JP7478391B2 - Polar group-containing olefin copolymer - Google Patents
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
特許法第30条第2項適用 発行者名: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA 刊行物名: Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,12955-12959 発行年月日: 令和1年7月19日Subject to Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Publisher: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA Publication Name: Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 12955-12959 Issue date: July 19, 2019
本開示は、容易に分解されるオレフィン共重合体に関するものである。 This disclosure relates to an olefin copolymer that is easily decomposed.
ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂は、光、酸素、酸、アルカリなどに対して安定であるため各種の産業分野で汎用されている。しかし時には、安定性の高さが問題になる場合もある。例えばポリオレフィンが誤って自然環境に遺棄されると、自然分解を受けることなく半永久的にそこに残る。近年ではこれが「海洋プラスチック」と呼ばれて、生態系を損なう環境破壊であるという指摘が強くなっている。
分解しやすいポリマーとしては縮重合系のポリマー、たとえばポリ乳酸などのポリエステルがよく知られている。しかしながら、これらのポリマーは,ポリマー主鎖に炭素酸素結合などのヘテロ原子を有する構造であり、従来のポリオレフィンと同様の使い方が出来ない。
このため、ポリオレフィン樹脂を自然分解しやすくする研究が行われている(例えば、特許文献1、2)が、未だ十分な技術には至っていないのが実状である。
Polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene are widely used in various industrial fields because they are stable against light, oxygen, acids, and alkalis. However, sometimes their high stability can be a problem. For example, if polyolefins are accidentally dumped in the natural environment, they will remain there almost indefinitely without being naturally decomposed. In recent years, this has come to be called "marine plastic," and there has been growing criticism that it is an environmental disaster that damages the ecosystem.
Condensation polymerization polymers, such as polyesters such as polylactic acid, are well known as easily degradable polymers. However, these polymers have a structure containing heteroatoms such as carbon-oxygen bonds in the polymer backbone, and therefore cannot be used in the same way as conventional polyolefins.
For this reason, research has been conducted into how to make polyolefin resins more easily decomposable naturally (for example, Patent Documents 1 and 2). However, the reality is that no sufficient technology has yet been developed.
一方、主鎖に極性官能基を有するポリオレフィンとしては、α-オレフィンと一酸化炭素による共重合から得られる共重合体が知られており、この場合、図6に示すように主鎖にカルボニル基が導入されたオレフィンとの共重合体が得られている(例えば、特許文献3、4)。
一方で、極性基含有オレフィン共重合体としては,エチレンとアクリル酸エステルなどに代表されるビニルケトンを極性官能基として有する共重合体があるが、この場合は図7に示すように極性官能基がポリマー鎖の側鎖に導入されている(特許文献5)。
On the other hand, as polyolefins having a polar functional group in the main chain, copolymers obtained by copolymerization of α-olefins with carbon monoxide are known. In this case, copolymers with olefins having a carbonyl group introduced in the main chain are obtained as shown in FIG. 6 (for example, Patent Documents 3 and 4).
On the other hand, polar group-containing olefin copolymers include copolymers having ethylene and vinyl ketones, such as acrylic esters, as polar functional groups, in which the polar functional groups are introduced into the side chains of the polymer chains, as shown in FIG. 7 (Patent Document 5).
本願は、従来のポリオレフィン樹脂に近い構造を持ちながら、光照射等の特定の条件下で容易に分解できる極性基含有オレフィン共重合体、及び当該オレフィン共重合体を用いた樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present application aims to provide a polar group-containing olefin copolymer that has a structure similar to that of conventional polyolefin resins but can be easily decomposed under specific conditions such as light irradiation, and a resin composition using the olefin copolymer.
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、エチレン及び炭素数3~20のオレフィンからなる群より選ばれる1種以上のモノマーに由来する構造単位(A)と、
下記一般式(I)で表される構造単位(B)と、
を含むことを特徴とする。
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure comprises a structural unit (A) derived from one or more monomers selected from the group consisting of ethylene and olefins having 3 to 20 carbon atoms;
A structural unit (B) represented by the following general formula (I),
The present invention is characterized by comprising:
本開示の極性基含有オレフィン共重合体においては、前記一般式(I)で表される構造単位(B)が、下記一般式(1)で表される極性基含有モノマーからなる群より選ばれる1種以上のモノマーに由来するものであることが、共重合体の製造効率の点から好ましい。 In the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure, it is preferable from the viewpoint of the production efficiency of the copolymer that the structural unit (B) represented by the general formula (I) is derived from one or more monomers selected from the group consisting of polar group-containing monomers represented by the following general formula (1).
本開示の極性基含有オレフィン共重合体においては、さらに、下記一般式(2)で表される極性基含有モノマー(c-1)及び下記一般式(3)で表される極性基含有モノマー(c-2)からなる群より選ばれる1種以上のモノマーに由来する構造単位(C)を含むものであってもよい。 The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may further contain structural units (C) derived from one or more monomers selected from the group consisting of polar group-containing monomers (c-1) represented by the following general formula (2) and polar group-containing monomers (c-2) represented by the following general formula (3):
本開示の極性基含有オレフィン共重合体においては、前記構造単位(A)が、エチレンに由来する構造単位であることが、重合体の製造効率の点から好ましい。 In the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure, it is preferable that the structural unit (A) is a structural unit derived from ethylene from the viewpoint of polymer production efficiency.
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、易分解用樹脂材料であってよい。
また、本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、光分解用樹脂材料であってよい。
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may be an easily decomposable resin material.
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may be a photodegradable resin material.
本開示の樹脂組成物は、前記本開示の極性基含有オレフィン共重合体を含むことを特徴とする。 The resin composition of the present disclosure is characterized by containing the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure.
本開示によれば、従来のポリオレフィン樹脂に近い構造を持ちながら、光照射等の特定の条件下で容易に分解できる極性基含有オレフィン共重合体、及び当該オレフィン共重合体を用いた樹脂組成物を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a polar group-containing olefin copolymer that has a structure similar to that of conventional polyolefin resins, but can be easily decomposed under specific conditions such as light irradiation, and a resin composition using the olefin copolymer.
以下、本開示の極性基含有オレフィン共重合体について、項目毎に詳細に説明する。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸の各々を示し、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及びメタクリロイルの各々を示す。また、本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。 Hereinafter, the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure will be described in detail for each item. In this specification, "(meth)acrylic acid" refers to each of acrylic acid and methacrylic acid, and "(meth)acryloyl" refers to each of acryloyl and methacryloyl. In addition, in this specification, "to" indicating a numerical range is used to mean that the numerical values written before and after it are included as the lower limit and upper limit.
I.極性基含有オレフィン共重合体
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、エチレン及び炭素数3~20のオレフィンからなる群より選ばれる1種以上のモノマーに由来する構造単位(A)と、
下記一般式(I)で表される構造単位(B)と、を含むことを特徴とする。
I. Polar Group-Containing Olefin Copolymer The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure comprises a structural unit (A) derived from one or more monomers selected from the group consisting of ethylene and olefins having 3 to 20 carbon atoms;
and a structural unit (B) represented by the following general formula (I):
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、図1に示すように、構造単位(B)として、2つの芳香族基で置換されているアルケンとケトンの共役系を構成する不飽和結合構造であるエノン構造を、ポリマーの主鎖に有する極性基含有オレフィン共重合体であるため、従来のポリオレフィン樹脂に近い構造を持ちながら、光照射等の特定の条件下で容易に分解できる。
不飽和結合の両端を芳香族基(芳香族炭化水素基若しくは芳香族複素環基)で置換されているエノン構造は、紫外線を含む光に高い反応性を有するため、本開示の極性基含有オレフィン共重合体は紫外線を含む光照射に応答して自らを切断し分子量を下げることができると考えられる。
As shown in FIG. 1 , the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is a polar group-containing olefin copolymer having, as the structural unit (B), an enone structure, which is an unsaturated bond structure constituting a conjugated system of an alkene and a ketone substituted with two aromatic groups, in the main chain of the polymer. Therefore, while having a structure similar to that of conventional polyolefin resins, it can be easily decomposed under specific conditions such as light irradiation.
An enone structure in which both ends of an unsaturated bond are substituted with aromatic groups (aromatic hydrocarbon groups or aromatic heterocyclic groups) has high reactivity to light including ultraviolet light, and therefore it is believed that the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure can cleave itself and reduce the molecular weight in response to irradiation with light including ultraviolet light.
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、主鎖に構造単位として導入された特定のエノン構造が、紫外線を含む光に応答して自ら切断されることから、人工的にあるいは自然界の作用により容易に分解でき、分解性樹脂として利用することが可能である。
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、自らが、易分解用樹脂材料であり、光分解用樹脂材料である。さらに、本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、他の材料と混合した樹脂組成物に対して自らが分解して分解性を付与する、分解性付与剤、乃至、崩壊剤としても機能し得るものである。
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、主としてリサイクル分野で有望な機能性素材になり得ることが期待できる。また、本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、天然の太陽光中の紫外線でも分解し得ると期待されることから、環境プラスチック問題、海洋プラスチック問題への対策のひとつになり得ることが期待できる。
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure can be easily decomposed artificially or by natural actions because a specific enone structure introduced as a structural unit into the main chain is cleaved by itself in response to light including ultraviolet light, and therefore the copolymer can be used as a decomposable resin.
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is itself an easily decomposable resin material and a photodecomposable resin material. Furthermore, the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure can also function as a decomposability imparting agent or a disintegrating agent that imparts decomposability to a resin composition mixed with other materials by decomposing itself.
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is expected to be a promising functional material, mainly in the recycling field. In addition, since the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is expected to be decomposed by ultraviolet light in natural sunlight, it is expected to be one of the measures to address environmental plastic problems and marine plastic problems.
(1)構造単位(A)
構造単位(A)は、エチレン及び炭素数3~20のオレフィンからなる群より選ばれる1種以上のモノマー(A)に由来する構造単位である。
本開示に用いられるモノマー(A)は、エチレン及び炭素数3~20のオレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。炭素数3~20のオレフィンは、鎖状オレフィンであっても環状オレフィンであっても良く、炭素数3~20のα-オレフィン及び炭素数4~20の環状オレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
本開示に用いられる炭素数3~20のα-オレフィンは、構造式:CH2=CHR18で表される炭素数3~20のα-オレフィン(R18は炭素数1~18の炭化水素基であり、直鎖構造であっても分岐を有していてもよい)、より好ましくは、炭素数3~12のα-オレフィンである。
また、炭素数4~20の環状オレフィンは、例えば、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン等が挙げられる。
モノマー(A)の具体例としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、及びノルボルネン等が挙げられる。モノマー(A)としては、重合体の製造効率の点から、中でも、エチレン、プロピレン、1-ブテン、及びノルボルネンからなる群より選択される1種以上であることが好ましく、更に、エチレンであることが好ましい。
また、構造単位(A)は、1種単独であってもよいし、2種以上であっても良い。
(1) Structural unit (A)
The structural unit (A) is a structural unit derived from one or more monomers (A) selected from the group consisting of ethylene and olefins having 3 to 20 carbon atoms.
The monomer (A) used in the present disclosure is at least one selected from the group consisting of ethylene and olefins having 3 to 20 carbon atoms. The olefins having 3 to 20 carbon atoms may be linear olefins or cyclic olefins, and examples thereof include at least one selected from the group consisting of α-olefins having 3 to 20 carbon atoms and cyclic olefins having 4 to 20 carbon atoms.
The α-olefin having 3 to 20 carbon atoms used in the present disclosure is an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms represented by the structural formula CH 2 ═CHR 18 (R 18 is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, which may have a linear structure or may be branched), and more preferably an α-olefin having 3 to 12 carbon atoms.
Examples of the cyclic olefin having 4 to 20 carbon atoms include cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, and norbornene.
Specific examples of the monomer (A) include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, and norbornene, etc. From the viewpoint of the production efficiency of the polymer, the monomer (A) is preferably at least one selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, and norbornene, and more preferably ethylene.
The structural unit (A) may be of one type alone or of two or more types.
二種の組み合わせとしては、エチレン-プロピレン、エチレン-1-ブテン、エチレン-1-ヘキセン、エチレン-1-オクテン、プロピレン-1-ブテン、プロピレン-1-ヘキセン、プロピレン-1-オクテン、エチレン-ノルボルネンなどに由来する構造単位が挙げられる。
三種の組み合わせとしては、エチレン-プロピレン-1-ブテン、エチレン-プロピレン-1-ヘキセン、エチレン-プロピレン-1-オクテン、プロピレン-1-ブテン-ヘキセン、プロピレン-1-ブテン-1-オクテンに由来する構造単位などが挙げられる。
Examples of combinations of the two types include structural units derived from ethylene-propylene, ethylene-1-butene, ethylene-1-hexene, ethylene-1-octene, propylene-1-butene, propylene-1-hexene, propylene-1-octene, and ethylene-norbornene.
Examples of combinations of the three types include structural units derived from ethylene-propylene-1-butene, ethylene-propylene-1-hexene, ethylene-propylene-1-octene, propylene-1-butene-hexene, and propylene-1-butene-1-octene.
本開示においては、構造単位(A)に用いられるモノマー(A)としては、好ましくは、エチレンを必須で含み、必要に応じて1種以上の炭素数3~20のα-オレフィンをさらに含んでも良い。
モノマー(A)中のエチレンは、モノマー(A)全体100mol%に対して、65~100mol%であってもよく、70~100mol%であってもよい。
In the present disclosure, the monomer (A) used in the structural unit (A) preferably contains ethylene as an essential component and may further contain one or more α-olefins having 3 to 20 carbon atoms as necessary.
The amount of ethylene in the monomer (A) may be 65 to 100 mol % or 70 to 100 mol % relative to 100 mol % of the total amount of the monomer (A).
(2)構造単位(B)
構造単位(B)は、下記一般式(I)で表される構造単位である。
(2) Structural unit (B)
The structural unit (B) is a structural unit represented by the following general formula (I).
一般式(I)中、炭素数6~30の芳香族炭化水素基としては、炭素数6~16の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数6~12の芳香族炭化水素基がより好ましい。
当該芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
In formula (I), the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms, and more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, and a fluorenyl group.
一般式(I)中、炭素数2~8の芳香族複素環基としては、炭素数2~6の芳香族複素環基が好ましく、炭素数2~5の芳香族複素環基がより好ましい。
当該複素環基の具体例としては、ピリジル基、フラニル基、チエニル基、オキサゾイル基、チアゾリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基等が挙げられる。
In formula (I), the aromatic heterocyclic group having 2 to 8 carbon atoms is preferably an aromatic heterocyclic group having 2 to 6 carbon atoms, and more preferably an aromatic heterocyclic group having 2 to 5 carbon atoms.
Specific examples of the heterocyclic group include a pyridyl group, a furanyl group, a thienyl group, an oxazoyl group, a thiazolyl group, an imidazolyl group, and a pyrimidyl group.
一般式(I)中、前記芳香族炭化水素基または前記芳香族複素環基は、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子、及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む官能基及び脂肪族炭化水素基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基で置換されていても良い。 In general formula (I), the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a functional group containing at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a halogen atom, and a nitrogen atom, and an aliphatic hydrocarbon group.
一般式(I)中、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 In general formula (I), examples of halogen atoms include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.
酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む官能基としては、例えば、水酸基、ホルミル基、エポキシ基、炭素数1~30のエステル基、炭素数1~30のアシルオキシ基、炭素数1~30のアシル基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数1~30のアルキルチオ基、炭素数6~30のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミド基、炭素数1~30のスルホニル基、炭素数1~30のスルホキシド基、炭素数1~30のスルホン酸エステル基等が挙げられる。 Examples of functional groups containing at least one selected from the group consisting of oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms include hydroxyl groups, formyl groups, epoxy groups, ester groups having 1 to 30 carbon atoms, acyloxy groups having 1 to 30 carbon atoms, acyl groups having 1 to 30 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms, aryloxy groups having 6 to 30 carbon atoms, alkylthio groups having 1 to 30 carbon atoms, arylthio groups having 6 to 30 carbon atoms, cyano groups, nitro groups, amino groups which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, amide groups which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, sulfonyl groups having 1 to 30 carbon atoms, sulfoxide groups having 1 to 30 carbon atoms, and sulfonate ester groups having 1 to 30 carbon atoms.
前記炭素数1~30のエステル基は、-COORaで示される1価の基であり、ここでRaは、炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該エステル基における炭素数は、カルボニル基の炭素数は含まれず、前記Raにおける炭素数をいい、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Raにおける炭素数1~30の炭化水素基としては、例えば、直鎖、分岐、環状の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、及びこれらの組み合わせが挙げられ、例えば、下記炭素数1~30のアルキル基の例の他、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基、フェニル基、メチルフェニル基、n-プロピルフェニル基、i-プロピルフェニル基、n-ブチルフェニル基、i-ブチルフェニル基、s-ブチルフェニル基、t-ブチルフェニル基、n-ヘキシルフェニル基、トリメチルフェニル基、ペンタメチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ジフェニルメチル基、トリフェニルメチル基等のアラルキル基等を好適に挙げることができる。
また、炭素数1~30のアルキル基としては、例えば、直鎖、分岐、環状のいずれであっても良く、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、1-ノニル基、1-デシル基、t-ブチル基、トリシクロヘキシルメチル基、イソプロピル基、1-ジメチルプロピル基、1,1,2-トリメチルプロピル基、1,1-ジエチルプロピル基、イソブチル基、1,1-ジメチルブチル基、2-ペンチル基、3-ペンチル基、2-ヘキシル基、3-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、2-ヘプチル基、3-ヘプチル基、4-ヘプチル基、2-プロピルヘプチル基、2-オクチル基、3-ノニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、ノルボルニル基、等を好適に挙げることができる。
当該炭化水素基は、更に置換基を有していても良く、当該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、エポキシ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、水酸基等が挙げられる。なお、置換基に含まれる炭素数は、前記炭素数に含まれないものとする。
前記Raにおける炭化水素基は、中でも炭素数1~8の炭化水素基であることが好ましく、炭素数1~6の炭化水素基であることがより好ましく、炭素数1~6の無置換の炭化水素基であることがより更に好ましい。
炭素数1~30のエステル基の具体例としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、t-ブトキシカルボニル基、シクロヘキシロキシカルボニル基、2-エチルヘキシロキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等を好適に挙げることができる。
The ester group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -COORa, where R a represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the ester group does not include the number of carbon atoms in the carbonyl group and refers to the number of carbon atoms in R a , with the lower limit being 1 or more and optionally 2 or more, and the upper limit being 30 or less, and optionally 20 or less, or optionally 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for R a include linear, branched, and cyclic saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, and combinations thereof. Preferred examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms include, in addition to the examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms described below, alkenyl groups such as ethenyl, propenyl, butenyl, and pentenyl groups, aryl groups such as phenyl, methylphenyl, n-propylphenyl, i-propylphenyl, n-butylphenyl, i-butylphenyl, s-butylphenyl, t-butylphenyl, n-hexylphenyl, trimethylphenyl, pentamethylphenyl, biphenyl, naphthyl, anthracenyl, fluorenyl, and tolyl groups, and aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, phenylpropyl, naphthylmethyl, diphenylmethyl, and triphenylmethyl groups.
