented by the formula (2) is 1 mol in the modified high molecular weight polyalkylene oxide. What is 1.0-3.0 mol with respect to R may be sufficient.

Figure 0003776906
Figure 0003776906

(式中、Rは炭素数2〜6の4価の有機基である。)
低分子量ポリアルキレンオキサイドは、数平均分子量1,000〜30,000のものであれば特に限定はない。低分子量ポリアルキレンオキサイドの具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラエチレングリコール、ポリエピクロルヒドリン、およびこれらの共重合物等の炭素数2〜6の脂肪族環状エーテル、または炭素数2〜6の脂肪族グリコールから得られるものが挙げることができる。これらの低分子量ポリアルキレンオキサイドは1種または必要に応じて2種以上を混合したものでも良い。
(In the formula, R is a tetravalent organic group having 2 to 6 carbon atoms.)
The low molecular weight polyalkylene oxide is not particularly limited as long as it has a number average molecular weight of 1,000 to 30,000. Specific examples of the low molecular weight polyalkylene oxide include aliphatic cyclic ethers having 2 to 6 carbon atoms such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetraethylene glycol, polyepichlorohydrin, and copolymers thereof, or 2 to 6 carbon atoms. And those obtained from the aliphatic glycols. These low molecular weight polyalkylene oxides may be one kind or a mixture of two or more kinds as required.

低分子量ポリアルキレンオキサイドが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラエチレングリコールから選ばれる少なくとも1種であると、得られる変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの分子量が大きく、工業的に効率よく変性高分子量ポリアルキレンオキサイドが得られるため好ましい。
低分子量ポリアルキレンオキサイドの数平均分子量は、1,000〜30,000である。好ましくは2,000〜28,000、さらに好ましくは4,000〜26,000、最も好ましくは7,000〜24,000である。数平均分子量が前述の範囲よりも小さいと、低分子量ポリアルキレンオキサイドの融点が40℃以下で場合によっては液体となり、低分子量ポリアルキレンオキサイドは水分を吸収し易く、十分に水分を除去しないと変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの分子量が上がらなくなる。また、前述の範囲よりも大きいと、反応時に熱劣化を起こし、末端が水酸基でないものが得られてしまう。
When the low molecular weight polyalkylene oxide is at least one selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetraethylene glycol, the resulting modified high molecular weight polyalkylene oxide has a large molecular weight and is industrially efficiently modified high molecular weight polyalkylene. Since an oxide is obtained, it is preferable.
The number average molecular weight of the low molecular weight polyalkylene oxide is 1,000 to 30,000. Preferably it is 2,000-28,000, More preferably, it is 4,000-26,000, Most preferably, it is 7,000-24,000. If the number average molecular weight is smaller than the above range, the low molecular weight polyalkylene oxide has a melting point of 40 ° C. or lower and in some cases becomes a liquid. The low molecular weight polyalkylene oxide easily absorbs moisture, and is denatured if water is not sufficiently removed. The molecular weight of the high molecular weight polyalkylene oxide cannot be increased. Moreover, when larger than the above-mentioned range, it will heat-deteriorate at the time of reaction, and the thing by which the terminal is not a hydroxyl group will be obtained.

多価酸無水物は、分子内に2つ以上の酸無水物基を有するものであれば特に限定はない。多価酸無水物の具体例としては、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二酸無水物、二無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物、p−ターフェニル3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二酸無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二酸無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二酸無水物、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二酸無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二酸無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二酸無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二酸無水物等の2価酸無水物;無水マレイン酸−スチレン共重合体、無水マレイン酸−酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸−塩化ビニル共重合体、無水マレイン酸−ブタジエン共重合体、無水マレイン酸−メチルビニルエーテル共重合体、無水マレイン酸−エチレン共重合体等の3価以上の酸無水物が挙げることができる。これらの多価酸無水物は1種または必要に応じて2種以上を混合したものでも良い。   The polyhydric acid anhydride is not particularly limited as long as it has two or more acid anhydride groups in the molecule. Specific examples of the polyhydric acid anhydride include butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, dianhydropyromellitic acid, biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-terphenyl 3, 4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride Anhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid Dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid Dihydric acid anhydrides such as acid anhydrides; Rain acid-styrene copolymer, maleic anhydride-vinyl acetate copolymer, maleic anhydride-vinyl chloride copolymer, maleic anhydride-butadiene copolymer, maleic anhydride-methyl vinyl ether copolymer, maleic anhydride -Trivalent or more acid anhydrides, such as an ethylene copolymer, can be mentioned. These polyhydric acid anhydrides may be used alone or as a mixture of two or more if necessary.

多価酸無水物が式(3)で示される2価酸無水物であると、得られる変性高分子量ポリアルキレンオキサイドには架橋構造がなく、カルボキシル基等が凝集可能な枝分かれのない直線構造になるので、成形可能で分子量のわりには高い機械的強度を有するようになるため好ましい。特に、2価酸無水物が、二無水ピロメリット酸、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二酸無水物、から選ばれる少なくとも1種であると、反応性および製造効率が高いためさらに好ましい。
式(3)中のRは、前述の式(1)中のRと同じものが使用され、同様の理由により好ましいものも同じである。また、数平均分子量1,000〜30,000の低分子量ポリアルキレンオキサイドと多価酸無水物とを反応させて得られる変性高分子量ポリアルキレンオキサイドのカルボキシル価は、上記で説明した式(1)で示される構造単位を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイドと同じ範囲が同様の理由で好ましい。
When the polyhydric acid anhydride is a dihydric acid anhydride represented by the formula (3), the resulting modified high molecular weight polyalkylene oxide has no cross-linked structure and has a linear structure with no branching that allows aggregation of carboxyl groups and the like. Therefore, it is preferable because it can be molded and has high mechanical strength instead of molecular weight. In particular, when the dihydric acid anhydride is at least one selected from pyromellitic dianhydride and butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, the reactivity and production efficiency are high. Therefore, it is more preferable.
R in the formula (3) is the same as R in the above formula (1), and preferred for the same reason are the same. The carboxyl value of the modified high molecular weight polyalkylene oxide obtained by reacting a low molecular weight polyalkylene oxide having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000 with a polyhydric acid anhydride is represented by the formula (1) described above. The same range as that of the modified high molecular weight polyalkylene oxide containing the structural unit represented by is preferable for the same reason.

前記低分子量ポリアルキレンオキサイドと2価酸無水物との反応方法は特に限定はないが、後述の製造方法が好ましい。
なお、式(2)中のMが、金属原子、アンモニウム基および有機アミン基から選ばれる少なくとも1種である官能基を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、低分子量ポリアルキレンオキサイドと2価酸無水物とを反応させる工程(鎖延長反応工程)と、Mの種類に対応する、前記金属原子を含む金属化合物、アンモニア、前記アミン類から選ばれる少なくとも1種を添加して反応させる工程とを含む、後述の製造方法によって得られる。
The method for reacting the low molecular weight polyalkylene oxide with the dihydric acid anhydride is not particularly limited, but the production method described below is preferred.
The modified high molecular weight polyalkylene oxide containing a functional group in which M in the formula (2) is at least one selected from a metal atom, an ammonium group and an organic amine group is a low molecular weight polyalkylene oxide and a divalent acid anhydride. And a step of reacting a product (chain extension reaction step) and a step of adding at least one selected from the metal compounds containing metal atoms, ammonia, and amines corresponding to the type of M and reacting them. It is obtained by the manufacturing method described later.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、たとえば、後述する成形材料として使用し、フィルム、シート等に加工することができる。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法は、数平均分子量1,000〜30,000の低分子量ポリアルキレンオキサイドと多価酸無水物とを反応させる工程を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法であって、前記多価酸無水物が2価酸無水物、反応圧が0.003MPa以上であり、前記低分子量ポリアルキレンオキサイド中の水酸基1モルに対して、前記多価酸無水物中の酸無水物基を0.8〜1.0モルになるように仕込んで反応させることを特徴とする。
The modified high molecular weight polyalkylene oxide can be used, for example, as a molding material to be described later and processed into a film, a sheet or the like.
Method for Producing Modified High Molecular Weight Polyalkylene Oxide A method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide includes a step of reacting a low molecular weight polyalkylene oxide having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000 with a polyhydric acid anhydride. A method for producing a high molecular weight polyalkylene oxide, wherein the polyhydric acid anhydride is a dihydric acid anhydride, the reaction pressure is 0.003 MPa or more, and 1 mol of hydroxyl group in the low molecular weight polyalkylene oxide, It is characterized in that the acid anhydride group in the polyhydric acid anhydride is charged and reacted so as to be 0.8 to 1.0 mol.

