JPH06228231A - ハロゲン含有アクリル系モノマーの重合方法 - Google Patents

ハロゲン含有アクリル系モノマーの重合方法

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JPH06228231A
JPH06228231A JP1534893A JP1534893A JPH06228231A JP H06228231 A JPH06228231 A JP H06228231A JP 1534893 A JP1534893 A JP 1534893A JP 1534893 A JP1534893 A JP 1534893A JP H06228231 A JPH06228231 A JP H06228231A
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高久 青山
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/22Esters containing halogen

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハロゲン含有アクリル系モノマーからラジカ
ル重合で分子量分布の狭いポリマーを得る。 【構成】 一般式: CH2=CXCOOR (式中、Xは水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル
基、またはトリフロロメチル基を表し、Rは1〜16個
の炭素原子を有するアルキル基、フロロアルキル基また
はシロキサン結合を含むアルキル基を表す。但し、Xが
フッ素原子または塩素原子以外の原子または基である場
合はRはフロロアルキル基である)によって示されるハ
ロゲン原子を含有するアクリル系化合物から選ばれた少
なくとも一種のモノマーを、I2,Br2,Cl2,IBrお
よびIClからなる群より選ばれた少なくとも一種のハロ
ゲン化合物の存在下、波長200〜700nmの光を照射
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はハロゲンを含有するアク
リル系モノマーの新規な重合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ハロゲンを含有するアクリル系モノマー
はラジカル重合やイオン重合によって重合され、重合物
は透明な樹脂として光学材料や構造材料、塗料、接着剤
等広い分野において使用されている。しかしながら通常
の重合開始剤と連鎖移動剤を用いたラジカル重合では一
般に広い分子量分布を有するポリマーが得られる。その
場合分子量が高い部分が溶媒溶解性や溶融加工性を落と
したり、分子量の低い部分が力学特性を落とすなどの悪
影響を及ぼすことが予想される。また様々な分子量・分
子量分布を有するポリマーをブレンドによって作り出し
て様々な特徴を持たせたい場合にも分子量分布が広いこ
とで制約を受ける。イオン重合を行えば分子量を狭くす
ることも可能であるがモノマーの純度や水、酸素などの
不純物により大きく影響され、工業的な製造による大量
生産には適しない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は簡便かつ分子
量分布の狭いハロゲン含有アクリル系ポリマーを合成す
ることができ、末端基を利用した応用も可能な、新規な
重合方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明者は鋭意検討を加えた。その結果、一般式: CH2=CXCOOR (式中、Xは水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル
基、またはトリフロロメチル基を表し、Rは1〜16個
の炭素原子を有するアルキル基、フロロアルキル基また
はシロキサン結合を含むアルキル基を表す。但し、Xが
フッ素原子または塩素原子以外の原子または基である場
合はRはフロロアルキル基である)によって表されるハ
ロゲン原子を含有するアクリル系モノマーにI2,B
r2,Cl2,IBrおよび/またはIClを加えて光を照射す
ることによって本発明の課題は解決されることを見出し
て本発明を完成させた。すなわち本発明は、一般式: CH2=CXCOOR (式中、XおよびRは前記と同意義。)によって表される
ハロゲン原子を含有するアクリル系化合物から選ばれた
