JPH0460129B2 - - Google Patents

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JPH0460129B2
JPH0460129B2 JP18997183A JP18997183A JPH0460129B2 JP H0460129 B2 JPH0460129 B2 JP H0460129B2 JP 18997183 A JP18997183 A JP 18997183A JP 18997183 A JP18997183 A JP 18997183A JP H0460129 B2 JPH0460129 B2 JP H0460129B2
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JP
Japan
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polymer
weight
measured
meth
molecular weight
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Application number
JP18997183A
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Japanese (ja)
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JPS6081207A (en
Inventor
Isao Sasaki
Koji Nishida
Masaru Morimoto
Kazuo Kishida
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6081207A publication Critical patent/JPS6081207A/en
Publication of JPH0460129B2 publication Critical patent/JPH0460129B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[発明の技術分野] 本発明は耐熱性及び透明性が優れた熱可塑性重
合体の新規な製造方法に関する。 [発明の技術的背景とその問題点] ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等の
透明性ビニル重合型熱可塑性樹脂は家庭電気製
品、車輌用光学部品、計器板、採光用窓材等に、
広く用いられており、近年に至つては光学繊維用
素材等の特殊な用途にも使用されるようになつて
きた。 しかしながら、これらビニル重合型熱可塑性樹
脂は加熱すると解重合を起し、それらのモノマー
に分解されやすいという欠点を有していた。 このため、これら樹脂にはその耐熱性の増大が
強く要望されている。 これらビニル重合型熱可塑性樹脂の耐熱性を向
上せしめる方法としては特開昭55−102614号及び
特開昭57−153008号公報に記載の如く無水マレイ
ン酸構造を導入する方法が提案されている。 この方法はポリマーの主鎖中に環構造を形成さ
せて剛直性を付与させることにより耐熱性を増大
させるものである。 無水マレイン酸はその共重合特性が他のジビニ
ルモノマーとは可成り異なつており、その共重合
性を向上するにはスチレンを共重合モノマーとし
て併用する方法がよい方法であることが知られて
いる。この場合、無水マレイン酸/スチレン系共
重合体はポリマー主鎖中にマレイン酸無水物の五
員環構造が形成させられることにより耐熱性が向
上する。このようなポリマーとしては、例えば、
メチルメタクリレート/無水マレイン酸/スチレ
ン三元系コポリマーや、更にこれら三元系ポリマ
ーに他のビニルモノマーを共重合せしめた四元系
コポリマーがある。 しかしながら、これらポリマーは多成分共重合
ポリマーであるため、その製造が難しいばかりで
なく得られたポリマーの透明性が必ずしも良好な
ものではなく、また、これらはいずれも、加熱成
形温度近傍で解重合反応を起こし、その結果、揮
発分の生成等によつて重合体自体の物性が著しく
劣化するという致命的な欠点があつた。 製造が容易で、しかも耐熱性、耐熱分解性及び
透明性に優れるポリマーを得る方法としては、ポ
リメタクリル酸重合体を熱分解することによつ
て、グルタル酸無水物環構造をポリマー主鎖中に
導入する方法が知られている。ここでいうグルタ
ル酸無水物と称するものは通常重合体中アクリル
酸又はメタクリル酸{以下、「アクリル酸又はメ
タクリル酸」を単に「(メタ)アクリル酸」と記
す。}、ユニツト間で脱水反応により得られる(メ
タ)アクリル酸無水物を意味する。 この様な重合体側鎖反応に関しては、P.H.
GrantとN.GrassieによるPolymer 125(1960)
に記載されている。その記載によると、ポリメタ
クリル酸を200℃で熱分解した場合、グルタル酸
無水物六員環構造がポリマー主鎖中に生成すると
同時にポリマー間でも縮合反応が起り架橋性重合
体が得られる。 しかしながら、このポリマーは分子間架橋を有
するため溶媒に溶解せずまた溶融もしない。換言
すれば、これらの方法によつて得られる樹脂は、
熱可塑性を有さず、加工性に劣るものであつた。 [発明の目的] 本発明は熱可塑性、透明性、耐熱性及び耐熱分
解性を兼備した重合体の新規な製造方法を提供す
ることを目的とする。 [発明の概要] 本発明の熱可塑性重合体の製造方法はtert−ブ
チルアクリレート又はtert−ブチルメタクリレー
ト5重量%以上と、アクリル酸エステル、メタク
リル酸エステル及びスチレンからなる群より選ば
れた少なくとも1種のエチレン性単量体95重量%