The alkyl group having 1 to 30 carbon atoms may be, for example, linear, branched, or cyclic, and includes, for example, a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 1-butyl group, a 1-pentyl group, a 1-hexyl group, a 1-heptyl group, a 1-octyl group, a 1-nonyl group, a 1-decyl group, a t-butyl group, a tricyclohexylmethyl group, an isopropyl group, a 1-dimethylpropyl group, a 1,1,2-trimethylpropyl group, a 1,1-diethylpropyl group, an isobutyl group, a 1,1-dimethylbutyl group, a 2-pentyl group, Preferred examples of the aryl group include aryl, aryl and aryl groups, such as aryl, ...
The hydrocarbon group may further have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom, an epoxy group, an amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, a hydroxyl group, etc. The number of carbon atoms contained in the substituent is not included in the above carbon number.
The hydrocarbon group for R a is preferably a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably an unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
Suitable specific examples of the ester group having 1 to 30 carbon atoms include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a t-butoxycarbonyl group, a cyclohexyloxycarbonyl group, a 2-ethylhexyloxycarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group, and a phenoxycarbonyl group.
前記炭素数1~30のアシルオキシ基は、-OCORbで示される1価の基であり、ここでRbは、炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該アシルオキシ基における炭素数は、カルボニル基の炭素数は含まれず、前記Rbにおける炭素数をいい、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
炭素数1~30の炭化水素基としては、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のアシルオキシ基の具体例としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等を好適に挙げることができる。
The acyloxy group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -OCOR b , where R b represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the acyloxy group does not include the number of carbon atoms in the carbonyl group, and refers to the number of carbon atoms in R b , with the lower limit being 1 or more and optionally 2 or more, and the upper limit being 30 or less, and optionally 20 or less, or optionally 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include the same as those mentioned above for R a .
Suitable specific examples of the acyloxy group having 1 to 30 carbon atoms include an acetyloxy group, a propionyloxy group, a (meth)acryloyloxy group, and a benzoyloxy group.
前記炭素数1~30のアシル基は、-CORcで表される示される1価の基であり、ここでRcは、炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該アシル基における炭素数は、カルボニル基の炭素数は含まれず、前記Rcにおける炭素数をいい、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rcにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のアシル基の具体例としては、アセチル基、プロピオニル基、(メタ)アクリロイル基、ベンゾイル基等を好適に挙げることができる。
The acyl group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -CORc , where Rc represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the acyl group does not include the number of carbon atoms in the carbonyl group, and refers to the number of carbon atoms in Rc , with the lower limit being 1 or more and optionally 2 or more, and the upper limit being 30 or less, and optionally 20 or less, or optionally 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for R c include the same as those for R a .
Suitable specific examples of the acyl group having 1 to 30 carbon atoms include an acetyl group, a propionyl group, a (meth)acryloyl group, and a benzoyl group.
前記炭素数1~30のアルコキシ基は、-ORdで示される1価の基であり、ここでRdは、炭素数1~30のアルキル基又は炭素数7~30のアラルキル基を示す。当該アルコキシ基における炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rdにおける炭素数1~30のアルキル基及び炭素数7~30のアラルキル基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のアルコキシ基の具体例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基,i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペントキシ基、n-ヘキソキシ基、シクロプロポキシ基、シクロペントキシ基、シクロヘキシロキシ基、n-オクトキシ基、n-デトキシ基、ベンジルオキシ基等を好適に挙げることができる。
また、炭素数6~30のアリールオキシ基は、-ORd’で示される1価の基であり、ここでRd’は、炭素数6~30のアリール基を示す。当該アリール基における炭素数は、下限値が6以上であればよく、8以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、12以下であってもよい。
Rd’における炭素数6~30のアリール基は、前記Raのうち、炭素数6~30のアリール基に相当するものを挙げることができる。
炭素数6~30のアリールオキシ基の具体例としては、例えば、フェノキシ基、メチルフェノキシ基、エチルフェノキシ基、ブチルフェノキシ基、ナフチルオキシ基、フルオレニルオキシ基、アントラセニルオキシ基等を挙げることができる。
The alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -ORd , where Rd represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the alkoxy group may be 1 or more, or may be 2 or more, and may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and the aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms for Rd include the same as those for R a .
Suitable specific examples of the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, an i-butoxy group, an s-butoxy group, a t-butoxy group, an n-pentoxy group, an n-hexoxy group, a cyclopropoxy group, a cyclopentoxy group, a cyclohexyloxy group, an n-octoxy group, an n-deoxy group, and a benzyloxy group.
The aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -OR d' , where R d' represents an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. The lower limit of the number of carbon atoms in the aryl group may be 6 or more, or may be 8 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 12 or less.
Examples of the aryl group having 6 to 30 carbon atoms for R d' include those corresponding to the aryl groups having 6 to 30 carbon atoms for the above-mentioned R a .
Specific examples of the aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms include a phenoxy group, a methylphenoxy group, an ethylphenoxy group, a butylphenoxy group, a naphthyloxy group, a fluorenyloxy group, and an anthracenyloxy group.
前記炭素数1~30のアルキルチオ基は、-SReで示される1価の基であり、ここでReは、炭素数1~30のアルキル基又は炭素数7~30のアラルキル基を示す。当該アルキルチオ基における炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Reにおける炭素数1~30のアルキル基及び炭素数7~30のアラルキル基としては、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のアルキルチオ基の具体例としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ、ベンジルチオ基等を好適に挙げることができる。
また、炭素数6~30のアリールチオ基は、-SRe’で示される1価の基であり、ここでRe’は、炭素数6~30のアリール基を示す。当該アリール基における炭素数は、下限値が6以上であればよく、8以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、12以下であってもよい。
Re’における炭素数6~30のアリール基は、前記Raのうち、炭素数6~30のアリール基に相当するものを挙げることができる。
炭素数6~30のアリールチオ基の具体例としては、例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等を挙げることができる。
The alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -SR e , where R e represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms. The lower limit of the number of carbon atoms in the alkylthio group may be 1 or more, or may be 2 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and the aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms in R e include the same as those in R a .
Specific examples of the alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms include a methylthio group, an ethylthio group, a benzylthio group, and the like.
An arylthio group having 6 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -SR e' , where R e' represents an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. The lower limit of the number of carbon atoms in the aryl group may be 6 or more, or may be 8 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 12 or less.
Examples of the aryl group having 6 to 30 carbon atoms in R e′ include those corresponding to the aryl groups having 6 to 30 carbon atoms among the above-mentioned R a .
Specific examples of the arylthio group having 6 to 30 carbon atoms include a phenylthio group and a naphthylthio group.
前記炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基は、-N(Rf)Rgで示される1価の基であり、ここでRf及びRgはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該置換アミノ基に置換される炭化水素基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rf及びRgにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基の具体例としては、例えば、アミノ基(-NH2)、モノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モノイソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、モノフェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基等を好適に挙げることができる。
The amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -N( Rf ) Rg , where Rf and Rg each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group substituted with the substituted amino group may be 1 or more, or may be 2 or more, and may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in Rf and Rg include the same as those mentioned above for Ra .
Specific examples of the amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include, for example, an amino group (-NH 2 ), a monomethylamino group, a dimethylamino group, a monoethylamino group, a diethylamino group, a monoisopropylamino group, a diisopropylamino group, a monophenylamino group, and a diphenylamino group.
前記炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミド基は、-CONRhRiまたは-NRhCORiで示される1価の基であり、ここでRh及びRiはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該置換アミド基に置換される炭化水素基の炭素数は、カルボニル基の炭素数を含まず、前記Rh及びRiにおける炭素数をいい、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rh及びRiにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミド基の具体例としては、例えば、-CONH2、-CONH(CH3)、-CON(CH3)2、-CONH(C2H5)、-CON(C2H5)2、-CONH(i-C3H7)、-CON(i-C3H7)2、-CONH(Ph)、-CON(Ph)2、-NHCOCH3、-NHCOC2H5等を好適に挙げることができる。なお、本明細書において、Phはフェニル基を示す。
The amide group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -CONR h R i or -NR h COR i , where R h and R i each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group substituted with the substituted amide group does not include the number of carbon atoms in the carbonyl group, and refers to the number of carbon atoms in the R h and R i , with the lower limit being 1 or more and may be 2 or more, and the upper limit being 30 or less, may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in Rh and Ri include the same as those mentioned above for Ra .
Specific examples of the amide group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include, for example, -CONH 2 , -CONH(CH 3 ), -CON(CH 3 ) 2 , -CONH(C 2 H 5 ), -CON(C 2 H 5 ) 2 , -CONH(i-C 3 H 7 ), -CON(i-C 3 H 7 ) 2 , -CONH(Ph), -CON(Ph) 2 , -NHCOCH 3 , -NHCOC 2 H 5 , etc. In this specification, Ph represents a phenyl group.
前記炭素数1~30のスルホニル基は、-SO2Rjで示される1価の基であり、ここでRjは炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該スルホニル基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rjにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のスルホニル基の具体例としては、例えば、-SO2CH3、-SO2Ph等を好適に挙げることができる。
The sulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -SO 2 R j , where R j represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The lower limit of the number of carbon atoms in the sulfonyl group may be 1 or more, or may be 2 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for Rj include the same as those for R a .
Preferred specific examples of the sulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms include -SO2CH3 and -SO2Ph .
前記炭素数1~30のスルホキシド基は、-SORkで示される1価の基であり、ここでRkは炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該スルホキシド基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rkにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のスルホキシド基の具体例としては、例えば、-SOCH3、-SOPh等を好適に挙げることができる。
The sulfoxide group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -SORk , where Rk represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The lower limit of the number of carbon atoms in the sulfoxide group may be 1 or more, or may be 2 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for R k include the same as those for R a .
Specific examples of the sulfoxide group having 1 to 30 carbon atoms preferably include -SOCH 3 and -SOPh.
前記炭素数1~30のスルホン酸エステル基は、-OSO2Rlで示される1価の基であり、ここでRlは炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該スルホン酸エステル基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rlにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のスルホン酸エステル基の具体例としては、例えば、-SO3CH3、-SO3Ph等を好適に挙げることができる。
The sulfonate group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -OSO2R1 , where R1 represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The lower limit of the number of carbon atoms in the sulfonate group may be 1 or more, or may be 2 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in Rl include the same as those in R a .
Specific examples of the sulfonate group having 1 to 30 carbon atoms include, for example, --SO 3 CH 3 and --SO 3 Ph.
また、前記芳香族炭化水素基または前記芳香族複素環基に置換されていてもよい前記脂肪族炭化水素基としては、例えば、直鎖、分岐、環状の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。前記脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、1-ノニル基、1-デシル基、t-ブチル基、トリシクロヘキシルメチル基、イソプロピル基、1-ジメチルプロピル基、1,1,2-トリメチルプロピル基、1,1-ジエチルプロピル基、イソブチル基、1,1-ジメチルブチル基、2-ペンチル基、3-ペンチル基、2-ヘキシル基、3-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、2-ヘプチル基、3-ヘプチル基、4-ヘプチル基、2-プロピルヘプチル基、2-オクチル基、3-ノニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、ノルボルニル基等のアルキル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基が挙げられる。
前記脂肪族炭化水素基は、中でも炭素数1~8の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。
当該脂肪族炭化水素基は、更に芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、アラルキル基であってもよい。
当該脂肪族炭化水素基は、更に置換基を有していても良く、当該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、エポキシ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、水酸基等が挙げられる。なお、置換基に含まれる炭素数は、前記炭素数に含まれないものとする。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group which may be substituted with the aromatic hydrocarbon group or the aromatic heterocyclic group include linear, branched and cyclic saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, and combinations thereof. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include methyl, ethyl, 1-propyl, 1-butyl, 1-pentyl, 1-hexyl, 1-heptyl, 1-octyl, 1-nonyl, 1-decyl, t-butyl, tricyclohexylmethyl, isopropyl, 1-dimethylpropyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,1-diethylpropyl, isobutyl, 1,1-dimethylbutyl, 2-pentyl, 3-pentyl, 2-hexyl, 3-hexyl, 2-ethyl ... and alkyl groups such as butylhexyl group, 2-heptyl group, 3-heptyl group, 4-heptyl group, 2-propylheptyl group, 2-octyl group, 3-nonyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, methylcyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclododecyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, and norbornyl group; and alkenyl groups such as ethenyl group, propenyl group, butenyl group, and pentenyl group.
The aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
The aliphatic hydrocarbon group may be further substituted with an aromatic hydrocarbon group or an aralkyl group.
The aliphatic hydrocarbon group may further have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom, an epoxy group, an amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, a hydroxyl group, etc. The number of carbon atoms contained in the substituent is not included in the above carbon number.
一般式(I)中、RxおよびRyは、前述のように置換されていても良い芳香族炭化水素基または芳香族複素環基であるが、更に、-O-、-S-、-NRz(ここでRzは水素原子、炭素数1~6のアシル基又は炭素数1~6の脂肪族炭化水素基)-、脂肪族炭化水素基、若しくはこれらの組み合わせを介して互いに結合して7~10員環の環を形成していても良い。
Rzとしての炭素数1~6の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。Rzとしての炭素数1~6のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基等が挙げられる。
連結基としての脂肪族炭化水素基としては、2価のアルキレン基が挙げられ、炭素数1~4のアルキレン基が挙げられるが、炭素数1~2のアルキレン基であることが好ましい。
In general formula (I), R x and R y are aromatic hydrocarbon groups or aromatic heterocyclic groups which may be substituted as described above, and may further be bonded to each other via -O-, -S-, -NR z (wherein R z is a hydrogen atom, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms)-, an aliphatic hydrocarbon group, or a combination thereof to form a 7- to 10-membered ring.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms as Rz include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, etc. Examples of the acyl group having 1 to 6 carbon atoms as Rz include an acetyl group, a propionyl group, a butanoyl group, a pentanoyl group, a hexanoyl group, etc.
The aliphatic hydrocarbon group as the linking group may be a divalent alkylene group, such as an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 or 2 carbon atoms.
前記酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む官能基及び脂肪族炭化水素基からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基としては、中でも、共重合体の製造効率の点から、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、炭素数1~30のアルキルチオ基、炭素数6~30のアリールチオ基、及び脂肪族炭化水素基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ハロゲン原子、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、及び炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。 As the at least one substituent selected from the group consisting of functional groups containing at least one selected from the group consisting of oxygen atoms, sulfur atoms, halogen atoms, and nitrogen atoms, and aliphatic hydrocarbon groups, from the viewpoint of the production efficiency of the copolymer, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of hydroxyl groups, halogen atoms, alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms, aryloxy groups having 6 to 30 carbon atoms, amino groups which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, alkylthio groups having 1 to 30 carbon atoms, arylthio groups having 6 to 30 carbon atoms, and aliphatic hydrocarbon groups, and it is more preferable to use at least one selected from the group consisting of halogen atoms, alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms, aryloxy groups having 6 to 30 carbon atoms, and amino groups which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
RxおよびRyの置換基としては、中でも、紫外線を含む光分解性の観点から、紫外線を含む光分解性を強めたい場合にはエノン部位のLUMOを下げる効果のある電子求引性置換基を選ぶことが望ましい。ここで言う電子求引性置換基とは、ハメット則におけるハメット定数が水素原子と同じかそれ以上の正の値であることとする。ハメット定数の定義は、Chem. Rev.1991,91,165-195のF値であるとする。逆に紫外線を含む光分解性を弱めたい場合にはエノン部位のLUMOを上げる効果のある電子供与性置換基を選ぶことが望ましい。
電子求引性置換基の例としては、炭素数1~30のスルホニル基、炭素数1~30のスルホキシド基、炭素数1~30のスルホン酸エステル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、炭素数1~30のスルホニル基、炭素数1~30のスルホン酸エステル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、及びニトロ基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
As the substituents of R x and R y , it is preferable to select an electron-withdrawing substituent that has the effect of lowering the LUMO of the enone moiety, from the viewpoint of photodecomposition property including ultraviolet light, when it is desired to enhance photodecomposition property including ultraviolet light. The electron-withdrawing substituent referred to here is a substituent whose Hammett constant in Hammett's rule is a positive value equal to or greater than that of a hydrogen atom. The Hammett constant is defined as the F value in Chem. Rev. 1991, 91, 165-195. Conversely, when it is desired to weaken photodecomposition property including ultraviolet light, it is preferable to select an electron-donating substituent that has the effect of raising the LUMO of the enone moiety.
Examples of the electron-withdrawing substituent are preferably at least one selected from the group consisting of a sulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms, a sulfoxide group having 1 to 30 carbon atoms, a sulfonate group having 1 to 30 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, and a nitro group, and more preferably at least one selected from the group consisting of a sulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms, a sulfonate group having 1 to 30 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, and a nitro group.
前記一般式(I)で表される構造単位(B)は、下記一般式(1)で表される極性基含有モノマーからなる群より選ばれる1種以上のモノマー(B)に由来する構造単位であることが、前記構造単位(B)を1段階の重合反応で共重合体に導入することができるため、共重合体の製造効率の点から好ましい。前記一般式(1)で表される極性基含有モノマーは、重合反応の際に開環して重合体の主鎖に組み込まれて、前記構造単位(B)となる。 The structural unit (B) represented by the general formula (I) is preferably derived from one or more monomers (B) selected from the group consisting of polar group-containing monomers represented by the following general formula (1) in terms of the efficiency of copolymer production, since the structural unit (B) can be introduced into the copolymer in a single polymerization reaction. The polar group-containing monomer represented by the general formula (1) is ring-opened during the polymerization reaction and incorporated into the main chain of the polymer to become the structural unit (B).
