JPH0535723B2 - - Google Patents

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JPH0535723B2
JPH0535723B2 JP61078277A JP7827786A JPH0535723B2 JP H0535723 B2 JPH0535723 B2 JP H0535723B2 JP 61078277 A JP61078277 A JP 61078277A JP 7827786 A JP7827786 A JP 7827786A JP H0535723 B2 JPH0535723 B2 JP H0535723B2
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JP
Japan
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carboxyl group
parts
weight
initiator
chain transfer
Prior art date
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JP61078277A
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English (en)
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JPS62235302A (ja
Inventor
Masanao Kawabe
Masao Kimura
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP7827786A priority Critical patent/JPS62235302A/ja
Publication of JPS62235302A publication Critical patent/JPS62235302A/ja
Publication of JPH0535723B2 publication Critical patent/JPH0535723B2/ja
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  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、末端にカルボキシル基を含有するポ
リスチレンの新規な製造方法に関する。 従来の技術 従来、末端にカルボキシル基を含有するポリス
チレンのラジカル重合法による製造方法として、
γ、γ′−アゾビス−(γ−シアノバレリン酸)の
ようなカルボキシル基を含有するラジカル重合開
始剤とチオグリコール酸のようなカルボキシル基
を含有する連鎖移動剤を用いて、有機溶媒中で付
加重合体やマクロモノマーを製造する方法(特公
昭43−11224号、特開昭60−133007号)が知られ
ている。 上記の製造方法が、多量の有機溶剤を用いてい
る理由は、アクリル系モノマーを塊状重合法によ
り重合しようとすると、著しいトロムスドルフ効
果により、反応が暴走してしまうという技術的困
難さによるものと考えられる。 しかしながらこの方法では、末端にカルボキシ
ル基を含有するポリスチレンを製造する際に、多
量の有機溶剤中で反応を行なわせる為に、反応終
了後に溶剤を除去することが必要である。さら
に、この溶剤を回収して使用しようとすれば、未
反応のモノマーと有機溶剤とを分離しなければな
らず、工程の増加とともに経費が増加するなど
の、工業的製造における問題点を有していた。 発明が解決しようとする問題点 この発明は、従来方法の多量の有機溶剤中で重
合反応を行なわなければならないという欠点を克
服し、塊状重合法により、ラジカル重合を行な
い、しかも簡単な操作で分子量と、重合体一分子
に含まれるカルボキシル基の数とを広い範囲に渡
つて制御できるという、工業的に実施するのに有
利なカルボキシル基末端を有するポリスチレンの
製造方法を提供するものである。 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は、開始剤としてカルボキシ
ル基を有する過酸化物系化合物及びカルボキシル
基を有するアゾビス化合物から選ばれたカルボキ
シル基を有するラジカル重合開始剤、、連鎖移動
剤としてカルボキシル基を有するチオールを用
い、開始剤の添加量をスチレンあるいはアルキル
スチレン100重量部に対して0.01〜15重量部、連
鎖移動剤の添加量をスチレンあるいはアルキルス
チレン100重量部に対して、0.001〜10重量部とし
て、スチレンあるいはアルキルスチレンを塊状重
合法によりラジカル重合を行なわせることを特徴
とするカルボキシル末端を有するポリスチレンの
製造方法である。なお、本発明のポリスチレンと
しては、スチレンあるいはアルキルスチレンの重
合体、共重合体、さらにこれらモノマーと、これ
と共重合可能なモノマーとの共重合体が含まれ
る。 本発明では塊状重合法によるラジカル重合で、
しかも短時間で収率良く、分子量と重合体一分子
に含まれるカルボキシル基の数とを広い範囲に渡