以下からなる混合物を共重合させて得た重合体
を、抗酸化剤の存在下に130〜450℃で熱分解する
ことを特徴とする。 本発明に於いて、原料重合体中のtert−ブチル
(メタ)アクリレート成分は、熱分解処理によつ
て、重合体主鎖にグルタル酸無水物環構造単位を
導入し、以つて重合体の耐熱性を向上せしめるた
めの必須成分である。 重合体中のtert−ブチル(メタ)アクリレート
成分の含有量は5重量%以上とする。その含有量
が5重量%以下では高い耐熱性の重合体が得られ
ないからである。本発明に用いる原料重合体に
は、上記tert−ブチル(メタ)アクリレートの他
に、スチレン、クロロスチレン等の置換スチレ
ン、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステ
ルからなる群より選ばれた少なくとも1種のエチ
レン性単量体を含む。アクリル酸エステル又はメ
タクリル酸エステル(以下、(メタ)アクリル酸
エステルと記す)としては、メチル(メタ)アク
リレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピ
ル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリ
レート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレー
ト、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキ
シル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)ア
クリレートなどの炭素数1〜18個を有する脂肪族
又は芳香族官能基を含むアルキル(メタ)アクリ
レートを挙げることができる。 これらエチレン性単量体としては加熱によつて
着色し難いものが好ましく、この観点からメチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、ブチル
メタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレ
ート、ラウリルメタクリレート等のメタクリル系
単量体及び2,2,2−トリフルオロエチルメタ
クリレート、2,2,3,3,3−テトラフルオ
ロプロピルメタクリレート等のフツ化アルキルメ
タクリレート系単量体が好ましく、特に好ましく
はメチルメタクリレートを用いる。 本発明で用いる原料重合体は前記エチレン性単
量体を一種もしくは二種以上含有する。 また、原料重合体中のエチレン性単量体成分の
含有量は95重量%以下とする。 本発明の熱可塑性重合体の製造方法は原料重合
体を抗酸化剤の存在下で熱分解処理する。 抗酸化剤は熱分解処理中の原料重合体の酸化と
それに伴なう重合体の機械的強度の劣化を防止す
るための必須要素である。 用いる抗酸化剤としては、ホスフアイト系抗酸
化剤、ヒンダートフエノール系抗酸化剤、イオウ
系抗酸化剤及びアミン系抗酸化剤が挙げられる。 ホスフアイト系抗酸化剤としては、亜リン酸エ
ステル系化合物の亜リン酸トリクレジル、亜リン
酸クレジルフエニル、亜リン酸トリオクチル、亜
リン酸ブトキシエチル等を、ヒンダートフエノー
ル系抗酸化剤としては、ハイドロキノン、クレゾ
ール、フエノール等の誘導体を、イオウ系抗酸化
剤としてはアルキルメルカプタン、ジアルキルス
ルフイド等の誘導体を、アミン系抗酸化剤として
はナフチルアミン、フエニレンジアミン、ハイド
ロキノリン等の誘導体を用いることができる。 原料重合体の熱分解処理温度は、130〜450℃、
好ましくは150〜300℃とする。 また、熱分解処理雰囲気としては窒素、アルゴ
ン等の不活性ガス雰囲気を用いることが好まし
い。活性ガスを用いると、しばしば異常反応が起
こり、目的とする重合体が得られなくなつてしま
うからである。 このようにして得られる重合体は分子間架橋が
実質的に存在しない。 得られる重合体中の架橋構造の有無の簡便分析
法としては重合体の溶融流動性の測定、或いはジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テ
トラヒドロフラン、メチルエチルケトン等の溶媒
への溶解性の確認による方法がある。また、重合
体の溶液中の未溶解粒子を光学的(例えば、光散
乱法)もしくは物理的手法(例えば、遠心分離
法)によつて測定して重合体中の架橋構造の生成
の有無を確認することが出来る。遠心分離法では
架橋性重合体を遠心分離機によつてゲル状態で分
離することも可能である。 また、得られる重合体は、固有粘度が0.01〜2
dl/grであることが好ましい。 固有粘度が、0.01dl/gr未満では重合体とし
て機械的強度が不足するため実用上使用が困難と
なる。又、2dl/grを越えると粘度が大となり
溶融成形などの賦形性に問題を生じることがあ
る。 特に、成形材料として使用する場合には、この
重合体の固有粘度は0.1〜1dl/grであること
が好ましい。 尚、本明細書において、重合体の固有粘度は、
デロービシヨツプ(Deereax−Bischoff)粘度計
によつて試料ポリマー濃度0.5重量%のジメチル
ホルムアミド溶液の流動時間(ts)とジメチルホ
ルムアミドの流動時間(to)とを温度25±0.1℃
で測定し、ts/to値からポリマーの相対粘度ηrel
を求め、しかる後、次式より算出した値である。 ηinh=(1nηrel)/c (式中、cは溶媒100mlあたりのポリマーのグラ
ム数を表わす。) [発明の効果] 本発明の製造方法は、簡易にして耐熱性及び透
明性に優れた熱可塑性重合体を与えるという利点
を有し、得られる重合体は各種の成形材料や被覆
材、レジスト材、光学材料及び耐熱フイルムなど
