JPH07304810A - 工業的に用いうる二官能性陰イオン重合開始剤の製造方法およびその使用 - Google Patents
工業的に用いうる二官能性陰イオン重合開始剤の製造方法およびその使用Info
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Abstract
有する効率的な工業α,ω−ジリチオポリ(共役ジエ
ン)ジ開始剤の製造方法につき開示し、この方法はモノ
−有機リチウム開始剤を非極性炭化水素溶剤中で必要に
応じ第三アミンの存在下にジイソプロペニルベンゼンと
反応させ、次いで反応混合物へ少量の共役ジエンモノマ
ーと少なくとも15容量%の芳香族エーテル活性化剤と
を0〜30℃の範囲の温度で添加することからなってい
る。陰イオン重合により対称ブロックコポリマーをモノ
ビニル芳香族モノマー、共役ジエンおよび/または極性
ビニル化合物モノマーから製造するための前記α,ω−
ジリチオ開始剤の使用;並びにこれにより得られるブロ
ックコポリマー、特に線状対ブロックコポリマーについ
ても開示する。 【効果】 狭い分子量分布(Mw/Mn≦1.20)と
比較的低いビニル含有量(≦18%)とを組合せて有す
るブロックコポリマーが得られる。
Description
能性の陰イオン重合開始剤の製造方法、並びに少なくと
も共役ジエンとモノビニル芳香族モノマーとから誘導さ
れるブロックコポリマーを製造するためのその使用に関
するものである。より詳細には本発明は、モノマーから
実質的に対称のブロックコポリマーへの工業的陰イオン
重合に使用しうるα,ω−ジリチオポリジエンの製造方
法に関するものである。
中、Bは主としてポリ(共役ジエン)ブロックを示し、
Aは主としてポリ(モノビニル芳香族)ブロックを示
し、Cは主としてポリ(極性ビニルモノマー)ブロック
を示す]のブロックコポリマーはその興味が増大してお
り、他方ではその特定の標準的性質に関しこれらブロッ
クコポリマーにより満たされる要件が益々厳格になって
いる。
共役ジエンモノマーからブロックコポリマーへの陰イオ
ン重合に関するジリチウム有機化合物の製造は原理的に
たとば米国特許第3,652,516号;第3,73
4,973号;第3,663,634号;第3,69
4,516号;第3,668,263号;第3,90
3,168号;第3,954,894号;第4,03
9,593号;第4,172,100号;第4,18
2,818号;第4,960,842号;ヨーロッパ特
許出願第0316857号および第4132294号;
並びにマクロモレキュール、第5巻、第453〜458
頁(1969);R.P.ホス等、マクロモレキュー
ル、第12巻、第344〜346頁(1979);C.
W.カミエンスキー等、カレント・アプライド・サイエ
ンス・メジカル・テクノロジー、第315〜325頁
(1985);R.P.ホス等、マクロモレキュール、
第10巻、第287〜291頁(1977);R.P.
ホス等、マクロモレキュール、第12巻、第1210〜
1216頁(1979);ポリマー、第23巻、第19
53〜1959頁(1982);T.E.ロング等、ジ
ャーナル・ポリマー・サイエンス、部A、ポリマー・ケ
ミストリー、第27巻、第4001〜4012頁(19
89)から公知である。
ら、炭化水素可溶性の有機ジリチウム重合開始剤の製造
が公知である。この製造はリチウム金属をポリアリール
置換のエチレン、炭化水素置換および未置換の共役ジオ
レフィンおよび炭素原子と水素原子とのみを有するビニ
ル置換芳香族化合物よりなる群から選択される少なくと
も1種の化合物と溶剤混合物中で緊密接触させることか
らなり、この溶剤混合物は(A)脂肪族、脂環式および
芳香族炭化水素よりなる群から選択される少なくとも1
種の溶剤成分と、(B)芳香族エーテル、芳香族チオエ
ーテルおよび第三アミンよりなる群から選択される少な
くとも1種の溶剤成分とからなり、混合物における溶剤
成分(A)の容量比率は57.0〜92.0容量%の範
囲とすることができ、溶剤混合物における溶剤成分
(B)の容量比率は8.0〜43.0容量%の範囲とす
ることができる。
が提案され、またポリアリール置換エチレンとしては
1,1−ジフェニルエチレンが提案された。
は、85容量%のベンゼンと組合せて約15容量%であ
ることが示された。
(a)共役ポリエン炭化水素モノマー(特に1,3−ブ
タジエンもしくはイソプレン)、(b)ビニル置換芳香
族炭化水素モノマー(特にスチレン)、(c)上記
(a)と(b)との混合物および(d)その僅かに連鎖
延長したオリゴマーよりなる群から選択される少なくと
も1種の成分の溶媒和リチウム金属アダクトの製造方法
