JPH0687931A - ブロック共重合体及びその製造方法 - Google Patents

ブロック共重合体及びその製造方法

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JPH0687931A
JPH0687931A JP23926292A JP23926292A JPH0687931A JP H0687931 A JPH0687931 A JP H0687931A JP 23926292 A JP23926292 A JP 23926292A JP 23926292 A JP23926292 A JP 23926292A JP H0687931 A JPH0687931 A JP H0687931A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式(I)で表される末端にシリルオキシ
基を持つ、グリシジルエーテルとラクトンのブロック共
重合体もしくはこれらのブロック共重合体を側鎖に持つ
ポリスチレン型グラフト高分子。 【化1】 〔式中、R1は無置換または置換のアリール基もしくはポ
リスチリル基、R2及びR3はそれぞれアルキル基もしくは
アリール基、R は置換または無置換のアルキル基、W は
炭素原子数2〜10のメチレン鎖(メチレン鎖の水素原子
の一部がアルキル基で置換されているものを含む)を示
す。但し、Wが−CH2CH2CH2−である場合を除く。m 及び
n はそれぞれ1〜50の整数を示す。〕 【効果】 相溶化剤、高分子電解質等への応用が期待で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエポキシ化合物とラクト
ンのブロック共重合体及びこれらの共重合体を側鎖に持
つポリスチレン型グラフト高分子、並びにそれらの製造
方法に関するものである。更に詳しくは、末端にシリル
オキシ基を持つポリグリシジルエーテル及びポリエステ
ル鎖よりなる単分散性の高いブロック共重合体及びこれ
らの共重合体を側鎖に持つポリスチレン型グラフト高分
子、並びにそれらの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
者らはすでにCsF を触媒としアリールシリルエーテルに
よるグリシジルエーテル型エポキシド類の開環反応が進
行し高収率で位置選択的な付加生成物が得られることを
見いだしている(特開平1−233288号、Tetrahedron Le
tt., 31(12), 1723(1990)) 。
【0003】さらに触媒量のシリルエーテル及びCsF に
よりグリシジルエーテルの重合が進行し、その際、高い
分子量規制能が見られ、分子量分布の狭いポリエーテル
が得られることを明らかにしている(特開平2−281030
号)。
【0004】また高分子型のアリールシリルエーテルを
開始剤に用いてグリシジルエーテルの重合を行い、ポリ
グリシジルエーテル鎖でグラフトされたポリスチレン誘
導体を得ている(特願平3−104188号)。
【0005】一方、CsF 触媒存在下、アルキルシリルエ
ーテルを開始剤とするラクトンの開環重合により、高い
変換率で比較的分子量分布の狭いポリエステルを得てい
る(特願平3−46729 号)。
【0006】従来ラクトンと汎用エポキシドのブロック
共重合体の製造例は知られているが、ラクトンとグリシ
ジルエーテル型のエポキシドのブロック共重合体の合成
例はほとんど見られない。またこれらの共重合体でグラ
フトされたポリスチレン誘導体の合成例はまったくな
い。
【0007】エポキシ化合物の開環重合により得られる
ポリエーテルは特殊ゴム、界面活性剤等、その用途は広
い。またポリエチレンオキシドを側鎖にもつ高分子はリ
チウム塩等のアルカリ金属塩を可溶化することが出来、
高分子電解質への応用研究が盛んである。しかし、ポリ
エチレンオキシドはその高い結晶性のために、金属塩の
移動度を充分に向上させることが出来ない。ポリグリシ
ジルエーテルはエーテル側鎖を持ち低結晶性のポリエチ
レンオキシド誘導体として期待が持てる。一方、ラクト
ンの開環重合により得られるポリエステルは、ポリエス
