JP6575047B2 - ヨウ素末端ポリマー及びその製造方法、並びにブロックコポリマー及びその製造方法 - Google Patents
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CH2=C(CH3)−C(O)O−R1 (I)
(上記式(I)中、R1は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。)
CH2=CH−C(O)O−R2 (II)
(上記式(II)中、R2は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。)
CH2=C(CH3)−C(O)O−R1 (I)
(上記式(I)中、R1は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。)
CH2=CH−C(O)O−R2 (II)
(上記式(II)中、R2は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。)
なお、本明細書において、「………に由来する構造単位」とは、ポリマーの製造原料として用いられたモノマーが、その単独重合又は共重合により得られたポリマー中で、ポリマーを構成する繰り返し単位として存在する一単位を表す。また、本明細書において、各種の官能基の炭素数は、当該官能基が置換基を有する場合、その置換基も含めた全体の炭素数を示し、また、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは「アクリル」と「メタクリル」の一方又は双方をさす。
本発明のヨウ素末端ポリマーは、メタクリル酸エステル系ポリマー(以下、「主幹ポリマー」と称す場合がある。)の少なくとも一方の末端に、アクリル酸エステル系モノマーに由来する構造単位を介してヨウ素が結合した構造を有することを特徴とするものである。なお、本発明において、「メタクリル酸エステル系ポリマー」とは、メタクリル酸エステル系モノマーに由来する構成単位からなるポリマーであり、「メタクリル酸エステル系モノマー」とは、メタクリロイル基を有するモノマーの総称である。また、「アクリル酸エステル系モノマー」とは、アクリロイル基を有するモノマー(メタクリロイル基を有するモノマー等、アクリロイル基のC=Cの炭素原子に炭素原子が結合したものを除く。)の総称である。
また、本発明のヨウ素末端ポリマーは通常のラジカル重合反応と同様、加熱により製造することができるが、所定のエネルギーに対応する波長の光を照射して重合反応を生起させることも可能である。光を照射して重合を進める場合には、後述の反応温度よりも低い温度で重合することが可能である。
なお、ポリマーの重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
CH2=C(CH3)−C(O)O−R1 (I)
(上記式(I)中、R1は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。)
CH2=CH−C(O)O−R2 (II)
(上記式(II)中、R2は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。)
本発明のヨウ素末端ポリマーは、通常、リビングラジカル重合のポリマー末端の成長ラジカルの保護基となるヨウ素の存在下、メタクリル酸エステル系モノマーを重合して主幹ポリマーとなるメタクリル酸エステル系ポリマーを製造し、次いでこのメタクリル酸エステル系ポリマーにアクリル酸エステル系モノマーを反応させる、本発明のヨウ素末端ポリマーの製造方法により製造される。ただし、本発明のヨウ素末端ポリマーは、前述の本発明のヨウ素末端ポリマーの特徴的な末端構造が得られる方法であれば、その製造方法は特に限定されない。
ヨウ素は、重合開始剤に対して0.05〜5モル当量、特に0.3〜1モル当量用いることが好ましい。ヨウ素の使用量が上記下限より多いと、未反応の重合開始剤や重合開始剤が乖離して再結合した副反応物が多量に生成せず、またヨウ素の使用量が上記上限より少ないと重合速度が遅くならないため、所望の分子量の重合体を得るために重合時間が過度に長くならず好ましい。
触媒は、ヨウ素又はポリマー末端のヨウ素を引き抜いてリビングラジカル重合を進行させる機能を奏するものであり、通常、テトラブチルアンモニウムヨージド、エチルメチルイミダゾリウムヨージド等の第四級アンモニウムヨージド、トリブチルスルホニウムヨージド等のスルホニウムヨウージド、ジフェニルヨードニウムヨージド等のヨードニウムヨージド、トリブチルメチルホスホニウムヨージド等のホスホニウムヨージド、テトラキス(ジメチルアミノ)エチレン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルジアミノメタン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,4,8,11−テトラメチル−1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、エチレンジアミン等のアミン類を用いることができる。