が知られ、この方法は揮発性の液状不活性な強力溶媒和
性ジアルキルエーテル、環式エーテルおよび第三アミン
よりなる群から選択される少なくとも1種の成分を含む
有機溶剤にて上記(a)、(b)、(c)および(d)
の群から選択される少なくとも1種のジ−もしくはポリ
−リチオアダクトの溶液を形成させ、この溶液を弱溶媒
和性の液体エーテル(たとえはアニソール)および弱溶
媒和性の液体第三アミンよりなる群から選択される少な
くとも1種の成分と混合し、前記弱溶媒和性化合物は前
記強溶媒和性化合物の沸点よりも実質的に高い沸点を有
し、さらに前記混合物から前記弱溶媒和性化合物の実質
的な蒸発なしに前記強溶媒和性化合物のほぼ全部を蒸発
させることからなっている。
た。
能性のリチウム含有開始剤がその後に開示され、これら
開始剤は炭化水素溶剤に対し可溶性であって、目的とす
るブロックコポリマーの製造に極めて有用である。
他の教示は、たとえば米国特許第4,201,729
号;第4,200,718号;第4,205,016
号;第4,172,190号;および第4,196,1
53号にも見ることができる。しかしながら、多官能性
リチウム含有開始剤の使用に伴う残された欠点は、かな
り広い分子量分布(約1.1もしくはそれ以上)を有す
るポリマーを生成することである。
定のトリアミン(たとえばペンタメチルジエチレントリ
アミン)またはその組合せのような補助開始剤の使用な
ど他の技術も、1.06までの分子量分布を有するブタ
ジエン含有ブロックコポリマーをうるため提案された。
主としてイソプレンを含有する同様なポリマーは全く得
られなくなった。何故なら、イソプレンはブタジエンと
比較して陰イオン技術により容易には重合しないと思わ
れ、急速なポリマー付加さえ生じなかった。
ックコポリマーが減少した分子量分布を持てば、向上し
た引張強さのブロックコポリマーが得られる。特に、一
官能性リチウム開始のジブロックコポリマーを常法でカ
ップリングさせて作成される式スチレン/イソプレン/
スチレンのトリブロックポリマーは、分子量分布(Mw
/Mn)が1.20でなく1.03であれば、均等な数
平均分子量のポリマーにつき顕著に向上した引張強さを
示すことが判明した[L.C.ケース、マクロモレキュ
ラ・ケミストリー、第V版、第37巻、第243頁(1
960)]。
を有すると共に関連する適当な分子量分布を持ったモノ
ビニル芳香族モノマーと共役ジエンとのブロックコポリ
マーにつきニーズがまだ存在する。
7号の開示によれば、目的とするブロックコポリマー
を、極めて特殊なジ開始剤(diinitiator )である有機
リチウム化合物と特定の有機ジアミンもしくはトリアミ
ンとを用いる方法により製造することが試みられた。
ついては、特に環境および健康安全の面から特に異議が
生じた。
からは式B−B′−X−(B′−B)もしくはA−B−
B′−X−(−B′BA)[式中、Aは非エラストマー
性モノマーのブロックであり、Bはイソプレンのブロッ
クであり、B′はブタジエンのブロックであり、Xは炭
化水素可溶性の二官能性リチウム開始剤の残部である]
の狭い分子量分布のブロックコポリマー(1.027〜
1.058の範囲のMw/Mn)を製造することが知ら
れ、このブロックコポリマーは1.06未満の分子量分
布(Mw/Mn)を有する。
−もしくは1,4−フェニレンビス(3−メチル−1−
フェニルペンチリデン)ビスリチウムまたは1,3−も
しくは1,4−フェニレンビス(3−メチル−1−(4
−メチル)フェニルペンチリデン)ビスリチウムが特定
された。
で行われた。
クコポリマーの製造に関しジリチオ開始剤の使用が原理
的に古くから開示されているが、現在まで実際的な工業
的重合法は、たとえばアミンもしくはエーテルなどの極
性化合物の同時存在によって生ずるポリ(共役ジエン)
ブロックにおける高過ぎるビニル含有量が避けられない
ため、前記開始剤を用いて行われていない。
初に作成されたリビング中間ブロックコポリマーを一官
能性(特に二官能性)カップリング剤でカップリングさ
せて原理的に製造しうることが了解されよう。
欠点は、中間リビングポリマーから生成される、最終的
ブロックコポリマー中の一般に制御困難な量のジブロッ
クコポリマーの存在によって生じた。
造ルートは、必要に応じ第2開始剤と組合せて一官能性
有機リチウム開始剤を用いることにより所定制御量のジ
ブロックコポリマーを生成させることによる完全な逐次
重合からなっている。
う問題は、最後のモノマー添加物の開始が比較的困難で
あるためブロックセグメントの比較的広い分子量分布に
よって生ずる。
3,4−重合によりポリ(共役ジエン)ブロックにおけ