以下、低分子量ポリアルキレンオキサイドと多価酸無水物とを反応させる工程(鎖延長反応工程)について詳しく説明する。
低分子量ポリアルキレンオキサイドおよび多価酸無水物は特に限定はないが、前述に具体例として示した化合物が同様の理由で好ましい。
低分子量ポリアルキレンオキサイド中の水酸基1モルに対する多価酸無水物中の酸無水物基のモル数(以下、モル仕込み比ということがある。)は、0.8〜1.0モルの範囲であれば特に限定はない。モル仕込み比は、好ましくは0.85〜1.0モル、さらに好ましくは0.87〜1.0モル、最も好ましくは0.90〜1.0モルである。モル仕込み比が前述の範囲よりも小さいと、未反応の低分子量ポリアルキレンオキサイドが生成ポリマー中に多く含まれるため、機械的強度が低下する。また、前述の範囲よりも大きいと、多価酸無水物で封鎖された低分子量ポリアルキレンオキサイドが反応系内に多く生成する。さらに、成長途中の変性ポリアルキレンオキサイドについてもその両末端が多価酸無水物で封鎖されるので、反応における成長因子である水酸基が反応系から消失して反応が停止してしまう。その結果として、両末端を多価酸無水物で封鎖された低分子量ポリアルキレンオキサイドが、生成物中に数多く存在することになり、機械的強度が低下する。
Hereinafter, the step of reacting the low molecular weight polyalkylene oxide and the polyhydric acid anhydride (chain extension reaction step) will be described in detail.
The low molecular weight polyalkylene oxide and the polyhydric acid anhydride are not particularly limited, but the compounds shown as specific examples above are preferred for the same reason.
The number of moles of the acid anhydride group in the polyhydric acid anhydride relative to 1 mole of the hydroxyl group in the low molecular weight polyalkylene oxide (hereinafter sometimes referred to as the molar charge ratio) is in the range of 0.8 to 1.0 mole. If there is no particular limitation. The molar charge ratio is preferably 0.85 to 1.0 mol, more preferably 0.87 to 1.0 mol, and most preferably 0.90 to 1.0 mol. When the molar charge ratio is smaller than the above range, a large amount of unreacted low molecular weight polyalkylene oxide is contained in the produced polymer, so that the mechanical strength is lowered. Moreover, when larger than the above-mentioned range, many low molecular weight polyalkylene oxides blocked with the polyhydric acid anhydride will produce | generate in a reaction system. Furthermore, since both ends of the modified polyalkylene oxide in the middle of growth are blocked with polyhydric acid anhydride, the hydroxyl group which is a growth factor in the reaction disappears from the reaction system and the reaction stops. As a result, many low molecular weight polyalkylene oxides having both ends blocked with a polyhydric acid anhydride are present in the product, and the mechanical strength is lowered.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法において、多価酸無水物は2価酸無水物である。2価酸無水物は特に限定はないが、前述に具体例として示した化合物が挙げられる。
多価酸無水物が2価酸無水物であると、得られる変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは基本的には、架橋構造がなく、枝分かれのない直線上の構造になるので、機械的強度が高いため好ましい。特に、2価酸無水物が、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二酸無水物、二無水ピロメリット酸から選ばれる少なくとも1種であると反応性が高く、製造効率が高いため好ましい。
In the method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide, the polyhydric acid anhydride is a dihydric acid anhydride. The divalent acid anhydride is not particularly limited, and examples thereof include the compounds shown as specific examples above.
If the polyhydric acid anhydride is a dihydric acid anhydride, the resulting modified high molecular weight polyalkylene oxide basically has no cross-linked structure and has a linear structure with no branching, so the mechanical strength is high. Therefore, it is preferable. In particular, when the dihydric acid anhydride is at least one selected from butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride and dianhydropyromellitic acid, the reactivity is high and the production efficiency is high. Therefore, it is preferable.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法での反応温度は特に限定はない。反応温度は、好ましくは70〜250℃、さらに好ましくは80〜200℃、最も好ましくは100〜180℃である。反応温度が前述の範囲にあると、反応を効率良く行うことができ、熱による変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの劣化もほとんど起こらないので、後述の酸化防止剤等の添加剤は必要ではない。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法における反応圧は、0.003MPa以上であれば特に限定はない。反応圧は、好ましくは0.030MPa以上、さらに好ましくは0.080MPa以上、最も好ましくは0.094MPa以上である。反応圧が低くすぎると、反応系は減圧状態となり、得られる変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中のカルボキシル基と低分子量ポリアルキレンオキサイド中の水酸基等との間で、副反応である脱水反応が促進され、副生成物であるカルボキシル基がエステル化した生成物が得られる。エステル化した生成物が得られると、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドのカルボキシル価が低下し、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの分子間のカルボキシル基等の凝集力が失われ、機械的強度が著しく低下する。
The reaction temperature in the method for producing the modified high molecular weight polyalkylene oxide is not particularly limited. The reaction temperature is preferably 70 to 250 ° C, more preferably 80 to 200 ° C, and most preferably 100 to 180 ° C. When the reaction temperature is in the above-mentioned range, the reaction can be carried out efficiently, and the modified high molecular weight polyalkylene oxide is hardly deteriorated by heat, so that an additive such as an antioxidant described later is not necessary.
The reaction pressure in the method for producing the modified high molecular weight polyalkylene oxide is not particularly limited as long as it is 0.003 MPa or more. The reaction pressure is preferably 0.030 MPa or more, more preferably 0.080 MPa or more, and most preferably 0.094 MPa or more. If the reaction pressure is too low, the reaction system will be in a reduced pressure state, and a dehydration reaction as a side reaction will be promoted between the carboxyl group in the resulting modified high molecular weight polyalkylene oxide and the hydroxyl group in the low molecular weight polyalkylene oxide. A product in which the carboxyl group as a by-product is esterified is obtained. When an esterified product is obtained, the carboxyl value of the modified high molecular weight polyalkylene oxide is decreased, the cohesive force such as carboxyl groups between the molecules of the modified high molecular weight polyalkylene oxide is lost, and the mechanical strength is significantly decreased. .

反応圧は、前述のように0.003MPa以上であれば特に限定はないが、反応圧には上限があってもよく、好ましくは2.0MPa以下、さらに好ましくは1.5MPa以下、より好ましくは1.0MPa以下、最も好ましくは0.3MPa以下である。反応圧が高すぎると、加圧用の製造設備が必要となり、加圧によって製造効率が低下することがある。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法では、前述の低分子量ポリアルキレンオキサイドおよび多価酸無水物以外の成分として、溶媒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤等を使用してもよい。
The reaction pressure is not particularly limited as long as it is 0.003 MPa or more as described above, but the reaction pressure may have an upper limit, preferably 2.0 MPa or less, more preferably 1.5 MPa or less, more preferably 1.0 MPa or less, most preferably 0.3 MPa or less. When the reaction pressure is too high, production equipment for pressurization is required, and the production efficiency may be reduced by pressurization.
In the method for producing the modified high molecular weight polyalkylene oxide, a solvent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a crystal nucleating agent, or the like may be used as a component other than the above-described low molecular weight polyalkylene oxide and polyhydric acid anhydride.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法では、反応初期においては低粘度であるが、反応後期になると分子量とともに粘度も上昇して攪拌が困難になるのを防ぐために、溶媒を使用しても良い。反応溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、炭酸エチレン、炭酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、アニソール、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、アセトニトリル、ピリジン、ジメチルホルムアミド、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等を挙げることができる。これらの反応溶媒の1種または必要に応じて2種以上を混合したものを使用してもよい。   In the method for producing the modified high molecular weight polyalkylene oxide, the viscosity is low in the early stage of the reaction, but a solvent may be used in order to prevent the viscosity from increasing along with the molecular weight in the late stage of the reaction and making stirring difficult. Specific examples of the reaction solvent include benzene, toluene, xylene, ethylene carbonate, propyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, anisole, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, and methyl. Examples thereof include propyl ketone, dichloromethane, dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, acetonitrile, pyridine, dimethylformamide, ethylenediamine, and propylenediamine. One of these reaction solvents or a mixture of two or more as necessary may be used.