これらの触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ヨウ素末端ポリマーの重合に用いる重合開始剤としては、従来公知のものが使用され、特に限定されず、通常用いられている有機過酸化物やアゾ化合物を使用することができる。具体例としては、ベンゾイルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーキシド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシル−3,3−イソプロピルヒドロパーオキシド、t−ブチルヒドロパーオキシド、ジクミルヒドロパーオキシド、アセチルパーオキシド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、イソブチルパーオキシド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(イソブチレート)などが挙げられる。重合開始剤としては、ヨウ素と結合した後の安定性の点からアゾ化合物が好ましく、入手のし易さや乖離温度の点から、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(イソブチレート)が好ましく使用され、中でも2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)がさらに好ましく使用される。
これらの重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合開始剤の量が上記下限値以上であると分子量が大きくなりすぎず、さらに重合後の未反応モノマーを少なくし易く、上記上限値以下であると分子量が小さくなりすぎず、ヨウ素が比較的少ない場合に未反応の重合開始剤や重合開始剤が乖離して再結合した副反応物が多量に生成し難いことから好ましい。
重合反応に用いられるモノマーなどを含む反応混合物が反応温度において液体であれば、必ずしも溶媒を用いる必要はないが、この場合も必要に応じて溶媒を用いてもよい。溶媒としては、一般的なリビングラジカル重合に用いられる溶媒を使用することが可能である。例えば水、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2−ブチルアルコール、ヘキサノール、エチレングリコール等の直鎖、分岐、2級あるいは多価のアルコール類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルシクロプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;スワジールシリーズ(丸善石油化学社製)、ソルベッソシリーズ(エクソン・ケミカル社製)等の石油系芳香族系混合溶媒;セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類;プロピレングリコールメチルエーテル等のプロピレングリコールアルキルエーテル類;ジプロピレングリコールメチルエーテル等のポリプロピレングリコールアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロゾルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類;ジアルキルグリコールエーテル類等を用いることができる。
これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
メタクリル酸エステル系モノマーのリビングラジカル重合は、窒素等の不活性ガス雰囲気下、メタクリル酸エステル系モノマー、ヨウ素、開始剤、触媒及び溶媒を含む反応系内において、好ましくは50℃以上で行われ、より好ましくは60℃以上で行われる。また、好ましくは90℃以下で行われ、より好ましくは80℃以下で行われる。
ここで、反応温度が上記下限以上であるとリビングラジカル重合反応が十分に進行し、上記上限以下であると所望のリビングラジカル重合ではない、メタクリル酸エステル系モノマーの熱による重合を抑制できる。
上記のリビングラジカル重合に引き続いて、反応系にアクリル酸エステル系モノマーを混合して反応させることにより、メタクリル酸エステル系ポリマーの片末端又は両末端にアクリル酸エステル系モノマーに由来する構造単位を介してヨウ素が結合した本発明のヨウ素末端ポリマーを得ることができる。
ここで、反応温度が上記下限以上であるとアクリル酸エステル系モノマーを十分に反応させることができ、上記上限以下であるとアクリル酸エステル系モノマーのリビングラジカル重合反応を制御することができ、メタクリル酸エステル系ポリマーの片末端又は両末端にアクリル酸エステル系モノマーに由来する構造単位を介してヨウ素が結合した本発明のヨウ素末端ポリマーを得ることが可能となる。