る比較的低いビニル含有量と組合せて示すと共に、前記
ブロックコポリマーの近代的最終用途の要件に合致しう
るような、二官能性有機リチウム開始剤を用いる対称ブ
ロックコポリマー(特に対称トリブロックコポリマー)
の工業的製造方法は、たとえばより短い重合時間のよう
な顕著な利点を与えうることが了解されよう。
題は、適する二官能性有機リチウム開始剤を提供するこ
とにある。さらに本発明の課題は、上記特定の対称ブロ
ックコポリマーの魅力的な工業的製造方法を提供すると
共に、この種の開始剤の製造方法を提供することにあ
る。
ねた結果、目的とするこの種の二官能性有機リチウム開
始剤が驚くことに見出された。
チウムジ開始剤の製造方法に関し、この方法は2当量の
モノ−有機リチウム開始剤を−20〜60℃の範囲の温
度にて非極性炭化水素溶剤中で必要に応じ第三アミンの
存在下に1,3−ジイソプロペニルベンゼンと反応さ
せ、次いで反応混合物へ少量の共役ジエンモノマーと全
容剤容積に対し少なくとも15容量%の芳香族エーテル
活性化剤とを、必要に応じ1〜10個の炭素原子を有す
るアルコキシリチウム化合物と混合して、0〜30℃の
範囲の温度で添加して、500〜4000の範囲の見掛
け分子量を有するα,ω−ジリチオポリ(共役ジエン)
の溶液を生成させることを特徴とする。
しくはsec−ブチルリチウムもしくはt−ブチルリチ
ウムが使用され、そのうち前者が特に好適である。
−有機リチウム開始剤との反応に際し反応温度は好まし
くは−10〜50℃の範囲、より好ましくは10〜30
℃の範囲である。
子、より好ましくは5個もしくは6個の炭素原子を有す
るシクロアルカンから選択するのが好適であると判明し
た。
多量のこの種のシクロアルカンと少量の5〜8個の炭素
原子を有する脂肪族炭化水素との混合物も使用しうる
が、純粋なシクロヘキサンもしくはシクロペンタンの使
用が特に好適であると判明した。
ーテル活性化剤はアニソール、ジフェニルエーテルおよ
び/または少なくとも1個のフェニル環が1〜3個の炭
素原子、好ましくは1〜2個の炭素原子を有する1個も
しくはそれ以上の低級アルキル基もしくはアルコキシ基
により置換されたその誘導体から選択することができ
る。
は好ましくは3〜6個の炭素原子(より好ましくは4
個)の炭素原子を有し、特に好ましくはt−ブトキシリ
チウムが使用される。アルコキシリチウム化合物は、既
に存在するリチウム1当量当り0.5〜5モル当量の濃
度で添加される。
化剤の量は少なくとも15容量%、特に15〜40容量
%の範囲である。より好ましくは、15〜25容量%の
範囲の量の芳香族エーテル活性化剤が使用される。
1〜10、好ましくは0.5〜2のブチルリチウムに対
するモル比範囲にて使用される。
モノマーはブタジエン、イソプレン、2−エチル−1,
3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエ
ンおよび1,3−ペンタジエンまたはその混合物から選
択することができる。
最終ブロックコポリマーにてポリ(共役ジエン)ブロッ
クを構成するものと同じ共役ジエンが使用される。
け分子量は好ましくは1000〜3000の範囲、より
好ましくは1500〜2300の範囲である。
定ポリマーを用いるゲル透過クロマトグラフィーによっ
て測定される。
最終的ブロックコポリマー(ビニル含有量は多くとも1
8%であると判明した)の製造につきその後に開始剤を
使用する際にジエン重合の立体化学に許容しうる最小程
度にて影響すると思われる量の芳香族エーテル活性化剤
を添加することにより、炭化水素溶剤に可溶性の安定な
α,ω−ジリチオ開始剤が得られることを突き止めた。
香族エーテル活性化剤媒体そのものに溶解された安定な
α,ω−ジリチオ開始剤からなる、或いは必要に応じ前
記炭化水素溶剤で希釈して最終所望のブロックコポリマ
ーに組込むべき1種もしくはそれ以上のモノマーが必要
に応じ添加された生成α,ω−ジリチオ開始剤の所望濃
度にしてなる反応生成物溶液により構成されることが了
解されよう。
芳香族モノマーと共役ジエンと必要に応じさらに極性ビ
ニルモノマーとから誘導され、狭い分子量分布(Mw/
Mn≦1.20)と主たるポリ(共役ジエン)ブロック
の比較的低いビニル含有量(≦18%)との所要の組合
せを有する対称ブロックコポリマーを上記α,ω−ジリ
チオ開始剤溶液を用いる陰イオン重合により製造する方
法によって構成される。
称ブロックコポリマーは≦1.10のMw/Mnを示
す。
ーおよび/または極性ビニルモノマーにより構成され
る、それぞれ構造ABA、ABCBA、CBC、ACB
CAもしくはCABAC[式中、Aは主としてポリ(ビ
ニル芳香族)ブロックを示し、Bは主としてポリ(共役