少なくとも一種のモノマーを、I2,Br2,Cl2,IBr
およびIClよりなる群から選ばれた少なくとも一種のハ
ロゲン化合物の存在下、波長200〜700nmの光を照
射することを含んでなるハロゲン含有アクリル系モノマ
ーの重合方法を要旨とする。以下本発明を詳細に説明す
る。
【0005】本発明において使用できる含フッ素モノマ
ーを例示すれば以下のようなものがある。 (1) CH2=CFCOOCH2CF3(以下3FFAと略
す)、CH2=CFCOOCH2CF2CF2H(以下4FF
Aと略す)、CH2=CFCOOCH2CF2CF3(以下5
FFAと略す)、CH2=CFCOOCH2(CF2)2CF3
(以下7FFAと略す)、CH2=CFCOOCH2(C
2)3CF2H(以下8FFAと略す)、CH2=CFCO
OCH2(CF2)5CF2H(以下12FFAと略す)、CH
2=CFCOOCH2(CF2)7CF2H(以下16FFAと
略す)、CH2=CFCOOCH2CH2(CF2)7CF3(以
下17FFAと略す)等のα−フロロアクリル酸(以下α
Fアクリル酸と略す)のフロロアルキルエステル並びに
これ等に対応するα−クロロアクリル酸(以下αClアク
リル酸と略す)のフロロアルキルエステル。
【0006】(2) CH2=CFCOOCH3、CH2
CFCOOC25、CH2=CFCOOCH(CH3)2
CH2=CFCOOC(CH3)3、CH2=CFCOOCH
2CH(CH3)2、CH2=CFCOOCH2CH2CH3
CH2=CFCOO(CH2)3CH3
【化1】 等のαFアクリル酸のアルキルエステル、シロキサン結
合を含むアルキルエステルおよび塩、並びにこれ等に対
応するαClアクリル酸のアルキルエステル、シクロヘ
キサン結合を含むアルキルエステルおよび塩。
【0007】(3) CH2=CHCOOCH2CF3、C
2=CHCOOCH2CF2CF2H、CH2=CHCO
OCH2CF2CF3、CH2=CHCOOCH2(CF2)2
CF3、CH2=CHCOOCH2(CF2)3CF2H、CH
2=CHCOOCH2(CF2)5CF2H、CH2=CHCO
OCH2(CF2)7CF2H、CH2=CHCOOCH2CH
2(CF2)7CF3、CH2=CHCOOCH(CF3)2等の
アクリル酸のフロロアルキルエステル、並びにこれ等に
対応するメタアクリル酸およびα−トリフロロメチルア
クリル酸のフロロアルキルエステル。以上の如きモノマ
ーを単独で重合する場合はもとより、二以上のモノマー
を共重合する場合にも本発明の効果を得ることができ
る。特にαFアクリルモノマーを多く存在させた系は、
2などの不純物の影響をうけにくく、反応速度も大き
く、分子量分布も狭くなりやすい。
【0008】本発明においてはI2,Br2,Cl2,IBr
およびIClからなる群より選ばれた少なくとも一種のハ
ロゲン化合物を、特に限定されないが、好ましくはモノ
マーに対して500〜100,000ppm加える。500
ppm以下では本発明の効果すなわち分子量分布の狭いポ
リマーを得ることができないし、100,000ppm以上
とすると未反応ハロゲンが多量に残留するうえ、逆に反
応速度が非常におそくなり、未反応モノマーも多くなる
ので好ましくない。
【0009】照射する光の波長は200〜700nm、好
ましくは280〜400nmである。特に300nm付近の
波長は有効である。光の強度は限定的ではなく僅かな光
でも重合は進行する。従って光の波長や強度は、重合速
度の調節や副反応の抑制の観点から決定すべきである。
またハロゲン化ヨウ素の大部分は、可視・紫外領域に大
きな吸収をもつことと重合禁止剤としてはたらくことか
ら、反応は二段階の過程を経ることが多い。一段階目は
着色が減少する過程、二段階目はポリマー鎖の生長反応
である。これらの二段階の反応は同時に進行する場合も
ある。
【0010】本発明においては一般式(I)で表されるモ
ノマーにI2,Br2,Cl2,IBrおよび/またはIClを
加えた重合系で行うが、モノマーを溶媒で適度に希釈し
て行うこともできる。溶媒としてはアセトン、ベンゼ
ン、THF m−XHF(6−フッ化メタキシレン)等の
モノマーを溶解し得る一般的な溶剤が使用可能である。
好ましくは生成するポリマーをも溶解する溶媒を用い
る。モノマーが長鎖フロロアルキル基のエステルの場合
にはフッ素系溶剤、例えばヘキサフロロメタキシレン、
ヘキサフロロイソプロパノールなどを用いることが好ま
しい。またフッ素含量が小さいモノマーの場合には含フ
