JP5037174B2 - 共役ジエン系スターポリマー及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)両親媒性など性質の異なるAB型、ABA型ブロックポリマーを溶媒中でミセル化させ、これをそのまま、又は内部コアを何らかの方法で架橋させる方法(例えば、特許文献1参照。)、
(b)リビング重合法などの高分子重合法により、コア化合物からアームを形成させる方法(例えば、非特許文献1参照。)、
(c)多分岐鎖を多く持つデンドリマーを利用する方法(例えば、特許文献2参照。)、等が知られている。
式(I)で表される構造をアーム部とすることを特徴とするスターポリマー、
(2)ベンゼン環を骨格に有する基をコア部とすることを特徴とする(1)に記載のスターポリマー、
(3)式(II)で表されることを特徴とする(1)又は(2)に記載のスターポリマー、
(4)式(III)で表されることを特徴とする(1)又は(2)に記載のスターポリマー、
(5)共役ジエン系ポリマーが、ブタジエン又はイソプレンの重合体又はこれらの共重合体であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のスターポリマー、
(6)共役ジエン系ポリマーが、共役ジエン系モノマーと非共役ジエン系モノマーとのコポリマーであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のスターポリマー、
(7)共役ジエン系モノマーと非共役ジエン系モノマーとのコポリマーがブロックコポリマーであることを特徴とする(6)に記載のスターポリマー、
(8)非共役ジエン系モノマーが芳香族ビニル系モノマー、及び/又は(メタ)アクリレート系モノマーであることを特徴とする(6)又は(7)に記載のスターポリマー、
(9)共役ジエン系ポリマーのオレフィンの一部または全部が水素添加されていることを特徴する(5)〜(8)のいずれかに記載のスターポリマー、及び
(10)共役ジエン系ポリマーのオレフィンの一部または全部が酸化されたオキシラン環であることを特徴する(5)〜(8)のいずれかに記載のスターポリマーに関する。
(11)2以上のエステル基を有する化合物と、アニオン重合活性末端を有する共役ジエン系ポリマーとを反応させ、2以上のエステル基を有する化合物をコア部とし、アニオン重合活性末端を有する共役ジエン系ポリマーをアーム部とするポリマーを製造することを特徴とする(1)記載のスターポリマーの製造方法に関する。
本発明のスターポリマーにおけるコア部としては、結合手を2以上有し、式(I)で表される構造をアーム部とするスターポリマーを形成可能な基であれば特に制限されるものではなく、鎖状式又は環式脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基等が挙げられ、これらの中でも、芳香族炭化水素基等のベンゼン環を骨格に有する基が好ましい。
鎖状脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、分岐を有しても良いブチレン基、へキシレン基、オクチレン基等が挙げられる。
環式脂肪族基としては、次のものが挙げられる。
本発明のスターポリマーとしては、式(I)で表される構造をアーム部とするスターポリマーであれば特に制限されるものではなく、Bは共役ジエン系ポリマーからなる基を表し、Rは水素原子又はC1〜C4アルキル基を表し、nは2以上の整数を表し、4〜8であることが好ましい。
Rは、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基を例示することができる。
本発明のスターポリマーの製造方法としては、2以上のエステル基を有する化合物と、アニオン重合活性末端を有する共役ジエン系ポリマーとを反応させ、2以上のエステル基を有する化合物をコア部とし、アニオン重合活性末端を有する共役ジエン系ポリマーをアーム部とするスターポリマーを製造する方法であれば特に制限されるものではなく、本発明の製造方法によれば、狭分散のスターポリマーを簡易かつ確実に得ることができる。また、本発明の製造方法によれば、上記本発明のスターポリマーを好適に製造することができる。
窒素置換した500mL三ケ口フラスコに、脱水シクロヘキサン172.2g、イソプレン29.9g(438.9mmo1)を加え、攪拌、混合し、40℃に加温した。これに10.59%sec−ブチルリチウム−シクロヘキサン溶液5.4g(8.8mmol)を添加した。40℃で1.5時間攪拌し、ガスクロマトグラフィーでイソプレンモノマーが系中に残存していないことを確認した。この時生成したポリイソプレンはMn=3700、Mw=3900、Mw/Mn=1.048(GPC−RI分析、ポリイソプレン標準)であった。反応液を0℃まで冷却し、これに脱水THF14.5gに溶解させた1,1,2,2−テトラキス−(4−エトキシカルボニルフェニル)エタン0.6g(1.0mmol)を添加し、0℃で攪拌した。30分後にメタノール5mlを加え、反応を停止させた。この反応粗液を蒸留水で3回洗浄し、ポリマー含有有機層から溶媒分を留去した。これをTHFに溶解し、次いでメタノールを投入して分液した。下層を取り出し、真空下50℃で15時間乾燥させることにより、スターポリマー25.9gを得た。得られたスターポリマーは、無色透明で室温で粘ちょう液状であった。イソプレンポリマーがすべて消費された段階での1H−NMR分析したところ、アーム部分のポリイソプレンのミクロ構造はシス−1,4:3,4−ビニル=94%:6%であった。開始剤由来の末端ブチル基とポリイソプレンのプロトン積分比より算出したアーム部分の分子量は3630であり、途中のサンプリングで測定したポリイソプレンの分子量とよく一致した。またGPC−MALLS分析により測定した、スターポリマーの分子量、および分子量分布はMn=32,500、Mw=32,700、Mw/Mn=1.005であった。1H−NMR分析より算出したアーム部分のポリイソプレンの分子量と、GPC−MALLS分析より測定したスターポリマーの分子量より、スターポリマーのアーム数を算出すると8であった。