ジエン)ブロックを示し、Cは主としてポリ(極性ビニ
ル)ブロックを示す]の線状ブロックコポリマーの製造
方法が提供される。
芳香族エーテル混合物におけるα,ω−ジリチオ開始剤
に添加して、実質的に完全な重合を生ぜしめ;次いで
(2) 末端キャッピングを導入すると共にエーテルの
ような極性溶剤を添加した後に主としてモノビニル芳香
族モノマーもしくは主として極性ビニルモノマーを添加
して、実質的に完全な重合を生ぜしめ;さらに必要に応
じ(3) リビングポリマーの末端キャッピングを導入
するための試薬を導入すると共にエーテルのような極性
補助溶剤を導入し、さらに主として極性ビニルモノマー
を添加して実質的に完全な重合を生ぜしめることからな
る方法に関するものである。
好ましくは不活性ガス雰囲気下(好ましくは窒素ガス
下)で行われる。
(モノビニル芳香族)ジエン」、「主として共役ジエ
ン」および「主として極性ビニル化合物」という用語
は、示したモノマーが実質的に純粋であり或いは少量の
構造的に関連するモノマーまたは構造的に異なるモノマ
ーおよび好ましくは他のブロックセグメントで生ずる同
じコモノマーと混合すること、すなわち前記ブロックの
全モノマーに対し15モル%未満、好ましくは5モル%
未満の量で混合することを意味する。
する例はスチレンと少量のα−メチルスチレン、p−ビ
ニルトルエン、m−ビニルトルエン、o−ビニルトルエ
ン、4−エチルスチレン、3−エチルスチレン、2−エ
チルスチレン、4−t−ブチルスチレン、2,4−ジメ
チルスチレン、2もしくは4−ビニルピリジン、ブタジ
エン、イソプレン、2−エチル−1,3−ブタジエン、
2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンおよび1,3−
ペンタジエンまたはその混合物よりなる群から選択され
るモノマーとの混合物である。
する例はイソプレンもしくはブタジエンと少量のスチレ
ン、α−メチルスチレン、p−ビニルトルエン、m−ビ
ニルトルエン、o−ビニルトルエン、4−エチルスチレ
ン、3−エチルスチレン、2−エチルスチレン、4−t
−ブチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ブタジ
エンもしくはイソプレン、2−エチル−1,3−ブタジ
エン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンおよび
1,3−ペンタジエンまたはその混合物よりなる群から
選択されるモノマーとの混合物である。
量のスチレンと少量の構造的に関連する上記モノマー
(好ましくはα−メチルスチレン)との混合物である一
方、ブロックBの構成モノマーはブタジエン、イソプレ
ンおよびその混合物から選択される。
物の適する例はアクリル酸もしくはメタクリル酸の低級
アルキル(C1 〜C4 )エステル(たとえばt−ブチル
アクリレート、t−ブチルメタクリレート、メチルアク
リレート、メチルメタクリレート)またはマレイン酸、
フマル酸、イタコン酸、cis−4−シクロヘキセン−
1,2−ジカルボン酸、エンド−cis−ビシクロ
(2,2,1)−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸
またはその混合物のエステルもしくは無水物、2−もし
くは4−ビニルピリジンから選択される多量成分とスチ
レン、α−メチルスチレン、p−ビニルトルエン、m−
ビニルトルエン、o−ビニルトルエン、4−エチルスチ
レン、3−エチルスチレン、2−エチルスチレン、4−
t−ブチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ブタ
ジエンもしくはイソプレン、2−エチル−1,3−ブタ
ジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンおよび
1,3−ペンタジエンまたはその混合物よりなる群から
選択される少量成分としてのコモノマーとの混合物であ
る。
ルメタクリレート、メチルアクリレート、t−ブチルメ
タクリレートもしくはt−ブチルアクリレートから誘導
されたものであり、そのうちt−ブチルメタクリレート
もしくはt−ブチルアクリレートが特に好適である。
1種類の実質的に純粋なモノマーで構成される。
−Cの対称線状ブロックコポリマーを製造するには、極
性ビニルモノマー、より好ましくはメチルメタクリレー
トもしくはt−ブチルメタクリレートモノマーの重合を
開始させる直前に工程(3)にて末端キャッピング用試
薬を使用せねばならないことが了解されよう。より好ま
しくは、この種の末端キャッピング用試薬はジフェニル
