JPH0687927A - Polystyrene macromonomer and its production - Google Patents

Polystyrene macromonomer and its production

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JPH0687927A
JPH0687927A JP26549092A JP26549092A JPH0687927A JP H0687927 A JPH0687927 A JP H0687927A JP 26549092 A JP26549092 A JP 26549092A JP 26549092 A JP26549092 A JP 26549092A JP H0687927 A JPH0687927 A JP H0687927A
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JP
Japan
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macromonomer
anionic
molecular weight
polymerization
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JP26549092A
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Japanese (ja)
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Yasushi Tezuka
育志 手塚
Tomoo Shiomi
友雄 塩見
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To produce a polystyrene macromonomer improved in copolymerization reactivity with a vinyl ester monomer and useful for synthesis of a graft copolymer, etc., by carrying out an anionic living polymerization of styrepe in the presence of vinyl silane and an anionic polymerization initiator exhibiting a one end propagation activity. CONSTITUTION:The macromonomer of formula II (R<3> is an alkyl, an alkoxy, amino or hydroxyl group; n is a positive integer) is obtained by carrying out an anionic living polymerization of styrene using vinyl silane of formula I (R<1> and R<2> are each H, a halogen or a 1 to 8C alkyl; X is a reactive group, etc.) as a terminator in the presence of an anionic polymerization initiator such as n-butyllithium exhibiting a one end propagation activity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、分子鎖末端がビニルシ
ランで変性されたポリスチレンマクロモノマーに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polystyrene macromonomer whose molecular chain terminals are modified with vinylsilane.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年において注目されているグラフト共
重合体の合成方法の一つとして、マクロモノマー法があ
る。この方法は、グラフト鎖となるポリマー鎖を有する
マクロモノマーを主鎖を構成するポリマーと共重合させ
ることによりグラフト共重合体を合成する方法である。
2. Description of the Related Art The macromonomer method is one of the methods for synthesizing a graft copolymer that has been attracting attention in recent years. This method is a method of synthesizing a graft copolymer by copolymerizing a macromonomer having a polymer chain to be a graft chain with a polymer constituting the main chain.

【0003】然しながら、ビニルエステル系モノマーと
の共重合反応が良好なポリスチレンマクロモノマーはこ
れまで合成されておらず、このため、マクロモノマー法
を用いたビニルエステル系ポリマーとポリスチレンとの
グラフト共重合体は得られていない。
However, a polystyrene macromonomer having a good copolymerization reaction with a vinyl ester-based monomer has not been synthesized so far, and therefore, a graft copolymer of a vinyl ester-based polymer and polystyrene using the macromonomer method is used. Has not been obtained.

【0004】また従来公知のグラフト共重合体の多くは
グラフト鎖の分子量に分布を有しており、この分子量分
布がグラフト共重合体の物性に大きな影響を与えるた
め、グラフト共重合体の物性を微細に調整することは従
来困難であった。
Further, most of the conventionally known graft copolymers have a distribution in the molecular weight of the graft chain, and since this molecular weight distribution has a great influence on the physical properties of the graft copolymer, the physical properties of the graft copolymer are Conventionally, it has been difficult to make fine adjustments.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、ビニルエステル系モノマーとの共重合反応性が良好
なポリスチレンマクロモノマーを提供することにある。
また本発明の他の目的は、分子量が均一であり、これに
関連して、分子量のそろったポリスチレングラフト鎖を
有するグラフト共重合体の合成に適したポリスチレンマ
クロモノマーを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a polystyrene macromonomer having a good copolymerization reactivity with a vinyl ester monomer.
Another object of the present invention is to provide a polystyrene macromonomer suitable for the synthesis of a graft copolymer having a uniform molecular weight and having a polystyrene graft chain having a uniform molecular weight.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記式
(1):
According to the present invention, the following formula
(1):

【化3】 〔式中、R1 及びR2 は、水素原子、ハロゲンまたは炭
素数1〜8のアルキル基を示し、R3 は、アルキル基、
アルコキシ基、アミノ基及び水酸基から成る群より選択
された基を示し、nは、正の整数である、〕で表される
末端ビニルシラン変性ポリスチレンマクロモノマーが提
供される。
[Chemical 3] [Wherein, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 represents an alkyl group,
A terminal vinylsilane-modified polystyrene macromonomer represented by a group selected from the group consisting of an alkoxy group, an amino group, and a hydroxyl group, wherein n is a positive integer, is provided.