しかしながら、反応溶媒を使用すると、反応時の攪拌が容易になる反面、反応終了後に反応溶媒を除去する工程(脱揮工程)が必要になり、反応溶媒を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを高真空下に脱揮しないと完全に反応溶媒を除去することはできないので、製造効率が低下することがある。
このような観点から、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法では、高粘度用反応装置を用いて反応を行うと、さらに容易に効率良く製造することができるため好ましい。
高粘度用反応装置の具体例としては、変形翼を連ねた撹拌軸を並べて配置した横型2軸混練装置(入江商会、商品名「1リットルニーダー」)、並べて配置された2本の撹拌軸と前記各撹拌軸に位相を変化させて組み込まれた凸レンズ形状のパドルとを有するセルフクリーニング型の横型2軸混練装置、格子状の翼を連ねた軸無し構造の撹拌部を並べて配置した横型2軸混練装置、メガネ状の翼を連ねた撹拌軸を並べて配置した横型2軸混練装置、内側に配置された板状撹拌翼と、前記板状撹拌翼の外側に同芯い配置された変形螺旋状翼とを有する縦型混練装置、逆円錐リボン翼を有する縦型混練装置、ねじり格子状の翼を連ねた軸無し構造の撹拌翼を有する縦型混練装置等が挙げられる。
However, when a reaction solvent is used, stirring during the reaction is facilitated. However, a step of removing the reaction solvent (devolatilization step) is required after the reaction is completed, and the modified high molecular weight polyalkylene oxide containing the reaction solvent is subjected to high vacuum. Since the reaction solvent cannot be removed completely without devolatilization below, the production efficiency may be lowered.
From such a viewpoint, in the method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide, it is preferable to carry out the reaction using a high-viscosity reactor because it can be produced more easily and efficiently.
Specific examples of the high-viscosity reactor include a horizontal biaxial kneading apparatus (Irie Shokai, trade name “1 liter kneader”) in which stirring shafts with deformed blades are arranged side by side, two stirring shafts arranged side by side, Self-cleaning horizontal biaxial kneading apparatus having a convex lens-shaped paddle incorporated in each stirring shaft with a phase changed, and horizontal biaxial in which stirring portions of an axisless structure in which lattice-shaped blades are connected are arranged side by side A kneading device, a horizontal biaxial kneading device in which stirring shafts connected with glasses-like blades are arranged side by side, a plate-like stirring blade arranged on the inside, and a deformed spiral arranged concentrically on the outside of the plate-like stirring blade Examples thereof include a vertical kneading apparatus having blades, a vertical kneading apparatus having inverted conical ribbon wings, and a vertical kneading apparatus having stirring shafts having a shaftless structure in which twisted lattice blades are connected.

高粘度用反応装置は連続式またはバッチ式でもよい。
連続式の高粘度反応装置の1例として、図1に示す横型2軸混練装置((株)栗本鉄工所製、商品名「KRCニーダ」)がある。
この混練装置1は、ニーダ本体2と、ニーダ本体2に粉体または流体を定量供給する個体供給部3と、ニーダ本体2に液体またはスラリ状液体を定量供給する液体供給部4と、ニーダ本体2を加熱・冷却するための加熱・冷却装置5とを備えている。
ニーダ本体2は、モータおよび減速装置からなる駆動部10と、2つ割のトラフ11と、トラフ11に回転自在に支持され、駆動部10により駆動される2本の撹拌軸12(図2)とを有している。図2に示すように、撹拌軸12には、凸レンズ形状のパドル13を含む各種パドルおよびスクリュー(図示せず)が軸方向に並べて組み込まれている。各パドル13は、数枚単位で位相をずらして配置されている。この結果、トラフ11内に供給された2種の原料が高粘度であっても効率よく短時間に混練・搬送される。
The high viscosity reactor may be continuous or batch.
As an example of the continuous high-viscosity reactor, there is a horizontal biaxial kneader (trade name “KRC Kneader” manufactured by Kurimoto Iron Works Co., Ltd.) shown in FIG.
The kneading apparatus 1 includes a kneader body 2, a solid supply unit 3 that supplies a powder or fluid to the kneader body 2, a liquid supply unit 4 that supplies a liquid or slurry liquid to the kneader body 2, and a kneader body. And a heating / cooling device 5 for heating / cooling 2.
The kneader body 2 includes a drive unit 10 composed of a motor and a speed reducer, a trough 11 divided into two, and two agitation shafts 12 rotatably supported by the trough 11 and driven by the drive unit 10 (FIG. 2). And have. As shown in FIG. 2, various paddles including a convex lens-shaped paddle 13 and screws (not shown) are incorporated in the stirring shaft 12 side by side in the axial direction. Each paddle 13 is arranged with a phase shift in units of several sheets. As a result, even if the two types of raw materials supplied into the trough 11 have a high viscosity, they are efficiently kneaded and conveyed in a short time.

この混練装置1では、多価酸無水物を原料供給部3に収容し、低分子量ポリアルキレンオキサイドを原料供給部4に収納する。そして、2種の原材料を供給部3,4からトラフ11内に所定量供給し、低分子量ポリエチレンオキサイドを加熱溶融させて常圧下、多価酸無水物と混練して反応させる。これにより、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドが得られる。
その他の連続式の高粘度反応装置としては、2軸横型混練装置で撹拌翼がメガネ翼のもの((株)日立製作所、商品名「日立メガネ翼重合機」)、撹拌翼が格子翼のもの((株)日立製作所、商品名「日立格子翼重合機」)、撹拌翼が花びら状のもの、撹拌翼が編芯ディスク状のセルフクリーニング型のもの(三菱重工業(株)製、商品名「SCR」)、撹拌翼が中空円板翼または三枚羽根翼のもの(三菱重工業(株)製、商品名「HVR」)等がある。また、(株)日本製鋼所製、商品名「TEX−X]やプラスチックの押し出し成形または脱揮に広く用いられている1軸または2軸の押し出し機を用いてもよい。
In the kneading apparatus 1, the polyhydric acid anhydride is stored in the raw material supply unit 3, and the low molecular weight polyalkylene oxide is stored in the raw material supply unit 4. Then, a predetermined amount of two kinds of raw materials are supplied from the supply units 3 and 4 into the trough 11, and low molecular weight polyethylene oxide is heated and melted and kneaded and reacted with a polyhydric acid anhydride under normal pressure. Thereby, a modified high molecular weight polyalkylene oxide is obtained.
Other continuous high-viscosity reactors are biaxial horizontal kneaders with stirring blades having spectacle blades (Hitachi Ltd., trade name “Hitachi Glasses blade polymerizer”), with stirring blades having lattice blades. (Hitachi, Ltd., trade name "Hitachi Lattice Blade Polymerizer"), stirring blades are petal-shaped, stirring blades are self-cleaning type with knitting core disk (Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., trade name " SCR "), and a stirring blade having a hollow disk blade or a three-blade blade (Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., trade name" HVR "). Moreover, you may use the uniaxial or biaxial extruder widely used for the extrusion molding or devolatilization of the brand name "TEX-X" made from Nippon Steel Works, Ltd., or a plastic.

また、バッチ式の高粘度反応装置としては、縦型混練装置で撹拌翼が同芯に配置された2軸に組み込まれたもの、撹拌翼が逆円錐リボン形状のもの(三菱重工業(株)製、商品名「VCR」)、撹拌翼がねじり格子翼のもの((株)日立製作所製)、商品名「日立高粘度バッチ式重合機」)等がある。
このようにして得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは成形加工して、各種用途、たとえば、後述に示す成形材料等に有効に適用できる。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法は、金属化合物、アンモニア、前記アミン類から選ばれる少なくとも1種を添加して反応させる工程をさらに含むものであってもよい。
The batch type high-viscosity reactor is a vertical kneader with two stirring shafts installed concentrically and a stirring blade with an inverted conical ribbon shape (Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) , Trade name “VCR”), a stirring blade having a twisted lattice blade (manufactured by Hitachi, Ltd.), a trade name “Hitachi High Viscosity Batch Polymerizer”) and the like.
The modified high molecular weight polyalkylene oxide thus obtained can be molded and applied effectively to various uses, for example, molding materials described below.
The method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide may further include a step of adding and reacting at least one selected from a metal compound, ammonia, and the amines.

