JPH08337618A - Sulfonated conjugated diene polymer - Google Patents

Sulfonated conjugated diene polymer

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JPH08337618A
JPH08337618A JP20636996A JP20636996A JPH08337618A JP H08337618 A JPH08337618 A JP H08337618A JP 20636996 A JP20636996 A JP 20636996A JP 20636996 A JP20636996 A JP 20636996A JP H08337618 A JPH08337618 A JP H08337618A
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conjugated diene
sulfonated
polymer
sodium
polymerization
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Abstract

PURPOSE: To obtain a sulfonated conjugated diene polymer having strongly acidic sulfonyl groups, a high ion exchange capacity and a high molecular weight and being useful as e.g. a dispersant, an emulsifier or a water treating agent by specifying its structure. CONSTITUTION: This sulfonated conjugated diene polymer mainly consists of at least one kind of repeating units selected from among the repeating units of formulas I-III (wherein R<1> to R<6> are each H, a 1-8 C alkyl; a 6-20 C aryl; SO3 X(wherein X is H, an alkali (alkaline earth) metal; ammonium or amino), provided at least one of them is SO3 X) and has a weight-average molecular weight of 500-5,000,000. This polymer is obtained by polymerizing a sulfonate represented by formula IV. This sulfonate can be obtained for example by sulfonating a conjugated diene with a sulfur trioxide sulfonating agent.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性または親水
性の共役ジエンスルホン化物重合体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water-soluble or hydrophilic conjugated diene sulfonated polymer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、水溶性および/または親水性
単量体としては、アクリル酸もしくはメタクリル酸など
のカルボキシル基を有する単量体、あるいはアリルスル
ホン酸もしくはビニルスルホン酸などのスルホキシル基
を有する単量体などが知られている。また、前記単量体
のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩についても、
ラジカル重合可能なことが知られている。これらの単量
体は、単独であるいは他の単量体と共重合することによ
って、水溶性重合体あるいは親水性重合体として広く工
業的に生産されている。例えば、ポリアクリル酸は、炭
酸カルシウムの分散剤として使われたり、一部架橋する
ことによって吸水性ゲルとして利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a water-soluble and / or hydrophilic monomer has a carboxyl group-containing monomer such as acrylic acid or methacrylic acid, or a sulfoxyl group such as allylsulfonic acid or vinylsulfonic acid. Monomers are known. Further, regarding the sodium salt, potassium salt, and lithium salt of the monomer,
It is known that radical polymerization is possible. These monomers are widely industrially produced as water-soluble polymers or hydrophilic polymers by themselves or by copolymerizing with other monomers. For example, polyacrylic acid is used as a dispersant for calcium carbonate, or partially crosslinked to be used as a water-absorbent gel.

【0003】また、ゴムや樹脂の改質を目的として、他
のビニル単量体とアクリル酸やメタクリル酸を共重合し
た例が数多く知られている。さらに、ラテックスの改質
においても、アクリル酸やメタクリル酸を共重合するこ
とが行われている。しかしながら、これらのアクリル酸
やメタクリルなどの酸性単量体は、ラジカル重合性に富
んでいるものの弱酸性であり、得られる重合体は、界面
活性剤として使用する場合、乳化力が弱いという欠点を
有している。他方、ビニルスルホン酸、アリルスルホン
酸、またはイソブチレンと三酸化イオウとを反応させて
得られるメタクリルスルホン酸などは、強酸性のスルホ
ニル基を有するビニル単量体であり、その重合体は、強
酸性であり乳化力に優れるが、単量体自体はラジカル重
合性に乏しいという欠点を有していて、重合体収率が低
く、分子量が低いものしか得られない。
Also, many examples are known in which other vinyl monomers are copolymerized with acrylic acid or methacrylic acid for the purpose of modifying rubber or resin. Further, in the modification of latex, copolymerization of acrylic acid and methacrylic acid is also performed. However, these acidic monomers such as acrylic acid and methacrylic acid are weakly acidic although they are rich in radical polymerizability, and the resulting polymer has a drawback that it has weak emulsifying power when used as a surfactant. Have On the other hand, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, or methacryl sulfonic acid obtained by reacting isobutylene with sulfur trioxide is a vinyl monomer having a strongly acidic sulfonyl group, and its polymer is strongly acidic. Although it has excellent emulsifying power, it has a drawback that the monomer itself is poor in radical polymerizability, so that only a polymer having a low polymer yield and a low molecular weight can be obtained.