一般式(1)中のRxおよびRyは、上述した一般式(I)中のRxおよびRyと同様である。
前記一般式(1)で表される極性基含有モノマーとしては、例えば、2,3-ジアリールシクロプロペン-1-オン、2,3-ジヘテロアリールシクロプロペン-1-オンが好適に用いられる。
2,3-ジアリールシクロプロペン-1-オン及び2,3-ジヘテロアリールシクロプロペン-1-オンの具体例としては、例えば、以下のような構造の化合物等が挙げられる。
Rx and Ry in the general formula (1) are the same as Rx and Ry in the general formula (I) described above.
As the polar group-containing monomer represented by the general formula (1), for example, 2,3-diarylcyclopropen-1-one and 2,3-diheteroarylcyclopropen-1-one are preferably used.
Specific examples of the 2,3-diarylcyclopropen-1-one and 2,3-diheteroarylcyclopropen-1-one include compounds having the following structures.
一般式(1)中のRxおよびRyが環構造を形成している化合物としては、例えば、以下のような構造の化合物等が挙げられる。 Examples of the compound in which R x and R y in general formula (1) form a ring structure include compounds having the following structures.
前記一般式(1)で表される極性基含有モノマーからなる群より選ばれる1種以上のモノマー(B)は、従来公知の製造方法を適宜組み合わせて製造することができる。例えば、各種アルキンとジクロロカルベン前駆体と水の反応による製法(J.Am.Chem.Soc. 1966, 88(3),504-509)、各種シクロプロペノンアセタールに求電子剤を作用させて置換基を導入する製法(Tetrahedron 1992, 48(11),2045-2057)、各種シクロブテンジオンを光で異性化して導く製法(J.Am.Chem.Soc. 1976, 98(12),3641-3644)、1,3-ジブロモ-2-プロパノン構造からの脱臭素によって三員環を閉じる製法(J.Am.Chem.Soc. 1965, 87(6),1326-1331)等が利用できる。
前記一般式(1)で表される極性基含有モノマーからなる群より選ばれる1種以上のモノマー(B)としては、市販品を用いても良い。
The one or more monomers (B) selected from the group consisting of polar group-containing monomers represented by the general formula (1) can be produced by an appropriate combination of conventionally known production methods. For example, a production method involving the reaction of various alkynes with a dichlorocarbene precursor and water (J. Am. Chem. Soc. 1966, 88(3), 504-509), a production method involving the reaction of various cyclopropenone acetals with an electrophile to introduce a substituent (Tetrahedron 1992, 48(11), 2045-2057), a production method involving the isomerization of various cyclobutenediones with light (J. Am. Chem. Soc. 1976, 98(12), 3641-3644), a production method involving the closure of a three-membered ring by debromination from a 1,3-dibromo-2-propanone structure (J. Am. Chem. Soc. 1965, 87(6), 1326-1331), and the like can be used.
As the one or more monomers (B) selected from the group consisting of polar group-containing monomers represented by the general formula (1), commercially available products may be used.
(3)構造単位(C)
構造単位(C)は、下記一般式(2)で表される極性基含有モノマー(c-1)、及び下記一般式(3)で表される極性基含有モノマー(c-2)からなる群より選ばれる1種以上のモノマー(C)に由来する構造単位である。
(3) Structural unit (C)
The structural unit (C) is a structural unit derived from one or more monomers (C) selected from the group consisting of a polar group-containing monomer (c-1) represented by the following general formula (2) and a polar group-containing monomer (c-2) represented by the following general formula (3):
(3-1)極性基含有モノマー(c-1)
一般式(2)中、炭素数1~30のエステル基、炭素数1~30のアシルオキシ基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、及び炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミド基は、前記一般式(I)で説明したものと同様であってよい。
また、一般式(2)中、酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びリン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む官能基で置換されていても良い炭素数1~30の炭化水素基のうち、炭素数1~30の炭化水素基は、前記一般式(I)のRaで説明したものと同様であってよく、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む官能基は、前記一般式(I)で説明したものと同様であってよい。
(3-1) Polar group-containing monomer (c-1)
In general formula (2), the ester group having 1 to 30 carbon atoms, the acyloxy group having 1 to 30 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, the aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, the amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the amide group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms may be the same as those explained in general formula (I).
In addition, in the general formula (2), of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may be substituted with a functional group containing at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and a phosphorus atom, the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms may be the same as that described for R a in the general formula (I) above, and the functional group containing at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom may be the same as that described for the general formula (I) above.
一般式(2)中、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いイミノ基は、-N=CRmRnで示される1価の基であり、ここでRm及びRnはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該置換イミノ基に置換される炭化水素基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rm及びRnにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いイミノ基の具体例としては、例えば、-N=CH(CH3)、-N=CHC2H5等を好適に挙げることができる。
In general formula (2), the imino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -N= CRmRn , where Rm and Rn each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group substituted with the substituted imino group may be 1 or more, or may be 2 or more, and may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in R m and R n include the same as those mentioned above for R a .
Suitable specific examples of the imino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include -N=CH(CH 3 ) and -N=CHC 2 H 5 .
一般式(2)中、前記炭素数1~30のハロゲン置換炭化水素基は、炭素数1~30の炭化水素基において、少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子に置換された基である。当該炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができるが、中でも、アルキル基及びアリール基が入手の容易性の点から好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
当該炭素数1~30のハロゲン置換炭化水素基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
炭素数1~30のハロゲン置換炭化水素基の具体例としては、例えば、メチル基の水素原子の1~3個がハロゲン原子で置換されているハロメチル基、クロロエチル基、γ-クロロプロピル基、3,3’,3”-トリフルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロフェニル基、ブロモフェニル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基等が挙げられ、前記ハロメチル基としては、クロロメチル基、ブロモメチル基、フルオロメチル基、ジクロロメチル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
In general formula (2), the halogen-substituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in which at least one hydrogen atom has been substituted with a halogen atom. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include those similar to those of R a , among which alkyl groups and aryl groups are preferred from the viewpoint of ease of availability. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
The lower limit of the number of carbon atoms in the halogen-substituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms may be 1 or more, or may be 2 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Specific examples of the halogen-substituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include a halomethyl group in which 1 to 3 hydrogen atoms of a methyl group are substituted with halogen atoms, a chloroethyl group, a γ-chloropropyl group, a 3,3′,3″-trifluoropropyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorophenyl group, a bromophenyl group, a chlorophenyl group, a fluorophenyl group, a dichlorophenyl group, and the like. Examples of the halomethyl group include a chloromethyl group, a bromomethyl group, a fluoromethyl group, a dichloromethyl group, a trifluoromethyl group, and the like.
一般式(2)中、リン原子を含む官能基で置換されていても良い炭素数1~30の炭化水素基において、炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
リン原子を含む官能基としては、例えば、炭素数1~30のホスファイト基、炭素数1~30のホスフェート基、炭素数1~30のリンイリド基等が挙げられる。
In the general formula (2), in the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may be substituted with a functional group containing a phosphorus atom, examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include the same as those described above for R a .
Examples of functional groups containing a phosphorus atom include phosphite groups having 1 to 30 carbon atoms, phosphate groups having 1 to 30 carbon atoms, and phosphorus ylide groups having 1 to 30 carbon atoms.
前記炭素数1~30のホスファイト基は、-P(ORo)2で示される1価の基であり、ここでRoはそれぞれ独立に、炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該ホスファイト基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Roにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のホスファイト基の具体例としては、例えば、-P(OPh)2、-P(OCH3)2等を好適に挙げることができる。
The phosphite group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -P(OR o ) 2 , where each R o independently represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The number of carbon atoms in the phosphite group may be 1 or more, or may be 2 or more, and may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for R o include the same as those for R a .
Specific examples of the phosphite group having 1 to 30 carbon atoms include, for example, -P(OPh) 2 and -P(OCH 3 ) 2 .
前記炭素数1~30のホスフェート基は、-P(=O)(ORp)2で示される1価の基であり、ここでRpはそれぞれ独立に、炭素数1~30の炭化水素基を示す。当該ホスフェート基の炭素数は、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rpにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のホスフェート基の具体例としては、例えば、-P(=O)(OPh)2、-P(=O)(OCH3)2等を好適に挙げることができる。
The phosphate group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -P(=O)(OR p ) 2 , where each R p is independently a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. The lower limit of the number of carbon atoms in the phosphate group may be 1 or more, or may be 2 or more, and the upper limit may be 30 or less, or may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for R p include the same as those for R a .
Specific examples of suitable phosphate groups having 1 to 30 carbon atoms include -P(=O)(OPh) 2 and -P(=O)(OCH 3 ) 2 .
前記炭素数1~30のリンイリド基は、-P=CRqRrで示される1価の基であり、ここでRq及びRrはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~30の炭化水素基を示し、少なくとも1つは前記炭化水素基である。当該リンイリド基に置換される炭化水素基の炭素数は、P=Cの炭素数は含まれず、前記Rq又はRrにおける炭素数をいい、下限値が1以上であればよく、2以上であってもよく、上限値は30以下であればよく、20以下であってもよく、10以下であってもよい。
Rq及びRrにおける炭素数1~30の炭化水素基は、前記Raと同様のものを挙げることができる。
炭素数1~30のリンイリド基の具体例としては、例えば、-P=CHCH3、-P=CHPh、-P=CHCH2Ph等を好適に挙げることができる。
The phosphorus ylide group having 1 to 30 carbon atoms is a monovalent group represented by -P= CRqRr , where Rq and Rr each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and at least one of them is the hydrocarbon group. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group substituted with the phosphorus ylide group does not include the carbon number of P=C, and refers to the number of carbon atoms in Rq or Rr , with the lower limit being 1 or more and may be 2 or more, and the upper limit being 30 or less, may be 20 or less, or may be 10 or less.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in Rq and Rr include the same as those mentioned above for Ra .
Specific examples of the phosphorus ylide group having 1 to 30 carbon atoms include, for example, -P=CHCH 3 , -P=CHPh, -P=CHCH 2 Ph, and the like.
R1とR2の少なくとも1つは、酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む基である。前記酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む基としては、例えば、炭素数1~30のエステル基、炭素数1~30のアシルオキシ基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、シアノ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミド基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いイミノ基、並びに、酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む置換基で置換されている炭素数1~30の炭化水素基が挙げられる。当該炭素数1~30の炭化水素基の酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む置換基としては、水酸基、エポキシ基、炭素数1~30のエステル基、炭素数1~30のアシルオキシ基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数6~30のアリールオキシ基、シアノ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミド基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いイミノ基、炭素数1~30のチオエステル基、炭素数1~30のスルホニル基、炭素数1~30のスルホキシド基、炭素数1~30のスルホン酸エステル基、炭素数1~30のホスファイト基、及び炭素数1~30のホスフェート基等が挙げられる。 At least one of R 1 and R 2 is a group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom. Examples of the group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom include an ester group having 1 to 30 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, a cyano group, an amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an amide group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an imino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms substituted with a substituent containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom. Examples of the substituent containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include a hydroxyl group, an epoxy group, an ester group having 1 to 30 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, a cyano group, an amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an amide group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an imino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a thioester group having 1 to 30 carbon atoms, a sulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms, a sulfoxide group having 1 to 30 carbon atoms, a sulfonate ester group having 1 to 30 carbon atoms, a phosphite group having 1 to 30 carbon atoms, and a phosphate group having 1 to 30 carbon atoms.
前記一般式(2)で表される極性基含有モノマー(c-1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルが好適に用いられる。
(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールエステル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸-2-アミノエチル、(メタ)アクリル酸-2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸-3-メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸-2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、4-(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジル)アクリレート等が挙げられる。
また、前記一般式(2)で表される極性基含有モノマー(c-1)としては、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、ビニルアミド、酢酸ビニル、酢酸アリル、3-酢酸ブテニル、3-シアノプロペン、メチルビニルエーテル、3-クロロプロペン、N-プロピリデンエテンアミン、3-(メチルチオ)-1-プロペン、3-(メチルスルフィニル)-1-プロペン、3-(メチルスルホニル)-1-プロペン、2-プロペン-1-スルホン酸メチル、及び2-プロペニルホスホン酸ジメチル等が挙げられる。
As the polar group-containing monomer (c-1) represented by the general formula (2), for example, a (meth)acrylic acid ester is preferably used.
Specific examples of the (meth)acrylic acid ester include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, toluyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid, Examples of the acrylates include hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate glycidyl ether, (meth)acrylic acid polyethylene glycol ester, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, 2-aminoethyl (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 3-methoxypropyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, trifluoromethyl (meth)acrylate, 2-trifluoromethylethyl (meth)acrylate, perfluoroethyl (meth)acrylate, and 4-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl)acrylate.
Examples of the polar group-containing monomer (c-1) represented by the general formula (2) include (meth)acrylamide, (meth)acrylonitrile, vinylamide, vinyl acetate, allyl acetate, 3-butenyl acetate, 3-cyanopropene, methyl vinyl ether, 3-chloropropene, N-propylideneethenamine, 3-(methylthio)-1-propene, 3-(methylsulfinyl)-1-propene, 3-(methylsulfonyl)-1-propene, 2-propene-1-methyl sulfonate, and 2-propenyl dimethyl phosphonate.
前記一般式(2)において、R1が水素原子である場合には、重合体の製造効率、重合体の分子量、並びに前記モノマー(A)及び前記モノマー(B)との共重合性の点から好ましい。
また、前記一般式(2)において、R1が水素原子で、R2が炭素数1~30のエステル基、シアノ基、シアノメチル基、シアノエチル基、ハロメチル基、アシルオキシメチル基、又はアシルオキシエチル基であることが、重合体の製造効率、重合体の分子量、並びに前記モノマー(A)及び前記モノマー(B)との共重合性の点から好ましい。
In the general formula (2), it is preferable that R 1 is a hydrogen atom in terms of the production efficiency of the polymer, the molecular weight of the polymer, and copolymerizability with the monomer (A) and the monomer (B).
In addition, in the general formula (2), it is preferable that R 1 is a hydrogen atom and R 2 is an ester group having 1 to 30 carbon atoms, a cyano group, a cyanomethyl group, a cyanoethyl group, a halomethyl group, an acyloxymethyl group, or an acyloxyethyl group, from the viewpoints of the production efficiency of the polymer, the molecular weight of the polymer, and copolymerizability with the monomer (A) and the monomer (B).
前記一般式(2)で表される極性基含有モノマー(c-1)としては、中でも、ヘテロ原子の占める重量比率が高い点、後周期遷移金属触媒への副作用が小さい点、重合体の製造効率、重合体の分子量、並びに、前記モノマー(A)及び前記モノマー(B)との共重合性の点から、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、酢酸ビニル、酢酸アリル、3-酢酸ブテニル、アクリロニトリル、及び3-シアノプロペンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 As the polar group-containing monomer (c-1) represented by the general formula (2), it is preferable to use at least one selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, vinyl acetate, allyl acetate, 3-butenyl acetate, acrylonitrile, and 3-cyanopropene, in terms of the high weight ratio of heteroatoms, the small side effects on late transition metal catalysts, the polymer production efficiency, the molecular weight of the polymer, and the copolymerizability with the monomers (A) and (B).
(3-2)極性基含有モノマー(c-2)
一般式(3)中、R3~R10におけるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子および臭素原子が挙げられる。
R3~R10における炭素数1~20の炭化水素基としては、一般式(I)における前記Raのうち、炭素数1~20の炭化水素基と同様のものを挙げることができる。中でも、メチル基、エチル基およびプロピル基等のアルキル基;シクロペンチル基およびシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基およびプロペニル基等のアルケニル基などが挙げられる。
nは0又は正の整数を示すが、2以下であることが好ましく、1以下であることが好ましい。
(3-2) Polar group-containing monomer (c-2)
In the general formula (3), examples of the halogen atom in R 3 to R 10 include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom.
Examples of the hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms in R 3 to R 10 include the same hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms as those of R a in general formula (I), including alkyl groups such as methyl, ethyl, and propyl groups; cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl groups; and alkenyl groups such as vinyl, allyl, and propenyl groups.
n represents 0 or a positive integer, and is preferably 2 or less, and more preferably 1 or less.
一般式(3)中、R11~R14における、炭素数1~30のエステル基、炭素数1~30のアシルオキシ基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミノ基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いアミド基、炭素数1~30の炭化水素基で置換されていても良いイミノ基、又は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びリン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む官能基で置換されていても良い炭素数1~30の炭化水素基は、それぞれ、一般式(2)における、R1とR2において説明したものと同様であってよい。 In general formula (3), the ester group having 1 to 30 carbon atoms, the acyloxy group having 1 to 30 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, the amino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, the amide group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, the imino group which may be substituted with a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may be substituted with a functional group containing at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and a phosphorus atom, in R 11 to R 14, may be the same as those explained for R 1 and R 2 in general formula (2).
一般式(3)中、R11~R14の少なくとも1つは、酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む基であるが、当該酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む基についても、一般式(2)における、R1とR2において説明したものと同様であってよい。 In general formula (3), at least one of R 11 to R 14 is a group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom, and the group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom may be the same as that described for R 1 and R 2 in general formula (2).
R11及びR12、並びに、R13及びR14は、各々一体化して2価の有機基を形成してもよい。ここで有機基とは少なくとも炭素原子を含む基をいう。各々一体化して2価の有機基を形成している場合は、2価の炭化水素基であることが好ましく、当該炭化水素基には、-CO-、-O(CO)-、-COO-、-C(=O)OC(=O)-、-C(=O)NRfC(=O)-、-SO2-、-O-等の連結基が含まれていても良い。なお、ここでのRfは、前記と同様である。 R 11 and R 12 , and R 13 and R 14 may each be combined together to form a divalent organic group. Here, the organic group refers to a group containing at least a carbon atom. When they are combined together to form a divalent organic group, it is preferably a divalent hydrocarbon group, and the hydrocarbon group may contain a linking group such as -CO-, -O(CO)-, -COO-, -C(=O)OC(=O)-, -C(=O)NR f C(=O)-, -SO 2 -, -O-, etc. Here, R f is the same as above.