金属化合物、アンモニア、前記アミン類から選ばれる少なくとも1種(以下、金属化合物、アンモニア、前記アミン類から選ばれる少なくとも1種を「カルボキシル基変性剤」ということがある。)を添加するのは、鎖延長反応の仕込み時、鎖延長反応中、鎖延長反応後のいずれの時点であってもよいが、鎖延長反応の仕込み時または鎖延長反応中に添加するのが反応時間の短縮および製造工程の簡略化にかなうために好ましい。
金属化合物は、前述の金属原子を含む酸化物、カルボン酸塩、金属アルコキシド、炭酸塩、水酸化物、水素化物、過酸化物、塩化物、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、炭化物等が挙げられる。これらの金属化合物は1種または必要に応じて2種以上を使用したものでもよい。中でも、金属化合物が、酸化物、炭酸塩、水酸化物から選ばれる少なくとも1種であると、低分子量ポリアルキレンオキサイドおよび変性高分子量ポリアルキレンオキサイドに対する相溶性がよいため、金属を容易に導入することができ、安全性が高く、製造時の取扱が容易で、安価であるために好ましい。
Adding at least one selected from a metal compound, ammonia, and the amines (hereinafter, at least one selected from a metal compound, ammonia, and the amines may be referred to as “carboxyl group modifier”) It may be at any point during the chain extension reaction, during the chain extension reaction, or after the chain extension reaction, but it is added during the chain extension reaction or during the chain extension reaction to shorten the reaction time and the production process. It is preferable to meet the simplification.
Metal compounds include oxides, carboxylates, metal alkoxides, carbonates, hydroxides, hydrides, peroxides, chlorides, nitrates, phosphates, sulfates, sulfites, carbides containing the aforementioned metal atoms. Etc. These metal compounds may be used alone or in combination of two or more as required. In particular, when the metal compound is at least one selected from oxides, carbonates, and hydroxides, the compatibility with the low molecular weight polyalkylene oxide and the modified high molecular weight polyalkylene oxide is good, so that the metal is easily introduced. It is preferable because it is safe, easy to handle during manufacture, and inexpensive.

金属化合物ではない金属単体をそのままカルボキシル基変性剤として使用することもできる。金属単体の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。ただし、このような金属単体を使用する場合は、空気や湿気で反応し、火災を引き起こす危険性が高いので安全性に万全を期する必要がある。
アミン類については、前述で例示されるものをそのまま使用することができる。また、前述と同様の理由からアミン類として好ましいものも同じである。
カルボキシル基変性剤は多価酸無水物に1モルに対して、0.001〜10.0モルであれば特に限定はない。前記添加量は好ましくは0.1〜5.0モル、さらに好ましくは0.5〜3.0モルである。添加量が前述の範囲より多いと、カルボキシル基変性剤が変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中に均一に分散、溶解できなくなるため、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの機械的強度が低下する。また、カルボキシル基変性剤が多いと、反応時間が長くなり、製造効率が低下する。添加量が前述の範囲よりも少ないと、カルボキシル基変性剤の添加効果が小さくなる。
A simple metal which is not a metal compound can be used as it is as a carboxyl group modifier. Specific examples of the simple metal include lithium, sodium, and potassium. However, when such a single metal is used, it is necessary to make every effort to ensure safety because it reacts with air and moisture and has a high risk of causing a fire.
About amines, what was illustrated above can be used as it is. In addition, the same preferable amines are the same for the same reason as described above.
The carboxyl group modifier is not particularly limited as long as it is 0.001 to 10.0 mol per mol of the polyhydric acid anhydride. The addition amount is preferably 0.1 to 5.0 mol, more preferably 0.5 to 3.0 mol. When the addition amount is larger than the above range, the carboxyl group modifier cannot be uniformly dispersed and dissolved in the modified high molecular weight polyalkylene oxide, so that the mechanical strength of the modified high molecular weight polyalkylene oxide is lowered. Moreover, when there are many carboxyl group modifiers, reaction time will become long and manufacturing efficiency will fall. When the addition amount is less than the above range, the effect of adding the carboxyl group modifier is reduced.

カルボキシル基変性剤を反応させる際、その反応温度は特に限定はない。反応温度は、好ましくは70〜250℃、さらに好ましくは80〜200℃、最も好ましくは100〜180℃である。反応温度が前述の範囲にあると、反応を効率良く行うことができ、熱による変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの劣化もほとんど起こらないので、後述の酸化防止剤等の添加剤は必要ではない。
カルボキシル基変性剤を反応させる際、その反応圧についても特に限定はない。その反応圧は、前述の鎖延長反応工程と同様に、0.003MPa以上であれば特に限定はない。反応圧は、好ましくは0.030MPa以上、さらに好ましくは0.080MPa以上、最も好ましくは0.094MPa以上である。
When the carboxyl group modifier is reacted, the reaction temperature is not particularly limited. The reaction temperature is preferably 70 to 250 ° C, more preferably 80 to 200 ° C, and most preferably 100 to 180 ° C. When the reaction temperature is in the above-mentioned range, the reaction can be carried out efficiently, and the modified high molecular weight polyalkylene oxide is hardly deteriorated by heat, so that an additive such as an antioxidant described later is not necessary.
When the carboxyl group modifier is reacted, the reaction pressure is not particularly limited. The reaction pressure is not particularly limited as long as it is 0.003 MPa or more, as in the above-described chain extension reaction step. The reaction pressure is preferably 0.030 MPa or more, more preferably 0.080 MPa or more, and most preferably 0.094 MPa or more.

さらに、カルボキシル基変性剤を反応させる際に使用される反応装置についても、前述の鎖延長反応工程で使用される高粘度用反応装置が好適に用いられる。
変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの用途
〔成形材料〕
成形材料は前述の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを含む。
成形材料は、必要に応じて加熱して、その時の溶融粘度が、10,000〜100,000,000cPであると好ましく、さらに好ましくは20,000〜80,000,000cP、最も好ましくは50,000〜70,000,000cPである。成形材料の溶融粘度が高すぎると成形加工できなくなり、逆に、成形材料の溶融粘度が低すぎると流動性が大きすぎて成形加工できなくなる。なお、溶融粘度測定時の成形材料の温度については特に限定はないが、通常の成形温度である70〜200℃であると、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの融点以上となり、成形時に熱劣化を起こしにくいため好ましい。
Furthermore, as the reaction apparatus used when reacting the carboxyl group modifier, the high-viscosity reaction apparatus used in the above-described chain extension reaction step is preferably used.
Use of modified high molecular weight polyalkylene oxide (molding material)
The molding material contains the aforementioned modified high molecular weight polyalkylene oxide.
The molding material is heated as necessary, and the melt viscosity at that time is preferably 10,000 to 100,000,000 cP, more preferably 20,000 to 80,000,000 cP, most preferably 50, 000-70,000,000 cP. If the melt viscosity of the molding material is too high, the molding process cannot be performed. Conversely, if the melt viscosity of the molding material is too low, the fluidity is too high to perform the molding process. The temperature of the molding material at the time of melt viscosity measurement is not particularly limited. However, if it is 70 to 200 ° C., which is a normal molding temperature, the melting point of the modified high molecular weight polyalkylene oxide is exceeded, and thermal deterioration occurs during molding. It is preferable because it is difficult.

成形材料は変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを必須の成分として含み、これ以外の材料成分を含むものであっても良い。変性高分子量ポリアルキレンオキサイド以外の成分の具体例としては、無機充填剤、紫外線吸収剤、顔料等を挙げることができる。
成形材料の成形方法は特に限定はない。成形材料の成形方法の具体例は、射出成形、圧縮成形、Tダイ法、インフレーション法、カレンダー法等が挙げられる。
成形材料は、上記の成形方法によって、各種成形品に加工することが可能であり、具体的には、フィルム、シ−ト等に成形することができる。
〔フィルム〕
フィルムは、いずれも、前述の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを含む。中でも、フィルムの引っ張り強度が80kgf/cm以上であるのがフィルム(1)であり、フィルムの伸び率が100%以上であるのがフィルム(2)である。また、いずれのフィルムも、引っ張り強度が80kgf/cm以上、かつ、伸び率100%以上であっても良い。
The molding material may contain a modified high molecular weight polyalkylene oxide as an essential component and may contain other material components. Specific examples of components other than the modified high molecular weight polyalkylene oxide include inorganic fillers, ultraviolet absorbers, and pigments.
The molding method of the molding material is not particularly limited. Specific examples of the molding method of the molding material include injection molding, compression molding, T-die method, inflation method, calendar method and the like.
The molding material can be processed into various molded products by the above-described molding method, and specifically can be molded into a film, a sheet, or the like.
〔the film〕
All films contain the aforementioned modified high molecular weight polyalkylene oxide. Among them, the film (1) has a tensile strength of 80 kgf / cm 2 or more, and the film (2) has an elongation percentage of 100% or more. In addition, any film may have a tensile strength of 80 kgf / cm 2 or more and an elongation of 100% or more.