従って、上記のような、アクリル酸エステル系モノマーのリビングラジカル重合反応は進行し得ない温度を選択して反応を行うことにより本発明のヨウ素末端ポリマーを製造することができる。
本発明のブロックコポリマーは、メタクリル酸エステル系重合体ブロックと(メタ)アクリル酸エステル系重合体ブロックとを有し、これらの重合体ブロックがアクリル酸エステル系モノマーに由来する構造単位を介して結合した構造を有するものである。このブロックコポリマーのメタクリル酸エステル系重合体ブロックは、好ましくは、前述のメタクリル酸エステル(I)に由来する構造単位で構成される。また、メタクリル酸エステル系重合体ブロックと(メタ)アクリル酸エステル系重合体ブロックとを連結するアクリル酸エステル系モノマーに由来する構造単位は、好ましくは前述のアクリル酸エステル(II)に由来する構造単位である。
なお、ブロックコポリマーの重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
本発明のブロックコポリマーは、通常、本発明のブロックコポリマーの製造方法に従って、前述の本発明のヨウ素末端ポリマーの製造方法に従って製造した本発明のヨウ素末端ポリマーに、更に(メタ)アクリル酸エステル系モノマーをリビングラジカル重合させることにより製造される。ただし、本発明のブロックコポリマーは、前述の本発明のブロックコポリマーの構造が得られる方法であれば、その製造方法は特に限定されない。
このとき、本発明のヨウ素末端ポリマー自体が開始剤として機能するため、更なる開始剤を必須に用いることなく重合を開始させることができる。
溶媒及び触媒としては前述のリビングラジカル重合反応に用いる溶媒及び触媒と同様のものを用いることができ、溶媒の使用量は、ヨウ素末端ポリマーと添加する(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの重量の合計1重量部に対して0.1〜10重量部、さらには0.3〜2重量部程度とすることが好ましいが、特に溶媒を使用しなくてもよい場合もある。触媒の使用量については、前述のリビングラジカル重合反応時より若干多めに例えば、ヨウ素末端ポリマーの末端(C−I結合)のモル数に対して0.1〜20モル当量、さらには1〜10モル当量、特には2〜7モル当量程度とすることが好ましい。なお、上記ヨウ素末端ポリマーの末端(C−I結合)のモル数は、ヨウ素末端ポリマーの仕込み量を、その数平均分子量で除したものとする。
なお、このようにして連続して反応を行う場合、後段の(メタ)アクリル酸エステルモノマーの添加時の触媒量は若干多めに例えば、ヨウ素末端ポリマーの末端(C−I結合)のモル数に対して0.1〜20モル当量、さらには1〜10モル当量、特には2〜7モル当量程度とすることが好ましい。
本発明のヨウ素末端ポリマー及びブロックコポリマーは、自動車材料、工業用品、医療材料、履物、スポーツ用品、玩具、電線被覆材、建設・土木資材、樹脂改質などに用いられる熱可塑性エラストマー、レジスト、有機電界発光素子、接着剤、ポリマーアロイ、各種フィラー添加剤、潤滑剤、界面活性剤、塗料、インク、包装材、薬剤、化粧品、整髪料、シーリング剤、可塑剤、タッキファイヤー、コート剤などの原材料として工業的に極めて有用である。特に以下に説明する硬化性樹脂組成物とすることにより、コート剤として特に有用に用いることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、本発明のヨウ素末端ポリマー及び/又はブロックポリマーと、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート(ただし、本発明のヨウ素末端ポリマー及び/又は本発明のブロックポリマーに該当するものを除く。)とを含むものである。
分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートは、モノマーであってもよく、オリゴマーであってもよく、モノマーとオリゴマーの混合物であってもよい。分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートのうち、モノマーとしては、多官能性モノマー、例えば多価アルコールと(メタ)アクリレートとの脱アルコール反応物などを用いることができる。オリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーや上記の本発明のブロックポリマーの低分子量物などが挙げられる。これらの中でも得られる硬化物の硬度が高い又は硬化性が良好な点から、多官能性モノマー、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーが好ましく、特に多官能(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、更に、平均一次粒子径が3〜500nmのシリカ粒子を含有することが好ましい。