として利用することが出来る。また、比較的固有
粘度の高いものは溶融賦形される成形材料や繊維
素材としての適性を有している。また、この重合
体は低分子量ポリアミン等の架橋剤を併用すると
架橋硬化性を示す樹脂組成物とすることができ
る。 更には、本発明の熱可塑性重合体とアンモニア
又はアンモニア発生能を有する試薬を加熱反応さ
せることによつてグルタルイミド環構造を有する
重合体を得ることができる。尚、アンモニア発生
能を有する試薬としては尿素、置換尿素、ホルム
アミド及びアンモニア水溶液が挙げられる。ま
た、メチルアミン、エチルアミン、アニリン等の
一級アミンと反応させるとN−アルキル置換グル
タルイミド環構造を有する重合体とすることがで
きる。 [発明の実施例] 以下、実施例によつて、本発明の熱可塑性重合
体を更に詳しく説明する。 これら実施例において、重合体の特性測定は次
の方法によつた。 赤外線吸収スペクトルは赤外線分光光度計((株)
日立製作所製258型)を用いKBrデイスク法によ
つて測定した。 数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)
及びZ平均分子量(Mz)は東洋曹達(株)製ゲルパ
ーミエーシヨンクロマトグラフイーHLC−
802URを用い、試料濃度0.1(重量/体積)%、溶
出溶媒はテトラヒドロフランを用い、流速は1.2
ml/分で行ない、検量線は単分散ポリスチレン検
量線を用いた。 貯蔵弾性率(E′)及び損失弾性率(E″)は動
的粘弾性測定装置(東洋ボルドウイン(株)製)を用
い110Hz昇温速度2℃/分で測定した。 ガラス転移温度の測定には差動走査熱量計
(PERKIN−ELMER DSC−2C型)を使用した。 耐熱分解性の測定は熱重量分析(TGA)
(PERKIN ELMER TGS−1型)によつた。ま
た、ギヤーオープン(田葉井製作所(株)製KH−
180遠心分離機)中、270℃で一定時間保持した後
の重量変化を求める等温分析によつて熱分解性を
評価した。 溶解性試験は簡易法としては、特定の溶媒によ
る溶解性を目視試験した。同時に、遠心分離法
(久保田製作所(株)製KH−180遠心分離機)により
15000回転/分で60分遠心分離した後ゲル分の存
在の有無により溶解性の評価を行つた。 加熱分解反応にもとづく熱帯色はハンター型測
色計(日立カラーアナライザー307型)を使用し
て次のHunterの式による黄色度指数Y.I.(イエロ
ーインデツクス)で評価した。 Y.I.=(A−B)/G …() 式中、A=1.28X−0.212、B=0.847Z、G=Y
を表わし、Xは反射スペクトル光が有する赤の、
Yは緑の、Zは青の刺激を有する反射波長の強度
から得られる測定刺激値を表わす(色彩科学ハン
ドブツク238頁色彩科学協会編集 南江堂を参
照)。 なお、以下に記載される「部」は重量部を表わ
すものとする。 実施例 1 メチルメタクリレート50部、tert−ブチルメタ
クリレート50部、2,2′−アゾビスイソブチロニ
トリル0.01部及びtert−ドデシルメルカプタン0.1
部を溶解してガラス製アンプル内に入れ、液体窒
素温度下で冷却した後、脱気をくり返して窒素雰
囲気下で封管した。次いでこの封管アンプルを加
熱浴中に入れ70℃で15時間加熱した後、更に120
℃で3時間加熱して重合を完結させた。この重合
における単量体の反応転化率は95%であつた。 次に、この生成重合体をテトラヒドロフランに
溶解した後、n−ヘキサン中へ投入して沈澱させ
る操作を数回くり返して重合体を精製した。 精製重合体は次のような物性を有していた。 数平均分子量(Mn);8.61×104 重量平均分子量(Mw);20.9×104 Z平均分子量(Mz);32.0×104 Mw/Mn=2.44、Mz/Mn=3.72 固有粘度;0.35dl/gr また、この重合体の赤外吸収スペクトルを測定
したところ波数1720cm-1にエステルカルボニルの
伸縮振動に基づく吸収が観測された。 次に、この重合体を粉砕して、0.5部のフエノ
ール系抗酸化剤のイルガノツクス1076(チバガイ
ギー社製)を添加した後に窒素雰囲気下でオイル
浴中、230℃、3時間加熱分解反応させた。この
反応において揮発性有機ガス分としてイソブテ
ン、メタノール及び水の生成が確認された。反応
終了後、1時間、1.0mmHgの減圧下で揮発成分を
除去して発泡した白色の樹脂体を得た。この樹脂
体を粉砕した重合体粉末は次の様な物性を有して
いた。 数平均分子量(Mn);8.25×104 重量平均分子量(Mw);17.8×104 Z平均分子量(Mz);28.2×104 Mw/Mn=2.16、z/Mn=3.42 固有粘度;0.33dl/gr この重合体のジメチルホルムアミド10(重量/
体積)%溶液として溶解すると均一に溶解してい
ることが目視判定された。この溶液を15000回/
分で遠心分離操作して沈澱部にゲル成分の存在の
有無を確認したところ、均一溶液でゲル成分は存
在しなかつた。 また、この重量体を250℃、150Kg/cm2で加熱加
圧成形して厚さ150μmのフイルムを作成し、動
的粘弾性を測定した。損失弾性率(E″)の分散
ピークは147℃に現れた。 また、差動走査熱量計を使用して求めたガラス
転移温度は123〜154℃の間であつた。 更に、上記成形フイルムの赤外吸収スペクトル
の測定を行なつた結果、波数1720cm-1にエステル
カルボニルの伸縮振動の吸収の他、波数1756及び
1802cm-1にグルタル酸無水物基の生成による酸無
水物カルボニル伸縮振動の吸収が確認された。 同様にして、10×10×5mm(厚さ)の平板を作
成してビカツト軟化点を測定したところその値は
153℃であつた。 次に、この重合体をメルトインデクサー(東洋