テルポリオールの形でポリウレタン原料として、あるい
はプラスチックの相溶化剤、生分解性高分子等として有
用である。従ってこれらの性質を合わせもつ両者のブロ
ック共重合体の製造方法及びその応用展開の開発が望ま
れる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究の結果、アリールシリルエーテルを
開始剤として、グリシジルエーテルさらにラクトンの逐
次重合により、結晶性のないポリグリシジルエーテル鎖
とポリエステル鎖よりなるブロック共重合体及びこれら
のブロック共重合体を側鎖に持つポリスチレン型グラフ
ト高分子が得られることを見出し本発明に到達した。即
ち、本発明は、一般式(I)
【0009】
【化4】
【0010】〔式中、R1は無置換または置換のアリール
基もしくはポリスチリル基、R2及びR3はそれぞれアルキ
ル基もしくはアリール基、R は置換または無置換のアル
キル基、W は炭素原子数2〜10のメチレン鎖(メチレン
鎖の水素原子の一部がアルキル基で置換されているもの
を含む)を示す。但し、Wが−CH2CH2CH2−である場合を
除く。m 及びn はそれぞれ1〜50の整数を示す。〕で表
される末端にシリルオキシ基を持つ、グリシジルエーテ
ルとラクトンのブロック共重合体もしくはこれらのブロ
ック共重合体を側鎖に持つポリスチレン型グラフト高分
子、並びにこれらの製造方法を提供するものである。
【0011】本発明の前記一般式(I)で表されるグリ
シジルエーテルとラクトンのブロック共重合体もしくは
これらのブロック共重合体を側鎖に持つポリスチレン型
グラフト高分子は、一般式(II) R1OSiR2 2R3 (II) (式中、R1、R2及びR3は前記の意味を示す。)で表され
るシリルエーテルを開始剤として、一般式(III)
【0012】
【化5】
【0013】(式中、R は前記の意味を示す。)で表さ
れるエポキシ化合物及び一般式(IV)
【0014】
【化6】
【0015】(式中、W は前記の意味を示す。)で表さ
れるラクトン化合物を、フッ化物塩触媒の存在下に重合
させることにより得られる。
【0016】一般式(II)で表される開始剤シリルエー
テルとして好ましい一群のものは、R1が無置換または置
換アリール基で、R2及びR3が炭素原子1ないし20個のア
ルキル基のものである。これらの中で特に好ましいもの
は、無置換もしくはアルキル置換フェニルトリメチルシ
リルエーテルである。このようなトリメチルシリル基を
持つものは、小過剰量のヘキサメチルジシラザンあるい
はピリジン等の塩基存在下、相当するフェノールとトリ
メチルシリルクロリドとを反応させることにより容易に
得られる。さらに一般式(II)で表される開始剤シリル
エーテルとして好ましい他の一群のものは多官能性開始
剤トリメチルシリル化ポリヒドロキシスチレンである。
このものは重合度2〜50のポリヒドロキシスチレン(た
とえばマルカリンカ−M(丸善石油化学))をヘキサメ
チルジシラザンあるいはトリメチルクロロシラン−ピリ
ジンによりトリメチルシリル化することにより容易に得
られる。さらにはトリメチルシリルオキシスチレンのラ
ジカル重合によっても得られる。
【0017】本発明において、上記一般式(II)で表さ
れるシリルエーテルは一般式(III)で表されるエポキシ
化合物及び一般式 (IV) で表されるラクトン化合物に対
して、 0.005〜0.5 当量用いられる。
【0018】一般式(III)で表されるエポキシ化合物と
しては、R が炭素原子1〜20のアルキル基、もしくはオ
レフィン、ニトリル、エステル、アミド、エーテルなど
の置換基を持つアルキル基のものが挙げられ、特に好ま
しくものは Rとして炭素原子1〜4の直鎖ないし分岐型
アルキル基を持つグリシジルエーテルである。
【0019】一般式(IV)で示されるラクトン化合物と
しては、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、ε
−カプロラクトン、α−メチル−β−プロピオラクト
ン、β−メチル−β−プロピオラクトン、3−n−プロ
ピル−δ−バレロラクトン、6,6−ジメチル−δ−バ