フィルム中の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドは、数平均分子量40,000〜10,000,000であれば特に限定はない。数平均分子量は好ましくは、45,000〜2,000,000、さらに好ましくは50,000〜1,000,000である。数平均分子量が前述の範囲よりも小さいと、機械的物性(引っ張り強度および伸び率)が低く、フィルムに成形することができない。また、数平均分子量が前述の範囲よりも大きいと、フィルムに成形する時の溶融粘度が高すぎて成形できない。
フィルム(1)の引っ張り強度は80kgf/cm以上であれば特に限定はない。引っ張り強度は、好ましくは85kgf/cm以上、さらに好ましくは90kgf/cm以上、最も好ましくは100kgf/cm以上である。引っ張り強度が前述の範囲以外であると、引っ張り強度が低く、包装材料等に使用した時に内容物の自重でフィルムが破裂し、内容物を包み込むことができないことがある。
The modified high molecular weight polyalkylene oxide in the film is not particularly limited as long as it has a number average molecular weight of 40,000 to 10,000,000. The number average molecular weight is preferably 45,000 to 2,000,000, more preferably 50,000 to 1,000,000. When the number average molecular weight is smaller than the above range, the mechanical properties (tensile strength and elongation) are low, and the film cannot be formed. On the other hand, if the number average molecular weight is larger than the above range, the melt viscosity at the time of forming into a film is too high to form.
The tensile strength of the film (1) is not particularly limited as long as it is 80 kgf / cm 2 or more. Tensile strength is preferably 85 kgf / cm 2 or more, more preferably 90 kgf / cm 2 or more, most preferably 100 kgf / cm 2 or more. When the tensile strength is outside the above range, the tensile strength is low, and the film may burst due to its own weight when used as a packaging material or the like, and the content may not be wrapped.

フィルム(2)の伸び率は100%以上であれば特に限定はない。伸び率は、好ましくは200%、さらに好ましくは500%以上、最も好ましくは700%である。引っ張り強度が前述の範囲以外であると、伸び率が低く、フィルムの弾力性が低くなり、フィルムが破断する。フィルムの弾力性は、フィルムに力が加わった時、クッションとして作用し、フィルムの破断を防止する働きをする。
フィルムの厚みについても特に限定はない。フィルムの厚みは、好ましくは2〜700μm、さらに好ましくは5〜500μm、最も好ましくは10〜300μmである。フィルムの厚みが前述の範囲にあると、柔軟でかつ強靱なフィルムが得られるため好ましい。ただし、フィルムを多層化する場合で重ね合わせる基材によって強度を確保できる場合は、10μmよりも薄くても問題がないことがある。
If the elongation rate of a film (2) is 100% or more, there will be no limitation in particular. The elongation is preferably 200%, more preferably 500% or more, and most preferably 700%. If the tensile strength is outside the above range, the elongation is low, the elasticity of the film is low, and the film is broken. The elasticity of the film acts as a cushion when a force is applied to the film, and functions to prevent the film from breaking.
There is no particular limitation on the thickness of the film. The thickness of the film is preferably 2 to 700 μm, more preferably 5 to 500 μm, and most preferably 10 to 300 μm. It is preferable that the thickness of the film is in the above-mentioned range since a flexible and tough film can be obtained. However, when the film can be multilayered and the strength can be ensured by the base material to be overlapped, there may be no problem even if it is thinner than 10 μm.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを含むフィルムの製造方法は、特に制限はなく、従来公知のフィルムの製造方法を適用することができる。フィルムの製造方法の具体例としては、Tダイ法、インフレーション法、カレンダー法等を挙げることができる。Tダイ法、インフレーション法、カレンダー法においては、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを成形機出口温度50〜250℃、好ましくは100〜180℃で押し出すことによりフィルムに成形することができる。成形機出口温度がこの温度範囲よりも高い場合は、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの溶融粘度が非常に低くなるため、インフレーション法では自重を支えきれなくなり、フィルムの連続的な抜き取りが困難となる。また、Tダイ法では表面張力によって押し出し後の溶融フィルムの幅が狭くなり、孔開き、腰切れ等の問題が発生する。さらに、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを250℃以上で長時間保存すると熱劣化を起こし、得られるフィルムの品質が低下するため好ましくない。成形機出口温度がこの温度範囲よりも低い場合は、変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの溶融状態が不均一となり、均質のフィルムを得ることが困難となり、溶融粘度が高いためにフィルムの製造効率が著しく低下することがある。   There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the film containing a modified | denatured high molecular weight polyalkylene oxide, The manufacturing method of a conventionally well-known film can be applied. Specific examples of the film production method include a T-die method, an inflation method, and a calendar method. In the T-die method, the inflation method, and the calendar method, the modified high molecular weight polyalkylene oxide can be molded into a film by extruding at a molding machine outlet temperature of 50 to 250 ° C, preferably 100 to 180 ° C. When the exit temperature of the molding machine is higher than this temperature range, the melt viscosity of the modified high molecular weight polyalkylene oxide becomes very low, so that the inflation cannot be supported by the inflation method, making it difficult to continuously remove the film. Further, in the T-die method, the width of the molten film after extrusion becomes narrow due to surface tension, and problems such as perforation and tearing occur. Furthermore, it is not preferable to store the modified high molecular weight polyalkylene oxide at 250 ° C. or higher for a long time because it causes thermal deterioration and the quality of the resulting film is lowered. When the molding machine outlet temperature is lower than this temperature range, the melt state of the modified high molecular weight polyalkylene oxide becomes non-uniform, making it difficult to obtain a homogeneous film, and the production efficiency of the film is remarkably high because the melt viscosity is high. May decrease.