【0004】これに対し、p−スチレンスルホン酸ナト
リウムなどのスチレン系単量体〔例えば、東ソー(株)
製、スピロマー〕、あるいは一般式 で表されるメタクリル酸エステル系単量体〔例えば、三
洋化成(株)製、エレミノールRS−30〕のようなス
ルホニル基を有する単量体も開発されている。これらの
単量体は、強酸性であり、かつラジカル重合性について
も優れているが、単量体の分子量が大きく、単位重量あ
たりのスルホニル基が少なく、しかも合成ルートが多段
階を経るために製造工程が複雑になり、コスト高とな
る。このため、得られる重合体のイオン交換容量も低
く、工業的生産性が劣り、コスト高となり、使用用途が
自ずと制限されてくる。
On the other hand, styrene-based monomers such as sodium p-styrenesulfonate [eg Tosoh Corporation]
Manufactured, spiromer], or general formula A monomer having a sulfonyl group such as a methacrylic acid ester-based monomer represented by (for example, Eleminol RS-30 manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.) has also been developed. These monomers are strongly acidic and have excellent radical polymerizability, but the monomer has a large molecular weight, a small number of sulfonyl groups per unit weight, and moreover, the synthesis route undergoes multiple steps. The manufacturing process is complicated and the cost is high. Therefore, the ion exchange capacity of the obtained polymer is low, the industrial productivity is poor, the cost is high, and the intended use is naturally limited.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の問題点を背景になされたもので、強酸性を示すス
ルホニル基を有し、イオン交換容量が多く、かつ高分子
量の重合体を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these problems of the prior art. A polymer having a sulfonyl group showing strong acidity, a large ion exchange capacity and a high molecular weight is provided. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式
(I)〜(III) で表される群から選ばれた少なくとも1
種の繰り返し構造単位を主体とし、重量平均分子量が5
00〜5,000,000である共役ジエンスルホン化
物重合体を提供するものである。
The present invention provides at least one selected from the group represented by the following general formulas (I) to (III).
Mainly composed of repeating structural units of 5 kinds and having a weight average molecular weight of 5
The present invention provides a conjugated diene sulfonated polymer which is from 0 to 5,000,000.

【0007】[0007]

【化4】 [Chemical 4]

【化5】 Embedded image

【化6】 [Chemical 6]

【0008】(式中、R1 〜R6 は、水素原子、炭素数
1〜8のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、ま
たは−SO3 Xであり、ここでXは水素原子、アルカリ
金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム基もし
くはアミノ基であり、R1 〜R6 の少なくとも1つは−
SO3 Xである。)
(In the formula, R 1 to R 6 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or —SO 3 X, where X is a hydrogen atom, It is an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group or an amino group, and at least one of R 1 to R 6 is-
SO 3 X. )

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の共役ジエンスルホン化物
重合体は、下記一般式(IV)で表されるスルホン化物を重
合することにより得られる。 〔式中、R1 〜R6 は、上記一般式(I)〜(III) に同
じ。〕
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The conjugated diene sulfonated polymer of the present invention is obtained by polymerizing a sulfonated compound represented by the following general formula (IV). [In formula, R < 1 > -R < 6 > is the same as said general formula (I)-(III). ]

【0010】ここで、本発明に使用される前記スルホン
化物は、共役ジエンを該ジエンの二つの二重結合を残し
たまま、スルホン基を導入した化合物である。本発明に
おいて、スルホン化物に使用される共役ジエンとして
は、例えば1,3−ブタジエン、1,2−ブタジエン、
1,2−ペンタジエン、1,3−ペンタジエン、2,3
−ペンタジエン、イソプレン、1,2−ヘキサジエン、
1,3−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5
−ヘキサジエン、2,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキ
サジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2
−エチル−1,3−ブタジエン、1,2−ヘプタジエ
ン、1,3−ヘプタジエン、1,4−ヘプタジエン、
1,5−ヘプタジエン、1,6−ヘプタジエン、2,3
−ヘプタジエン、2,5−ヘプタジエン、3,4−ヘプ
タジエン、3,5−ヘプタジエン、2−フェニルブタジ
エンなどのほか、分岐した各種のジエン類が挙げられ
る。これらの共役ジエンは、1種または2種以上を併用
することができる。
The sulfonated compound used in the present invention is a compound in which a conjugated diene is introduced with a sulfone group while leaving two double bonds of the diene. In the present invention, examples of the conjugated diene used for the sulfonated compound include 1,3-butadiene, 1,2-butadiene,
1,2-pentadiene, 1,3-pentadiene, 2,3
-Pentadiene, isoprene, 1,2-hexadiene,
1,3-hexadiene, 1,4-hexadiene, 1,5
-Hexadiene, 2,3-hexadiene, 2,4-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2
-Ethyl-1,3-butadiene, 1,2-heptadiene, 1,3-heptadiene, 1,4-heptadiene,
1,5-heptadiene, 1,6-heptadiene, 2,3
In addition to heptadiene, 2,5-heptadiene, 3,4-heptadiene, 3,5-heptadiene, 2-phenylbutadiene and the like, various branched dienes can be mentioned. These conjugated dienes can be used alone or in combination of two or more.