レロラクトンなどが挙げられる。
【0020】フッ化物塩触媒としてはアルカリ金属のフ
ッ化物があげられる。好ましくは、モノマーに対して
0.005〜0.2 当量のCsF, KF 等が用いられる。本発明に
おいて、上記重合反応は無溶媒中もしくは重合モノマー
に対して0.2〜5当量のジオキサン、アセトン、DM
F、DMAc、γ−ブチロラクトン等の溶媒中で行われ
る。
【0021】本発明の好ましい実施態様は次のとおりで
ある。ジオキサン溶媒中、一般式(III)で表されるエポ
キシ化合物に対して、0.01〜0.2 当量の一般式(II)で
表されるシリルエーテル及び 0.005〜0.1 当量のCsF
触媒を用い、脱気封管中あるいは密閉容器中で 115
〜150 ℃で5分〜3時間重合させる。反応終了後、未反
応の一般式(III) で表されるエポキシ化合物及び溶媒を
減圧除去後、先の反応容器に、一般式(III) で表される
エポキシ化合物に対して 0.2〜10当量の一般式(IV)で
表されるラクトン化合物を加え、蒸溶媒中あるいはγ−
ブチロラクトン中、60℃〜120 ℃で5分〜3時間重合さ
せた後、触媒をろ別しさらに未反応のラクトン化合物及
び溶媒を減圧留去して、一般式(I)で示される末端に
シリルオキシ基を持つグリシジルエーテルとラクトンの
ブロック共重合体あるいはこれらのブロック共重合体を
側鎖に持つポリスチレン型グラフト高分子が得られる。
【0022】
【発明の効果】本発明はグリシジルエーテル型エポキシ
化合物とラクトンをフッ化物塩触媒存在下、低分子シリ
ルエーテルあるいは多官能性高分子シリルエーテルを開
始剤として共重合させるもので、本発明により、結晶性
のない分岐型ポリエーテルとポリエステル部分を持つブ
ロック共重合体及びその共重合体でグラフトされたポリ
スチレン誘導体が得られる。エポキシ化合物と開始剤の
モル比を変化させれば容易に分子量も制御できオリゴマ
ーも得られる。ここで得られた共重合体は相溶化剤、高
分子電解質等ヘの応用が期待できるものである。
【0023】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明は、これらの実施例に限定されるものではな
い。
【0024】実施例1 重合管にCsF 0.46g(3mmol)を計り込み、120
℃、10分間減圧乾燥したのち窒素気流下にn−ブチルグ
リシジルエーテル(以下BGEと略記)14.3ml(0.1mo
l)及びフェニルトリメチルシリルエーテル2.73ml(15m
mol)を加え脱気封管し、激しく攪拌しながら 140℃で3
0分間重合させ、反応終了後、触媒をろ別しさらに未反
応のBGEを減圧留去して末端にトリメチルシリルオキ
シ基を持つ単分散ポリグリシジルエーテル(以下PBG
Eと略記)13.9gを得た。
【0025】PBGEの分析結果を以下に示す。 ・1H−NMR(CCl4)(δ,ppm): 0.06(s,Me3Si), 0.8-1.9(br,CH3CH2CH2), 3.3-4.1(m,OC
H2CHO,CH2O),7.8-8.3(br,Ph) ・変換率:71% ・GPC分析(溶媒:テトラヒドロフラン): 数平均分子量(以下Mnと略記、ポリスチレン換算);93
0 、 分子量分布(Mw/Mn、以下Dと略記);1.15 以上の分析結果からPBGEは下記の構造式(式中、m
=5.9 )を有する化合物であることを確認した。
【0026】
【化7】
【0027】 重合管にCsF 0.30g(2mmol)を計り
込み、 120℃で10分間減圧乾燥したのち窒素気流下に、
で得られたPBGE2.60g(2.8mmol )及びε−カプ
ロラクトン(以下CLと略記)11.4g(0.1mol)を加
え、脱気封管後 105℃で30分間重合させて、末端にシリ
ルオキシ基を持つBGEとCLのブロック共重合体12.3
gを得た。
【0028】ブロック共重合体の分析結果を以下に示
す。 ・1H−NMR(CCl4)(δ,ppm): 0.06(s,Me3Si), 0.8-1.9(br,CH3CH2CH2,CH2CH2CH2),2.0
-2.3(br,CH2COO), 3.3-4.1(m,OCH2CHO,CH2O,CH2OCO),7.