R11又はR12と、R13又はR14とは、各々相互に結合して環を形成していてもよいが、炭素環または複素環を形成してもよく、該炭素環または複素環は単環でも多環であってもよい。例えば、R11又はR12と、R13又はR14とは、各々相互に結合して-CO-O-CO-基を形成していてもよい。 R 11 or R 12 and R 13 or R 14 may be bonded to each other to form a ring, or may form a carbocyclic or heterocyclic ring, which may be a monocyclic or polycyclic ring. For example, R 11 or R 12 and R 13 or R 14 may be bonded to each other to form a -CO-O-CO- group.
前記一般式(3)において、nが0または1であり、R3~R10が水素原子又はメチル基であることが、極性モノマー自体の合成の容易性の点から好ましい。 In the general formula (3), it is preferable that n is 0 or 1 and R 3 to R 10 are hydrogen atoms or methyl groups from the viewpoint of ease of synthesis of the polar monomer itself.
前記一般式(3)で表される極性基含有モノマー(c-2)としては、中でも、後周期遷移金属触媒への副作用が小さい点、重合体の製造効率、重合体の分子量、並びに、前記モノマー(A)及び前記モノマー(B)との共重合性の点から、5-ノルボルネン-2-カルボン酸メチル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸エチル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸プロピル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸ブチル、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸ジメチル、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、2-ヒドロキシ-5-ノルボルネン、5-ノルボルネン-2-メタノール、5-ノルボルネン-2-メチルアミン、2-アセトキシ-5-ノルボルネン、 2-シアノメチル-5-ノルボルネン、及び5-ノルボルネン-2-カルボニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、更に、5-ノルボルネン-2-カルボン酸メチル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸エチル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸プロピル、5-ノルボルネン-2-カルボン酸ブチル、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、及び5-ノルボルネン-2-メタノール、からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 Among the polar group-containing monomers (c-2) represented by the general formula (3), in terms of small side effects on late transition metal catalysts, polymer production efficiency, polymer molecular weight, and copolymerizability with the monomers (A) and (B), the following are particularly preferred: methyl 5-norbornene-2-carboxylate, ethyl 5-norbornene-2-carboxylate, propyl 5-norbornene-2-carboxylate, butyl 5-norbornene-2-carboxylate, dimethyl 5-norbornene-2,3-dicarboxylate, dimethyl 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 2-hydroxy-5-norbornene, 5-norbornene-2-methanol, 5-norbornene-2-methylamine, 2-acetoxy-5-norbornene, It is preferably at least one selected from the group consisting of 2-cyanomethyl-5-norbornene and 5-norbornene-2-carbonitrile, and more preferably at least one selected from the group consisting of methyl 5-norbornene-2-carboxylate, ethyl 5-norbornene-2-carboxylate, propyl 5-norbornene-2-carboxylate, butyl 5-norbornene-2-carboxylate, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, and 5-norbornene-2-methanol.
(4)その他の構造単位
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、前記構造単位(A)、(B)及び(C)とは異なるその他の構造単位をさらに含んでいてもよい。その他の構造単位としては、例えば、下記式(II)で表される構造単位等を挙げることができる。下記式(II)で表される構造単位は、前記一般式(1)で表される極性基含有モノマーからなる群より選ばれる1種以上のモノマー(B)に由来する構造単位であってもよい。
(4) Other structural units The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may further contain other structural units different from the structural units (A), (B) and (C). Examples of the other structural units include a structural unit represented by the following formula (II). The structural unit represented by the following formula (II) may be a structural unit derived from one or more monomers (B) selected from the group consisting of polar group-containing monomers represented by the general formula (1).
(5)極性基含有オレフィン共重合体
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、エチレン及び炭素数3~20のオレフィンからなる群より選ばれる1種以上のモノマーに由来する構造単位(A)と、前記一般式(I)で表される構造単位(B)とを含むものである。
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、構造単位(A)及び構造単位(B)をそれぞれ1種以上含有し、合計2種以上のモノマーに由来する構造単位を含むことが必要である。
(5) Polar Group-Containing Olefin Copolymer The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure contains a structural unit (A) derived from one or more monomers selected from the group consisting of ethylene and olefins having 3 to 20 carbon atoms, and a structural unit (B) represented by the general formula (I) above.
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure must contain at least one type of structural unit (A) and at least one type of structural unit (B), and must contain structural units derived from a total of two or more types of monomers.
本開示において、極性基含有オレフィン共重合体中の構造単位(A)の割合は、所望の物性に応じて適宜選択されれば良いが、構造単位全体100mol%に対して、通常下限値が60.00mol%以上であり、好ましくは65.50mol%以上、より好ましくは76.00mol%以上、更に好ましくは85.00mol%以上、特に好ましくは87.00mol%以上であることが挙げられる。一方、通常上限値は99.98mol%以下、好ましくは99.92mol%以下、より好ましくは99.90mol%以下、さらに好ましくは99.80mol%以下、特に好ましくは99.70mol%以下である。 In the present disclosure, the proportion of the structural unit (A) in the polar group-containing olefin copolymer may be appropriately selected according to the desired physical properties, but the lower limit is usually 60.00 mol% or more, preferably 65.50 mol% or more, more preferably 76.00 mol% or more, even more preferably 85.00 mol% or more, and particularly preferably 87.00 mol% or more, based on 100 mol% of all structural units. On the other hand, the upper limit is usually 99.98 mol% or less, preferably 99.92 mol% or less, more preferably 99.90 mol% or less, even more preferably 99.80 mol% or less, and particularly preferably 99.70 mol% or less.
極性基含有オレフィン共重合体中の構造単位(B)の割合は、平均分子量や所望の物性に応じて適宜選択されれば良いが、構造単位全体100mol%に対して、通常下限値が0.01mol%以上であり、好ましくは0.05mol%以上、より好ましくは0.10mol%以上、更に好ましくは0.20mol%以上であることが挙げられる。一方、通常上限値は15.00mol%以下、好ましくは10.00mol%以下、より好ましくは8.00mol%以下、さらに好ましくは6.00mol%以下である。 The proportion of the structural unit (B) in the polar group-containing olefin copolymer may be appropriately selected depending on the average molecular weight and the desired physical properties, but the lower limit is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.05 mol% or more, more preferably 0.10 mol% or more, and even more preferably 0.20 mol% or more, based on 100 mol% of all structural units. On the other hand, the upper limit is usually 15.00 mol% or less, preferably 10.00 mol% or less, more preferably 8.00 mol% or less, and even more preferably 6.00 mol% or less.
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、さらに、前記極性基含有モノマー(c-1)及び極性基含有モノマー(c-2)からなる群より選ばれる1種以上のモノマーに由来する構造単位(C)を1種以上含むものであってもよい。
本開示の極性基含有オレフィン共重合体が構造単位(C)を含む場合、極性基含有オレフィン共重合体中の構造単位(C)の割合は、所望の物性に応じて適宜選択されれば良いが、構造単位全体100mol%に対して、通常下限値が0.01mol%以上であり、好ましくは0.05mol%以上、より好ましくは0.10mol%以上、更に好ましくは0.50mol%以上であることが挙げられる。一方、通常上限値は35.00mol%以下、好ましくは30.00mol%以下、より好ましくは20.00mol%以下、さらに好ましくは10.00mol%以下である。
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may further contain one or more structural units (C) derived from one or more monomers selected from the group consisting of the polar group-containing monomer (c-1) and the polar group-containing monomer (c-2).
When the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure contains structural unit (C), the proportion of structural unit (C) in the polar group-containing olefin copolymer may be appropriately selected according to desired physical properties, but the lower limit is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.05 mol% or more, more preferably 0.10 mol% or more, and even more preferably 0.50 mol% or more, based on 100 mol% of all structural units.On the other hand, the upper limit is usually 35.00 mol% or less, preferably 30.00 mol% or less, more preferably 20.00 mol% or less, and even more preferably 10.00 mol% or less.
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、さらに、前記式(II)で表される構造単位を含むものであってもよい。
本開示の極性基含有オレフィン共重合体が前記式(II)で表される構造単位を含む場合、極性基含有オレフィン共重合体中の当該構造単位の割合は、所望の物性に応じて適宜選択されれば良いが、構造単位全体100mol%に対して、通常下限値が0.001mol%以上であり、0.005mol%以上であってもよく、0.01mol%以上であってもよい。一方、通常上限値は15.00mol%以下、好ましくは10.00mol%以下、より好ましくは3.00mol%以下、さらに好ましくは2.00mol%以下である。
前記構造単位(B)と、前記式(II)で表される構造単位との合計100mol%に対して、前記構造単位(B)の割合は、通常50mol%以上であり、好ましくは55mol%以上、より更に好ましくは60mol%以上である。
前記式(II)で表される構造単位の割合よりも、極性基含有オレフィン共重合体中の構造単位(B)の割合が大きい方が、極性基含有オレフィン共重合体の用途が広がる点から好ましい。
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may further contain a structural unit represented by formula (II) above.
When the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure contains the structural unit represented by the formula (II), the proportion of the structural unit in the polar group-containing olefin copolymer may be appropriately selected according to the desired physical properties, and the lower limit is usually 0.001 mol% or more, may be 0.005 mol% or more, or may be 0.01 mol% or more, based on 100 mol% of the total structural units.On the other hand, the upper limit is usually 15.00 mol% or less, preferably 10.00 mol% or less, more preferably 3.00 mol% or less, and even more preferably 2.00 mol% or less.
The proportion of the structural unit (B) relative to the total of the structural unit (B) and the structural unit represented by formula (II) (100 mol %) is usually 50 mol % or more, preferably 55 mol % or more, and even more preferably 60 mol % or more.
It is preferred that the proportion of the structural unit (B) in the polar group-containing olefin copolymer is greater than the proportion of the structural unit represented by the formula (II) above, in view of expanding the applications of the polar group-containing olefin copolymer.
なお、各モノマー1分子に由来する構造を、極性基含有オレフィン共重合体中の1構造単位と定義する。
そして、極性基含有オレフィン共重合体中の構造単位全体を100mol%とした時に各構造単位の比率をmol%で表したものが構造単位量である。
A structure derived from one molecule of each monomer is defined as one structural unit in the polar group-containing olefin copolymer.
The amount of structural units is the ratio of each structural unit expressed in mol % when the total amount of structural units in the polar group-containing olefin copolymer is taken as 100 mol %.
本開示の極性基含有オレフィン共重合体では、構造単位(A)、構造単位(B)、及び必要に応じて含まれる構造単位(C)等のランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等が挙げられる。これらの中では、構造単位(B)を多く含むことが可能なランダム共重合体であってよい。 The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may be a random copolymer, block copolymer, graft copolymer, etc., of structural unit (A), structural unit (B), and optionally contained structural unit (C). Among these, a random copolymer that may contain a large amount of structural unit (B) may be used.
また、本開示の極性基含有オレフィン共重合体においては、前記構造単位(A)のmol分率[A]と前記構造単位(B)のmol分率[B]と、更に含まれていても良い前記構造単位(C)のmol分率[C]が、[A]≧{([A]+[B]+[C])×80%}を満たすことが、共重合体が例えば疎水性のようなオレフィンとしての特性も維持するためには好ましい。 In addition, in the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure, it is preferable that the molar fraction [A] of the structural unit (A), the molar fraction [B] of the structural unit (B), and the molar fraction [C] of the structural unit (C) which may be further included satisfy [A] ≧ {([A] + [B] + [C]) × 80%} in order for the copolymer to maintain the properties of an olefin, such as hydrophobicity.
なお、構造単位量は、触媒の選択や、重合時に添加するモノマー(A)、モノマー(B)及びモノマー(C)の量、重合時の圧力や温度で制御することが可能である。共重合体中のモノマー(B)及びモノマー(C)に由来する構造単位量を増加させる具体的手段としては、重合時に添加するモノマー(B)及びモノマー(C)の量の増加、重合時のオレフィン圧力の低減、重合温度の増加が有効である。例えば、これらの因子を調節して、目的とするコポリマー領域に制御することが求められる。 The amount of structural units can be controlled by the selection of catalyst, the amounts of monomer (A), monomer (B) and monomer (C) added during polymerization, and the pressure and temperature during polymerization. Specific means for increasing the amount of structural units derived from monomer (B) and monomer (C) in the copolymer include increasing the amounts of monomer (B) and monomer (C) added during polymerization, reducing the olefin pressure during polymerization, and increasing the polymerization temperature. For example, it is necessary to adjust these factors to control the copolymer to the desired region.
本開示における極性基含有オレフィン共重合体中の構造単位量は1H-NMRスペクトル及び13C-NMRスペクトルを用いて求められる。NMRスペクトルは以下の方法によって測定する。
極性基含有オレフィン共重合体を1,1,2,2-テトラクロロエタン-d2に加熱溶解して均一な溶液としてNMR測定する。1H-NMRスペクトルは極性基含有オレフィン共重合体5質量%溶液とし、13C-NMRスペクトルは、極性基含有オレフィン共重合体15質量%溶液とする。
または約150mgの極性基含有オレフィン共重合体を1,2-ジクロロベンゼン:ブロモベンゼン-d5=1:2の混合溶媒2.4mLに加熱溶解して均一な溶液としてNMR測定してもよい。
NMR測定は、例えばBRUKER(株)製Ascend500やBRUKER(株)製AVANCE400を用いて120℃で行う。
13C-NMRは緩和試薬としてクロム(III)アセチルアセトナートを用い、逆ゲート付きデカップリング法を用いて測定(9.0マイクロ秒の90°パルス、スペクトル幅:31kHz、緩和時間:10秒、取り込み時間:10秒、FIDの積算回数5,000~10,000回)し、定量分析を行う。または、13C-NMRは、逆ゲート付きデカップリング法を用いて測定(15.8マイクロ秒の90°パルス、スペクトル幅:25kHz、緩和時間:50秒、取り込み時間:1.5秒、FIDの積算回数1,024回)し、定量分析を行ってもよい。
The amount of structural units in the polar group-containing olefin copolymer in the present disclosure is determined using 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum. The NMR spectrum is measured by the following method.
The polar group-containing olefin copolymer is dissolved in 1,1,2,2-tetrachloroethane-d2 under heating to obtain a homogeneous solution, which is then subjected to NMR measurement. 1 H-NMR spectrum is measured for a 5% by mass solution of the polar group-containing olefin copolymer, and 13 C-NMR spectrum is measured for a 15% by mass solution of the polar group-containing olefin copolymer.
Alternatively, about 150 mg of the polar group-containing olefin copolymer may be dissolved by heating in 2.4 mL of a mixed solvent of 1,2-dichlorobenzene:bromobenzene-d5=1:2, and the resulting homogeneous solution may be subjected to NMR measurement.
The NMR measurement is carried out at 120° C. using, for example, Ascend 500 manufactured by BRUKER Co., Ltd. or AVANCE 400 manufactured by BRUKER Co., Ltd.
13 C-NMR is performed using chromium (III) acetylacetonate as a relaxation reagent and using an inverse gated decoupling method (9.0 microsecond 90° pulse, spectrum width: 31 kHz, relaxation time: 10 seconds, acquisition time: 10 seconds, FID accumulation number 5,000 to 10,000), and quantitative analysis is performed. Alternatively, 13 C-NMR may be performed using an inverse gated decoupling method (15.8 microsecond 90° pulse, spectrum width: 25 kHz, relaxation time: 50 seconds, acquisition time: 1.5 seconds, FID accumulation number 1,024), and quantitative analysis may be performed.
本開示における極性基含有オレフィン共重合体の重量平均分子量(Mw)は、通常1,000~2,000,000、好ましくは10,000~1,500,000、更に好ましくは20,000~1,000,000、好適なのは31,000~800,000、より好適なのは35,000~800,000の範囲である。Mwが1,000未満では機械的強度や耐衝撃性などの物性が充分ではない恐れがあり、Mwが2,000,000を超えると溶融粘度が非常に高くなり、成形加工が困難となる恐れがある。 The weight average molecular weight (Mw) of the polar group-containing olefin copolymer in this disclosure is usually in the range of 1,000 to 2,000,000, preferably 10,000 to 1,500,000, more preferably 20,000 to 1,000,000, more preferably 31,000 to 800,000, and even more preferably 35,000 to 800,000. If the Mw is less than 1,000, physical properties such as mechanical strength and impact resistance may be insufficient, and if the Mw exceeds 2,000,000, the melt viscosity may become very high, making molding difficult.
本開示における極性基含有オレフィン共重合体の数平均分子量(Mn)は、通常1,000~2,000,000、好ましくは3,000~1,500,000、更に好ましくは4,000~1,000,000、好適なのは5,000~800,000、より好適なのは5,000~600,000の範囲である。Mnが1,000未満では機械的強度や耐衝撃性などの物性が充分ではない恐れがあり、Mnが200万を超えると溶融粘度が非常に高くなり、成形加工が困難となる恐れがある。 The number average molecular weight (Mn) of the polar group-containing olefin copolymer in this disclosure is usually in the range of 1,000 to 2,000,000, preferably 3,000 to 1,500,000, more preferably 4,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 800,000, and even more preferably 5,000 to 600,000. If Mn is less than 1,000, physical properties such as mechanical strength and impact resistance may be insufficient, and if Mn exceeds 2 million, the melt viscosity may become very high, making molding difficult.
本開示における極性基含有オレフィン共重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、通常1.0~4.0、好ましくは1.3~3.5、更に好ましくは1.4~3.3の範囲である。Mw/Mnが1.0未満では成形を始めとして各種加工性が充分でない恐れがあり、4.0を超えると機械物性が劣るものとなる恐れがある。
また、本開示においては(Mw/Mn)を分子量分布パラメーターと表現することがある。
The ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the polar group-containing olefin copolymer in the present disclosure is usually in the range of 1.0 to 4.0, preferably 1.3 to 3.5, and more preferably 1.4 to 3.3. If Mw/Mn is less than 1.0, various processabilities including molding may be insufficient, and if it exceeds 4.0, mechanical properties may be poor.
In the present disclosure, (Mw/Mn) may be expressed as the molecular weight distribution parameter.
本開示における重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる。
本開示におけるGPCの測定方法の例は以下の通りである。
数平均分子量及び重量平均分子量は、東ソー(株)製、TSKgel GMHHR-H(S)HTカラム(7.8mmI.D.×30cmを2本直列)を備えた東ソー(株)製高温GPC装置、HLC-8321GPC/HTを用い、ポリスチレンを分子量の標準物質とするサイズ排除クロマトグラフィー(溶媒:1,2-ジクロロベンゼン、温度:145℃)、または昭和電工(株)製、AT-806MSカラム(8.0mmI.D.×25cmを3本直列)を備えたWaters(株)製高温GPC装置、ALC/GPC 150Cを用い、ポリスチレンを分子量の標準物質とするサイズ排除クロマトフラフィー(溶媒:1,2-ジクロロベンゼン、温度;140℃)により算出することができる。
The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) in this disclosure are determined by gel permeation chromatography (GPC).