エチレンおよびα−メチルスチレンよりなる群から選択
され、ブロックコポリマーに組込むべき極性ビニルモノ
マーの添加前に少なくとも4倍モル過剰で添加される。
上記末端キャッピング用試薬のうち、ジフェニルエチレ
ンが好適である。
しくはメタクリレートエステルの重合は一般に<25
℃、より好ましくは−65〜−80℃の温度にて全容剤
容積に対し最高50容量%の量のたとえばエーテルのよ
うな極性助溶剤(好ましくはTHF)の存在下に行われ
る。
チオ開始剤を最初に作成すべく使用される主たる溶剤お
よび実際のブロックコポリマー重合の際に使用される主
たる溶剤は同じであるが、必ずしも同一である必要はな
いことが了解されよう。
られると共に狭い分子量分布(Mw/Mn≦1.20)
と主たるポリ(共役ジエン)ブロックの比較的低いビニ
ル含有量(≦18%)との組合せを特徴とする種類の新
規なブロックコポリマーにより構成される。
それぞれの純粋なブロック成分としてのスチレン、ブタ
ジエンもしくはイソプレンおよび/またはアクリル酸も
しくはメタクリル酸の低級アルキルエステルから誘導さ
れる線状トリブロックもしくは5ブロックのコポリマー
であって≦1.10のMw/Mn比を示す。
ート、メチルメタクリレート、t−ブチルアクリレー
ト、t−ブチルメタクリレートから誘導されると共に式
C−A−B−A−Cに従う末端ブロックを有する対称線
状ブロックコポリマーは、現在入手しうるABAブロッ
クコポリマーの対応する性質と対比し、比較的短いポリ
(極性ビニルモノマー)末端ブロックの場合、すなわち
全結合極性ビニルモノマー含有量が全ブロックコポリマ
ーの重量に対し≦30重量%、好ましくはt−ブチルメ
タクリレートを使用する場合には<15重量%、より好
ましくは3〜9重量%の範囲である場合、驚異的に向上
した引張強さと破断点永久歪と300%伸び弾性率と向
上した温度特性とを示すことが判明した。
る適するポリ(極性ビニルモノマー)ブロックは、8
0,000〜180,000の範囲の全ブロックコポリ
マー分子量と対比し3000〜15000、好ましくは
3500〜5500の範囲の見掛け分子量を有する。
MPa、一般に30MPaより大の引張強さを示し、こ
れは従来の熱可塑性エラストマーA−BAよりも30%
高い。新規なブロックコポリマーの温度特性も、通常の
A−B−Aに基づくポリマーと比較して向上する。メチ
ルアクリレート、メチルメタクリレート、t−ブチルア
クリレートおよびt−ブチルメタクリレートから選択さ
れる極性ビニルモノマーの約8重量%の含有量を有する
C−A−B−A−Cブロックコポリマーの使用温度は、
従来のA−BAトリブロックコポリマー(少なくとも8
0℃の使用温度を与える)よりも20〜30℃高い温度
まで上昇する。
Aブロックを有するC−A−B−A−Cブロックコポリ
マーにて向上する(25%から20%もしくはそれ以下
まで減少する)。300%伸び弾性率は10MPaまで
増大すると判明した。
もしくは部分的に加水分解された上記の対称線状ブロッ
クコポリマーC−A−B−A−CもしくはC−B−Cに
より構成される。
レートブロックである加水分解されたCA−B−A−C
ブロックコポリマーは、改善された機械的性質を有する
ことが判明した。たとえば引張強さは比較的低い酸含有
量にて顕著に向上するのに対し、引張強さは酸含有量が
さらに増加すると減少する。好適な残留エステル含有量
は初期エステル基含有量に対比し≦10モル%である。
ック(特にt−ブチルメタクリレートブロック)の加水
分解は、当業界で知られた方法により好ましくは130
〜150℃の温度にて不活性ガス下(好ましくは窒素
下)でたとえばトルエン、ベンゼンなどの芳香族溶剤中
にてポリマーの重量に対し1〜3重量%の濃度における
メタンスルホン酸のような強スルホン酸の触媒量を用い
て行うことができる。≦10モル%の残留エステル含有
量までのこの種の加水分解は、中心ブロック構造に影響
を与えないことが判明した。
実施例により本発明をさらに説明する。
1.87ミリモルのs−BuLi(ヘキサン中の0.2
6モル溶液7.2mL)を添加した。この溶液に0.9
3ミリモルの1,3−ジイソプロペニルベンゼン(シク
ロヘキサン中の0.194モル溶液4.8mL)を室温
にて添加した。直ちに暗赤色となり、反応を50℃にて
2時間にわたり持続した。
0.68g(6ミリモル)のトリエチルアミンを添加し
た。次いで6ミリモルのs−BuLi(ヘキサン中の1
2重量%溶液3.2g)と0.48g(3ミリモル)の
1,3−ジイソプロペニルベンゼンとを室温で添加し
た。反応を室温にて2時間にわたり持続して暗赤色溶液
を得た。
0.68g(6ミリモル)のトリエチルアミンを添加し