精機製作所)にかけて230℃、10Kg荷重下で押出
したところ良好なストランド状樹脂体が得られ
5.8gr/10分のMI値を示した。 次に、この重合体を25φベント式押出機(第一
実業(株)製、ダイス温度230℃、アダプター温度230
℃、スクリユーバレル温度200〜230℃、フルフラ
イトスクリユーL/D=24)を使用して押出成形
後ペレツト化した。このペレツト化した重量体を
使用して1オンス立型スクリユー式射出成形機
(山城精機製作所製SAV−30A)により平板の成
形板(60×80×2mm)を得た。 この樹脂成形板について、ASTM D−1003に
従い光学的性質を測定したところ全光線透過率は
92%、曇価は3.0であつた。 また、この日立カラーアナライザー307型によ
つて黄色度(イエローインデツクス値)Y.I.値を
測定したところ2.5であつた。 この重合体の物性の主なものを第1表に示す。 実施例 2〜15 第1表に示すように単量体組成物及び抗酸化剤
を用いて実施例1と同様な操作をくり返して原料
重合体を調製し、これに加熱処理を施して本発明
の方法による重合体を得た。その物性測定結果を
第1表に示す。 比較例 1 メチルメタクリレート100部、2,2′−アゾビ
スイソブチロニトリル0.01部及びtert−ドデシル
メルカプタン0.1部を溶解してガラス製アンプル
内に入れ、液体窒素温度下で冷却した後、脱気を
くり返して窒素雰囲気下で封管した。 次いでこの封管アンプルを加熱浴中に入れ70℃
で15時間加熱した後、更に120℃で3時間加熱し
て重合を完結させた。この重合における単量体の
反応転化率は97%であつた。 次に、この生成重量体をテトラヒドロフランに
溶解した後、n−ヘキサン中へ投入して沈澱させ
る操作を数回くり返して重合体を精製した。この
精製重合体は次の様な物性を有していた。 数平均分子量(Mn);5.71×104 重量平均分子量(Mw);14.3×104 Z平均分子量(Mz);20.0×104 Mw/Mn=2.68、Mz/Mn=3.50 固有粘度;0.30dl/gr また、この重合体の赤外吸収スペクトルを測定
したところ波数1720cm-1にエステルカルボニルの
伸縮振動に基づく吸収が観測された。 次にこの重合体をガラス管に入れ窒素雰囲気下
でオイル浴中、230℃、5時間加熱分解反応させ
た。この反応において揮発性有機ガスが生成した
が揮発性ガス成分はメチルメタクリレート単量体
でありこれは重合体主鎖の解重合にもとづくもの
であつた。 反応終了後、1時間1.0mmHgの減圧下で揮発成
分を除去して透明の樹脂体を得た。この樹脂体を
粉砕した重合体粉末は次のような物性を有してい
た。 数平均分子量(Mn);5.20×104 重量平均分子量(Mw);13.5×104 Z平均分子量(Mz);17.8×104 Mw/Mn=2.6、Mz/Mn=3.42 固有粘度;0.27dl/gr この重合体をクロロホルム10(重量/体積)%
混合体として混合させると、重合体は均一に溶解
することが目視判定された。この溶液を15000
回/分で遠心分離操作して沈澱部にゲル成分の存
在の有無を確認したところ、均一溶液でゲル成分
は存在しなかつた。 この重合体試料を250℃、150Kg/cm2で加熱加圧
成形して厚さ150μmのフイルムを作成し、動的
粘弾性を測定した。 損失弾性率(E″)の分散ピークは107℃であつ
た。 同様にして10×10×5mmの平板を作成してビカ
ツト軟化点を測定したところ98℃であつた。 また、差動走査熱量計を使用してガラス転移温
度を測定したところ、その温度は78〜109℃の間
であつた。 更に、上記成形フイルムの赤外吸収スペクトル
の測定を行なつたところ、波数1720cm-1にエステ
ルカルボニルの伸縮振動の吸収が観測されたが加
熱分解反応前の重合体と同様波長1756及び1802cm
-1にグルタル酸無水物基の生成による酸無水物カ
ルボニル伸縮振動の吸収は認められなかつた。ま
た、加熱分解重合体をメルトインデクサー(東洋
精機製作所製)にかけて230℃、10Kg荷重下で押
出したことろ良好なストランド状樹脂体が得られ
15gr/10分のMI値を示した。 また、この日立カラーアナライザー307型によ
つて黄色度(イエローインデツクス値)Y.I.値を
測定したところ0.5であつた。 第1表に得られた物性の主なものを示す。 比較例 2 第1表に示すように単量体組成物及び抗酸化剤
を用いて実施例1と同様な操作をくり返して原料
重合体を調製し、これに加熱処理を施して比較用
の重合体を得た。その物性を測定した結果を第1
表に示す。 比較例 3 抗酸化剤を用いることなく第1表に示すような
単量体組成物の重合体を用いて実施例13及び14と
同様な加熱処理を施して比較用の重合体を得た。
その物性を測定した結果を第1表に示す。
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a novel method for producing a thermoplastic polymer having excellent heat resistance and transparency. [Technical background of the invention and its problems] Transparent vinyl polymerized thermoplastic resins such as polymethyl methacrylate and polystyrene are used in home appliances, optical parts for vehicles, instrument panels, window materials for lighting, etc.