An example of a GPC measurement method in this disclosure is as follows.
The number average molecular weight and the weight average molecular weight are calculated by size exclusion chromatography (solvent: 1,2-dichlorobenzene, temperature: 145 ° C.) using a high-temperature GPC apparatus manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8321GPC / HT equipped with a TSKgel GMHHR-H (S) HT column (two columns of 7.8 mm I.D. × 30 cm in series) manufactured by Tosoh Corporation, using polystyrene as a molecular weight standard substance, or by size exclusion chromatography (solvent: 1,2-dichlorobenzene, temperature: 140 ° C.) using a high-temperature GPC apparatus manufactured by Waters Corporation, ALC / GPC 150C equipped with an AT-806MS column (three columns of 8.0 mm I.D. × 25 cm in series) manufactured by Showa Denko K.K., using polystyrene as a molecular weight standard substance.
本開示における極性基含有オレフィン共重合体の、示差走査熱量測定(DSC)により観測される融点(Tm、℃)は、特に限定されない。融点は50℃超140℃以下であることが好ましく、60℃~138℃であることがより好ましく、70℃~135℃が更に好ましい。この範囲を満たすと耐熱性と耐衝撃性や接着性等が優れたものとなる。
融点は、例えば、セイコー電子工業株式会社製「EXSTAR6000」を使用し、40℃で1分等温、10℃/分で40℃から160℃までの昇温、160℃で10分等温、10℃/分で160℃から10℃まで降温、10℃で5分等温後、10℃/分で10℃から160℃までの昇温時の測定により求めることができる。
The melting point (Tm, ° C.) of the polar group-containing olefin copolymer in the present disclosure observed by differential scanning calorimetry (DSC) is not particularly limited. The melting point is preferably more than 50 ° C. and not more than 140 ° C., more preferably 60 ° C. to 138 ° C., and even more preferably 70 ° C. to 135 ° C. If this range is satisfied, the heat resistance, impact resistance, adhesiveness, etc. will be excellent.
The melting point can be determined, for example, using an "EXSTAR6000" manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd., by measuring at an isothermal temperature of 40°C for 1 minute, heating from 40°C to 160°C at a rate of 10°C/min, isothermal temperature at 160°C for 10 minutes, cooling from 160°C to 10°C at a rate of 10°C/min, isothermal temperature at 10°C for 5 minutes, and then heating from 10°C to 160°C at a rate of 10°C/min.
本開示における極性基含有オレフィン共重合体は、構造単位(B)として、前記特定のエノン構造をポリマーの主鎖に有するため、従来のポリオレフィン樹脂に近い構造を持ちながら、光照射等の特定の条件下で容易に分解できる、易分解性を有する。ここで易分解性とは、構造単位(A)からなる従来のポリオレフィン樹脂に比べて、光照射等の特定の条件下で分解されやすい性質をいう。
本開示における極性基含有オレフィン共重合体は、例えば、下記紫外線(UV)照射実験手順1及び紫外線(UV)照射実験手順2の少なくとも1つの実験手順で、紫外線(UV)照射実験前の前記数平均分子量(Mn)に対する、紫外線(UV)照射実験後の前記数平均分子量(Mn)(照射後Mn/照射前Mn)が0.7以下になることが好ましく、0.5以下になることがより好ましい。
また、本開示における極性基含有オレフィン共重合体は、例えば、下記紫外線(UV)照射実験手順1及び紫外線(UV)照射実験手順2の少なくとも1つの実験手順で、紫外線(UV)照射実験前の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)に対する、紫外線(UV)照射実験後の(Mw/Mn)(照射後(Mw/Mn)/照射前(Mw/Mn))が1.3以上になることが好ましく、1.4以上になることがより好ましい。
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure has the specific enone structure as the structural unit (B) in the polymer main chain, and therefore has a structure similar to that of conventional polyolefin resins, and is easily decomposable under specific conditions such as light irradiation. Here, the term "easily decomposable" refers to the property of being easily decomposed under specific conditions such as light irradiation, compared to conventional polyolefin resins consisting of the structural unit (A).
In the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure, for example, in at least one of the following ultraviolet ray (UV) irradiation experiment procedure 1 and ultraviolet ray (UV) irradiation experiment procedure 2, the number average molecular weight (Mn) after the ultraviolet ray (UV) irradiation experiment relative to the number average molecular weight (Mn) before the ultraviolet ray (UV) irradiation experiment (Mn after irradiation/Mn before irradiation) is preferably 0.7 or less, more preferably 0.5 or less.
Furthermore, in at least one of the following ultraviolet (UV) irradiation experiment procedures, for example, ultraviolet (UV) irradiation experiment procedure 1 and ultraviolet (UV) irradiation experiment procedure 2, the polar group-containing olefin copolymer in the present disclosure preferably has a ratio (Mw/Mn) after ultraviolet (UV) irradiation experiment to the ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) before ultraviolet (UV) irradiation experiment of 1.3 or more, and more preferably 1.4 or more.
[紫外線(UV)照射実験手順1]
ポリマーサンプル100mgを3.5mLバイアル(本体が無色ガラス製、キャップが白色ポリプロピレン製)に収納する。サンプルホルダーはアルミニウム製とする。裏当て(アルミニウム製サンプルホルダー)とサンプルとの距離は5mmとする(ガラスバイアルの半径に等しい)。
紫外線照射はキセノンウェザーメーター(例えば、スガ試験機株式会社製スーパーキセノンウェザーメーターSX75)を使用し、光源としてキセノンランプを使用する。インナーフィルタは石英、アウターフィルタは♯295を使用する。放射照度は、60W/m2とする。試験条件は業界標準(JIS K7350-2)に準拠する。温度設定はブラックスタンダード温度で65℃とする。バイアル外の湿度設定は50%とする。噴霧設定、暗黒時間は無しとし、照射時間は50時間とする。
[紫外線(UV)照射実験手順2]
各ポリマーサンプル100mgをそれぞれ3.5mLバイアル(本体が無色ガラス製、キャップが白色PP製)に収納する。サンプルホルダーはアルミニウム製とする。裏当て(アルミニウム製サンプルホルダー)とサンプルとの距離は5mmとする(ガラスバイアルの半径に等しい)。
紫外線照射はキセノンウェザーメーター(例えば、ATLAS社製スーパーキセノンウェザーメーターCi4000)を使用し、光源としてキセノンランプを使用した。インナーフィルタはボロシリケイト、アウターフィルタはボロシリケイトを使用する。放射照度は、60W/m2とする。試験条件は業界標準(ISO16474)を参考にし、ブラックパネル温度を65℃とした点のみ変更する。バイアル外の湿度設定は50%とする。噴霧設定、暗黒時間は無しとする。照射時間は100時間とする。
[Ultraviolet (UV) irradiation experiment procedure 1]
A 100 mg polymer sample is placed in a 3.5 mL vial (body made of colorless glass, cap made of white polypropylene). The sample holder is made of aluminum. The distance between the backing (aluminum sample holder) and the sample is 5 mm (equal to the radius of the glass vial).
A xenon weather meter (e.g., Super Xenon Weather Meter SX75 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) is used for ultraviolet irradiation, and a xenon lamp is used as the light source. The inner filter is quartz, and the outer filter is #295. The irradiance is 60 W/ m2 . The test conditions conform to the industry standard (JIS K7350-2). The temperature is set to 65°C at the black standard temperature. The humidity outside the vial is set to 50%. There is no spray setting or dark time, and the irradiation time is 50 hours.
[Ultraviolet (UV) irradiation experiment procedure 2]
100 mg of each polymer sample is placed in a 3.5 mL vial (body made of colorless glass, cap made of white PP). The sample holder is made of aluminum. The distance between the backing (aluminum sample holder) and the sample is 5 mm (equal to the radius of the glass vial).
A xenon weather meter (e.g., Super Xenon Weather Meter Ci4000 manufactured by ATLAS) was used for ultraviolet irradiation, and a xenon lamp was used as the light source. The inner filter was made of borosilicate, and the outer filter was made of borosilicate. The irradiance was 60 W/ m2 . The test conditions were based on the industry standard (ISO16474), with the only change being that the black panel temperature was set to 65°C. The humidity setting outside the vial was set to 50%. There was no spray setting or dark time. The irradiation time was 100 hours.
(6)極性基含有オレフィン共重合体の製造方法
(6-1)触媒
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、一段階の重合反応で、前記一般式(1)で表される極性基含有モノマーからなる群より選ばれる1種以上のモノマー(B)を開環してポリマーの主鎖に導入する観点、及び共重合体の分子構造を直鎖状とする観点から、遷移金属を含む触媒の存在下で重合してもよい。
前記遷移金属を含む触媒としては、前記一般式(1)で表される極性基含有モノマーからなる群より選ばれる1種以上のモノマー(B)を開環して、前記モノマー(A)と重合させることが可能なものであれば特に限定されないが、例えば、キレート性配位子を有する第5~11族の遷移金属化合物が挙げられる。
好ましい遷移金属の具体例として、バナジウム、ニオビウム、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、白金、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、銅などが挙げられる。これらの中で好ましくは、第8~11族の遷移金属であり、さらに好ましくは第10族遷移金属であり、当該第10族遷移金属としては、ニッケル、パラジウム、又は白金が挙げられ、特に好ましくはニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)である。これらの金属は、単一であっても複数を併用してもよい。
キレート性配位子は、P、N、O、及びSからなる群より選択される少なくとも2個の原子を有しており、二座配位(bidentate)又は多座配位(multidentate)であるリガンドを含み、電子的に中性又は陰イオン性である。Brookhartらによる総説に、その構造が例示されている(Chem.Rev.,2000,100,1169)。
好ましくは、二座アニオン性P、O配位子として例えば、リンスルホナート、リンカルボキシラート、リンフェノキシド、リンアルコキシド、リンエノラートが挙げられ、他に、二座アニオン性N、O配位子として例えば、サリチルアルドイミナ-トやピリジンカルボキシラートが挙げられ、他に、ジイミン配位子、ジフェノキシド配位子、ジアミド配位子が挙げられる。
(6) Method for Producing Polar Group-Containing Olefin Copolymer (6-1) Catalyst The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure may be polymerized in the presence of a catalyst containing a transition metal, from the viewpoint of ring-opening one or more monomers (B) selected from the group consisting of polar group-containing monomers represented by the general formula (1) in a one-step polymerization reaction and introducing them into the main chain of the polymer, and from the viewpoint of making the molecular structure of the copolymer linear.
The catalyst containing a transition metal is not particularly limited as long as it is capable of ring-opening one or more monomers (B) selected from the group consisting of polar group-containing monomers represented by the general formula (1) and polymerizing the monomers (A) with the monomers (B). For example, a transition metal compound of Groups 5 to 11 having a chelating ligand may be mentioned.
Specific examples of preferred transition metals include vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, platinum, ruthenium, cobalt, rhodium, nickel, palladium, and copper. Among these, preferred are transition metals of Groups 8 to 11, more preferred are transition metals of Group 10, and examples of the transition metals of Group 10 include nickel, palladium, and platinum, and particularly preferred are nickel (Ni) and palladium (Pd). These metals may be used alone or in combination.
Chelating ligands have at least two atoms selected from the group consisting of P, N, O, and S, and include ligands that are bidentate or multidentate, and are electronically neutral or anionic. Exemplary structures are given in the review by Brookhart et al. (Chem. Rev., 2000, 100, 1169).
Preferred examples of bidentate anionic P,O ligands include phosphorus sulfonates, phosphorus carboxylates, phosphorus phenoxides, phosphorus alkoxides, and phosphorus enolates. Other examples of bidentate anionic N,O ligands include salicylaldiminates and pyridine carboxylates. Other examples of diimine ligands, diphenoxide ligands, and diamide ligands are also included.
前記遷移金属を含む触媒としては、重合体の製造効率、重合体の分子量、並びに前記モノマー(A)及び前記モノマー(B)との共重合性の点から、第8族~第10族遷移金属からなる群より選ばれる後周期遷移金属を含む触媒であることが好ましく、中でも、第10族遷移金属を含む触媒であることが好ましく、更に、第10族遷移金属を含む触媒であり、当該10族遷移金属への配位点として一つ以上のリン原子を含むキレート配位子を有することが好ましい。 The catalyst containing a transition metal is preferably a catalyst containing a late transition metal selected from the group consisting of Group 8 to Group 10 transition metals, from the viewpoints of polymer production efficiency, molecular weight of the polymer, and copolymerizability with the monomer (A) and the monomer (B), and among these, a catalyst containing a Group 10 transition metal is preferable, and further, a catalyst containing a Group 10 transition metal and having a chelating ligand containing one or more phosphorus atoms as a coordination point for the Group 10 transition metal is preferable.
前記遷移金属を含む触媒としては、重合体の製造効率、重合体の分子量、並びに前記モノマー(A)及び前記モノマー(B)との共重合性の点から、中でも、第10族遷移金属を含む触媒であり、下記一般式(104)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 As the catalyst containing the transition metal, in terms of the polymer production efficiency, the molecular weight of the polymer, and the copolymerizability with the monomer (A) and the monomer (B), it is preferable that the catalyst contains a Group 10 transition metal and is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (104):
一般式(104)中、Mは第10族遷移金属を示し、中でも、Ni、Pdであることが好ましい。
Qは、-S(=O)2-O-、-C(=O)-O-、-P(=O)(-OH)-O-、または-S-で示される2価の基を表し、Mに1電子配位する部位である。前記各式の左側がAに結合し、右側がMに結合している。これらの中でも触媒活性の面から-S(=O)2-O-が特に好ましい。
In the general formula (104), M represents a Group 10 transition metal, and among these, Ni and Pd are preferable.
Q represents a divalent group represented by -S(=O) 2 -O-, -C(=O)-O-, -P(=O)(-OH)-O-, or -S-, and is a moiety that coordinates one electron to M. In each of the above formulas, the left side is bonded to A, and the right side is bonded to M. Among these, -S(=O) 2 -O- is particularly preferred in terms of catalytic activity.
Aは、Qとリン原子を連結する炭素数1~30の2価の炭化水素基であり、当該炭化水素基は、官能基を有していてもよい。
炭素原子数1~30の2価の炭化水素基としては、好ましくは、炭素原子数1~12の2価の炭化水素基であり、好ましくはアルキレン基、アリーレン基等が挙げられ、特にアリーレン基が好ましい。
A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms that links Q to the phosphorus atom, and the hydrocarbon group may have a functional group.
The divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and preferred examples include alkylene groups and arylene groups, with arylene groups being particularly preferred.
Aにおける炭化水素基の官能基としては、例えば、ハロゲン原子、-ORα、-CO2Rα、-CO2M’、-CON(Rβ)2、-CORα、-SRα、-SO2Rα、-SORα、-OSO2Rα、-PO(ORα)2-y(Rβ)y、-CN、-NHRα、-N(Rα)2、-Si(ORβ)3-x(Rβ)x、-OSi(ORβ)3-x(Rβ)x、-NO2、-SO3M’、-PO3M’2、-P(O)(ORα)2M’、またはエポキシ含有基等が挙げられる(ここで、Rβは、水素原子または炭素数1~20の炭化水素基を表し、Rαは、炭素数1~20の炭化水素基を表し、M’は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、4級アンモニウム又はホスホニウムを表し、xは0~3の整数を表し、yは0~2の整数を表す)。
ここでの炭素数1~20の炭化水素基は、前記一般式(I)のRaのうち、炭素数1~20の炭化水素基と同様のものを挙げることができる。
Examples of the functional group of the hydrocarbon group for A include a halogen atom, -OR α , -CO 2 R α , -CO 2 M', -CON(R β ) 2 , -COR α , -SR α , -SO 2 R α , -SOR α , -OSO 2 R α , -PO(OR α ) 2-y (R β ) y , -CN, -NHR α , -N(R α ) 2 , -Si(OR β ) 3-x (R β ) x , -OSi(OR β ) 3-x (R β ) x , -NO 2 , -SO 3 M', -PO 3 M' 2 , -P(O)(OR α ) 2 M', or an epoxy-containing group (wherein R β represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R α represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, M′ represents an alkali metal, an alkaline earth metal, ammonium, a quaternary ammonium or a phosphonium, x represents an integer of 0 to 3, and y represents an integer of 0 to 2).
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms herein include the same hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms as those exemplified as R a in the general formula (I) above.
Aにおける炭素原子数1~30の2価の炭化水素基としては、例えば、下記式(a-1)~(a-7)が挙げられる。下記式において、R104は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~30の炭化水素基、又は官能基である。R104における、炭素数1~30の炭化水素基は、前記一般式(I)のRaと同様のものを挙げることができる。当該炭素数1~30の炭化水素基は、中でも1~20の炭化水素基が好ましく、1~10の炭化水素基が更に好ましい。
Aにおける炭素原子数1~30の2価の炭化水素基としては、中でも、触媒活性の面から、下記式(a-7)であることが好ましい。
Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for A include the following formulas (a-1) to (a-7). In the following formulas, R 104 is each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a functional group. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for R 104 include the same as those for R a in general formula (I). Of the hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms, hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms are preferred, and hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms are more preferred.
As the divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms for A, the following formula (a-7) is particularly preferred in terms of catalytic activity.
Lは金属から脱離可能な0価の配位子を示す。
Lは、電子供与性基を有し、金属原子Mに配位して金属錯体を安定化させることのできる化合物であることが好ましい。Lは、配位結合可能な原子として、酸素、窒素、硫黄を有する炭素数1~20の炭化水素化合物、或いは、遷移金属に配位可能な炭素-炭素不飽和結合を有する炭化水素化合物(ヘテロ原子を含有していてもよい)も使用することができる。好ましくは、Lの炭素数は1~16であり、更に好ましくは1~10である。
L represents a zero-valent ligand which can be removed from the metal.
L is preferably a compound having an electron-donating group and capable of stabilizing the metal complex by coordinating to the metal atom M. L may be a hydrocarbon compound having 1 to 20 carbon atoms and having oxygen, nitrogen, or sulfur as an atom capable of coordinating, or a hydrocarbon compound having a carbon-carbon unsaturated bond capable of coordinating to a transition metal (which may contain a heteroatom). L preferably has 1 to 16 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms.