た。次いで6ミリモルのt−BuLi(ヘキサン中の
1.2モル溶液5mL)と0.48g(3ミリモル)の
1,3−ジイソプロペニルベンゼンとを0℃で添加し
た。反応を1時間にわたり持続した。
タジエンと5.7mL(15容量%)の乾燥アニソール
とを0℃で添加した。暗赤色が急速に淡橙色に変化し、
この溶液は1晩撹拌した後に淡黄色となった。この溶液
を0.025モルのα,ω−ジリチオポリブタジエン
(Mw=2300)の濃度にて重合実験のストックとし
て使用した。
ジエンと10mL(15容量%)の乾燥アニソールとを
0℃で添加した。暗赤色が急速に淡橙色に変化し、1晩
撹拌した後に淡黄色となった。この溶液を0.015モ
ルのα,ω−ジリチオポリブタジエン(Mw=210
0)の濃度にて重合実験のストックとして使用した。
ジエンと10mL(15容量%)の乾燥アニソールとを
0℃で添加した。暗赤色が直ちに淡橙色に変化し、1晩
撹拌した後に淡黄色となった。この溶液を0.015モ
ルのα,ω−ジリチオポリブタジエン(Mw=210
0)の濃度にて重合実験のストックとして使用した。
1モル当量のt−ブトキシリチウムを既に存在するリチ
ウム1モル当量当りに添加した後にブタジエンを添加し
た。
ポリマーの合成 1Lの乾燥シクロヘキサンが充填された反応器に、数滴
のα,ω−ジリチオポリブタジエンAを添加して溶液を
滴定した。その後、反応器に36gのブタジエンと24
mLの溶液A(0.6ミリモルのジ開始剤を含有)とを
室温にて添加した。温度を40℃まで上昇させ、重合を
40℃にて10時間にわたり持続した。分析のため試料
を抜取った。ポリブタジエンは次の特性を示した:ピー
クMw70000g/モル、Mw/Mn=1.10およ
び15%のビニル含有量。次いで反応器に17gのスチ
レンを添加し、重合を40℃にて2時間にわたり持続し
た。この溶液に1mLのメタノールを添加して重合を停
止させた。回収したトリブロックコポリマーを酸化防止
剤で安定化させ、これは次の特性を有した:ピークMw
102000g/モル、Mw/Mn=1.15。次い
で試料をオゾン分解にかけてピークMw 15000g
/モルを有するPSを得た。圧縮成形試料は16MPa
の引張強さと1800%の破断点伸び率とを有した。
クコポリマーを作成し、これらは表Iに示す特性を有し
た。
1 NMRから計算。
ポリマーの合成 250mLの乾燥シクロヘキサンが充填された重合壜に
数滴のα,ω−ジリチオポリブタジエンBを添加して溶
液を滴定した。その後、壜に12gのブタジエンと11
mLの溶液B(0.17ミリモルのジ開始剤を含有)と
を室温にて添加した。温度を60℃まで上昇させ、重合
を60℃にて2時間にわたり持続した。分析のため試料
を抜取った。ポリブタジエンは次の特性を示した:ピー
クMw83000g/モル、Mw/Mn=1.10およ
び11%のビニル含有量。次いで壜に6gのスチレンを
添加し、重合を60℃にて30分間にわたり続けた。こ
の溶液に1mLのメタノールを添加して重合を停止させ
た。回収されたトリブロックコポリマーを酸化防止剤で
安定化させ、これは次の特性を有した:ピークMw 1
15000g/モル、Mw/Mn=1.18。試料をオ
ゾン分解にかけて、ピークMw 18000g/モルを
有するPSを得た。圧縮成形試料は13MPaの引張強
さと1800%の破断点伸び率とを有した。
Sトリブロックコポリマーが作成された:ピークMw
PB 82000g/モル、Mw/Mn=1.12およ
び11%のビニル含有量;ピークMw SBS 116
000、Mw/Mn=1.19。オゾン分解後のMw
PS=17000。引張強さ17MPA。破断点伸び率
1900%。
ポリマーの合成 1Lの乾燥シクロヘキサンが充填された反応器に数滴の
α,ω−ジリチオポリブタジエンCを添加して溶液を滴
定した。その後、反応器に36gのブタジエンと40m
Lの溶液C(0.6ミリモルのジ開始剤を含有)とを室
温にて添加した。温度を40℃まで上昇させ、重合を4
0℃にて10時間にわたり持続した。分析のため試料を
抜取った。ポリジエンは次の特性を有した:ピークMw
70000g/モル、Mw/Mn=1.15および1
6%のビニル含有量。次いで反応器に14gのスチレン
を添加し、重合を40℃にて2時間にわたり続けた。こ
の溶液に1mLのメタノールを添加して重合を停止させ
た。回収されたトリブロックコポリマーを酸化防止剤で
安定化させ、これは次の特性を有した:ピークMw96
000g/モル、Mw/Mn=1.20。試料をオゾン
分解にかけて、ピークMw 14000g/モルを有す
るPSを得た。圧縮成形試料は15MPaの引張強さと