ッ素溶媒を用いると反応が加速される場合がある。これ
は光の吸収スペクトルが溶媒効果によって変化し光の吸
収効率が上がるためと考えられる。従って、近紫外部に
大きな吸収をもつ溶媒の使用は好ましくない。重合によ
って得られるポリマーの分子量分布を狭くするには溶剤
の使用量は、モノマーと溶媒の合計重量を基準にして5
0重量%まで、好ましくは20重量%までとする。以上
のような塊状重合や溶液重合の外に、水や有機溶媒中で
の懸濁重合、さらには乳化重合も可能である。
【0011】αFアクリル酸エステルのモノマーが主成
分となる系の例では、重合系またはその雰囲気中に存在
するO2を不活性ガスで置換することは必ずしも必要で
はなく、O2の存在により反応が促進されることもあ
る。
【0012】重合温度は限定的ではないが室温以下で重
合を行うのが好ましい。重合時間はモノマーの種類、使
用する溶剤量、収率、照射する光の波長、強度等によっ
て任意であるが通常1〜30時間程度である。
【0013】本発明の重合はI2,Br2,Cl2,IBrお
よび/またはIClの存在下に行うので、得られるポリマ
ーはその末端にC−I結合、C−Br結合またはI−Cl
結合を有し、従って反応性を有すると考えられる。例え
ば得られたポリマーに他のモノマーを加えて重合させブ
ロックポリマーにすることも可能であるし、また末端の
I、BrもしくはClを他の反応性置換基に変性させマク
ロモノマーを得ることも可能である。さらに末端のI、
BrもしくはClを安定な基で置換し、通常の開始剤残基
を末端に持つポリマーに比較して熱安定性を高めること
もできる。これらの点も、本発明の他の重合方法に優る
点である。
【0014】
【実施例】以下に本発明を実施例によって具体的に説明
する。本発明がこれ等実施例によって限定されるもので
ないことは勿論である。
【0015】実施例1 3FFA(CH2=CFCOOCH2CF3) 10gと、I2
の1重量%アセトン溶液1.5gとを混合し、不活性ガス
による置換を行うことなく空気とともにガラス容器に密
閉し、室温で高圧水銀ランプ(ウシオ電機製 USH−2
50D)の光を室温で6時間照射した。I2による着色は
消え、無色透明の固体となった。そのポリマーをアセト
ンに溶かし、メタノール中に投入して再沈殿によって精
製した。以上のようにして得たポリマーの、ポリスチレ
ン換算の重量平均分子量および重量平均分子量/数平均
分子量をGPC(溶媒:THF,カラム:(GMHXL)
×2,G200H×L,東ソー製,温度:40℃,検出
器:島津RID−6A)の方法により測定した。結果を
表1に示す。
【0016】実施例2 5FFA(CH2=CFCOOCH2CF2CF3) 10g
と、I2の1重量%アセトン溶液1.5gとを混合し空気
とともにガラス容器に密閉し、高圧水銀ランプの光を室
温で6時間照射した。以下実施例1におけるのと同様に
してポリマーを得て、ポリスチレン換算の重量平均分子
量および重量平均分子量/数平均分子量を求めた。結果
を表1に示す。
【0017】実施例3 3FFA 10gと、I2の1重量%アセトン溶液0.75
gとを混合し空気とともにガラス容器に密閉し、高圧水
銀ランプの光を室温で6時間照射した。以下実施例1に
おけるのと同様にしてポリマーを得て、ポリスチレン換
算の重量平均分子量および重量平均分子量/数平均分子
量を求めた。結果を表1に示す。
【0018】実施例4 3FFA 5gと、IBr 15mgとを混合し、空気ととも
にガラス容器に密閉し、高圧水銀ランプの光を室温で3
時間照射した。以下実施例1におけるのと同様にしてポ
リマーを得て、ポリスチレン換算の重量平均分子量およ
び重量平均分子量/数平均分子量を求めた。結果を表1
に示す。
【0019】実施例5 3FFA 10gと、ICl 25mgとを混合し、空気とと
もにガラス容器に密閉し、高圧水銀ランプの光を4時間
照射した。以下実施例1におけるのと同様にしてポリマ
ーを得て、ポリスチレン換算の重量平均分子量および重
量平均分子量/数平均分子量を求めた。結果を表1に示
す。
【0020】実施例6 17FMA(CH2=C(CH3)COO(CH2)2(CF2)8
F) 3gと、I2の1重量%アセトン溶液0.1gとを混合
し、室温で水銀ランプの光を照射したところ10時間で
固化した。一方I2溶液を加えない17FMAに同じ光
源の光を照射した場合16時間経過しても固化せず液状
のままであった。すなわちI2の添加により、光による
重合が加速された。