好ましいLとしては、ピリジン類、ピペリジン類、アルキルエーテル類、アリールエーテル類、アルキルアリールエーテル類、環状エーテル類、アルキルニトリル誘導体、アリールニトリル誘導体、アルコール類、アミド類、脂肪族エステル類、芳香族エステル類、アミン類、環状不飽和炭化水素類などを挙げることができる。
Lは、硫黄原子を有するものとしてジメチルスルホキシド(DMSO)が挙げられる。窒素原子を有するものとして、アルキル基の炭素原子数1~10のトリアルキルアミン、アルキル基の炭素原子数1~10のジアルキルアミン、ピリジン、2,6-ジメチルピリジン(別名:2,6-ルチジン)、アニリン、2,6-ジメチルアニリン、2,6-ジイソプロピルアニリン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、4-(N,N-ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)、アセトニトリル、ベンゾニトリル、キノリン、2-メチルキノリンなどが挙げられる。酸素原子を有するものとして、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタンが挙げられる。錯体の安定性及び触媒活性の観点から、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ピリジン、2,6-ジメチルピリジン(別名:2,6-ルチジン)、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)が好ましく、ジメチルスルホキシド(DMSO)、2,6-ジメチルピリジン(別名:2,6-ルチジン)がより好ましい。
なお、R15とLは環を形成してもよい。そのような例として、シクロオクタ-1-エニル基を挙げることができ、これも本開示における好ましい態様である。
Preferred examples of L include pyridines, piperidines, alkyl ethers, aryl ethers, alkylaryl ethers, cyclic ethers, alkylnitrile derivatives, arylnitrile derivatives, alcohols, amides, aliphatic esters, aromatic esters, amines, and cyclic unsaturated hydrocarbons.
Examples of L having a sulfur atom include dimethyl sulfoxide (DMSO). Examples of L having a nitrogen atom include trialkylamines having an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms, dialkylamines having an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms, pyridine, 2,6-dimethylpyridine (also known as 2,6-lutidine), aniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA), 4-(N,N-dimethylamino)pyridine (DMAP), acetonitrile, benzonitrile, quinoline, and 2-methylquinoline. Examples of L having an oxygen atom include diethyl ether, tetrahydrofuran, and 1,2-dimethoxyethane. From the viewpoints of the stability and catalytic activity of the complex, dimethyl sulfoxide (DMSO), pyridine, 2,6-dimethylpyridine (also known as 2,6-lutidine), and N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (TMEDA) are preferred, and dimethyl sulfoxide (DMSO) and 2,6-dimethylpyridine (also known as 2,6-lutidine) are more preferred.
R 15 and L may form a ring. An example of such a ring is a cyclooct-1-enyl group, which is also a preferred embodiment of the present disclosure.
R15とR16とR17は官能基を有していてもよい炭素数1~30の炭化水素基を示す。
R15とR16とR17における炭素数1~30の炭化水素基は、前記一般式(I)のRaと同様のものを挙げることができる。
R15とR16とR17における官能基は、前記Aにおける官能基と同様であって良い。
R 15 , R 16 and R 17 each represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a functional group.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms in R 15 , R 16 and R 17 include the same as those for R a in the general formula (I).
The functional groups in R 15 , R 16 and R 17 may be the same as the functional group in A.
R15としては、好ましくは炭素原子数1~20の炭化水素基、炭素数1~20のハロゲン置換炭化水素基、アルコキシ基又はアリールオキシ基で置換された炭素原子数1~20の炭化水素基であり、前記炭化水素基の炭素数はより好ましくは1~10である。R15としては、具体的には、より好ましくは、炭素数1~3のアルキル基、ベンジル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロフェニル基、1-(メトキシメチル)エチル基、1-(エトキシメチル)エチル基、1-(フェノキシメチル)エチル基、または1-(2,6-ジメチルフェノキシ基メチル)エチル基であり、より更に好ましくはメチル基又はベンジル基である。 R 15 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen-substituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms substituted with an alkoxy group or an aryloxy group, and the number of carbon atoms in the hydrocarbon group is more preferably 1 to 10. Specifically, R 15 is more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a benzyl group, a trifluoromethyl group, a pentafluorophenyl group, a 1-(methoxymethyl)ethyl group, a 1-(ethoxymethyl)ethyl group, a 1-(phenoxymethyl)ethyl group, or a 1-(2,6-dimethylphenoxymethyl)ethyl group, and even more preferably a methyl group or a benzyl group.
R16及びR17は、遷移金属Mの近傍にあって、立体的及び/又は電子的に遷移金属Mに相互作用を及ぼす。こうした効果を及ぼすためには、R16及びR17は嵩高い方が好ましい。R16及びR17の好ましい炭素数は3~30、より更に好ましくは6~20である。 R 16 and R 17 are in the vicinity of the transition metal M and exert steric and/or electronic interactions with the transition metal M. In order to exert such effects, it is preferable that R 16 and R 17 are bulky. The number of carbon atoms of R 16 and R 17 is preferably 3 to 30, and more preferably 6 to 20.
R16及びR17はそれぞれ、官能基を有していても良い炭素原子数3~10のアルキル基、官能基を有していても良い炭素原子数6~20のシクロアルキル基、官能基を有していても良い炭素原子数6~20のアリール基であることが好ましい。
R16及びR17における前記炭素原子数3~10のアルキル基としては、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基が好ましい。
Each of R 16 and R 17 is preferably an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms which may have a functional group, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a functional group, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a functional group.
The alkyl group having 3 to 10 carbon atoms for R 16 and R 17 is preferably an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, or a t-butyl group.
R16及びR17における官能基を有していても良い炭素原子数6~20のシクロアルキル基としては、官能基を有していても良く、炭素原子数3~10の直鎖又は分岐アルキル基が置換されていても良いシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。
また、例えば特開2018-141138号公報の段落0104~0113に記載されているシクロアルキル基(特開2018-141138号公報の段落0104~0113におけるXは、本開示の一般式(104)においてP(リン原子)の結合位置を示す)であってもよい。
R16及びR17は、中でも、重合体分子量制御および極性モノマー共重合性制御の点から、炭素原子数3~10の直鎖又は分岐アルキル基が置換されていても良いシクロヘキシル基であることが好ましく、炭素原子数3~10の直鎖又は分岐アルキル基が置換されているシクロヘキシル基であることがより好ましい。中でも、2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシル基(メンチル基)であることが好ましい。
Examples of the cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms for R 16 and R 17 which may have a functional group include a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, etc. which may have a functional group and which may be substituted with a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.
In addition, for example, it may be a cycloalkyl group described in paragraphs 0104 to 0113 of JP 2018-141138 A (X in paragraphs 0104 to 0113 of JP 2018-141138 A indicates the bonding position of P (phosphorus atom) in general formula (104) of the present disclosure).
In terms of controlling the molecular weight of the polymer and the copolymerizability of the polar monomer, R 16 and R 17 are preferably a cyclohexyl group which may be substituted with a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and more preferably a cyclohexyl group substituted with a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and are preferably a 2-isopropyl-5-methylcyclohexyl group (menthyl group).
また、R16及びR17における官能基を有していても良い炭素原子数6~20のアリール基としては、官能基を有していても良く、炭素原子数3~10の直鎖又は分岐アルキル基が置換されていても良いフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等が挙げられる。当該炭素原子数6~20のアリール基は酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む基が置換されていることが好ましい。当該炭素原子数6~20のアリール基が酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種を含む基で置換されている場合、当該官能基は、リンに結合した炭素に対してオルト位に置換されていることが好ましい。このようにすることによって、R16及びR17中の酸素原子及び窒素原子の少なくとも1種が遷移金属Mと相互作用を持つように空間的配置をとることができるからである。 In addition, examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may have a functional group in R 16 and R 17 include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, etc. which may have a functional group and may be substituted with a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms. The aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferably substituted with a group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom. When the aryl group having 6 to 20 carbon atoms is substituted with a group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom, the functional group is preferably substituted at the ortho position with respect to the carbon bonded to phosphorus. This is because at least one of the oxygen atom and the nitrogen atom in R 16 and R 17 can be spatially arranged so as to have an interaction with the transition metal M.
好ましいR16及びR17の具体例としては、2,6-ジメトキシフェニル基、2,4
,6-トリメトキシフェニル基、4-メチル-2,6-ジメトキシフェニル基、4-t-ブチル-2,6-ジメトキシフェニル基、1,3-ジメトキシ-2-ナフチル基、2,6-ジエトキシフェニル基、2,4,6-トリエトキシフェニル基、4-メチル-2,6-ジエトキシフェニル基、4-t-ブチル-2,6-ジエトキシフェニル基、1,3-ジエトキシ-2-ナフチル基、2,6-ジフェノキシフェニル基、2,4,6-トリフェノキシフェニル基、4-メチル-2,6-ジフェノキシフェニル基、4-t-ブチル-2,6-ジフェノキシフェニル基、1,3-ジフェノキシ-2-ナフチル基、2,6-ジメトキシメチルフェニル基、2,4,6-トリメトキシメチルフェニル基、4-メチル-2,6-ジメトキシメチルフェニル基、4-t-ブチル-2,6-ジメトキシメチルフェニル基、1,3-ジメトキシメチル-2-ナフチル基、2,6-ジフェノキシメチルフェニル基、2,4,6-トリフェノキシメチルフェニル基、4-メチル-2,6-ジフェノキシメチルフェニル基、4-t-ブチル-2,6-ジフェノキシメチルフェニル基、1,3-ジフェノキシメチル-2-ナフチル基、2,6-ジ(2-メトキシエチル)フェニル基、2,4,6-トリ(2-メトキシエチル)フェニル基、4-メチル-2,6-ジ(2-メトキシエチル)フェニル基、4-t-ブチル-2,6-ジ(2-メトキシエチル)フェニル基、1,3-ジ(2-メトキシエチル)-2-ナフチル基、2,6-ジ(2-フェノキシエチル)フェニル基、2,4,6-トリ(2-フェノキシエチル)フェニル基、4-メチル-2,6-ジ(2-フェノキシエチル)フェニル基、4-t-ブチル-2,6-ジ(2-フェノキシエチル)フェニル基、1,3-ジ(2-フェノキシエチル)-2-ナフチル基などを挙げることができる。
Preferable specific examples of R 16 and R 17 include a 2,6-dimethoxyphenyl group, a 2,4
,6-trimethoxyphenyl group, 4-methyl-2,6-dimethoxyphenyl group, 4-t-butyl-2,6-dimethoxyphenyl group, 1,3-dimethoxy-2-naphthyl group, 2,6-diethoxyphenyl group, 2,4,6-triethoxyphenyl group, 4-methyl-2,6-diethoxyphenyl group, 4-t-butyl-2,6-diethoxyphenyl group, 1,3-diethoxy-2-naphthyl group, 2,6-diphenoxyphenyl group, 2,4,6 -triphenoxyphenyl group, 4-methyl-2,6-diphenoxyphenyl group, 4-t-butyl-2,6-diphenoxyphenyl group, 1,3-diphenoxy-2-naphthyl group, 2,6-dimethoxymethylphenyl group, 2,4,6-trimethoxymethylphenyl group, 4-methyl-2,6-dimethoxymethylphenyl group, 4-t-butyl-2,6-dimethoxymethylphenyl group, 1,3-dimethoxymethyl-2-naphthyl group, 2,6-di phenoxymethylphenyl group, 2,4,6-triphenoxymethylphenyl group, 4-methyl-2,6-diphenoxymethylphenyl group, 4-t-butyl-2,6-diphenoxymethylphenyl group, 1,3-diphenoxymethyl-2-naphthyl group, 2,6-di(2-methoxyethyl)phenyl group, 2,4,6-tri(2-methoxyethyl)phenyl group, 4-methyl-2,6-di(2-methoxyethyl)phenyl group, 4-t-butyl- Examples of the phenyl group include a 2,6-di(2-methoxyethyl)phenyl group, a 1,3-di(2-methoxyethyl)-2-naphthyl group, a 2,6-di(2-phenoxyethyl)phenyl group, a 2,4,6-tri(2-phenoxyethyl)phenyl group, a 4-methyl-2,6-di(2-phenoxyethyl)phenyl group, a 4-t-butyl-2,6-di(2-phenoxyethyl)phenyl group, and a 1,3-di(2-phenoxyethyl)-2-naphthyl group.
R16またはR17は、Aと結合して環構造を形成してもよい。具体的には例えば特開2018-141138号公報の段落0120~0121に記載されている構造(なお、ここでの例は、置換基R16とAが結合して環構造を形成している場合を示しており、PとQは本開示の一般式(104)と同義である。)が挙げられる。 R 16 or R 17 may be bonded to A to form a ring structure. Specific examples include structures described in paragraphs 0120 to 0121 of JP 2018-141138 A (note that the examples here show the case where the substituent R 16 and A are bonded to form a ring structure, and P and Q have the same meaning as in general formula (104) of the present disclosure).
本開示の一般式(104)で表される化合物の中でも、下記一般式(105)で表される化合物であることが、重合体の製造効率の点から好ましい。 Among the compounds represented by general formula (104) of the present disclosure, the compound represented by the following general formula (105) is preferred from the viewpoint of polymer production efficiency.
一般式(105)中、R111、R112、R113及びR114における炭素数1~30の炭化水素基及び官能基は、前記Aに説明したものと同様のものであって良い。
中でも、R111は、嵩高い方が、高分子量の重合体を与える傾向にあり、t-ブチル基、トリメチルシリル基、フェニル基、9-アントラセニル基、4-t-ブチルフェニル基、2,4-ジ-t-ブチルフェニル基、ペンタフルオロフェニル基等の官能基を適宜選択されてもよい。
In the general formula (105), the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms and the functional group in R 111 , R 112 , R 113 and R 114 may be the same as those explained in A above.
Among these, the bulkier R 111 tends to give a polymer with a higher molecular weight, and functional groups such as a t-butyl group, a trimethylsilyl group, a phenyl group, a 9-anthracenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 2,4-di-t-butylphenyl group, a pentafluorophenyl group, etc. may be appropriately selected.
本開示に用いられる遷移金属錯体は、従来公知の方法で調製することができる。
また、本開示に用いられる遷移金属を含む触媒は、前記の遷移金属錯体を主要な触媒成分とするものであり、必要により、活性化剤、担体などを併用することができる。上記活性化剤としては、メタロセン触媒で使用される助触媒であるアルキルアルモキサンやホウ素含有化合物が例示される。
The transition metal complexes used in the present disclosure can be prepared by conventional methods.
The transition metal-containing catalyst used in the present disclosure contains the above-mentioned transition metal complex as a main catalyst component, and may be used in combination with an activator, a carrier, etc. Examples of the activator include alkylalumoxanes and boron-containing compounds, which are cocatalysts used in metallocene catalysts.
また、担体としては、本発明の主旨をそこなわない限りにおいて、任意の担体を用いることができる。一般に、無機酸化物やポリマー担体が好適に使用できる。
具体的には、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2など又はこれらの混合物が挙げられ、SiO2-Al2O3、SiO2-V2O5、SiO2-TiO2、SiO2-MgO、SiO2-Cr2O3などの混合酸化物も使用することができ、無機ケイ酸塩、ポリエチレン担体、ポリプロピレン担体、ポリスチレン担体、ポリアクリル酸担体、ポリメタクリル酸担体、ポリアクリル酸エステル担体、ポリエステル担体、ポリアミド担体、ポリイミド担体などが使用可能である。これらの担体については、粒径、粒径分布、細孔容積、比表面積などに特に制限はなく、任意のものが使用可能である。
As the carrier, any carrier can be used as long as it does not interfere with the gist of the present invention. In general, inorganic oxides and polymer carriers are preferably used.
Specifically, SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 , B 2 O 3 , CaO, ZnO, BaO, ThO 2 and the like or mixtures thereof can be mentioned, and mixed oxides such as SiO 2 -Al 2 O 3 , SiO 2 -V 2 O 5 , SiO 2 -TiO 2 , SiO 2 -MgO, SiO 2 -Cr 2 O 3 can also be used, and inorganic silicates, polyethylene carriers, polypropylene carriers, polystyrene carriers, polyacrylic acid carriers, polymethacrylic acid carriers, polyacrylic acid ester carriers, polyester carriers, polyamide carriers, polyimide carriers, etc. can be used. There are no particular limitations on the particle size, particle size distribution, pore volume, specific surface area, etc. of these carriers, and any one can be used.
(6-2)極性基含有オレフィン共重合体の重合方法:
本開示における極性基含有オレフィン共重合体の重合方法は限定されない。
媒体中に全ての生成重合体が溶解する溶液重合、媒体中で少なくとも一部の生成重合体がスラリーとなるスラリー重合、液化したモノマー自身を媒体とするバルク重合、又は、高温高圧で液化したモノマーに生成重合体の少なくとも一部が溶解する高圧イオン重合などが用いられる。
重合形式としては、バッチ重合、セミバッチ重合、連続重合のいずれの形式でもよい。
具体的な製造プロセス及び条件については、例えば、特開2010-260913号公報、特開2010-202647号公報に開示されている。
(6-2) Polymerization method for polar group-containing olefin copolymer:
The polymerization method for the polar group-containing olefin copolymer in the present disclosure is not limited.
The polymerization method used may be solution polymerization in which all of the polymer produced is dissolved in a medium, slurry polymerization in which at least a portion of the polymer produced becomes a slurry in a medium, bulk polymerization in which the liquefied monomer itself is used as a medium, or high pressure ionic polymerization in which at least a portion of the polymer produced is dissolved in the monomer liquefied at high temperature and high pressure.
The polymerization method may be any of batch polymerization, semi-batch polymerization, and continuous polymerization.
Specific manufacturing processes and conditions are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-260913 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-202647.
未反応モノマーや媒体は、生成重合体から分離し、リサイクルして使用してもよい。リサイクルの際、これらのモノマーや媒体は、精製して再使用してもよいし、精製せずに再使用してもよい。生成重合体と未反応モノマー及び媒体との分離には、従来の公知の方法が使用できる。例えば、濾過、遠心分離、溶媒抽出、貧溶媒を使用した再沈などの方法が使用できる。 The unreacted monomers and the medium may be separated from the resulting polymer and recycled for reuse. When recycling, these monomers and the medium may be purified and reused, or may be reused without purification. Conventional known methods can be used to separate the resulting polymer from the unreacted monomers and the medium. For example, methods such as filtration, centrifugation, solvent extraction, and reprecipitation using a poor solvent can be used.