It is widely used, and in recent years it has also come to be used for special purposes such as optical fiber materials. However, these vinyl polymerizable thermoplastic resins have the disadvantage that they depolymerize when heated and are easily decomposed into their monomers. For this reason, there is a strong demand for these resins to have increased heat resistance. As a method for improving the heat resistance of these vinyl polymerizable thermoplastic resins, a method of introducing a maleic anhydride structure as described in JP-A-55-102614 and JP-A-57-153008 has been proposed. This method increases heat resistance by forming a ring structure in the main chain of the polymer to impart rigidity. The copolymerization properties of maleic anhydride are quite different from those of other divinyl monomers, and it is known that a good way to improve the copolymerization properties is to use styrene as a copolymerization monomer. . In this case, the heat resistance of the maleic anhydride/styrene copolymer is improved by forming a five-membered ring structure of maleic anhydride in the polymer main chain. Such polymers include, for example,
There are methyl methacrylate/maleic anhydride/styrene ternary copolymers and quaternary copolymers obtained by copolymerizing these ternary polymers with other vinyl monomers. However, since these polymers are multi-component copolymerized polymers, they are not only difficult to manufacture, but also the transparency of the obtained polymers is not always good. This had the fatal drawback that the physical properties of the polymer itself were significantly deteriorated due to the formation of volatile matter as a result of the reaction. A method for obtaining a polymer that is easy to produce and has excellent heat resistance, heat decomposition resistance, and transparency is to thermally decompose a polymethacrylic acid polymer to add a glutaric anhydride ring structure to the polymer main chain. There are known ways to introduce it. What is referred to here as glutaric anhydride is usually acrylic acid or methacrylic acid in a polymer (hereinafter, "acrylic acid or methacrylic acid" is simply referred to as "(meth)acrylic acid"). }, means (meth)acrylic anhydride obtained by dehydration reaction between units. Regarding such polymer side chain reactions, PH
Polymer 1 125 (1960) by Grant and N. Grassie
It is described in. According to the description, when polymethacrylic acid is thermally decomposed at 200°C, a six-membered glutaric anhydride ring structure is generated in the polymer main chain, and at the same time, a condensation reaction occurs between the polymers, resulting in a crosslinkable polymer. However, since this polymer has intermolecular crosslinks, it does not dissolve or melt in a solvent. In other words, the resins obtained by these methods are
It did not have thermoplasticity and had poor workability. [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a novel method for producing a polymer having thermoplasticity, transparency, heat resistance, and heat decomposition resistance. [Summary of the Invention] The method for producing a thermoplastic polymer of the present invention includes 5% by weight or more of tert-butyl acrylate or tert-butyl methacrylate, and at least one member selected from the group consisting of acrylic esters, methacrylic esters, and styrene. 95% by weight of ethylenic monomer
It is characterized in that a polymer obtained by copolymerizing a mixture consisting of the following is thermally decomposed at 130 to 450°C in the presence of an antioxidant. In the present invention, the tert-butyl (meth)acrylate component in the raw material polymer is thermally decomposed to introduce a glutaric anhydride ring structural unit into the polymer main chain, thereby improving the heat resistance of the polymer. It is an essential ingredient for improving sex. The content of the tert-butyl (meth)acrylate component in the polymer is 5% by weight or more. This is because if the content is less than 5% by weight, a highly heat-resistant polymer cannot be obtained. In addition to the above-mentioned tert-butyl (meth)acrylate, the raw material polymer used in the present invention includes at least one type of ethylene selected from the group consisting of substituted styrenes such as styrene and chlorostyrene, acrylic esters, and methacrylic esters. Contains sexual monomers. Examples of acrylic esters or methacrylic esters (hereinafter referred to as (meth)acrylic esters) include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl ( Mention may be made of alkyl (meth)acrylates containing aliphatic or aromatic functional groups having 1 to 18 carbon atoms, such as meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, and benzyl (meth)acrylate. . These ethylenic monomers are preferably those that do not easily become colored by heating, and from this point of view, methacrylic monomers such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, and 2,2, Fluorinated alkyl methacrylate monomers such as 2-trifluoroethyl methacrylate and 2,2,3,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate are preferred, and methyl methacrylate is particularly preferred. The raw material polymer used in the present invention contains one or more of the above ethylenic monomers. Further, the content of the ethylenic monomer component in the raw material polymer is 95% by weight or less. In the method for producing a thermoplastic polymer of the present invention, a raw material polymer is thermally decomposed in the presence of an antioxidant. Antioxidants are essential elements for preventing oxidation of raw polymers during thermal decomposition treatment and the accompanying deterioration of mechanical strength of the polymers. Examples of the antioxidants used include phosphite-based antioxidants, hindered phenol-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, and amine-based antioxidants. Phosphite-based antioxidants include phosphite-based compounds such as tricresyl phosphite, cresyl phenyl phosphite, trioctyl phosphite, butoxyethyl phosphite, etc., and hindered phenol-based antioxidants include hydroquinone, Derivatives such as cresol and phenol can be used as sulfur-based antioxidants, derivatives such as alkyl mercaptan and dialkyl sulfide can be used as sulfur-based antioxidants, and derivatives such as naphthylamine, phenylenediamine, and hydroquinoline can be used as amine-based antioxidants. . The thermal decomposition treatment temperature of the raw material polymer is 130 to 450℃,