1400%の破断点伸び率とを有した。
る他の2種のSBSトリブロックコポリマーを作成し
た。
1 NMRから計算。
られた溶液を用いて2種のSBSトリブロックコポリマ
ーを作成した。その特性を表IIIに示す:
−PMMAおよびPTBMA−S BS−PTBMAブロ
ックコポリマーの合成 実施例3の手順を用いてリビングLi−SBS−Liト
リブロックコポリマーの溶液を作成し、スチレン重合の
完結後に12mLのシクロヘキサン中0.5モルのジフ
ェニルエチレン溶液を添加した。末端キャッピング反応
を室温にて30分間続けた。次いで赤色溶液を0℃まで
冷却し、1Lの乾燥テトラヒドロフランを添加し、溶液
を−78℃まで冷却した。この温度にて2.4gのメチ
ルメタクリレートもしくはt−ブチルメタクリレートを
導入して無色透明溶液を得た。重合を30分間続け、次
いで1mLのメタノールを導入して重合を停止させた。
回収されたポリマーを酸化防止剤で安定化させ、これは
表IVに示す特性を示した:
よびH1 NMRから計算。
−PMMAおよびPTBMA−S BS−PTBMAブロ
ックコポリマーの合成 実施例14〜16に記載したと同じ手順にしたがい、
α,ω−ジリチオポリブタジエンCを用いてPMMA−
SBS−PMMAおよびPTBMA−SBS−PTBM
Aブロックコポリマーを合成した。その特性を表Vに示
す:
よびH1 NMRから計算。
施例2の手順Dにて得られたα,ω−ジリチオポリブタ
ジエンを用いてPMMA−SBS−PMMAブロックコ
ポリマーを合成した。
で安定化させ、これは表VIに示す特性を有した:
MMAブロックコポリマーの合成 実施例14〜16に記載したと同じ手順にしたがい、
α,ω−ジリチオポリブタジエンCを用いて2種のPM
MA−B−PMMAブロックコポリマーを合成した。そ
の特性を表VIIに示す:
1 NMRから計算。
施例2の手順Dで得られたα,ω−ジリチオポリブタジ
エンを用いてPMMA−B−PMMAブロックコポリマ
ーを合成した。
で安定化させ、これは表VIIIに示す特性を有した:
アダクトを実施例1の手順Aにしたがって作成した。得
られた溶液を用い、数種の重合を表IXに示したように
行った:
1 NMRから計算。
3−DIBアダクトの比効率性 s−BuLiと1,3−ジイソプロペニルベンゼンとの
アダクトを実施例1の手順Aにしたがって作成したが、
ただし異なる量のトリエチルアミンを添加した。得られ
た溶液により、数種の重合を表Xに示したように行っ
た:
1 NMRから計算。
よびホスの刊行物、たとえば米国特許第3,903,1
68号にしたがった。
ンとの重合 実施例2の手順Bにしたがいα,ω−ジリチオポリブタ
ジエンを作成したが、ただしアニソールとは異なる他の
極性添加剤を添加した。得られた溶液により、数種の重
合を表XIに示したように行った。
1 NMRから計算。
過ぎたことが了解されよう。
Claims (18)
- 【請求項1】 2当量のモノ−有機リチウム開始剤を−
20〜60℃の範囲の温度にて非極性炭化水素溶剤中で
必要に応じ第三アミンの存在下に1,3−ジイソプロペ
ニルベンゼンと反応させ、次いで反応混合物へ少量の共
役ジエンモノマーと全溶剤容積に対し少なくとも15容
量%の芳香族エーテル活性化剤とを、必要に応じ1〜1
0個の炭素原子を有するアルコキシリチウム化合物と混
合して、0〜30℃の範囲の温度で添加して、500〜
4000の範囲の見掛け分子量を有するα,ω−ジリチ
オポリ(共役ジエン)開始剤の溶液を生成させることを
特徴とする効率的な工業有機リチウムジ開始剤の製造方
法。 - 【請求項2】 モノ−有機リチウム開始剤としてsec
−ブチルリチウムまたはt−ブチルリチウムを使用する
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 1,3−ジイソプロペニルベンゼンとモ
ノ−有機リチウム開始剤との反応を10〜30℃の範囲
で行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 非極性炭化水素溶剤を5〜8個の炭素原
子を有するシクロアルカンから選択することを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 芳香族エーテル活性化剤をアニソール、
ジフェニルエーテルおよび/または少なくとも1個のフ
ェニル環が1〜3個の炭素原子を有する1個もしくはそ
れ以上のアルキル基もしくはアルコキシ基により置換さ
れたその誘導体から選択することを特徴とする請求項1
に記載の方法。 - 【請求項6】 3〜6個の炭素原子を有するアルコキシ
リチウム化合物を既に存在するリチウム1当量当り0.