つて制御して、カルボキシル基末端を有するポリ
スチレンを製造する方法を開発するために鋭意研
究した結果、開始剤としてカルボキシル基を有す
る過酸化物系化合物及びカルボキシル基を有する
アゾビス選ばれた化合物からカルボキシル基を有
するラジカル重合開始剤、連鎖移動剤としてカル
ボキシル基を有するチオールを用いて、特定の反
応条件下でスチレンあるいはアルキルスチレンの
ラジカル重合反応を塊状重合法により行なうと、
短時間で収率良く、カルボキシル基末端を有する
ポリスチレンが得られるという事実を見出した。 つまり、これまでの製造方法では、たとえば全
モノマー装入量に対して、5重量%のポリマーを
得るのに約1時間を要していたが、本発明によれ
ば同程度の分子量のポリマーを約30分と約半分の
時間で合成を行なうことができる。 しかもそればかりでなく、重合反応において重
合体は、重合体ラジカル同士の再結合反応と、重
合体ラジカルと連鎖移動剤との間の連鎖移動反応
によつて生成するので、開始剤と連鎖移動剤の添
加量を制御することによつて、この再結合反応と
連鎖移動反応によつて生成する重合体の割合を変
えることにより、容易に分子量と重合体一分子に
含まれるカルボキシル基の数とを広い範囲に渡つ
て制御しうる事実を見出した。本発明はこの知見
に基づいてなされたものである。 本発明で用いられるラジカル重合開始剤として
は、例えばコハク酸パーオキサイド、グルタル酸
パーオキサイド、tert−ブチルオキシマレイン酸
などのカルボキシル基を有する過酸化物系化合物
や、γ、γ′−アゾビス(γ−シアノバレリン酸)、
α、α′−アゾビス(α−シアノエチル−p−安息
香酸)などのカルボキシル基を有するアゾビス化
合物、及びこれらの混合物を挙げることができ
る。 また、連鎖移動剤はカルボキシル基を含有する
チオールを用いる。具体的なチオールを例示する
と、チオグリコール酸、α−メルカプトプロピオ
ン酸、β−メルカプトプロピオン酸、α−メルカ
プト−イソ酪酸、2、3または4−メリカプト安
息香酸など、及びこれらの混合物を挙げることが
できる。 また、ラジカル重合開始剤である過酸化物系化
合物あるいはアゾビス化合物と、連鎖移動剤のチ
オールとは、通常有機溶剤で希釈して、スチレン
あるいはアルキルスチレンに添加する。この際、
希釈溶媒としては、スチレンあるいはアルキルス
チレンと開始剤、連鎖移動剤に対して相溶性の良
好な溶媒が好ましい。このような溶媒としては、
メタノール、エタノール、n−プロパノール、イ
ソプロパノール、ブタノール、プロピルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、N、N−
ジメチルホルムアミド、アセトン、セロソルブ、
セロソルブアセテート、エチルセロソルブなど、
及びこれらの混合物をあげることができる。 開始剤と連鎖移動剤の希釈溶液の濃度は、開始
剤と連鎖移動剤の添加量が、希釈溶媒100重量部
に対して、それぞれ1〜90重量部、好ましくは5
〜40重量部である。 また、溶媒で希釈せずに、開始剤と連鎖移動剤
とを直接スチレンあるいはアルキルスチレンに添
加してもさしつかえない。所望ならばスチレンあ
るいはアルキルスチレンに分散させた状態で添加
することもできる。 また、開始剤として使用するラジカル重合開始
剤は、開始剤としてスチレンあるいはアルキルス
チレン100重量部に対して、0.01〜15重量部、好
ましくは、0.05〜10重量部添加する。0.01重量部
未満であると、重合速度は遅くなり反応に長時間
を要することになる。また、15重量部を超えて加
えると、重合速度は速くなり過ぎて、温度制御が
困難となり好ましくない。 さらに、連鎖移動剤として作用するチオール
は、チオールとしてスチレンあるいはアルキルス
チレン100重量部に対して、0.001〜10重量部、好
ましくは0.005〜5重量部である。0.001重量部未
満であると、分子量は大きくなり過ぎることにな
り、また10重量部を超えて加えても、分子量は小
さくなり過ぎることになり好ましくない。 本発明によるカルボキシル末端を有するポリス
チレンの重合反応条件は、用いる開始剤、連鎖移
動剤等の種類、使用量などにより異なり一義的に
決定されないが、通常は撹拌下反応温度50〜200
℃、好ましくは、60〜160℃、の範囲で行なわれ
る。反応時の圧力は通常、常圧下で行なわれる
が、減圧でもさしつかえない。所望ならば加圧に
することもできる。反応時間は10分〜24時間、好
ましくは、30分〜5時間である。 このようにして目的とするカルボキシル末端を
有するポリスチレンが得られ、この重合体は平均
一分子当り、2.0個以下のカルボキシル基を有し
ている。また、この重合体のゲル浸透クロマトグ
ラフイー(GPC)を用いて測定した数平均分子
量は反応条件により異なるが、通常は1000〜
50000である。 本発明により得られるカルボキシル末端を有す
るポリスチレンは、様々なブロツクコポリマー、
グラフトコポリマーの原料に供することができ
る。したがつて、この重合体は接着剤、塗料、成
形品、樹脂、アスフアルト類などの改質に極めて
有用である。 また、本発明を製法上の立場から見ると、従来