【0007】本発明によれば更に、片末端成長性のアニ
オン重合開始剤を使用し且つ重合停止剤として下記式
(2):
Further, according to the present invention, a one end-growing anionic polymerization initiator is used and the following formula is used as a polymerization terminator.
(2):

【化4】 〔式中、R1 及びR2 は、前記と同じ、Xは、反応性の
原子または基を示す、〕で表されるビニルシランとを使
用して、スチレンのアニオンリビング重合を行なうこと
を特徴とする前記ポリスチレンマクロモノマーを製造す
る方法が提供される。
[Chemical 4] [Wherein R 1 and R 2 are the same as above, X is a reactive atom or group], and anionic living polymerization of styrene is carried out. A method for producing the polystyrene macromonomer is provided.

【0008】本発明のポリスチレンマクロモノマーは、
上記 (1)式から明らかな通り、分子鎖の一端がビニルシ
ランで変性されていることが重要な特徴であり、これに
よってビニルエステル系ポリマーとの共重合性が極めて
良好となる。
The polystyrene macromonomer of the present invention is
As is clear from the above formula (1), one of the important features is that one end of the molecular chain is modified with vinylsilane, which makes the copolymerizability with the vinyl ester polymer extremely good.

【0009】本発明のポリスチレンマクロモノマーは、
片末端成長性のアニオン重合開始剤を使用し、且つ前記
式(2) で表されるビニルシランを重合停止剤として使用
してスチレンのリビングアニオン重合を行なうことによ
って合成される。即ち、リビングアニオン重合によって
合成を行なうことにより、分子量が均一なマクロモノマ
ーを得ることが可能となる。
The polystyrene macromonomer of the present invention is
It is synthesized by performing living anionic polymerization of styrene using a one-end-growth anionic polymerization initiator and using the vinylsilane represented by the above formula (2) as a polymerization terminator. That is, it is possible to obtain a macromonomer having a uniform molecular weight by performing synthesis by living anionic polymerization.

【0010】本発明において、このマクロモノマーの合
成のために使用するアニオン重合開始剤としては、片末
端成長性である限り任意のもの、例えば、n−ブチルリ
チウム、エチルリチウム等のアルキルリチウム、n−ア
ミルナトリウム、トリフェニルメチルナトリウム等のア
ルキルナトリウム、KNH2 等の金属アミン類、アルフ
ィン触媒等を使用することができるが、特に有機溶媒に
易溶性であることからアルキルリチウム系の重合開始剤
が好適である。ここで、前記式(1) における基R3 は、
アニオン重合開始剤に由来する基であり、例えばn−ブ
チル基、エチル基、n−アミル基、トリフェニルメチル
基等のアルキル基、イソプロポキシ基、エトキシ基等の
アルコキシ基、−NH2 , −NHC6 5 等のアミノ
基、及び水酸基を挙げることができ、好ましくはアルキ
ル基である。このアニオン重合開始剤の使用量は、目的
とするポリスチレンマクロモノマーの分子量に応じて適
宜調整されるが、通常、スチレンとのモル比(スチレン
/開始剤)が10〜100 の範囲が好適である。
In the present invention, the anionic polymerization initiator used for synthesizing the macromonomer may be any one as long as it can grow at one end, for example, alkyllithium such as n-butyllithium or ethyllithium, n. -Alkyl sodium such as amyl sodium and triphenylmethyl sodium, metal amines such as KNH 2 and alkyne catalyst can be used. However, since they are easily soluble in an organic solvent, an alkyl lithium type polymerization initiator is preferable. It is suitable. Here, the group R 3 in the above formula (1) is
A group derived from an anionic polymerization initiator, for example, an n-butyl group, an ethyl group, an n-amyl group, an alkyl group such as a triphenylmethyl group, an alkoxy group such as an isopropoxy group and an ethoxy group, —NH 2 , An amino group such as NHC 6 H 5 and a hydroxyl group can be mentioned, and an alkyl group is preferable. The amount of the anionic polymerization initiator used is appropriately adjusted according to the molecular weight of the intended polystyrene macromonomer, but normally, the molar ratio with styrene (styrene / initiator) is preferably in the range of 10 to 100. .