このようにして押し出された溶融状態のフィルムは、5秒〜3分間の冷却時間で、0〜45℃に冷却することによって、良好な表面平滑性、透明性、均一性および機械的物性を有するフィルムを高い製造効率で得ることができる。
フィルムの製造方法において、前述の変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを含む成形材料を成形したものであってもよい。
得られたフィルムをさらに長さおよび/または幅方向に延伸したものでもよい。
フィルムは、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド以外の材料成分を含むものであっても良い。このような材料成分としては、安定化剤、結晶核剤、増量剤、顔料、着色剤、紫外線吸収剤、表面光沢剤、無機充填剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤等を挙げることができる。これらの材料成分は、フィルムの製造前に変性高分子量ポリアルキレンオキサイドに添加してもよく、製造後のフィルムに添加するものでもよい。材料成分の配合量は変性高分子量ポリアルキレンオキサイドに対して0.0001〜30重量%添加すると材料成分による添加効果が得られる。
The melted film thus extruded has good surface smoothness, transparency, uniformity and mechanical properties by cooling to 0 to 45 ° C. with a cooling time of 5 seconds to 3 minutes. A film can be obtained with high production efficiency.
In the method for producing a film, a molding material containing the above-described modified high molecular weight polyalkylene oxide may be molded.
The obtained film may be further stretched in the length and / or width direction.
The film may contain material components other than the modified high molecular weight polyalkylene oxide. Examples of such material components include stabilizers, crystal nucleating agents, extenders, pigments, colorants, ultraviolet absorbers, surface brighteners, inorganic fillers, antioxidants, plasticizers, lubricants, and the like. . These material components may be added to the modified high molecular weight polyalkylene oxide before production of the film, or may be added to the film after production. When the blending amount of the material component is 0.0001 to 30% by weight based on the modified high molecular weight polyalkylene oxide, the effect of adding the material component can be obtained.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。なお、例中の「部」は「重量部」を表す。
−実施例A1−
100ミリリットルフラスコに、数平均分子量10,000のポリエチレングリコール10部および二無水ピロメリット酸0.207部を仕込み、0.099MPa、150℃の反応条件で高分子量化反応を3時間行った。得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A1)の数平均分子量は84,000、溶融粘度は10.2万cPであった。中和滴定による酸価の測定結果は、9.92mgKOH/gであり、カルボキシル価は1.99モルであった。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “part” represents “part by weight”.
-Example A1-
A 100 ml flask was charged with 10 parts of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 10,000 and 0.207 parts of pyromellitic dianhydride and subjected to a high molecular weight reaction for 3 hours under the reaction conditions of 0.099 MPa and 150 ° C. The resulting modified high molecular weight polyalkylene oxide (A1) had a number average molecular weight of 84,000 and a melt viscosity of 102,000 cP. The measurement result of the acid value by neutralization titration was 9.92 mgKOH / g, and the carboxyl value was 1.99 mol.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A1)を成形材料として用い、成形温度150℃、成形圧100kgf/cm、成形時間2分間の条件で圧縮成形機を使用して、厚さ200ミクロンのフィルム(A1)が得られた。フィルム(A1)を引張試験して、引っ張り強度95kgf/cmおよび伸び率912%であった。
これらの結果をまとめて表1に示した。
なお、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A1)の元素分析、赤外線吸収スペクトルおよびH−NMRの測定結果は以下のとおり。
元素分析測定測定値
H: 9.08% (理論値 H:9.00%)
C:54.34% (理論値 C:54.50%)
赤外線吸収スペクトル
2954.2cm−1 (C−H,伸縮振動)
1731.6cm−1 (C=O,伸縮振動、カルボキシル基、エステル基)
1160.1cm−1 (C−O,伸縮振動)
H−NMR(δ値、CDCl
3.44−3.36(−OCHCHO−,m)
4.44−3.51(−OH,m)
8.03(−COOH会合,s)
8.08(二無水ピロメリット酸に由来する芳香族プロトン,2H,s)
8.12(−COOH会合,s)
上記の数平均分子量、カルボキシル価、溶融粘度、引っ張り強度および伸び率は、以下の方法で測定した。
(数平均分子量)
ゲルパーミエーションクロマトグラフを用いてポリスチレン換算の数平均分子量を測定した。
(カルボキシル価)
カルボキシル価の定義は前述に述べられており、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中の1モルのR(反応で仕込まれた多価酸無水物1モル)に対して、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド中のカルボキシル基等のモル数をカルボキシル価とした。具体的には、得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイドを純水に溶解し、JIS K0070に準拠して測定した酸価と、上記方法で測定した数平均分子量とからカルボキシル価を求めた。また、Mが金属原子、アンモニウム基および有機アミン基から選ばれる少なくとも1種である変性高分子量ポリアルキレンオキサイドでは、これを純水に溶解し、塩酸等の酸を加えて、金属原子、アンモニウム基、有機アミン基等を完全に遊離させて、弱酸性を示すカルボキシル基を完全に遊離させたのち、遊離したカルボキシル基を前述の方法と同様にしてカルボキシル価を求めることができる。
(溶融粘度)
島津製作所製フローテスター(型式:CFT−500C)を使用して測定した。測定条件は、150℃、定温法、シリンダ圧力30kgf/cmである。また、ダイは、L(長さ):1.00mm、D(穴径):0.50mmを使用した。
(引っ張り強度および伸び率)
JIS K7113に準拠して、試験速度20mm/minで引張試験を行って、破断した時点の引っ張り強度および伸び率を測定した。
Using a modified high molecular weight polyalkylene oxide (A1) as a molding material, using a compression molding machine under a molding temperature of 150 ° C., a molding pressure of 100 kgf / cm 2 , and a molding time of 2 minutes, a 200 micron thick film (A1 )was gotten. The film (A1) was subjected to a tensile test and had a tensile strength of 95 kgf / cm 2 and an elongation of 912%.
These results are summarized in Table 1.
The elemental analysis, infrared absorption spectrum, and 1 H-NMR measurement results of the modified high molecular weight polyalkylene oxide (A1) are as follows.
Elemental analysis measurement Measured value H: 9.08% (theoretical value H: 9.00%)
C: 54.34% (theoretical value C: 54.50%)
Infrared absorption spectrum 2954.2 cm −1 (C—H, stretching vibration)
1731.6 cm −1 (C═O, stretching vibration, carboxyl group, ester group)
1160.1 cm −1 (C—O, stretching vibration)
1 H-NMR (δ value, CDCl 3 )
3.44-3.36 (-OCH 2 CH 2 O-, m)
4.44-3.51 (-OH, m)
8.03 (-COOH meeting, s)
8.08 (Aromatic proton derived from dianhydropyromellitic anhydride, 2H, s)
8.12 (-COOH meeting, s)
The number average molecular weight, carboxyl number, melt viscosity, tensile strength, and elongation were measured by the following methods.
(Number average molecular weight)
The number average molecular weight in terms of polystyrene was measured using a gel permeation chromatograph.
(Carboxyl value)
The definition of the carboxyl value is described above, and the amount of R in the modified high molecular weight polyalkylene oxide is 1 mole of R in the modified high molecular weight polyalkylene oxide (1 mole of polyhydric acid anhydride charged in the reaction). The number of moles of the carboxyl group or the like was defined as the carboxyl value. Specifically, the obtained modified high molecular weight polyalkylene oxide was dissolved in pure water, and the carboxyl value was determined from the acid value measured according to JIS K0070 and the number average molecular weight measured by the above method. Further, in the modified high molecular weight polyalkylene oxide in which M is at least one selected from a metal atom, an ammonium group and an organic amine group, this is dissolved in pure water, an acid such as hydrochloric acid is added, and the metal atom, ammonium group is added. After completely releasing an organic amine group and the like to completely release a weakly acidic carboxyl group, the carboxyl value of the released carboxyl group can be determined in the same manner as described above.
(Melt viscosity)
Measurement was performed using a Shimadzu flow tester (model: CFT-500C). The measurement conditions are 150 ° C., constant temperature method, and cylinder pressure 30 kgf / cm 2 . The die used was L (length): 1.00 mm and D (hole diameter): 0.50 mm.
(Tensile strength and elongation)
In accordance with JIS K7113 , a tensile test was performed at a test speed of 20 mm / min, and the tensile strength and elongation at the time of fracture were measured.

−実施例A2〜A5−
ポリエチレングリコールの分子量を表1に示したものに変更した以外は、実施例A1と同様にして反応を行い、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A2)〜(A5)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(A2)〜(A5)を得た。これらの結果をまとめて表1に示した。
−実施例A6〜A8−
ポリエチレングリコールの分子量を表1に示したものに変更し、さらに、多価酸無水物として、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二酸無水物に変更した以外は、実施例A1と同様にして反応を行い、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A6)〜(A8)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(A6)〜(A8)を得た。これらの結果をまとめて表1に示した。
-Examples A2-A5-
Except having changed the molecular weight of polyethyleneglycol into what was shown in Table 1, it reacted like Example A1, and modified high molecular weight polyalkylene oxide (A2)-(A5) was obtained. Further, films (A2) to (A5) were obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 1.
-Examples A6 to A8-
Example A1 except that the molecular weight of polyethylene glycol was changed to that shown in Table 1, and further changed to 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride as the polyhydric acid anhydride. Reaction was performed in the same manner to obtain modified high molecular weight polyalkylene oxides (A6) to (A8). Further, films (A6) to (A8) were obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 1.

−実施例A9−
実施例A1の仕込みに、さらに炭酸カルシウム0.108部を添加した以外は実施例A1と同様に高分子量化反応を行い、カルボキシル基の水素原子がカルシウムで置換したカルボン酸のカルシウム塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A9)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(A9)を得た。これらの結果をまとめて表1に示した。
−実施例A10−
実施例A1の仕込みに、さらに1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタンを0.231部添加した以外は実施例A1と同様に高分子量化反応を行い、カルボキシル基の水素原子が有機アミン基で置換したカルボン酸の有機アミン塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A10)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(A10)を得た。これらの結果をまとめて表1に示した。
-Example A9-
A modification containing a calcium salt of a carboxylic acid in which the hydrogen atom of the carboxyl group was replaced with calcium was carried out in the same manner as in Example A1, except that 0.108 part of calcium carbonate was further added to the preparation of Example A1. A high molecular weight polyalkylene oxide (A9) was obtained. Further, a film (A9) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 1.
-Example A10-
A high molecular weight reaction was carried out in the same manner as in Example A1, except that 0.231 parts of 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane was further added to the preparation of Example A1, and the hydrogen atom of the carboxyl group was organic. A modified high molecular weight polyalkylene oxide (A10) containing an organic amine salt of a carboxylic acid substituted with an amine group was obtained. Further, a film (A10) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 1.