【0011】この共役ジエンのスルホン化物を製造する
には、例えば共役ジエンの二重結合を下記に示す方法で
スルホン化して製造することができる。すなわち、共役
ジエンに三酸化イオウをスルホン化剤として用い、日本
化学会編集、実験化学講座に示されているような公知の
条件でスルホン化することができる。この場合のスルホ
ン化剤としては、通常、三酸化イオウ単独のほか、三酸
化イオウと電子供与性化合物との錯体が使用される。こ
こで、電子供与性化合物としては、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、ジオキサン、ジブチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル類;ピリ
ジン、ピペラジン、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、トリブチルアミンなどのアミン類;ジメチルスルフ
ィド、ジエチルスルフィドなどのスルフィド類;アセト
ニトリル、エチルニトリル、プロピルニトリルなどのニ
トリル化合物などが挙げられ、このうちでもN,N−ジ
メチルホルムアミド、ジオキサンが好ましい。
In order to produce the sulfonated product of this conjugated diene, for example, the double bond of the conjugated diene can be produced by sulfonation by the method shown below. That is, sulfur trioxide can be used as a sulfonating agent for the conjugated diene to effect sulfonation under known conditions as shown in the Chemical Society of Japan, edited by Experimental Chemistry Course. In this case, as the sulfonating agent, usually, sulfur trioxide alone or a complex of sulfur trioxide and an electron-donating compound is used. Here, examples of the electron-donating compound include ethers such as N, N-dimethylformamide, dioxane, dibutyl ether, tetrahydrofuran and diethyl ether; amines such as pyridine, piperazine, trimethylamine, triethylamine and tributylamine; dimethyl sulfide and diethyl. Examples thereof include sulfides such as sulfides; nitrile compounds such as acetonitrile, ethyl nitrile, and propyl nitrile. Among these, N, N-dimethylformamide and dioxane are preferable.

【0012】スルホン化剤の量は、共役ジエン1モルに
対して、通常、三酸化イオウ換算で0.1〜10モル、
好ましくは0.5〜3モルであり、0.1モル未満では
反応収率が低く、一方10モルを超えると未反応三酸化
イオウが多くなり、アルカリで中和したのち、多量の硫
酸ナトリウムを生じ、純度が低下するため好ましくな
い。このスルホン化の際には、スルホン化剤である三酸
化イオウに不活性な溶媒を使用することもでき、この溶
媒としては、例えばクロロホルム、ジクロロエタン、テ
トラクロロエタン、テトラクロロエチレン、ジクロロメ
タンなどのハロゲン化炭化水素;ニトロメタン、ニトロ
ベンゼンなどのニトロ化合物;液体二酸化イオウ、プロ
パン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサンな
どの脂肪族炭化水素が挙げられる。これらの溶媒は、適
宜、2種以上混合して使用することができる。
The amount of the sulfonating agent is usually 0.1 to 10 mol in terms of sulfur trioxide, based on 1 mol of the conjugated diene,
The amount is preferably 0.5 to 3 mol, and if the amount is less than 0.1 mol, the reaction yield is low. On the other hand, if the amount is more than 10 mol, unreacted sulfur trioxide increases, and after neutralization with alkali, a large amount of sodium sulfate is added. It is not preferable because it occurs and the purity decreases. In the case of this sulfonation, it is also possible to use a solvent inert to sulfur trioxide which is a sulfonating agent, and examples of this solvent include halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloroethane, tetrachloroethane, tetrachloroethylene and dichloromethane. Nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene; and aliphatic hydrocarbons such as liquid sulfur dioxide, propane, butane, pentane, hexane and cyclohexane. These solvents can be used as a mixture of two or more kinds as appropriate.