【0011】また重合停止剤として使用されるビニルシ
ランにおいて、前記式(2) におけるR1 及びR2 は、そ
れぞれ独立して水素原子、ハロゲン、あるいはメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基等の炭素数1〜8のアルキル基であり、Xは、
ハロゲン等の電気陰性度が高く脱離性の大きい原子また
は基である。本発明においては、特に反応性等の見地か
ら、ジメチルビニルクロロシランが最も好適に使用され
る。即ち、上記ビニルシランによる分子片末端の修飾に
より、重合が停止して前記式(1) で表されるマクロポリ
マーが得られるものである。従って式(1) における基R
1 及びR2 は、ビニルシラン中のR1 及びR2 に対応す
るものであり、例えばジメチルビニルクロロシランを重
合停止剤として使用した場合には、これらは何れもメチ
ル基となる。この重合停止剤の使用量は、通常、前記ア
ニオン重合開始剤の3〜7倍モル量が適当である。
In the vinyl silane used as a polymerization terminator, R 1 and R 2 in the above formula (2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group or a pentyl group. Group, a hexyl group, or another alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and X is
An atom or group such as halogen having a high electronegativity and a high releasability. In the present invention, dimethylvinylchlorosilane is most preferably used from the viewpoint of reactivity and the like. That is, the modification terminates one end of the molecule with vinylsilane to terminate the polymerization and obtain the macropolymer represented by the above formula (1). Therefore, the group R in formula (1)
1 and R 2 correspond to R 1 and R 2 in vinylsilane, and when dimethylvinylchlorosilane is used as a polymerization terminator, both of them are methyl groups. The appropriate amount of the polymerization terminator is usually 3 to 7 times the molar amount of the anionic polymerization initiator.

【0012】上記のアニオン重合開始剤及び重合停止剤
を用いてのスチレンの重合は、特に制限はないが、通
常、乾燥不活性ガス雰囲気下、適当な有機溶媒を用いて
の溶液重合によって行なうことが好適である。この有機
溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラ
ヒドロフラン等を挙げることができる。また重合温度に
ついての制限も特にないが、分子量分布の制御という点
で、0℃以下、特に−30℃以下とすることが望ましい。
Polymerization of styrene using the above-mentioned anionic polymerization initiator and polymerization terminator is not particularly limited, but is usually carried out by solution polymerization using a suitable organic solvent under a dry inert gas atmosphere. Is preferred. Examples of the organic solvent include benzene, toluene, xylene, tetrahydrofuran and the like. Although there is no particular limitation on the polymerization temperature, it is preferably 0 ° C. or lower, particularly −30 ° C. or lower from the viewpoint of controlling the molecular weight distribution.

【0013】かくして得られるポリスチレンマクロモノ
マーは、極めて均一な分子量を有しており、例えば分子
量分布〔重量平均分子量 (Mw)/数平均分子量 (Mn)〕
が、1.1以下、特に1.10〜1.03の範囲にある。この分子
量分布が 1.1よりも高くなると、このマクロモノマーを
用いての共重合によりグラフト共重合体を製造した場
合、グラフト鎖が不均一となり、物性の制御に不都合を
生じる。また、その重合度(式(1) におけるn)は任意
であり、そのモノマーの用途に応じて適宜決定すること
ができるが、一般的には10〜100 の範囲が好ましい。例
えば、ポリスチレンの物性が強く反映されるグラフト共
重合体を製造するためにこのマクロモノマーを使用する
のであれば、その重合度を大きくし、その逆のグラフト
共重合体を製造しようとするのであれば、重合度を低く
する。尚、以下の実施例から明らかな通り、このマクロ
モノマーの製造において、スチレンモノマーと重合開始
剤との仕込みモル比から求めた分子量の計算値と、GP
Cにより求めたマクロポリマーの実測値とは良い一致を
示していることが確認されている。従って、分子量の制
御は、スチレンモノマーと重合開始剤との仕込みモル比
の調整のみで行なうことが可能であり、これも本発明の
利点である。
The polystyrene macromonomer thus obtained has an extremely uniform molecular weight, for example, a molecular weight distribution [weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn)].
However, it is 1.1 or less, and particularly in the range of 1.10 to 1.03. When the molecular weight distribution is higher than 1.1, when a graft copolymer is produced by copolymerization using this macromonomer, the graft chains become non-uniform, which causes inconvenience in controlling the physical properties. The degree of polymerization (n in the formula (1)) is arbitrary and can be appropriately determined according to the intended use of the monomer, but it is generally preferably in the range of 10 to 100. For example, if this macromonomer is used to produce a graft copolymer in which the physical properties of polystyrene are strongly reflected, it suffices to increase the degree of polymerization and produce the opposite graft copolymer. For example, lower the degree of polymerization. As is clear from the following examples, in the production of this macromonomer, the calculated value of the molecular weight obtained from the charged molar ratio of the styrene monomer and the polymerization initiator, and the GP
It has been confirmed that there is a good agreement with the measured value of the macropolymer obtained by C. Therefore, the molecular weight can be controlled only by adjusting the charged molar ratio of the styrene monomer and the polymerization initiator, which is also an advantage of the present invention.