Preferably the temperature is 150 to 300°C. Further, it is preferable to use an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon as the thermal decomposition treatment atmosphere. This is because when an active gas is used, abnormal reactions often occur, making it impossible to obtain the desired polymer. The polymer thus obtained is substantially free of intermolecular crosslinks. A simple method for analyzing the presence or absence of a crosslinked structure in the obtained polymer is to measure the melt fluidity of the polymer, or to check the solubility in a solvent such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, etc. Additionally, undissolved particles in the polymer solution can be measured optically (e.g., light scattering method) or physically (e.g., centrifugation method) to confirm the presence or absence of a crosslinked structure in the polymer. You can. In the centrifugation method, it is also possible to separate the crosslinkable polymer in a gel state using a centrifuge. In addition, the obtained polymer has an intrinsic viscosity of 0.01 to 2.
Preferably it is dl/gr. If the intrinsic viscosity is less than 0.01 dl/gr, the polymer will lack mechanical strength, making it difficult to use in practice. Moreover, if it exceeds 2 dl/gr, the viscosity becomes too large, which may cause problems in shaping properties such as melt molding. In particular, when used as a molding material, the intrinsic viscosity of this polymer is preferably 0.1 to 1 dl/gr. In addition, in this specification, the intrinsic viscosity of the polymer is
The flow time (ts) of a dimethylformamide solution with a sample polymer concentration of 0.5% by weight and the flow time (to) of dimethylformamide were measured using a Deereax-Bischoff viscometer at a temperature of 25 ± 0.1°C.
The relative viscosity of the polymer ηrel is determined from the ts/to value.
This is the value calculated from the following formula. ηinh=(1nηrel)/c (In the formula, c represents the number of grams of polymer per 100 ml of solvent.) [Effects of the Invention] The production method of the present invention can easily produce thermoplastic resins with excellent heat resistance and transparency. It has the advantage of providing a polymer, and the resulting polymer can be used as various molding materials, coating materials, resist materials, optical materials, heat-resistant films, etc. In addition, materials with relatively high intrinsic viscosity are suitable as molding materials and fiber materials that are melt-shaped. Further, when this polymer is used in combination with a crosslinking agent such as a low molecular weight polyamine, a resin composition exhibiting crosslinking and curable properties can be obtained. Furthermore, a polymer having a glutarimide ring structure can be obtained by subjecting the thermoplastic polymer of the present invention to a heat reaction with ammonia or a reagent capable of generating ammonia. Note that examples of reagents having ammonia-generating ability include urea, substituted urea, formamide, and ammonia aqueous solution. Further, by reacting with a primary amine such as methylamine, ethylamine, or aniline, a polymer having an N-alkyl-substituted glutarimide ring structure can be obtained. [Examples of the Invention] Hereinafter, the thermoplastic polymer of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. In these Examples, the properties of the polymers were measured by the following method. The infrared absorption spectrum was measured using an infrared spectrophotometer (Co., Ltd.).
It was measured by the KBr disc method using a Hitachi Model 258). Number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw)
and Z average molecular weight (Mz) are gel permeation chromatography HLC-manufactured by Toyo Soda Co., Ltd.
Using 802UR, the sample concentration was 0.1% (weight/volume), the elution solvent was tetrahydrofuran, and the flow rate was 1.2
The measurement was performed at ml/min, and a monodisperse polystyrene calibration curve was used as the calibration curve. Storage modulus (E′) and loss modulus (E″) were measured using a dynamic viscoelasticity measurement device (manufactured by Toyo Baldowin Co., Ltd.) at a heating rate of 2°C/min at 110Hz.For measurement of glass transition temperature A differential scanning calorimeter (PERKIN-ELMER DSC-2C model) was used.Thermal decomposition resistance was measured by thermogravimetric analysis (TGA).
(PERKIN ELMER TGS-1 type). In addition, gear open (KH− manufactured by Tabai Seisakusho Co., Ltd.)
Thermal decomposition properties were evaluated by isothermal analysis to determine the weight change after holding at 270°C for a certain period of time in a 180 centrifuge). As a simple method for the solubility test, the solubility in a specific solvent was visually tested. At the same time, by centrifugation method (KH-180 centrifuge manufactured by Kubota Seisakusho Co., Ltd.)