共重合温度、共重合圧力及び共重合時間に特に制限はないが、通常は、以下の範囲から生産性やプロセスの能力を考慮して、最適な設定を行うことができる。
即ち、共重合温度は、通常-20℃~290℃、好ましくは0℃~250℃、より好ましくは0℃~200℃、さらに好ましくは10℃~150℃、特に好ましくは20℃~100℃である。共重合圧力は、0.1MPa~100MPa、好ましくは、0.3MPa~90MPa、より好ましくは0.5MPa~80MPa、さらに好ましくは1.0MPa~70MPa、特に好ましくは1.3MPa~60MPaである。共重合時間は、0.1分~50時間、好ましくは、0.5分~40時間、更に好ましくは1分~30時間の範囲から選ぶことができる。
本発明において、重合は、一般に不活性ガス雰囲気下で行われる。例えば、窒素、アルゴン雰囲気が使用でき、窒素雰囲気が好ましく使用される。
The copolymerization temperature, copolymerization pressure and copolymerization time are not particularly limited, but usually, the optimum settings can be made within the following ranges, taking into consideration the productivity and process capacity.
That is, the copolymerization temperature is usually −20° C. to 290° C., preferably 0° C. to 250° C., more preferably 0° C. to 200° C., even more preferably 10° C. to 150° C., and particularly preferably 20° C. to 100° C. The copolymerization pressure is 0.1 MPa to 100 MPa, preferably 0.3 MPa to 90 MPa, more preferably 0.5 MPa to 80 MPa, even more preferably 1.0 MPa to 70 MPa, and particularly preferably 1.3 MPa to 60 MPa. The copolymerization time can be selected from the range of 0.1 minute to 50 hours, preferably 0.5 minutes to 40 hours, and more preferably 1 minute to 30 hours.
In the present invention, the polymerization is generally carried out under an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen or argon atmosphere, and preferably a nitrogen atmosphere.
重合反応器への触媒とモノマーの供給に関しても特に制限はなく、目的に応じて様々な供給法をとることができる。例えばバッチ重合の場合、予め所定量のモノマーを共重合反応器に供給しておき、そこに触媒を供給する手法をとることが可能である。この場合、追加のモノマーや追加の触媒を共重合反応器に供給してもよい。また、連続重合の場合、所定量のモノマーと触媒を共重合反応器に連続的に、又は間歇的に供給し、共重合反応を連続的に行う手法をとることができる。 There are no particular limitations on the supply of catalyst and monomer to the polymerization reactor, and various supply methods can be used depending on the purpose. For example, in the case of batch polymerization, a method can be used in which a predetermined amount of monomer is supplied to the copolymerization reactor in advance and a catalyst is supplied thereto. In this case, additional monomer or additional catalyst may be supplied to the copolymerization reactor. In addition, in the case of continuous polymerization, a method can be used in which a predetermined amount of monomer and catalyst are supplied to the copolymerization reactor continuously or intermittently to carry out the copolymerization reaction continuously.
共重合体の組成の制御に関しては、モノマーの供給比率を変えることによって制御する方法を一般に用いることができる。その他、触媒の構造の違いによるモノマー反応性比の違いを利用して共重合組成を制御する方法や、モノマー反応性比の重合温度依存性を利用して共重合組成を制御する方法が挙げられる。
共重合体の分子量制御には、従来公知の方法を使用することができる。即ち、重合温度を制御して分子量を制御する方法、モノマー濃度を制御して分子量を制御する方法、遷移金属錯体中の配位子構造の制御により分子量を制御するなどが挙げられる。
Regarding the control of the copolymer composition, a method of controlling by changing the monomer supply ratio can be generally used. Other methods include a method of controlling the copolymer composition by utilizing the difference in monomer reactivity ratio due to the difference in catalyst structure, and a method of controlling the copolymer composition by utilizing the polymerization temperature dependency of the monomer reactivity ratio.
The molecular weight of the copolymer can be controlled by a conventional method, such as a method of controlling the molecular weight by controlling the polymerization temperature, a method of controlling the molecular weight by controlling the monomer concentration, or a method of controlling the molecular weight by controlling the ligand structure in a transition metal complex.
(7)極性基含有オレフィン共重合体の分解方法
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、種々の方法で分解することができる。分解方法としては、例えば紫外線を含む光照射により分解する方法、あるいはより高エネルギーの電磁波により分解する方法、オゾンによる酸化、過酸化物による酸化、その他の酸化剤による酸化により分解する方法等が挙げられる。これらのうち、他の化学物質を必要としない点から、電磁波照射により分解する方法が好ましく、中でも安全性および発生装置設計容易性の点から、紫外線を含む光照射により分解する方法が望ましい。
(7) Decomposition method of polar group-containing olefin copolymer The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure can be decomposed by various methods. Examples of the decomposition method include a method of decomposing by irradiation with light including ultraviolet light, a method of decomposing by electromagnetic waves with higher energy, and a method of decomposing by oxidation with ozone, oxidation with peroxides, and oxidation with other oxidizing agents. Among these, the method of decomposing by irradiation with electromagnetic waves is preferred because it does not require other chemical substances, and among them, the method of decomposing by irradiation with light including ultraviolet light is desirable from the viewpoints of safety and ease of designing a generating device.
II.樹脂組成物
本開示の樹脂組成物は、前記本開示の極性基含有オレフィン共重合体を含むことを特徴とする。
本開示の樹脂組成物は、前記本開示の極性基含有オレフィン共重合体を含むため、少なくとも本開示の極性基含有オレフィン共重合体が、紫外線を含む光に応答して切断されることから、人工的にあるいは自然界の作用により容易に分解することが可能な樹脂組成物となる。
そのため、本開示の樹脂組成物も、前記本開示の極性基含有オレフィン共重合体と同様に、主としてリサイクル分野で有望な機能性素材になり得ることが期待できる。
II. Resin Composition The resin composition of the present disclosure is characterized by containing the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure.
Since the resin composition of the present disclosure contains the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure, at least the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is cleaved in response to light including ultraviolet light, resulting in a resin composition that can be easily decomposed artificially or by natural actions.
Therefore, like the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure, the resin composition of the present disclosure is expected to be a promising functional material, mainly in the recycling field.
本開示の樹脂組成物は、前記本開示の極性基含有オレフィン共重合体を含めば、他の成分としては特に限定されない。
他の成分のうち、他の樹脂としては、他のオレフィン系重合体が好適に用いられる。
他のオレフィン系重合体としては、例えば、低密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ボリブテン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、等が挙げられる。
更に、本開示の樹脂組成物は、上記オレフィン系重合体以外にも、各種樹脂を使用できる。具体的には、各種ナイロン樹脂、各種ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、各種ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、EVOH、EVA、PMMA、PMA、各種エンジニアリングプラスチック、ポリ乳酸等、セルロース類、天然ゴム類、ポリウレタン、塩ビ、テフロン(登録商標)等のフッ素系樹脂、シリコン樹脂等の無機系重合体、等が挙げられる。
The resin composition of the present disclosure is not particularly limited as long as it contains the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure.
Among the other components, as the other resin, other olefin polymers are preferably used.
Other olefin polymers include, for example, low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, polybutene, polystyrene, polyvinyl chloride, and the like.
Furthermore, in addition to the olefin-based polymers, various resins can be used in the resin composition of the present disclosure, specifically, various nylon resins, various polyamides, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), various polyesters, polycarbonate resins, EVOH, EVA, PMMA, PMA, various engineering plastics, polylactic acid, celluloses, natural rubbers, polyurethane, PVC, fluorine-based resins such as Teflon (registered trademark), inorganic polymers such as silicone resins, and the like.
また、本開示の樹脂組成物は、常法に従い、更に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、帯電防止剤、防曇剤、ブロッキング防止剤、加工助剤、着色顔料、架橋剤、発泡剤、無機又は有機充填剤、難燃剤等の公知の添加剤を配合することができる。
添加剤として、例えば、酸化防止剤(フェノール系、リン系、イオウ系)、滑剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤等を1種又は2種以上、適宜併用することができる。充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、金属粉(アルミニウム、銅、鉄、鉛など)、珪石、珪藻土、アルミナ、石膏、マイカ、クレー、アスベスト、グラファイト、カーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。
Furthermore, the resin composition of the present disclosure may further contain known additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, lubricants, antistatic agents, antifogging agents, antiblocking agents, processing aids, coloring pigments, crosslinking agents, foaming agents, inorganic or organic fillers, and flame retardants in accordance with a conventional method.
As additives, for example, one or more of antioxidants (phenol-based, phosphorus-based, sulfur-based), lubricants, antistatic agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, etc. can be appropriately used in combination. As fillers, calcium carbonate, talc, metal powders (aluminum, copper, iron, lead, etc.), silica stone, diatomaceous earth, alumina, gypsum, mica, clay, asbestos, graphite, carbon black, titanium oxide, etc. can be mentioned.
本開示の樹脂組成物は、例えば、前記本開示の極性基含有オレフィン共重合体に、他の樹脂や、必要に応じて各種添加剤を混合し、混練押出機、バンバリーミキサー等にて混練して得ることができる。 The resin composition of the present disclosure can be obtained, for example, by mixing the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure with other resins and, if necessary, various additives, and kneading the mixture in a kneading extruder, Banbury mixer, or the like.
本開示の樹脂組成物は、容器、ボトル、タンク等の中空プラスチック成形品、シート、フィルム、バッグ等の押出成形品、キャップなどの射出成型品等に用いることができる。特に、紫外線を内部まで受けやすい薄肉の成形品に好適に用いることができる。 The resin composition of the present disclosure can be used for hollow plastic molded products such as containers, bottles, and tanks, extrusion molded products such as sheets, films, and bags, and injection molded products such as caps. It can be particularly suitable for use in thin-walled molded products that are easily exposed to ultraviolet rays even to the inside.
次に本開示を実施例によって具体的に説明するが、本開示はその要旨を逸脱しない限りこれらの実施例によって制約を受けるものではない。なお、極性基含有オレフィン共重合体等の物性等は、以下の方法で測定した。 Next, the present disclosure will be specifically explained using examples, but the present disclosure is not limited by these examples as long as they do not deviate from the gist of the disclosure. The physical properties of the polar group-containing olefin copolymer and the like were measured by the following methods.
[極性基含有オレフィン共重合体の構造]
極性基含有オレフィン共重合体の構造は、BRUKER(株)製Ascend500またはBRUKER(株)製AVANCE400を用いた1H-NMR及び13C-NMR解析により決定した。
NMR測定は、溶媒として1,1,2,2-テトラクロロエタン-d2を用い、1H-NMR測定の重合体濃度は5質量%、13C-NMRの重合体濃度は15質量%として、120℃で行った。または、NMR測定の一部は、約150mgの極性基含有オレフィン共重合体を1,2-ジクロロベンゼン:ブロモベンゼン-d5=1:2の混合溶媒2.4mLに加熱溶解して均一な溶液として120℃で行った。
13C-NMRは緩和試薬としてクロム(III)アセチルアセトナートを用い、逆ゲート付きデカップリング法を用いて測定(9.0マイクロ秒の90°パルス、スペクトル幅:31kHz、緩和時間:10秒、取り込み時間:10秒、FIDの積算回数5,000~10,000回)し、定量分析を行った。または、13C-NMRの一部は逆ゲート付きデカップリング法を用いて測定(15.8マイクロ秒の90°パルス、スペクトル幅:25kHz、緩和時間:50秒、取り込み時間:1.5秒、FIDの積算回数1,024回)し、定量分析を行った。
[Structure of Polar Group-Containing Olefin Copolymer]
The structure of the polar group-containing olefin copolymer was determined by 1 H-NMR and 13 C-NMR analysis using Ascend 500 manufactured by BRUKER Co., Ltd. or AVANCE 400 manufactured by BRUKER Co., Ltd.
The NMR measurements were performed at 120° C. using 1,1,2,2-tetrachloroethane-d2 as a solvent, with a polymer concentration of 5% by mass for 1 H-NMR and 15% by mass for 13 C-NMR. Alternatively, some of the NMR measurements were performed at 120° C. by heating and dissolving about 150 mg of the polar group-containing olefin copolymer in 2.4 mL of a mixed solvent of 1,2-dichlorobenzene:bromobenzene-d5=1:2 to prepare a homogeneous solution.
13C -NMR was measured using chromium(III) acetylacetonate as a relaxation reagent using the inverse gated decoupling method (9.0 microsecond 90° pulse, spectrum width: 31 kHz, relaxation time: 10 seconds, acquisition time: 10 seconds, FID accumulation number 5,000 to 10,000), and quantitative analysis was performed. Alternatively, a part of 13C -NMR was measured using the inverse gated decoupling method (15.8 microsecond 90° pulse, spectrum width: 25 kHz, relaxation time: 50 seconds, acquisition time: 1.5 seconds, FID accumulation number 1,024), and quantitative analysis was performed.
[数平均分子量及び重量平均分子量]
数平均分子量及び重量平均分子量は、東ソー(株)製、TSKgel GMHHR-H(S)HTカラム(7.8mmI.D.×30cmを2本直列)を備えた東ソー(株)製高温GPC装置、HLC-8321GPC/HTを用い、ポリスチレンを分子量の標準物質とするサイズ排除クロマトグラフィー(溶媒:1,2-ジクロロベンゼン、温度:145℃)、または、昭和電工(株)製、AT-806MSカラム(8.0mmI.D.×25cmを3本直列)を備えたWaters(株)製高温GPC装置、ALC/GPC 150Cを用い、ポリスチレンを分子量の標準物質とするサイズ排除クロマトフラフィー(溶媒:1,2-ジクロロベンゼン、温度;140℃)により算出した。
[Number average molecular weight and weight average molecular weight]
The number average molecular weight and the weight average molecular weight were calculated by size exclusion chromatography (solvent: 1,2-dichlorobenzene, temperature: 145° C.) using polystyrene as a molecular weight standard substance, using a high-temperature GPC apparatus, HLC-8321GPC/HT, manufactured by Tosoh Corporation, equipped with a TSKgel GMHHR-H(S)HT column (two columns of 7.8 mm I.D.×30 cm in series), manufactured by Tosoh Corporation, or by size exclusion chromatography (solvent: 1,2-dichlorobenzene, temperature: 140° C.) using polystyrene as a molecular weight standard substance, using a high-temperature GPC apparatus, ALC/GPC 150C, manufactured by Waters Corporation, equipped with an AT-806MS column (three columns of 8.0 mm I.D.×25 cm in series), manufactured by Showa Denko K.K.
[紫外線(UV)照射実験手順1]
各ポリマーサンプル100mgをそれぞれ3.5mLバイアル(本体が無色ガラス製、キャップが白色PP製)に収納した。サンプルホルダーはアルミニウム製とした。裏当て(アルミニウム製サンプルホルダー)とサンプルとの距離は5mmとなった(ガラスバイアルの半径に等しい)。
紫外線照射はスガ試験機株式会社製スーパーキセノンウェザーメーターSX75を使用した。光源としてキセノンランプを使用した。インナーフィルタは石英、アウターフィルタは♯295を使用した。放射照度は、60W/m2とした。試験条件は業界標準(JIS K7350-2)に準拠した。温度設定はブラックスタンダード温度で65℃とした。湿度設定は50%とした。ただしバイアル外の湿度である。噴霧設定は無しとした。暗黒時間は無しとした。照射時間は50時間とした。
[紫外線(UV)照射実験手順2]
各ポリマーサンプル100mgをそれぞれ3.5mLバイアル(本体が無色ガラス製、キャップが白色PP製)に収納した。サンプルホルダーはアルミニウム製とした。裏当て(アルミニウム製サンプルホルダー)とサンプルとの距離は5mmとなった(ガラスバイアルの半径に等しい)。
紫外線照射はATLAS社製スーパーキセノンウェザーメーターCi4000を使用した。光源としてキセノンランプを使用した。インナーフィルタはボロシリケイト、アウターフィルタはボロシリケイトを使用した。放射照度は、60W/m2とした。試験条件は業界標準(ISO16474)を参考にし、ブラックパネル温度を65℃とした点のみ変更した。湿度設定は50%とした。ただしバイアル外の湿度である。噴霧設定は無しとした。暗黒時間は無しとした。照射時間は100時間とした。
[Ultraviolet (UV) irradiation experiment procedure 1]
100 mg of each polymer sample was placed in a 3.5 mL vial (body made of colorless glass, cap made of white PP). The sample holder was made of aluminum. The distance between the backing (aluminum sample holder) and the sample was 5 mm (equal to the radius of the glass vial).
For ultraviolet irradiation, a Super Xenon Weather Meter SX75 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. was used. A xenon lamp was used as the light source. The inner filter was quartz, and the outer filter was #295. The irradiance was 60 W/ m2 . The test conditions were in accordance with the industry standard (JIS K7350-2). The temperature setting was 65°C at the black standard temperature. The humidity setting was 50%, but this was the humidity outside the vial. There was no spray setting. There was no dark time. The irradiation time was 50 hours.
[Ultraviolet (UV) irradiation experiment procedure 2]
100 mg of each polymer sample was placed in a 3.5 mL vial (body made of colorless glass, cap made of white PP). The sample holder was made of aluminum. The distance between the backing (aluminum sample holder) and the sample was 5 mm (equal to the radius of the glass vial).
For ultraviolet irradiation, a super xenon weather meter Ci4000 manufactured by ATLAS was used. A xenon lamp was used as the light source. The inner filter was made of borosilicate, and the outer filter was made of borosilicate. The irradiance was set to 60 W/ m2 . The test conditions were based on the industry standard (ISO16474), with the only change being that the black panel temperature was set to 65°C. The humidity setting was set to 50%, but this was the humidity outside the vial. There was no spray setting. There was no dark time. The irradiation time was set to 100 hours.
[遷移金属錯体の合成]
(合成例1)
下記化学式(A)において、Rがいずれもメンチル(2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシル)で、Lutが2,6-ジメチルピリジンで示される遷移金属錯体(A)を、特開2017-031300号公報に記載の通りに合成した。
[Synthesis of transition metal complexes]
(Synthesis Example 1)
A transition metal complex (A) represented by the following chemical formula (A), in which R is menthyl (2-isopropyl-5-methylcyclohexyl) and Lut is 2,6-dimethylpyridine, was synthesized as described in JP2017-031300A.