法と比較して、多量の有機溶剤を使用することな
く、短時間で収率良く目的とするカルボキシル末
端を有するポリスチレンを得ることができ、しか
も、分子量と重合体一分子当りに含まれるカルボ
キシル基の数を広い範囲に渡つて制御できるとい
う特色を有している。 次に本発明の実施例を示す。 実施例 実施例 1 撹拌機、環流冷却器、滴下ロート、熱電対、及
びN2ガス吹込口を備えたガラスフラスコに、モ
ノマーとしてスチレン100重量部を仕込み、さら
にチオグリコール酸0.01重量部をスチレンに分散
させて仕込む。 そして、N2ガス導入下90℃にてコハク酸パー
オキサイド0.1重量部をテトラヒドロフラン1重
量部に溶解させた溶液を加える。その後、同温度
で30分間加熱し、重合を行なう。そして、重合禁
止剤としてターシヤリブチルカテコール0.2重量
部をテトラヒドロフラン2重量部に溶解させた溶
液を加え重合を停止させた。 反応終了後、反応液をメタノール1000重量部中
に加えて、重合体を沈澱させた。その後、重合体
を濾別し、続いて、1mmHg、70℃にて、3日間
脱気を行ない、蒸発分を除去した。得られた重合
体の収率は5.9重量%であつた。 GPCによる末端カルボキシル基を有するポリ
スチレンの数平均分子量は41000、重量平均分子
量は100000であつた。 また赤外吸収スペクトルは、1705cm-1にカルボ
キシル基中のカルボニルの伸縮振動に起因する吸
収を示した。 さらにフエノールフタレインを指示薬として、
0.5規定の水酸化カリウム水溶液でカルボキシル
基の定量を行なつたところ重合体1分子中に1.84
個のカルボキシル基が存在することがわかつた。 実施例 2〜4 カルボキシル基末端を有するポリスチレンの分
子量と重合体一分子中に含まれるカルボキシル基
数とを変化させる為に、実施例1に於けるチオグ
リコール酸の添加量を変化させた以外は、実施例
1と同様の方法により、ポリスチレンを合成し
た。結果を表1に示した。 実施例 5 開始剤として、γ、γ′−アゾビス(γ−シアノ
バレリン酸)を用いたことと、連鎖移動剤として
メルカプトプロピオン酸を用いたことと、メルカ
プトプロピオン酸の添加量と反応温度を変えたこ
と以外は、まつたく実施例1と同様の方法により
ポリスチレンを合成した。結果を表1に示した。 表1からわかるように、反応時間が30分という
短時間で収率が約6重量%と、工業的製造を考慮
しても、十分に生産性良く製造し得る値となつて
いる。 また、連鎖移動剤の添加量を変えるという簡便
な操作により、数平均分子量は5100から41000、
重合体一分子に含まれるカルボキシル基数は1.04
から1.84と広い範囲に渡つて、制御することが出
来ることがわかる。
【表】
【表】 発明の効果 本発明では、開始剤としてカルボキシル基を有
するラジカル重合開始剤、連鎖移動剤としてカル
ボキシル基を有するチオールを用いて、スチレン
あるいはアルキルスチレンを塊状重合法により、
ラジカル重合を行なわせるために、カルボキシル
基末端を有するポリスチレンを短時間で収率良く
得ることができる。 そのうえ、重合体ラジカルの停止反応である再
結合反応と連鎖移動反応によつて生成する重合体
の割合を変えることにより、容易に分子量と重合
体一分子に含まれるカルボキシル基の数とを、広
い範囲に渡つて制御することができる。 更に、従来法の欠点である多量の有機溶剤を使
用することに伴う工程の増加と経費の増加が防げ
るので、工業的なカルボキシル基末端を有するポ
リスチレンの製造方法として好適である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 開始剤としてカルボキシル基を有する過酸化
    物系化合物及びカルボキシル基を有するアゾビス
    化合物から選ばれたカルボキシル基を有するラジ
    カル重合開始剤、連鎖移動剤としてカルボキシル
    基を有するチオールを用い、開始剤の添加量をス
    チレンあるいはアルキルスチレン100重量部に対
    して0.01〜15重量部、連鎖移動剤の添加量をスチ
    レンあるいはアルキルスチレン100重量部に対し
    て、0.001〜10重量部として、スチレンあるいは
    アルキルスチレンを塊状重合法によりラジカル重
    合を行なわせることを特徴とするカルボキシル基
    末端を有するポリスチレンの製造方法。 2 重合反応を50〜200℃の範囲内の温度におい
    て行う特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
JP7827786A 1986-04-07 1986-04-07 カルボキシル基末端を有するポリスチレンの製造方法 Granted JPS62235302A (ja)

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JPS6164705A (ja) * 1984-09-05 1986-04-03 Toagosei Chem Ind Co Ltd スチレン系プレポリマ−の製造法
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