After centrifugation at 15,000 rpm for 60 minutes, solubility was evaluated based on the presence or absence of gel components. Tropical colors based on thermal decomposition reactions were evaluated using a Hunter colorimeter (Hitachi Color Analyzer Model 307) using the yellowness index YI (yellow index) according to Hunter's formula below. YI=(A-B)/G...() In the formula, A=1.28X-0.212, B=0.847Z, G=Y
, and X is the red color of the reflected spectrum light.
Y represents the measured stimulus value obtained from the intensity of the reflected wavelength having a green stimulus and Z represents a blue stimulus (see Color Science Handbook, page 238, edited by the Color Science Association, Nankodo). Note that "parts" described below represent parts by weight. Example 1 50 parts of methyl methacrylate, 50 parts of tert-butyl methacrylate, 0.01 part of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 0.1 part of tert-dodecyl mercaptan.
The sample was melted and placed in a glass ampoule, cooled under liquid nitrogen temperature, degassed repeatedly, and sealed in a nitrogen atmosphere. Next, this sealed ampoule was placed in a heating bath and heated at 70°C for 15 hours, and then further heated at 120°C.
The polymerization was completed by heating at ℃ for 3 hours. The reaction conversion rate of monomers in this polymerization was 95%. Next, the resulting polymer was dissolved in tetrahydrofuran and then poured into n-hexane for precipitation, which was repeated several times to purify the polymer. The purified polymer had the following physical properties. Number average molecular weight (Mn); 8.61×10 4 Weight average molecular weight (Mw); 20.9×10 4 Z average molecular weight (Mz); 32.0×10 4 Mw/Mn=2.44, Mz/Mn=3.72 Intrinsic viscosity; 0.35 dl/ gr When the infrared absorption spectrum of this polymer was measured, absorption based on stretching vibration of ester carbonyl was observed at a wave number of 1720 cm -1 . Next, this polymer was crushed, and after adding 0.5 part of a phenolic antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy), it was subjected to a thermal decomposition reaction at 230° C. for 3 hours in an oil bath under a nitrogen atmosphere. In this reaction, the production of isobutene, methanol, and water as volatile organic gas components was confirmed. After the reaction was completed, volatile components were removed under reduced pressure of 1.0 mmHg for 1 hour to obtain a foamed white resin body. The polymer powder obtained by crushing this resin body had the following physical properties. Number average molecular weight (Mn); 8.25×10 4 Weight average molecular weight (Mw); 17.8×10 4 Z average molecular weight (Mz); 28.2×10 4 Mw/Mn=2.16, z/Mn=3.42 Intrinsic viscosity; 0.33 dl/ gr Dimethylformamide 10 (weight/
When dissolved as a solution (volume)%, it was visually determined that the solution was uniformly dissolved. Apply this solution 15,000 times/
When the presence or absence of gel components in the precipitated portion was confirmed by centrifugation for 1 minute, the solution was homogeneous and no gel components were present. Further, this weight body was heated and press-molded at 250° C. and 150 kg/cm 2 to prepare a film with a thickness of 150 μm, and the dynamic viscoelasticity was measured. The dispersion peak of the loss modulus (E″) appeared at 147°C. Furthermore, the glass transition temperature determined using a differential scanning calorimeter was between 123 and 154°C. As a result of measuring the infrared absorption spectrum, in addition to the absorption of the stretching vibration of ester carbonyl at a wave number of 1720 cm -1 , there was also absorption of the stretching vibration of the ester carbonyl at a wave number of 1756 and 1720 cm -1.
Absorption of acid anhydride carbonyl stretching vibration due to the formation of glutaric anhydride group was confirmed at 1802 cm -1 . In the same way, a flat plate of 10 x 10 x 5 mm (thickness) was made and the Vikatsuto softening point was measured, and the value was
It was 153℃. Next, this polymer was extruded using a melt indexer (Toyo Seiki Seisakusho) at 230°C under a load of 10 kg, and a good strand-shaped resin body was obtained.
It showed an MI value of 5.8gr/10min. Next, this polymer was extruded using a 25φ vented extruder (manufactured by Daiichi Jitsugyo Co., Ltd., die temperature 230°C, adapter temperature 230°C).
After extrusion molding using a full-flight screw L/D=24, the screw barrel temperature was 200 to 230°C and pelletized. Using this pelletized weight, a flat molded plate (60 x 80 x 2 mm) was obtained using a 1 oz vertical screw type injection molding machine (SAV-30A manufactured by Yamashiro Seiki Seisakusho). The optical properties of this resin molded plate were measured according to ASTM D-1003, and the total light transmittance was
92%, haze value was 3.0. Further, when the yellowness (yellow index value) YI value was measured using this Hitachi Color Analyzer Model 307, it was 2.5. Table 1 shows the main physical properties of this polymer. Examples 2 to 15 Raw material polymers were prepared by repeating the same operations as in Example 1 using monomer compositions and antioxidants as shown in Table 1, and were heat-treated to produce the present invention. A polymer was obtained by the method. The physical property measurement results are shown in Table 1. Comparative Example 1 100 parts of methyl methacrylate, 0.01 part of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 0.1 part of tert-dodecyl mercaptan were dissolved and placed in a glass ampoule, cooled under liquid nitrogen temperature, and then degassed. The tube was sealed under a nitrogen atmosphere. Next, place this sealed ampoule in a heating bath at 70°C.