(合成例2)
下記化学式(B)において、Rがいずれもメンチル(2-イソプロピル-5-メチルシクロヘキシル)で、Lutが2,6-ジメチルピリジンで、TMSがトリメチルシリルで示される遷移金属錯体(B)を、特許第6358074号公報に記載の通りに合成した。
(Synthesis Example 2)
Transition metal complex (B) represented by the following chemical formula (B), in which R is menthyl (2-isopropyl-5-methylcyclohexyl), Lut is 2,6-dimethylpyridine, and TMS is trimethylsilyl, was synthesized as described in Japanese Patent No. 6358074.
(実施例1)
2.4Lオートクレーブに、窒素雰囲気中で溶媒としてのトルエン(400mL)、モノマー(B)としての2,3-ジ(4-ブロモフェニル)シクロプロペン-1-オン(2.98g、8.2mmol)を順次加えた。当該オートクレーブをエチレン(モノマー(A))(3.0MPa)で加圧し、反応温度80℃で、触媒としての遷移金属錯体(A)(139mg、0.20mmol)を加えて1時間撹拌した。1,2-ブタンジオールのトルエン溶液(1M,10mL)を加え、当該オートクレーブを室温に戻し、アセトン(500mL)を加えた。析出した固体を、濾過により回収し、固体をアセトンで洗浄し(500mL×2)、減圧乾燥した。得られた極性基含有オレフィン共重合体1は25.01gであった。触媒活性は、125kg/mol/hであった。
当該極性基含有オレフィン共重合体1の各種分析結果を表1に示した。図2に得られた極性基含有オレフィン共重合体1の13C-NMRスペクトルを示した。
得られた極性基含有オレフィン共重合体への紫外線照射は手順2によって行った。紫外線照射後の各種分析結果を表1に示した。
Example 1
To a 2.4 L autoclave, toluene (400 mL) as a solvent and 2,3-di(4-bromophenyl)cyclopropen-1-one (2.98 g, 8.2 mmol) as a monomer (B) were sequentially added in a nitrogen atmosphere. The autoclave was pressurized with ethylene (monomer (A)) (3.0 MPa), and a transition metal complex (A) (139 mg, 0.20 mmol) as a catalyst was added at a reaction temperature of 80° C. and stirred for 1 hour. A toluene solution of 1,2-butanediol (1 M, 10 mL) was added, the autoclave was returned to room temperature, and acetone (500 mL) was added. The precipitated solid was collected by filtration, washed with acetone (500 mL x 2), and dried under reduced pressure. The polar group-containing olefin copolymer 1 obtained was 25.01 g. The catalytic activity was 125 kg/mol/h.
The results of various analyses of the polar group-containing olefin copolymer 1 are shown in Table 1. The 13 C-NMR spectrum of the polar group-containing olefin copolymer 1 obtained is shown in Figure 2.
The obtained polar group-containing olefin copolymer was irradiated with ultraviolet light according to procedure 2. The results of various analyses after ultraviolet light irradiation are shown in Table 1.
(実施例2)
実施例1の極性基含有オレフィン共重合体1を用い、紫外線照射は手順1によって行った。紫外線照射後の各種分析結果を表1に示した。
Example 2
The polar group-containing olefin copolymer 1 of Example 1 was used, and ultraviolet irradiation was carried out according to Procedure 1. The results of various analyses after ultraviolet irradiation are shown in Table 1.
(実施例3)
50mLオートクレーブに、窒素雰囲気中で、触媒としての遷移金属錯体(A)(6.9mg、0.010mmol)、溶媒としてのトルエン(10mL)、モノマー(B)としての2,3-ジフェニルシクロプロペン-1-オン(206.1mg、1.0mmol)を順次加えた。当該オートクレーブをエチレン(モノマー(A))(3.0MPa)で加圧しつつ、反応温度80℃で12時間撹拌した。当該オートクレーブを室温に戻し、メタノール(20mL)を加えた。析出した固体を、濾過により回収し、メタノールで洗浄し、減圧乾燥した。得られた極性基含有オレフィン共重合体2は2035mgであった。触媒活性は、17kg/mol/hであった。
当該極性基含有オレフィン共重合体2の各種分析結果を表1に示した。図3に得られた極性基含有オレフィン共重合体2の13C-NMRスペクトルを示した。
得られた極性基含有オレフィン共重合体への紫外線照射は手順1によって行った。紫外線照射後の各種分析結果を表1に示した。また、紫外線照射前後の1H-NMR測定結果を図8に示した。
Example 3
In a 50 mL autoclave, in a nitrogen atmosphere, transition metal complex (A) (6.9 mg, 0.010 mmol) as a catalyst, toluene (10 mL) as a solvent, and 2,3-diphenylcyclopropene-1-one (206.1 mg, 1.0 mmol) as a monomer (B) were sequentially added. The autoclave was pressurized with ethylene (monomer (A)) (3.0 MPa) and stirred at a reaction temperature of 80° C. for 12 hours. The autoclave was returned to room temperature, and methanol (20 mL) was added. The precipitated solid was collected by filtration, washed with methanol, and dried under reduced pressure. The amount of the polar group-containing olefin copolymer 2 obtained was 2035 mg. The catalytic activity was 17 kg/mol/h.
The results of various analyses of the polar group-containing olefin copolymer 2 are shown in Table 1. The 13 C-NMR spectrum of the polar group-containing olefin copolymer 2 obtained is shown in Figure 3.
The obtained polar group-containing olefin copolymer was irradiated with ultraviolet light according to procedure 1. The results of various analyses after ultraviolet light irradiation are shown in Table 1. Furthermore, the results of 1 H-NMR measurements before and after ultraviolet light irradiation are shown in FIG.
(比較例1)
2.4Lオートクレーブに、窒素雰囲気中で溶媒としてのトルエン(400mL)、モノマー(B)としての3-エチル-2-フェニルシクロプロペン-1-オン(3.12g、20mmol)を順次加えた。当該オートクレーブをエチレン(モノマー(A))(3.0MPa)で加圧し、反応温度80℃で、触媒としての遷移金属錯体(A)(278mg、0.40mmol)を加えて1時間撹拌した。1,2-ブタンジオールのトルエン溶液(1M,10mL)を加え、当該オートクレーブを室温に戻し、エキネン(登録商標)F-1(500mL、日本アルコール販売社製)を加えた。析出した固体を、濾過により回収し、固体をエキネン(登録商標)F-1で洗浄し(500mL×2)、減圧乾燥した。得られた比較極性基含有オレフィン共重合体iは3720mgであった。触媒活性は、9.3kg/mol/hであった。
当該比較極性基含有オレフィン共重合体iの各種分析結果を表1に示した。図4に得られた比較極性基含有オレフィン共重合体iの13C-NMRスペクトルを示した。
得られた比較極性基含有オレフィン共重合体への紫外線照射は手順1によって行った。紫外線照射後の各種分析結果を表1に示した。
(Comparative Example 1)
To a 2.4 L autoclave, toluene (400 mL) as a solvent and 3-ethyl-2-phenylcyclopropen-1-one (3.12 g, 20 mmol) as a monomer (B) were sequentially added in a nitrogen atmosphere. The autoclave was pressurized with ethylene (monomer (A)) (3.0 MPa), and a transition metal complex (A) (278 mg, 0.40 mmol) as a catalyst was added at a reaction temperature of 80° C. and stirred for 1 hour. A toluene solution of 1,2-butanediol (1 M, 10 mL) was added, the autoclave was returned to room temperature, and Equinene (registered trademark) F-1 (500 mL, manufactured by Japan Alcohol Sales Co., Ltd.) was added. The precipitated solid was collected by filtration, washed with Equinene (registered trademark) F-1 (500 mL x 2), and dried under reduced pressure. The comparative polar group-containing olefin copolymer i obtained was 3720 mg. The catalytic activity was 9.3 kg/mol/h.
The results of various analyses of the comparative polar group-containing olefin copolymer i are shown in Table 1. The 13 C-NMR spectrum of the obtained comparative polar group-containing olefin copolymer i is shown in Figure 4.
The obtained comparative polar group-containing olefin copolymer was irradiated with ultraviolet light according to procedure 1. The results of various analyses after ultraviolet light irradiation are shown in Table 1.
(比較例2)
2.4Lオートクレーブに、窒素雰囲気中で溶媒としてのトルエン(400mL)、モノマー(B)としての2-ジエチルアミノ-3-(4-メトキシフェニル)シクロプロペン-1-オン(578mg、2.5mmol、不純物として約10mol%の2-ジエチルアミノ-3-(2-メトキシフェニル)シクロプロペン-1-オンを含む)を順次加えた。当該オートクレーブをエチレン(モノマー(A))(3.0MPa)で加圧し、反応温度80℃で、触媒としての遷移金属錯体(A)(278mg、0.40mmol)を加えた。反応開始10分後に更に2-ジエチルアミノ-3-(4-メトキシフェニル)シクロプロペン-1-オン(578mg、2.5mmol)を加えた。触媒を加えてから1時間後に1,2-ブタンジオールのトルエン溶液(1M,10mL)を加え、当該オートクレーブを室温に戻し、エキネン(登録商標)F-1(500mL)を加えた。析出した固体を、濾過により回収し、固体をエキネン(登録商標)F-1で洗浄し(500mL×2)、減圧乾燥した。得られた比較極性基含有オレフィン共重合体iiは9640mgであった。触媒活性は、24.1kg/mol/hであった。
当該比較極性基含有オレフィン共重合体iiの各種分析結果を表1に示した。図5に得られた比較極性基含有オレフィン共重合体iiの13C-NMRスペクトルを示した。
得られた比較極性基含有オレフィン共重合体への紫外線照射は手順1によって行った。紫外線照射後の各種分析結果を表1に示した。
(Comparative Example 2)
Toluene (400 mL) as a solvent and 2-diethylamino-3-(4-methoxyphenyl)cyclopropen-1-one (578 mg, 2.5 mmol, containing about 10 mol% of 2-diethylamino-3-(2-methoxyphenyl)cyclopropen-1-one as an impurity) as monomer (B) were sequentially added to a 2.4 L autoclave in a nitrogen atmosphere. The autoclave was pressurized with ethylene (monomer (A)) (3.0 MPa), and transition metal complex (A) (278 mg, 0.40 mmol) as a catalyst was added at a reaction temperature of 80° C. Ten minutes after the start of the reaction, 2-diethylamino-3-(4-methoxyphenyl)cyclopropen-1-one (578 mg, 2.5 mmol) was further added. One hour after the addition of the catalyst, a toluene solution of 1,2-butanediol (1 M, 10 mL) was added, the autoclave was returned to room temperature, and Equinene (registered trademark) F-1 (500 mL) was added. The precipitated solid was collected by filtration, washed with Equinene (registered trademark) F-1 (500 mL x 2), and dried under reduced pressure. The comparative polar group-containing olefin copolymer ii was obtained in an amount of 9640 mg. The catalytic activity was 24.1 kg/mol/h.
The results of various analyses of the comparative polar group-containing olefin copolymer ii are shown in Table 1. The 13 C-NMR spectrum of the obtained comparative polar group-containing olefin copolymer ii is shown in Figure 5.
The obtained comparative polar group-containing olefin copolymer was irradiated with ultraviolet light according to procedure 1. The results of various analyses after ultraviolet light irradiation are shown in Table 1.
(比較例3)
非特許文献 Angew. Chem. Ind. Ed. 2019, 58, 12955.の記載に基づき、エチレンと一酸化炭素の共重合体を合成した。当該比較極性基含有オレフィン共重合体iiiの各種分析結果を表1に示した。
得られた比較極性基含有オレフィン共重合体への紫外線照射は手順1によって行った。紫外線照射後の各種分析結果を表1に示した。
(Comparative Example 3)
A copolymer of ethylene and carbon monoxide was synthesized based on the description in the non-patent literature Angew. Chem. Ind. Ed. 2019, 58, 12955. The results of various analyses of the comparative polar group-containing olefin copolymer iii are shown in Table 1.
The obtained comparative polar group-containing olefin copolymer was irradiated with ultraviolet light according to procedure 1. The results of various analyses after ultraviolet light irradiation are shown in Table 1.
(比較例4)
2.4Lオートクレーブに、窒素雰囲気中で溶媒としてのトルエン(1000mL)、5-ノルボルネン-2-カルボン酸tert-ブチル(7.9mL、40mmol)を順次加えた。当該オートクレーブをエチレン(モノマー(A))(2.5MPa)と精製窒素0.5MPaで加圧し、反応温度80℃で、触媒としての遷移金属錯体(B)(28mg、0.035mmol)を加えて30分撹拌した。1,2-ブタンジオールのトルエン溶液(1M,10mL)を加え、当該オートクレーブを室温に戻し、エキネン(登録商標)F-1(1000mL、日本アルコール販売社製)を加えた。析出した固体を、濾過により回収し、固体をエキネン(登録商標)F-1で洗浄し(1000mL×2)、減圧乾燥した。得られた比較ポリエチレン重合体ivは26.69gであった。
当該比較ポリエチレン重合体ivの各種分析結果を表1に示した。得られた比較ポリエチレン重合体への紫外線照射は手順1によって行った。紫外線照射後の各種分析結果を表1に示した。
(Comparative Example 4)
To a 2.4 L autoclave, toluene (1000 mL) as a solvent and tert-butyl 5-norbornene-2-carboxylate (7.9 mL, 40 mmol) were sequentially added in a nitrogen atmosphere. The autoclave was pressurized with ethylene (monomer (A)) (2.5 MPa) and purified nitrogen at 0.5 MPa, and a transition metal complex (B) (28 mg, 0.035 mmol) as a catalyst was added at a reaction temperature of 80° C. and stirred for 30 minutes. A toluene solution of 1,2-butanediol (1 M, 10 mL) was added, the autoclave was returned to room temperature, and Equinene (registered trademark) F-1 (1000 mL, manufactured by Japan Alcohol Sales Co., Ltd.) was added. The precipitated solid was collected by filtration, washed with Equinene (registered trademark) F-1 (1000 mL x 2), and dried under reduced pressure. The comparative polyethylene polymer iv obtained was 26.69 g.
The results of various analyses of the comparative polyethylene polymer iv are shown in Table 1. The obtained comparative polyethylene polymer was irradiated with ultraviolet light according to procedure 1. The results of various analyses after ultraviolet light irradiation are shown in Table 1.
表1において、αの構造とは、実施例については前記一般式(I)で表される構造単位(B)であり、比較例については、前記一般式(I)で表される構造単位(B)におけるRxおよびRyに該当しないRxおよびRyで構成された構造をいう。βの構造は前記式(II)で表される構造単位である。
なお、表1において、αの構造(mol%)は、重合体の構造単位全体を100mol%とした場合の前記一般式(I)で表される構造単位(B)乃至αの構造の含有割合を意味する。βの構造(mol%)は、重合体の構造単位全体を100mol%とした場合の前記式(II)で表される構造単位の含有割合を意味する。
In Table 1, the structure of α in the examples refers to the structural unit (B) represented by the general formula (I) above, and in the comparative examples refers to a structure constituted by Rx and Ry that do not correspond to Rx and Ry in the structural unit (B) represented by the general formula (I) above. The structure of β is a structural unit represented by the formula (II) above.
In Table 1, the structure α (mol %) means the content ratio of the structural units (B) to α represented by the general formula (I) when the total structural units of the polymer are taken as 100 mol %, and the structure β (mol %) means the content ratio of the structural unit represented by the formula (II) when the total structural units of the polymer are taken as 100 mol %.
実施例と比較例の比較から、RxおよびRyの両方が芳香族基である場合、紫外線照射後に顕著な分子量低下、および分子量分布Mw/Mnの拡大が示された。また紫外線照射後の極性基含有オレフィン共重合体2のNMR分析(図8)から、エノン構造に由来するピークが減少していることが判明した。これらの結果から、不飽和結合の両端を芳香族基で置換されたエノン構造を含む極性オレフィン共重合体は易分解性に優れることが明らかである。 From the comparison between the examples and the comparative examples, when both Rx and Ry are aromatic groups, it is shown that the molecular weight is significantly reduced after ultraviolet irradiation, and the molecular weight distribution Mw/Mn is expanded.In addition, from the NMR analysis (Figure 8) of the polar group-containing olefin copolymer 2 after ultraviolet irradiation, it is found that the peak derived from the enone structure is reduced.From these results, it is clear that the polar olefin copolymer containing the enone structure in which both ends of the unsaturated bond are substituted with aromatic groups has excellent decomposability.
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、主鎖に構造単位として導入された特定のエノン構造が、紫外線を含む光に応答して自ら切断されることから、人工的にあるいは自然界の作用により容易に分解でき、分解性樹脂として利用することが可能である。
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、自らが、易分解用樹脂材料であり、光分解用樹脂材料である上、他の材料と混合した樹脂組成物に対して自らが分解して分解性を付与する、分解性付与剤、乃至、崩壊剤としても機能し得るものである。
本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、主としてリサイクル分野で有望な機能性素材になり得ることが期待できる。また、本開示の極性基含有オレフィン共重合体は、天然の太陽光中の紫外線でも分解し得ると期待されることから、環境プラスチック問題、海洋プラスチック問題への対策のひとつになり得ることが期待できる。
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure can be easily decomposed artificially or by natural processes because a specific enone structure introduced as a structural unit into the main chain is cleaved by itself in response to light including ultraviolet light, and therefore the copolymer can be used as a decomposable resin.
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is itself an easily decomposable resin material and a photodecomposable resin material, and can also function as a decomposability imparting agent or a disintegrant that imparts decomposability to a resin composition mixed with other materials through its own decomposition.
The polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is expected to be a promising functional material, mainly in the recycling field. In addition, since the polar group-containing olefin copolymer of the present disclosure is expected to be decomposed by ultraviolet light in natural sunlight, it is expected to be one of the measures to address environmental plastic problems and marine plastic problems.
Claims (7)
下記一般式(I)で表される構造単位(B)と、
を含むことを特徴とする極性基含有オレフィン共重合体。
A structural unit (B) represented by the following general formula (I),
A polar group-containing olefin copolymer comprising:
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WANG Xiaoming et al.,Synthesis of Polyethylene with In-Chain a,b-Unsaturated Ketone and Isolated Ketone Units: Pd-Catalyzed Ring-Opening Copolymerization of Cyclopropenone with Ethylene,Angewandte Chemie Int. Ed.,2019年,vol. 58,pages 12955-12959,https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201906990 |
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