【0021】実施例7 この実施例では本発明の方法によって得られたポリマー
の反応性を利用したブロック共重合体の製造例を示す。
17FFA(CH2=CFCOOCH2CH2(CF2)7CF
3) 0.5gと、I2の1重量%THF溶液0.5gを混合
し、容器に密閉した後、高圧水銀ランプの光を20時間
照射すると固化した。再沈殿によって精製したポリマー
(以下ポリマー6Aと呼ぶ)0.2gに10gのm−XHFを
加えて溶解し、更に3FFA 1.0gを加えた後、高圧
水銀ランプの光を9時間照射し、真空乾燥でモノマーを
除去して精製した(以下ポリマー6Bと呼ぶ)。ポリマー
6A(17FFAの単独重合体)はアセトンに不溶であっ
たが、ポリマー6Bはアセトンに溶解し、青みがかった
均一な溶液となった。ポリマー6Bは、17FFAと3
FFAとのブロック共重合体と考えられる。
【0022】比較例1 3FMA(CH2=C(CH3)COOCH2CF3) 100
g、アゾビスイソブチロニトリル0.025g、およびラ
ウリルメルカプタン0.05gを混合した。その混合物を
窒素ガスで置換した後、70℃で100時間重合させ
た。得られたポリマーのポリスチレン換算重量平均分子
量、重量平均分子量/数平均分子量を実施例1の方法で
求めた。結果を表1に示す。
【0023】比較例2 3FFA 100g、アゾビスイソブチロニトリル0.0
15g、およびメルカプト酢酸イソオクチル2.0gを混
合した。反応混合物を窒素で置換し、50℃で24時間
加熱した。重合終了後150℃で真空乾燥してモノマー
を除去し、ポリマーを得た。実施例1の方法でポリスチ
レン換算重量平均分子量、重量平均分子量/数平均分子
量を求めた。結果を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
によれば従来のラジカル重合の場合に比べより狭い分子
量分布をもつポリマーを得ることができる。またイオン
重合の場合にくらべ不純物の影響を受けにくい、操作が
簡便である等の利点を有する。さらに本発明の方法によ
って得たポリマーは末端に反応性のI、BrまたはClを
有することもできるのでブロックポリマーやマクロモノ
マーの合成に用いることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式: CH2=CXCOOR (I) (式中、Xは水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル
    基、またはトリフロロメチル基を表し、Rは1〜16個
    の炭素原子を有するアルキル基、フロロアルキル基およ
    び/またはシロキサン結合を含むアルキル基を表す。但
    し、Xがフッ素原子または塩素原子以外の原子または基
    である場合はRはフロロアルキル基である)によって示
    されるハロゲン原子を含有するアクリル系化合物から選
    ばれた少なくとも一種のモノマーに、I2,Br2,C
    l2,IBrおよびIClよりなる群から選ばれた少なくとも
    一種のハロゲン化合物の存在下、波長200〜700nm
    の光を照射することを含んでなるハロゲン含有アクリル
    系モノマーの重合方法。
  2. 【請求項2】 一般式(I)において、Xがフッ素原子で
    ある請求項1に記載の重合方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100592010B1 (ko) * 2000-02-16 2006-06-22 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 고분자 화합물, 화학 증폭 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법

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KR100592010B1 (ko) * 2000-02-16 2006-06-22 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 고분자 화합물, 화학 증폭 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법

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