【0014】上述した本発明のポリスチレンマクロモノ
マーは、ビニルエステル系のモノマーと共重合させてそ
のグラフト共重合体を製造する用途に極めて有用であ
る。例えば、このマクロモノマーを酢酸ビニルとラジカ
ル共重合せしめることにより、ポリ酢酸ビニル系のポリ
スチレングラフト共重合体を得ることができ、さらにこ
れをケン化することにより、ポリビニルアルコール系の
ポリスチレングラフト共重合体を得ることができる。
The above-mentioned polystyrene macromonomer of the present invention is extremely useful for the purpose of producing a graft copolymer by copolymerizing it with a vinyl ester monomer. For example, a polyvinyl acetate-based polystyrene graft copolymer can be obtained by radically copolymerizing this macromonomer with vinyl acetate, and by further saponifying this, a polyvinyl alcohol-based polystyrene graft copolymer. Can be obtained.

【0015】[0015]

【実施例】実施例1 十分に洗浄、乾燥を行なった50mlナス型フラスコに三方
コック及びマグネチックスターラを装備し、フラスコ内
を窒素置換した後、該フラスコを 120℃のオイルバスに
浸漬し、30分間減圧してフラスコ内の水分を完全に除去
した。次いでフラスコを室温まで冷却して窒素雰囲気に
し、シリンジを用いて、 テトラヒドロフラン 12.5 ml ベンゼン 12.5 ml スチレン 3.00g(28.8mmol) を加え、攪拌しながら−30℃まで冷却した。これに、 n−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液 0.75ml(1.75
mmol) を加え、30分間攪拌を行なった。次に、 ジメチルビニルクロロシラン 1.06g(8.75mmol) を加え、2時間室温で攪拌を行ない、反応混合物を1リ
ットルのメタノール中に滴下して生成重合物を沈澱分離
した。得られた重合物について、ベンゼン−メタノール
系溶媒を用いて溶解−再沈澱を繰り返して精製を行なっ
た。ここで得られた重合物は、NMR測定の結果、下記
式(3) で表される分子構造を有しているものであること
を確認した。
Example 1 A 50 ml round-bottomed flask that had been thoroughly washed and dried was equipped with a three-way cock and a magnetic stirrer, and after the inside of the flask was replaced with nitrogen, the flask was immersed in an oil bath at 120 ° C. The pressure in the flask was reduced for 30 minutes to completely remove the water content in the flask. Then, the flask was cooled to room temperature to make it a nitrogen atmosphere, tetrahydrofuran 12.5 ml benzene 12.5 ml styrene 3.00 g (28.8 mmol) was added using a syringe, and the mixture was cooled to -30 ° C while stirring. To this, 0.75 ml (1.75 ml) of n-hexane solution of n-butyllithium
mmol) was added and the mixture was stirred for 30 minutes. Next, 1.06 g (8.75 mmol) of dimethylvinylchlorosilane was added, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and the reaction mixture was added dropwise to 1 liter of methanol to precipitate and separate the produced polymer. The obtained polymer was purified by repeating dissolution-reprecipitation using a benzene-methanol solvent. As a result of NMR measurement, it was confirmed that the polymer obtained here had a molecular structure represented by the following formula (3).

【化5】 またこの重合物の分子量及び分子量分布(Mw /Mn )
をGPCにより測定した。その結果及び収率を表1に示
す。
[Chemical 5] The molecular weight and molecular weight distribution (Mw / Mn) of this polymer
Was measured by GPC. The results and yield are shown in Table 1.