8-8.3(br,Ph) ・変換率:85% ・GPC分析: Mn;7,130 、 D;1.27 図1のGPCプロフィルに示すごとく、共重合により単
分散性を保ったまま分子量の増大が見られ、PBGEは
すべてラクトンの重合反応に関与している。すなわちP
BGEの末端トリメチルシリル基から重合が開始されブ
ロック共重合体が得られた。以上の分析結果から共重合
体は下記の構造式(式中、m =5.9, n=30)を有する化
合物であることを確認した。
【0029】
【化8】
【0030】実施例2 反応容器にポリヒドロキシスチレン(丸善石油化学
(株)製、Mn:2,900 )5g(41.6meq.)とヘキサメチ
ルジシラザン17.1ml(83.2mmol)を加えよく攪拌しなが
ら 110℃、5.5 時間加熱攪拌したのち、過剰量のヘキサ
メチルジシラザンを減圧留去して7.97gのポリ(トリメ
チルシリルオキシスチレン)(以下SPHSと略記)が
得られた。
【0031】SPHSの分析結果を以下に示す。 ・1H−NMR(CCl4)(δ,ppm): 0.22(s,9H,Me3Si), 1.0-2.0(br,3H,CH2CH), 6.1-6.8(b
r,4H,Ar) ・IR(KBr)(cm-1):1605, 1250, 840 ・GPC分析: Mn;4,240 、 D;1.91 以上の分析結果からSPHSは下記の構造式(式中、 p
=24)を有する化合物であることを確認した。
【0032】
【化9】
【0033】 重合管にCsF 1.57g(12mmol)を計り
込み、 120℃で10分間減圧乾燥したのち窒素気流下に、
で得られたSPHS 2.33g(12mmol)、BGE15.7g
(0.12mol)及びジオキサン0.86mlを加えた後、重合管を
脱気封管し、 130℃で30分間重合させた。反応終了後、
触媒をろ別しさらに溶媒及び未反応のBGEを減圧留去
して末端にトリメチルシリルオキシ基を持つポリグリシ
ジルエーテルでグラフトされたポリスチレン誘導体を得
た。引き続き、重合管にCL13.7g (0.12mol)を加え、
脱気封管後80℃で1時間重合させると重合反応は定量的
に進行し、触媒をろ別して末端にシリルオキシ基を持つ
BGEとCLの共重合体でグラフトされたポリスチレン
誘導体26.3gを得た。
【0034】グラフトポリスチレン誘導体の分析結果を
以下に示す。 ・1H−NMR(CDCl3) (δ,ppm): 0.06(s,Me3Si), 0.7-2.0(br,CH2CH,CH3CH2CH2), 2.0-2.
5(br,CH2COO),3.2-4.1(m,OCH2CHO,CH2O,CH2OCO), 6.1-
6.8(br,Ar) ・変換率:BGEに対し65%、CLに対し100 % ・GPC分析: Mn;17,200 、 D;2.63 以上の分析結果からグラフトポリスチレン誘導体は下記
の構造式(式中、m=6.5, n=10, p=24)を有する化合
物であることを確認した。
【0035】
【化10】
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1で得られた単独重合体PBGE及び
ブロック共重合体の反応液より触媒をろ別したもののG
PC分析結果を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 〔式中、R1は無置換または置換のアリール基もしくはポ
    リスチリル基、R2及びR3はそれぞれアルキル基もしくは
    アリール基、R は置換または無置換のアルキル基、W は
    炭素原子数2〜10のメチレン鎖(メチレン鎖の水素原子
    の一部がアルキル基で置換されているものを含む)を示
    す。但し、Wが−CH2CH2CH2−である場合を除く。m 及び
    n はそれぞれ1〜50の整数を示す。〕で表される末端に
    シリルオキシ基を持つ、グリシジルエーテルとラクトン
    のブロック共重合体もしくはこれらのブロック共重合体
    を側鎖に持つポリスチレン型グラフト高分子。
  2. 【請求項2】 一般式(II) R1OSiR2 2R3 (II) (式中、R1は無置換または置換のアリール基もしくはポ
    リスチリル基、R2及びR3はそれぞれアルキル基もしくは
    アリール基を示す。)で表されるシリルエーテルを開始
    剤として、一般式(III) 【化2】 (式中、R は置換または無置換のアルキル基を示す。)
    で表されるエポキシ化合物及び一般式(IV) 【化3】 (式中、W は炭素原子数2〜10のメチレン鎖(メチレン
    鎖の水素原子の一部がアルキル基で置換されているもの
    を含む)を示す。但し、Wが−CH2CH2CH2−である場合を
    除く。)で表されるラクトン化合物を、フッ化物塩触媒
    の存在下に重合させることを特徴とする、請求項1記載
    の末端にシリルオキシ基を持つグリシジルエーテルとラ
    クトンのブロック共重合体もしくはこれらのブロック共
    重合体を側鎖に持つポリスチレン型グラフト高分子の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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