一方、平均一次粒子径が上記範囲であるシリカ粒子の硬化性樹脂組成物の塗液中での運動は、重力による沈降よりも熱拡散が支配するため、シリカ粒子は硬化性樹脂組成物の塗液中に安定に分散可能となり、さらに硬化物(例えばハードコート層)を形成した際に効果的に表面に存在するようになる。また、シリカ粒子の平均一次粒子径が小さいほど、硬化性樹脂組成物の光学特性が良好になる傾向がある。
[平均一次粒子径(nm)]=6,000/〔[比表面積(m2/g)]×[密度(g/cm3)]〕
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化性の観点から重合開始剤を含有することが好ましい。重合開始剤は、本発明の硬化性樹脂組成物中の前記本発明のヨウ素末端ポリマー、ブロックポリマー及び前記分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートとの合計100重量部に対して、通常0.01重量部以上、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは1重量部以上、また、通常20重量部以下、好ましくは10重量部以下加えることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、前述のヨウ素末端ポリマー、ブロックポリマー、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート、シリカ粒子、及び重合開始剤以外の他の成分を含有していてもよい。本発明の硬化性樹脂組成物が含有し得る他の成分としては、各成分を均一に混合するための溶媒や、帯電防止剤、可塑剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの各種の常用の添加剤などが挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物の調製方法は特に限定されず、例えば、本発明のヨウ素末端ポリマー及び/又はブロックポリマー、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート、並びに必要に応じて更に前述のシリカ粒子、溶媒、重合開始剤、添加剤などと併せて混合することにより調製することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物の用途は特に限定されるものではないが、本発明の硬化性樹脂組成物は、以下に記載するハードコート層形成のためのコート剤(本発明のコート剤)として工業的に有用である。
本発明の硬化性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射して硬化させることにより、本発明の硬化物を得ることができる。特に、本発明の硬化性樹脂組成物を基材の上などに塗布して硬化させることにより、本発明の硬化性樹脂組成物よりなる硬化層(ハードコート層)を基材上に形成してなる本発明の積層体とすることができる。また、このように、本発明の硬化性樹脂組成物を基材の上などに塗布し、フィルム状に硬化させることで、ハードコートフィルム(ハードコート層)を得ることができる。また、基材として他の樹脂フィルム上に本発明の硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させてハードコート層を形成することで、他の樹脂フィルム上にハードコート層を積層してなるフィルム積層体が得られる。
本発明の硬化性樹脂組成物により基材フィルム上にハードコート層を形成してなるフィルム積層体は、各種の用途に適用されるが、各種の光学用途にて用いられる光学フィルムとして好適に使用される。光学フィルムとしての使用において、本発明に係るフィルム積層体には必要に応じて特殊な処理が施されて光学的機能(光透過、光拡散、集光、屈折、散乱、ヘーズ(HAZE)等の諸機能)が付与される。光学フィルムとしての用途において、本発明に係るフィルム積層体は単独で、又は数種の光学フィルムをコーティング剤、又は接着剤で多層に積層して光学素子用積層体として使用される。本発明のフィルム積層体が適用される光学フィルムとしては、例えば、ハードコートフィルム、帯電防止コートフィルム、防眩コートフィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、楕円偏光フィルム、反射防止フィルム、光拡散フィルム、輝度向上フィルム、プリズムフィルム(プリズムシートともいう)、導光フィルム(導光板ともいう)等が挙げられる。このような光学フィルムは、液晶表示装置、PDPモジュール、タッチパネルモジュール、有機ELモジュール等に用いられる。