−実施例A11−
実施例A8で得られ、反応直後の溶融状態にある変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A8)に、炭酸カルシウム0.051部を添加し、実施例A8と同じ反応条件で1時間加熱攪拌を行った。カルボキシル基の水素原子がカルシウムで置換したカルボン酸のカルシウム塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A11)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(A11)を得た。これらの結果をまとめて表1に示した。
−実施例A12−
実施例A8で得られ、反応直後の溶融状態にある変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A8)に、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタンを0.111部添加した以外は実施例A1と同様に高分子量化反応を行い、カルボキシル基の水素原子が有機アミン基で置換したカルボン酸の有機アミン塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A12)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(A12)を得た。これらの結果をまとめて表1に示した。
-Example A11-
0.051 part of calcium carbonate was added to the modified high molecular weight polyalkylene oxide (A8) obtained in Example A8 and in the molten state immediately after the reaction, and heated and stirred for 1 hour under the same reaction conditions as in Example A8. . A modified high molecular weight polyalkylene oxide (A11) containing a calcium salt of a carboxylic acid in which the hydrogen atom of the carboxyl group was substituted with calcium was obtained. Further, a film (A11) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 1.
-Example A12-
Example A1 except that 0.111 part of 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane was added to the modified high molecular weight polyalkylene oxide (A8) obtained in Example A8 and in the molten state immediately after the reaction. In the same manner as above, a high molecular weight reaction was carried out to obtain a modified high molecular weight polyalkylene oxide (A12) containing an organic amine salt of a carboxylic acid in which the hydrogen atom of the carboxyl group was substituted with an organic amine group. Further, a film (A12) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 1.

Figure 0003776906
Figure 0003776906

−比較例A1〜A3−
ポリエチレングリコールの分子量を表2に示したものに変更し、さらに、ポリエチレングリコールに対する二無水ピロメリット酸の仕込み比を変更した以外は、実施例A1と同様にして反応を行い、比較変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(A1)〜(A3)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルムにすることを試みて、フィルム(A2)およびフィルム(A3)は得られたが、フィルム(A1)は得られなかった。これらの結果をまとめて表2に示した。
-Comparative examples A1-A3-
The molecular weight of polyethylene glycol was changed to that shown in Table 2, and the reaction was conducted in the same manner as in Example A1 except that the charge ratio of pyromellitic dianhydride to polyethylene glycol was changed. The alkylene oxides (A1) to (A3) were obtained. Further, a film (A2) and a film (A3) were obtained in the same manner as in Example A1, but a film (A1) was not obtained. These results are summarized in Table 2.

Figure 0003776906
Figure 0003776906

上記実施例で示した変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの溶融粘度は成形加工に適した粘度範囲であり、フィルム等に成形することができる。さらに、上記実施例で示したフィルムは、比較例のフィルムの機械的強度より優れている。
−実施例B1−
100ミリリットルフラスコに、数平均分子量20,000のポリエチレングリコール10部および二無水ピロメリット酸0.106部を仕込み(なお、ポリエチレングリコール中の水酸基と二無水ピロメリット酸中の酸無水物基とのモル比〔酸無水物基/水酸基〕は、0.97であった。)、0.100MPa、150℃の反応条件で高分子量化反応を4時間行った。得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B1)の数平均分子量は146,000であった。
The melt viscosity of the modified high molecular weight polyalkylene oxide shown in the above examples is in a viscosity range suitable for molding and can be molded into a film or the like. Further, the films shown in the above examples are superior to the mechanical strength of the comparative film.
-Example B1-
A 100 ml flask is charged with 10 parts of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 20,000 and 0.106 part of dianhydropyromellitic acid (note that the hydroxyl group in polyethylene glycol and the acid anhydride group in dianhydropyromellitic acid The molar ratio [acid anhydride group / hydroxyl group] was 0.97), and the high molecular weight reaction was carried out for 4 hours under the reaction conditions of 0.100 MPa and 150 ° C. The number average molecular weight of the obtained modified high molecular weight polyalkylene oxide (B1) was 146,000.

変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B1)を成形材料として用い、成形温度150℃、成形圧100kgf/cm、成形時間2分間の条件で圧縮成形機を使用して、厚さ200ミクロンのフィルム(B1)が得られた。フィルム(B1)を引張試験して、引っ張り強度187kgf/cmおよび伸び率2001%であった。
これらの結果をまとめて表3に示した。
−実施例B2〜B6−
ポリエチレングリコールの分子量と、ポリエチレングリコール中の水酸基と二無水ピロメリット酸中の酸無水物基とのモル比(モル仕込み比、酸無水物基/水酸基)とを表3に示したものに変更した以外は、実施例B1と同様にして反応を行い、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B2)〜(B6)を得た。さらに実施例B1と同様にしてフィルム(B2)〜(B6)を得た。これらの結果をまとめて表3に示した。
Using a modified high molecular weight polyalkylene oxide (B1) as a molding material, using a compression molding machine under the conditions of a molding temperature of 150 ° C., a molding pressure of 100 kgf / cm 2 , and a molding time of 2 minutes, a film (B1 )was gotten. The film (B1) was subjected to a tensile test and had a tensile strength of 187 kgf / cm 2 and an elongation of 2001%.
These results are summarized in Table 3.
-Examples B2-B6-
The molecular weight of polyethylene glycol and the molar ratio of the hydroxyl group in polyethylene glycol to the acid anhydride group in pyromellitic dianhydride (molar charge ratio, acid anhydride group / hydroxyl group) were changed to those shown in Table 3. Otherwise, the reaction was carried out in the same manner as in Example B1, to obtain modified high molecular weight polyalkylene oxides (B2) to (B6). Further, films (B2) to (B6) were obtained in the same manner as in Example B1. These results are summarized in Table 3.

−実施例B7〜B8−
実施例B1で二無水ピロメリット酸を3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二酸無水物に代えて、それ以外についても表3に示したものに変更した以外は、実施例B1と同様にして反応を行い、変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B7)〜(B8)を得た。さらに実施例B1と同様にしてフィルム(B7)〜(B8)を得た。これらの結果をまとめて表3に示した。
−実施例B9−
実施例B1の仕込みに、さらに炭酸カルシウム0.058部を添加した以外は実施例A1と同様に高分子量化反応を行い、カルボキシル基の水素原子がカルシウムで置換したカルボン酸のカルシウム塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B9)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(B9)を得た。これらの結果をまとめて表3に示した。
-Examples B7 to B8-
Example B1 except that pyromellitic dianhydride was replaced with 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride in Example B1 and the others were changed to those shown in Table 3. Reaction was performed in the same manner to obtain modified high molecular weight polyalkylene oxides (B7) to (B8). Further, films (B7) to (B8) were obtained in the same manner as in Example B1. These results are summarized in Table 3.
-Example B9-
A modification containing a calcium salt of a carboxylic acid in which the hydrogen atom of the carboxyl group was replaced with calcium was carried out in the same manner as in Example A1, except that 0.058 part of calcium carbonate was further added to the preparation of Example B1. A high molecular weight polyalkylene oxide (B9) was obtained. Further, a film (B9) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 3.

−実施例B10−
実施例B1の仕込みに、さらに1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタンを0.119部添加した以外は実施例A1と同様に高分子量化反応を行い、カルボキシル基の水素原子が有機アミン基で置換したカルボン酸の有機アミン塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B10)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(B10)を得た。これらの結果をまとめて表3に示した。
−実施例B11−
実施例B8で得られ、反応直後の溶融状態にある変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B8)に、炭酸カルシウム0.055部を添加し、実施例B8と同じ反応条件で1時間加熱攪拌を行った。カルボキシル基の水素原子がカルシウムで置換したカルボン酸のカルシウム塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B11)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(B11)を得た。これらの結果をまとめて表3に示した。
-Example B10-
A high molecular weight reaction was carried out in the same manner as in Example A1 except that 0.119 part of 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane was further added to the preparation of Example B1, and the hydrogen atom of the carboxyl group was organic. A modified high molecular weight polyalkylene oxide (B10) containing an organic amine salt of a carboxylic acid substituted with an amine group was obtained. Further, a film (B10) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 3.
-Example B11-
0.055 parts of calcium carbonate was added to the modified high molecular weight polyalkylene oxide (B8) obtained in Example B8 and in the molten state immediately after the reaction, and the mixture was heated and stirred for 1 hour under the same reaction conditions as in Example B8. . A modified high molecular weight polyalkylene oxide (B11) containing a calcium salt of a carboxylic acid in which the hydrogen atom of the carboxyl group was substituted with calcium was obtained. Further, a film (B11) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 3.