【0016】実施例2 仕込み組成を次のように変更した以外は、実施例1と同
様にマクロモノマーの合成を行なった。 (仕込み組成) テトラヒドロフラン 20ml ベンゼン 10ml スチレン 3.6g(34.6mmol) n−ブチルリチウム(n−ヘキサン溶液) 0.43ml(1.
01mmol) ここで得られた重合物は、NMR測定の結果、前記式
(3) と同様の構造を有していることを確認した。またこ
の重合物の分子量及び分子量分布(Mw /Mn )をGP
Cにより測定した。その結果及び収率を表1に示す。
Example 2 A macromonomer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the charged composition was changed as follows. (Preparation composition) Tetrahydrofuran 20 ml Benzene 10 ml Styrene 3.6 g (34.6 mmol) n-Butyllithium (n-hexane solution) 0.43 ml (1.
01 mmol) The polymer obtained here was obtained by NMR measurement and found to have the above formula.
It was confirmed that it had the same structure as (3). The molecular weight and molecular weight distribution (Mw / Mn) of this polymer are
It was measured by C. The results and yield are shown in Table 1.

【0017】実施例3 仕込み組成を次のように変更した以外は、実施例1と同
様にマクロモノマーの合成を行なった。 (仕込み組成) テトラヒドロフラン 20ml ベンゼン 10ml スチレン 3.6g(34.6mmol) n−ブチルリチウム(n−ヘキサン溶液) 0.28ml(0.
66mmol) ここで得られた重合物は、NMR測定の結果、前記式
(3) と同様の構造を有していることを確認した。またこ
の重合物の分子量及び分子量分布(Mw /Mn )をGP
Cにより測定した。その結果及び収率を表1に示す。
Example 3 A macromonomer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the charged composition was changed as follows. (Preparation composition) Tetrahydrofuran 20 ml Benzene 10 ml Styrene 3.6 g (34.6 mmol) n-Butyl lithium (n-hexane solution) 0.28 ml (0.
66 mmol) The polymer obtained here was obtained by NMR measurement and found to have the above formula.
It was confirmed that it had the same structure as (3). The molecular weight and molecular weight distribution (Mw / Mn) of this polymer are
It was measured by C. The results and yield are shown in Table 1.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によればビニルエステル系モノマ
ーとの共重合反応性が良好なポリスチレンマクロモノマ
ーが得られ、ビニルエステル系のポリスチレングラフト
共重合体を製造することが可能となる。しかも本発明の
マクロモノマーは均一な分子量を有しているため、これ
から製造するグラフト共重合体の物性を微細に調整する
ことができる。
According to the present invention, a polystyrene macromonomer having a good copolymerization reactivity with a vinyl ester-based monomer can be obtained, and a vinyl ester-based polystyrene graft copolymer can be produced. Moreover, since the macromonomer of the present invention has a uniform molecular weight, the physical properties of the graft copolymer produced therefrom can be finely adjusted.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記式(1): 【化1】 〔式中、R1 及びR2 は、水素原子、ハロゲンまたは炭
素数1〜8のアルキル基を示し、R3 は、アルキル基、
アルコキシ基、アミノ基及び水酸基から成る群より選択
された基を示し、nは、正の整数である、〕で表される
末端ビニルシラン変性ポリスチレンマクロモノマー。
1. The following formula (1): [Wherein, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, a halogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 represents an alkyl group,
A terminal vinylsilane-modified polystyrene macromonomer represented by a group selected from the group consisting of an alkoxy group, an amino group and a hydroxyl group, and n is a positive integer.
【請求項2】 片末端成長性のアニオン重合開始剤を使
用し且つ重合停止剤として下記式(2): 【化2】 〔式中、R1 及びR2 は、前記と同じ、Xは、反応性の
原子または基を示す、〕で表されるビニルシランとを使
用して、スチレンのアニオンリビング重合を行なうこと
を特徴とする請求項1に記載のポリスチレンマクロモノ
マーを製造する方法。
2. An anionic polymerization initiator capable of growing at one end is used and as a polymerization terminator, the following formula (2): [Wherein R 1 and R 2 are the same as above, X is a reactive atom or group], and anionic living polymerization of styrene is carried out. A method for producing the polystyrene macromonomer according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001172461A (en) * 1999-12-21 2001-06-26 Dow Corning Toray Silicone Co Ltd Fluorine-containing organopolysiloxane, improver of dispersibility of fluororesin powder, and organic resin composition
WO2002064643A1 (en) * 2001-02-09 2002-08-22 Sumitomo Pharmaceuticals Company, Limited Polymer-supported allylsilane compound, process for producing the same, and use thereof

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