MALDI(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization:マトリックス支援レーザー脱離イオン化法)−TOF(Time Of Flight:飛行時間型)法(Bruker社製「Autoflex III」を使用)、励起レーザー強度:出力60%)でポリマーの分子量を測定し、下記式(III)に適合する分子量が確認されるか否かで末端構造を同定した。
MIN+(MM1×N1+MM2×N2+・・・)+MA+MI+MH
又は
MIN+(MM1×N1+MM2×N2+・・・)+MA+MI+MNa
…(III)
MIN:開始剤乖離後の分子量(=開始剤の分子量の1/2)
MM1、MM2・・・:主幹ポリマーを構成するモノマーの分子量
(M1、M2・・・は異なるモノマーを表す。)
N:自然数
MA:末端側のアクリル酸エステルの分子量
MI:ヨウ素原子の原子量(=126.90)
MH:水素原子の原子量(=1.01)
MNa:ナトリウム原子の原子量(22.99)
154.21+100.12×N+142.20+126.90+1.01
又は
154.21+100.12×N+142.20+126.90+22.99
○:上記(III)式に適合する分子量が確認され、所望の末端構造が存在する。
×:上記(III)式に適合する分子量が確認されず、所望の末端構造は存在しない。
GPC測定法により以下の条件にて、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定した。
機器:島津製作所製「RID−10A/CBM−20A/DGU−20A3,
LC−20AD/DPD−M20A/CTO−20A」
カラム:東ソー社製「TSKgel superHM−N」
検出器:示差屈折率検出器(RI検出器/内蔵)
溶媒:クロロホルム
温度:40℃
流速:0.3mL/分
注入量:20μL
濃度:0.1重量%
較正試料:単分散ポリスチレン
較正法:ポリスチレン
得られたポリマー10mgをクロロホルム3mLに溶解した溶液を10mLサンプル瓶に入れ、室温で蛍光灯の下に静置したもの(明条件)と、遮光して静置したもの(暗条件)のそれぞれについて、経時で目視にて観察し、以下の通り評価した。
○:着色なし
△:薄い紫色に着色
×:濃い紫色に着色
撹拌機、還流冷却管、及び温度計を取り付けた反応器に、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製「V−70」)2.8重量部、ヨウ素1.5重量部、及びアニソール120重量部を仕込み、溶液が均一になるまで攪拌した。系内を遮光し窒素置換後、65℃まで昇温し、0.5時間攪拌した。続いてメチルメタクリレート(MMA)120重量部、及びテトラブチルアンモニウムヨージド(Bu4NI)4.4重量部を添加し、70℃で6時間攪拌した。さらにn−ブチルアクリレート(BA)120重量部を添加し、70℃で3時間攪拌した。その後、室温まで冷却後、遮光下において、メタノールへの沈殿精製により白色粉末としてヨウ素末端ポリマー(P−1)を得た。
得られたポリマーの末端構造と分子量を上記(1)、(2)の通り評価した。その結果を表−1に示す。
n−ブチルアクリレートのかわりに、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)を用いた以外は、実施例1−1のヨウ素末端ポリマー(P−1)と同様に合成し、ヨウ素末端ポリマー(P−2)を得た。
得られたポリマーの末端構造を上記(1)の通り評価した。その結果を表−1に示す。
n−ブチルアクリレートのかわりに、2−ヒドロキシエチルアクレート(HEA)を用いた以外は、実施例1−1のヨウ素末端ポリマー(P−1)と同様に合成し、ヨウ素末端ポリマー(P−3)を得た。
得られたポリマーの末端構造を上記(I)の通り評価した。その結果を表−1に示す。
撹拌機、還流冷却管、及び温度計を取り付けた反応器に、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製「V−70」)2.8重量部、ヨウ素1.5重量部、及びアニソール120重量部を仕込み、溶液が均一になるまで攪拌した。系内を遮光し窒素置換後、65℃まで昇温し、0.5時間攪拌した。続いてメチルメタクリレート(MMA)120重量部、及びテトラブチルアンモニウムヨージド(Bu4NI)4.4重量部を添加し、70℃で6時間攪拌した。その後、室温まで冷却後、遮光下において、メタノールへの沈殿精製により、白色粉末としてポリマー(P−4)を得た。
得られたポリマーの末端構造と分子量を上記(1)、(2)の通り評価した。その結果を表−1に示す。
n−ブチルアクリレートのかわりに、アクリル酸(AA)を用いた以外は、実施例1のヨウ素末端ポリマー(P−1)と同様に合成し、ポリマー(P−5)を得た。
得られたポリマーの末端構造を上記(1)の通り評価した。その結果を表−1に示す。