−実施例B12−
実施例B8で得られ、反応直後の溶融状態にある変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B8)に、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕オクタンを0.120部添加した以外は実施例A1と同様に高分子量化反応を行い、カルボキシル基の水素原子が有機アミン基で置換したカルボン酸の有機アミン塩を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B12)を得た。さらに実施例A1と同様にしてフィルム(B12)を得た。これらの結果をまとめて表3に示した。
-Example B12-
Example A1 except that 0.120 part of 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane was added to the modified high molecular weight polyalkylene oxide (B8) obtained in Example B8 and in the molten state immediately after the reaction. In the same manner as above, a high molecular weight reaction was carried out to obtain a modified high molecular weight polyalkylene oxide (B12) containing an organic amine salt of a carboxylic acid in which the hydrogen atom of the carboxyl group was substituted with an organic amine group. Further, a film (B12) was obtained in the same manner as in Example A1. These results are summarized in Table 3.

Figure 0003776906
Figure 0003776906

−比較例B1〜B4−
ポリエチレングリコールの分子量、二無水ピロメリット酸のモル仕込み比、および反応温度を表4に示したものに変更した以外は、実施例B1と同様にして反応を行い、比較変性高分子量ポリアルキレンオキサイド(B1)〜(B4)を得た。さらに実施例B1と同様にしてフィルムにすることを試みて、フィルム(B1)およびフィルム(B4)は得られたが、フィルム(B2)〜(B3)は得られなかった。これらの結果をまとめて表4に示した。
-Comparative examples B1-B4-
The reaction was conducted in the same manner as in Example B1 except that the molecular weight of polyethylene glycol, the molar charge ratio of pyromellitic dianhydride, and the reaction temperature were changed to those shown in Table 4, and comparatively modified high molecular weight polyalkylene oxide ( B1) to (B4) were obtained. Furthermore, the film (B1) and the film (B4) were obtained in the same manner as in Example B1, and films (B2) to (B3) were not obtained. These results are summarized in Table 4.

Figure 0003776906
Figure 0003776906

上記実施例で示した高分子量ポリアルキレンオキサイドは、比較例に比べて数平均分子量が大きく、フィルムの機械的強度が優れている。
−実施例C1−
オートクレーブに水酸化ナトリウム0.065部およびトリエチレングリコール15部を加え、窒素置換を行った。次いで撹拌下にオートクレーブを徐々に150℃まで昇温し、同温度でオートクレーブ内の圧力を0〜10kgf/cmに維持しながら、酸化エチレン570部を20時間にわたって連続的に導入した。酸化エチレン導入後、150℃で2.0時間熟成反応を行ってから反応系を常温に戻すことにより、低分子量ポリエチレンオキサイドを得た。ポリエチレンオキサイドの収率は99%であった。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフ測定結果から、数平均分子量は13,000であった。
The high molecular weight polyalkylene oxides shown in the above examples have a number average molecular weight larger than that of the comparative example, and the film has excellent mechanical strength.
-Example C1-
To the autoclave, 0.065 parts of sodium hydroxide and 15 parts of triethylene glycol were added, and nitrogen substitution was performed. Next, the temperature of the autoclave was gradually raised to 150 ° C. with stirring, and 570 parts of ethylene oxide was continuously introduced over 20 hours while maintaining the pressure in the autoclave at 0 to 10 kgf / cm 2 at the same temperature. After introducing ethylene oxide, a aging reaction was performed at 150 ° C. for 2.0 hours, and then the reaction system was returned to room temperature to obtain low molecular weight polyethylene oxide. The yield of polyethylene oxide was 99%. Moreover, the number average molecular weight was 13,000 from the gel permeation chromatograph measurement result.

得られた低分子量ポリエチレンオキサイド500部を1リットルニーダ((株)入江商会製)に仕込み、150℃で加熱溶融させ、二無水ピロメリット酸を7.8部加えて、反応圧0.100MPaで30分間高分子量化反応を行った。
ゲルパーミエーションクロマトグラフ測定結果から、得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの数平均分子量は11.2万であった。
−実施例C2−
実施例C1と同様の方法で得た低分子量ポリエチレンオキサイドおよび二無水ピロメリット酸を、高粘度用横型2軸押し出し機に連続的に仕込み150℃、反応圧0.100MPaで高分子量化反応を行った。この際、低分子量ポリエチレンオキサイドが高粘度用横型2軸押し出し機に仕込まれて二無水ピロメリット酸と反応して高分子量化されて装置出口から取り出されるまでの滞留時間は10分であった。
500 parts of the obtained low molecular weight polyethylene oxide was charged into a 1 liter kneader (manufactured by Irie Shokai Co., Ltd.), heated and melted at 150 ° C., 7.8 parts of pyromellitic dianhydride was added, and the reaction pressure was 0.100 MPa. The high molecular weight reaction was performed for 30 minutes.
From the results of gel permeation chromatography, the number average molecular weight of the obtained modified high molecular weight polyalkylene oxide was 112,000.
-Example C2-
Low molecular weight polyethylene oxide and pyromellitic dianhydride obtained in the same manner as in Example C1 are continuously charged into a horizontal biaxial extruder for high viscosity and subjected to a high molecular weight reaction at 150 ° C. and a reaction pressure of 0.100 MPa. It was. At this time, the residence time until the low molecular weight polyethylene oxide was charged in the horizontal biaxial extruder for high viscosity, reacted with pyromellitic dianhydride to increase the molecular weight, and was taken out from the apparatus outlet was 10 minutes.

ゲルパーミエーションクロマトグラフ測定結果から、得られた変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの数平均分子量は10.3万であった。
−比較例C1−
100ミリリットルフラスコに上記実施例C1で得られた低分子量ポリエチレンオキサイド数平均分子量13,000を10部および二無水ピロメリット酸0.1部を仕込み150℃、反応圧0.100MPaで6時間高分子量化反応を行った。
ゲルパーミエーションクロマトグラフ測定結果から、数平均分子量は4.5万であった。
From the results of gel permeation chromatography, the number average molecular weight of the obtained modified high molecular weight polyalkylene oxide was 103,000.
-Comparative Example C1-
A 100 ml flask was charged with 10 parts of the low molecular weight polyethylene oxide number average molecular weight 13,000 obtained in Example C1 and 0.1 part of pyromellitic dianhydride at 150 ° C. and a reaction pressure of 0.100 MPa for 6 hours. The reaction was carried out.
From the results of gel permeation chromatography, the number average molecular weight was 45,000.

実施例C1〜C2で得られる高分子量ポリアルキレンオキサイドは、比較例C1に比べて数平均分子量が大きく、反応時間が非常に短い。   The high molecular weight polyalkylene oxide obtained in Examples C1 and C2 has a large number average molecular weight and a very short reaction time compared to Comparative Example C1.

本発明の製造方法の実施に用いられる高粘度用反応装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the reactor for high viscosity used for implementation of the manufacturing method of this invention. 高粘度反応装置の断面部分図。FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 混練装置
12 攪拌翼
13 パドル
1 Kneading device 12 Stirring blade 13 Paddle

Claims (1)

数平均分子量1,000〜30,000の低分子量ポリアルキレンオキサイドと多価酸無水物とを反応させる工程を含む変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法であって、
前記多価酸無水物が2価酸無水物、反応圧が0.094〜0.3MPaであり、前記低分子量ポリアルキレンオキサイド中の水酸基1モルに対して、前記多価酸無水物中の酸無水物基を0.8〜1.0モルになるように仕込んで反応させることを特徴とする変性高分子量ポリアルキレンオキサイドの製造方法。
A method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide comprising a step of reacting a low molecular weight polyalkylene oxide having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000 with a polyhydric acid anhydride,
The polyhydric acid anhydride is a dihydric acid anhydride, the reaction pressure is 0.094 to 0.3 MPa , and the acid in the polyhydric acid anhydride is 1 mol of hydroxyl group in the low molecular weight polyalkylene oxide. A method for producing a modified high molecular weight polyalkylene oxide, characterized in that an anhydride group is charged and reacted so as to be 0.8 to 1.0 mol.
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