窒素置換した200ml三ケ口フラスコに、脱水シクロヘキサン113.9g、イソプレン8.1g(118.5mmol)を加え、攪拌、混合し、40℃に加温した。これに10.59%sec−ブチルリチウム−シクロヘキサン溶液3.3g(5.5mmol)を添加した。40度で1時間攪拌し、ガスクロマトグラフィーでイソプレンモノマーが系中に残存していないことを確認した後、0℃まで冷却した。これに脱水THF12.7gと混合したスチレン12.1g(116.4mmol)を添加した。0℃で30分間攪拌した後、ガスクロマトフィーでスチレンモノマーが系中に残存していないことを確認した後、脱水THF8.3gに溶解させた1,1,2,2−テトラキス−(4−エトキシカルボニルフェニル)エタン0.3g(0.5mmol)を添加し、0℃で攪拌した。2時間後にメタノール3mlを加え、反応を停止させた。この反応粗液を蒸留水で3回洗浄し、ポリマー含有有機層から溶媒分を留去した。これをTHFに溶解し、次いでメタノールを投入し、分液した。下層を取り出し、THFで希釈し、次いでメタノールを投入し、分液した。下層を取り出し、真空下50℃で15時間乾燥させることにより、スターポリマー12.5gを得た。
1H−NMR分析したところ、アーム部分のポリイソプレンとポリスチレンの構成比はポリイソプレン:ポリスチレン=50.5:49.5(mol%)であった。GPC−MALLS分析により測定したスターポリマーの分子量、および分子量分布はMn=29,300、MW=29,300、Mw/Mn=1.003であった。
窒素置換した200ml三ケ口フラスコに、脱水シクロヘキサン113.9g、スチレン12.1g(116.4mmol)を加え、攪拌、混合し、40℃に加温した。これに10.59%sec−ブチルリチウム−シクロヘキサン溶液3.5g(5.7mmol)を添加した。40度で30分間攪拌し、ガスクロマトグラフィーでスチレンモノマーが系中に残存していないことを確認した後、イソプレン7.8g(114.4mmol)を添加した。40℃で30分間攪拌した後、0℃まで冷却した。これに脱水THF8.3gに溶解させた1,1,2,2−テトラキス−(4−エトキシカルボニルフェニル)エタン0.4g(0.6mmol)を添加し、0℃で攪拌した。30分後にメタノール3mlを加え、反応を停止させた。この反応粗液を蒸留水で3回洗浄し、ポリマー含有有機層から溶媒分を留去した。これをTHFに溶解し、次いでメタノールを投入し、分液した。下層を取り出し、THFで希釈し、次いでメタノールを投入し、分液した。下層を取り出し、真空下50℃で15時間乾燥させることにより、スターポリマー13.1gを得た。
得られたスターポリマーは、無色透明で室温で粘ちょう体であった。1H−NMR分析したところ、アーム部分のポリスチレンとポリイソプレンの構成比はポリスチレン:ポリイソプレン=50.5:49.5(mol%)であった。GPC−MALLS分析により測定したスターポリマーの分子量、および分子量分布はMn=28,800、MW=28,800、Mw/Mn=1.002であった。
実施例1で合成したスターポリマー1.0gと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(東都化成、YD−128)9.0gと2−エチル−4−メチルイミダゾール0.4gを混合し、2−エチル−4−メチルイミダゾールが溶解するまで40℃で攪拌した。この混合物3.0gをアルミ皿に移し、140℃に設定したオーブンで1時間加熱したところ、樹脂硬化物が得られた。
実施例1で合成したスターポリマー1.0gと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(東都化成、YD−128)9.0gとインダニルメチルフェニルスルホニウム六フッ化アンチモン酸塩の50%γ−ブチロラクトン溶液0.2gを混合し、均一になるまで攪拌した。この混合物7.0gをアルミ皿に移し、130℃に設定したオーブンで30分間加熱したところ、表面が粘着性の樹脂硬化物が得られた。
Claims (8)
- 式(III)
(式(III)中、Bは共役ジエン系ポリマーからなる基を表し、Rは水素原子又はC1〜C4アルキル基を表し、Dは(CH2)q又はp−フェニレン基を表し、qは0〜3の整数を表し、n1〜n4 は、それぞれ1〜5のいずれかの整数である。)で表されることを特徴とするスターポリマー。 - 共役ジエン系ポリマーが、ブタジエン又はイソプレンの重合体又はこれらの共重合体であることを特徴とする請求項1に記載のスターポリマー。
- 共役ジエン系ポリマーが、共役ジエン系モノマーと非共役ジエン系モノマーとのコポリマーであることを特徴とする請求項1又は2に記載のスターポリマー。
- 共役ジエン系モノマーと非共役ジエン系モノマーとのコポリマーがブロックコポリマーであることを特徴とする請求項3に記載のスターポリマー。
- 非共役ジエン系モノマーが芳香族ビニル系モノマー、及び/又は(メタ)アクリレート系モノマーであることを特徴とする請求項3又は4に記載のスターポリマー。
- 共役ジエン系ポリマーのオレフィンの一部または全部が水素添加されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のスターポリマー。
- 共役ジエン系ポリマーのオレフィンの一部または全部が酸化されたオキシラン環であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のスターポリマー。
- 式(VIII)
(式中、R 2 〜R 5 は、それぞれ独立して、C1〜C6のアルキル基を表し、p 2 〜p 5 は、それぞれ独立して、1〜5の整数を表し、Dは、(CH 2 ) q 又はp−フェニレン基を表し、qは、0〜3の整数を表す。)で表される化合物と、アニオン重合活性末端を有する共役ジエン系ポリマーとを反応させることを特徴とする請求項1記載のスターポリマーの製造方法。
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