After heating at 120° C. for 15 hours, the mixture was further heated at 120° C. for 3 hours to complete polymerization. The reaction conversion rate of monomers in this polymerization was 97%. Next, the resulting heavy product was dissolved in tetrahydrofuran and then poured into n-hexane for precipitation, which was repeated several times to purify the polymer. This purified polymer had the following physical properties. Number average molecular weight (Mn); 5.71×10 4 Weight average molecular weight (Mw); 14.3×10 4 Z average molecular weight (Mz); 20.0×10 4 Mw/Mn=2.68, Mz/Mn=3.50 Intrinsic viscosity; 0.30 dl/ gr When the infrared absorption spectrum of this polymer was measured, absorption based on stretching vibration of ester carbonyl was observed at a wave number of 1720 cm -1 . Next, this polymer was placed in a glass tube and subjected to a thermal decomposition reaction at 230° C. for 5 hours in an oil bath under a nitrogen atmosphere. Volatile organic gas was produced in this reaction, and the volatile gas component was methyl methacrylate monomer, which was due to depolymerization of the polymer main chain. After the reaction was completed, volatile components were removed under reduced pressure of 1.0 mmHg for 1 hour to obtain a transparent resin body. The polymer powder obtained by crushing this resin body had the following physical properties. Number average molecular weight (Mn); 5.20×10 4 Weight average molecular weight (Mw); 13.5×10 4 Z average molecular weight (Mz); 17.8×10 4 Mw/Mn=2.6, Mz/Mn=3.42 Intrinsic viscosity; 0.27 dl/ gr This polymer was mixed with 10% (weight/volume) chloroform.
It was visually determined that the polymer dissolved uniformly when mixed as a mixture. Add this solution to 15000
The presence or absence of a gel component in the precipitate was confirmed by centrifugation at a rate of 3 times per minute, and it was found that the solution was homogeneous and no gel component was present. This polymer sample was molded under heat and pressure at 250° C. and 150 kg/cm 2 to form a film with a thickness of 150 μm, and its dynamic viscoelasticity was measured. The dispersion peak of the loss modulus (E″) was 107°C. Similarly, a flat plate of 10 x 10 x 5 mm was prepared and the Vikat softening point was measured, and it was 98°C. When the glass transition temperature was measured using a meter, the temperature was between 78 and 109°C.Furthermore, when the infrared absorption spectrum of the above molded film was measured, it was found that ester was present at a wave number of 1720 cm -1. Absorption of stretching vibrations of carbonyl was observed, but the wavelengths were 1756 and 1802 cm, similar to that of the polymer before thermal decomposition reaction.
No absorption of acid anhydride carbonyl stretching vibration was observed in -1 due to the formation of glutaric anhydride groups. In addition, a good strand-shaped resin body was obtained by extruding the thermally decomposed polymer using a melt indexer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) at 230°C and under a load of 10 kg.
It showed an MI value of 15gr/10min. Further, when the yellowness (yellow index value) YI value was measured using this Hitachi Color Analyzer Model 307, it was 0.5. Table 1 shows the main physical properties obtained. Comparative Example 2 A raw material polymer was prepared by repeating the same operations as in Example 1 using a monomer composition and an antioxidant as shown in Table 1, and then heat-treated to prepare a comparative polymer. Obtained union. The results of measuring its physical properties are shown in the first
Shown in the table. Comparative Example 3 A comparative polymer was obtained by subjecting a polymer having the monomer composition shown in Table 1 to the same heat treatment as in Examples 13 and 14 without using an antioxidant.
Table 1 shows the results of measuring its physical properties.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 tert−ブチルアクリレート又はtert−ブチル
メタクリレート5重量%以上と、アクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル及びスチレンからな
る群より選ばれた少なくとも1種のエチレン性単
量体95重量%以下からなる混合物を共重合体させ
て得た重合体を、抗酸化剤の存在下に130〜450℃
で熱分解することを特徴とする耐熱性に優れた熱
可塑性重合体の製造方法。 2 抗酸化剤がホスフアイト系化合物、フエノー
ル系化合物、イオウ系化合物又はアミン系化合物
である特許請求の範囲第1項記載の熱可塑性重合
体の製造方法。
[Claims] 1. 5% by weight or more of tert-butyl acrylate or tert-butyl methacrylate and 95% by weight of at least one ethylenic monomer selected from the group consisting of acrylic esters, methacrylic esters, and styrene. A polymer obtained by copolymerizing a mixture consisting of the following is heated at 130 to 450℃ in the presence of an antioxidant.
A method for producing a thermoplastic polymer with excellent heat resistance, characterized by thermal decomposition at . 2. The method for producing a thermoplastic polymer according to claim 1, wherein the antioxidant is a phosphite compound, a phenol compound, a sulfur compound, or an amine compound.
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