5〜5モル当量の濃度にて使用することを特徴とする請
求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 反応媒体に加える芳香族エーテル活性化
剤の量が15〜40容量%の範囲であることを特徴とす
る請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】 芳香族エーテル活性化剤の量が15〜2
5容量%の範囲であることを特徴とする請求項7に記載
の方法。 - 【請求項9】 反応媒体に少量で使用する共役ジエンが
ブタジエンもしくはイソプレンであることを特徴とする
請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】 生成されるα,ω−ジリチオ開始剤の
見掛け分子量が1500〜2300の範囲であることを
特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項11】 請求項1〜11のいずれか一項に記載
の方法により得られた安定なα,ω−ジリチオ開始剤を
炭化水素溶剤−芳香族エーテル活性化剤媒体に溶解して
なり、必要に応じ前記炭化水素溶剤で希釈して生成α,
ω−ジリチオ開始剤を所望濃度にしてなる反応生成物溶
液。 - 【請求項12】 モノビニル芳香族モノマーと共役ジエ
ンと必要に応じさらに極性ビニルモノマーとから誘導さ
れ、狭い分子量分布(Mw/Mn≦1.20)と主たる
ポリ(共役ジエン)ブロックの比較的低いビニル含有量
(≦18%)とを組合せて有する対称ブロックコポリマ
ーを、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法で得
られるα,ω−ジリチオ開始剤溶液を用いて陰イオン重
合により製造する方法。 - 【請求項13】 モノビニル芳香族モノマーと共役ジエ
ンと必要に応じ極性ビニルモノマーとで構成されるそれ
ぞれ構造ABA、ABCBA、CBC、ACBCAもし
くはCABACの線状ブロックコポリマーを製造するに
際し、(1) 主として共役ジエンモノマーを炭化水素
溶剤−芳香族エーテル混合物におけるα,ω−ジリチオ
開始剤に添加して、実質的に完全な重合を生ぜしめ;次
いで(2) 末端キャッピング剤を導入すると共にエー
テルを添加した後に主としてモノビニル芳香族モノマー
もしくは主として極性ビニルモノマーを添加して、実質
的に完全な重合を生ぜしめ;さらに必要に応じ(3)
リビングポリマーの末端キャッピングを導入するための
試薬を導入すると共にエーテルを導入し、さらに主とし
て極性ビニルモノマーを添加して実質的に完全な重合を
生ぜしめることを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 工程(3)にてジフェニルエチレンを
末端キャッピング用試薬として使用することを特徴とす
る請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 線状トリブロックもしくは5ブロック
コポリマーを実質的に純粋なブタジエンもしくはイソプ
レン、スチレンおよび/またはアクリル酸もしくはメタ
クリル酸の低級アルキルエステルから作成することを特
徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項16】 狭い分子量分布(Mw/Mn≦1.2
0)と、主たるポリ(共役ジエン)ブロックの比較的低
いビニル含有量(≦18%)と、少なくとも25MPa
の引張強さと、≦20%の永久歪と、少なくとも80℃
の最高使用温度との組合せを特徴とする請求項12〜1
6のいずれか一項に記載の方法により得られる対称ブロ
ックコポリマー。 - 【請求項17】 純粋なブロック成分としてのスチレ
ン、ブタジエンおよびt−ブチルメタクリレートから誘
導される線状5ブロックコポリマーであることを特徴と
する請求項16に記載のブロックコポリマー。 - 【請求項18】 ブロックCが完全もしくは部分的に加
水分解された(≦10モル%の残留エステル含有量)こ
とを特徴とする特徴とする請求項16または17に記載
の対称線状ブロックコポリマー。
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