実施例1−1で得られたヨウ素末端ポリマー(P−1)と比較例1−1で得られたポリマー(P−4)について、上記(3)の通り光安定性を評価した。その結果を表−2に示す。
撹拌機、還流冷却管、及び温度計を取り付けた反応器に、実施例1−1で得られたヨウ素末端ポリマー(P−1)40重量部とアニソール200重量部を仕込み溶液が均一になるまで攪拌した。次に系内を遮光し、ここへテトラブチルアンモニウムヨージド(Bu4NI)11.4重量部、及びn−ブチルアクリレート(BA)200重量部を添加した後、系内を窒素置換後、110℃まで昇温し、8時間攪拌した。その後、室温まで冷却後、メタノールへの沈殿精製により白色粉末としてポリマー(P−6)を得た。
上記(2)により評価した結果、得られたポリマー(P−6)の分子量は、Mn=6,400、Mw=7,000(Mw/Mn=1.1)であり、ヨウ素末端ポリマー(P−1)の分子量に比べ増加しており、これはヨウ素末端ポリマー(P−1)が高分子開始剤として作用し、末端ヨウ素を起点としてn−ブチルアクリレートのリビングラジカル重合が進行し、ポリマー(P−6)がブロックコポリマーとして得られたことを表している。
ヨウ素末端ポリマー(P−1)のかわりに、ポリマー(P−4)を用いた以外は同様に合成し、白色粉末としてポリマー(P−7)を得た。
上記(2)により評価した結果、得られたポリマー(P−7)の分子量は、Mn=5,300、Mw=5,800(Mw/Mn=1.1)であり、ポリマー(P−4)と比べ変化しなかった。このことは、末端にヨウ素が存在しないポリマー(P−4)では、ポリマー(P−4)を高分子開始剤として用いてもブロックコポリマーが得られないことを表している。
Claims (7)
- 下記式(I)で表される化合物に由来する構造単位を含むメタクリル酸エステル系ポリマーの少なくとも一つの末端に、下記式(II)で表されるアクリル酸エステル系モノマーに由来する1単位の構造単位を介してヨウ素原子が結合した構造を有するヨウ素末端ポリマー。
CH2=C(CH3)−C(O)O−R1 (I)
(上記式(I)中、R1は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコシキシリル基を有していてもよい。)
CH2=CH−C(O)O−R2 (II)
(上記式(II)中、R2は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。) - 数平均分子量が800〜150,000である、請求項1に記載のヨウ素末端ポリマー。
- 分子量分布(Mw/Mn)が2.0以下である、請求項1又は2に記載のヨウ素末端ポリマー。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のヨウ素末端ポリマーの製造方法であって、ヨウ素の存在下、メタクリル酸エステル系モノマーを重合し、次いで、アクリル酸エステル系モノマーを反応させる、ヨウ素末端ポリマーの製造方法。
- メタクリル酸エステル系モノマーの重合を50〜90℃で行う、請求項4に記載のヨウ素末端ポリマーの製造方法。
- メタクリル酸エステル系ポリマーに、アクリル酸エステル系モノマーを50〜90℃で反応させる、請求項4又は5に記載のヨウ素末端ポリマーの製造方法。
- 下記式(I)で表される化合物に由来する構造単位を含むメタクリル酸エステル系重合体ブロックと(メタ)アクリル酸エステル系重合体ブロックとを有し、これらの重合体ブロックが下記式(II)で表されるアクリル酸エステル系モノマーに由来する1単位の構造単位を介して結合した構造を有するブロックコポリマーの製造方法であって、ヨウ素の存在下、メタクリル酸エステル系モノマーを重合し、次いで、アクリル酸エステル系モノマーを反応させることによりヨウ素末端ポリマーを製造し、該ヨウ素末端ポリマーに(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを90℃以上130℃以下の温度で重合させる、ブロックコポリマーの製造方法。
CH2=C(CH3)−C(O)O−R1 (I)
(上記式(I)中、R1は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコシキシリル基を有していてもよい。)
CH2=CH−C(O)O−R2 (II)
(上記式(II)中、R2は、炭素数1〜22のアルキル基、又はアルキレン鎖の炭素数が2〜18であるポリアルキレングリコール鎖を有する置換基を表し、該アルキル基又はポリアルキレングリコール鎖を有する置換基は、置換基としてフェニル基、ベンジル基、エポキシ基、水酸基、ジアルキルアミノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基、又はトリアルコキシシリル基を有していてもよい。)
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