【0013】このスルホン化の反応温度は、通常、−7
0〜200℃、好ましくは−30〜50℃であり、−7
0℃未満ではスルホン化反応が遅くなり経済的でなく、
一方200℃を超えると副反応を起こし、生成物が黒色
化する場合があり好ましくない。かくて、共役ジエンに
三酸化イオウが環状に結合した環状中間体(共役ジエン
の環状スルホン酸エステル、一般名称スルトン、以下
「環状中間体」という)が生成する。本発明で使用され
る前記一般式(IV)で表されるスルホン化物は、この環状
中間体に塩基性化合物を作用させることにより、この環
状結合をスルホン基が結合した二重結合に変化させるこ
とによって得られる(以下「二重結合化」という)。
The reaction temperature for this sulfonation is usually -7.
0 to 200 ° C, preferably -30 to 50 ° C, -7
If the temperature is lower than 0 ° C, the sulfonation reaction will be delayed, which is not economical.
On the other hand, if the temperature exceeds 200 ° C., a side reaction may occur and the product may turn black, which is not preferable. Thus, a cyclic intermediate in which sulfur trioxide is cyclically bonded to the conjugated diene (cyclic sulfonate ester of conjugated diene, generic name sultone, hereinafter referred to as “cyclic intermediate”) is produced. The sulfonated compound represented by the general formula (IV) used in the present invention is to convert the cyclic bond into a double bond having a sulfone group bonded thereto by allowing a basic compound to act on the cyclic intermediate. (Hereinafter referred to as “double bond”).

【0014】この塩基性化合物としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ
金属水酸化物;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエト
キシド、カリウムメトキシド、ナトリウム−t−ブトキ
シド、カリウム−t−ブトキシドなどのアルカリ金属ア
ルコキシド;メチルリチウム、エチルリチウム、n−ブ
チルリチウム、sec−ブチルリチウム、アミルリチウ
ム、プロピルナトリウム、メチルマグネシウムクロライ
ド、エチルマグネシウムブロマイド、プロピルマグネシ
ウムアイオダイド、ジエチルマグネシウム、ジエチル亜
鉛、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニ
ウムなどの有機金属化合物;アンモニア水、トリメチル
アミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリ
ブチルアミン、ピリジン、ピペラジンなどのアミン類;
ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、亜鉛な
どの金属化合物を挙げることができる。これらの塩基性
化合物は、1種単独で使用することも、また2種以上を
併用することもできる。これらの塩基性化合物の中で
は、アルキル金属水酸化物が好ましく、特に水酸化ナト
リウムが好ましい。
Examples of the basic compound include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, sodium t-butoxide and potassium t. -Alkali metal alkoxides such as butoxide; methyl lithium, ethyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, amyl lithium, propyl sodium, methyl magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, propyl magnesium iodide, diethyl magnesium, diethyl zinc, triethyl. Organometallic compounds such as aluminum and triisobutylaluminum; ammonia water, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, Jin, amines such as piperazine;
Mention may be made of metallic compounds such as sodium, lithium, potassium, calcium and zinc. These basic compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these basic compounds, alkyl metal hydroxides are preferable, and sodium hydroxide is particularly preferable.

【0015】塩基性化合物の使用量は、共役ジエン1モ
ルに対して、通常、0.1〜3モル、好ましくは0.5
〜3モルであり、0.1モル未満では、環状結合の二重
結合化が促進されず、環状化合物のままで残ったり、下
記一般式(V)で表されるヒドロオキシオレフィンを生
成し、重合性能をほとんど有しない化合物が生成する。
なお、下記一般式(V)において、R1 〜R6 は、上記
一般式(I)〜(III)に同じである。 一方、10モルを超えると、未反応アルカリが多く残り
製品の純度が低下し好ましくない。この環状中間体の二
重結合化の際には、前記塩基性化合物を水溶液の形で使
用することもでき、あるいは塩基性化合物に不活性な有
機溶媒に溶解して使用することもできる。
The amount of the basic compound used is usually 0.1 to 3 mol, preferably 0.5 to 1 mol of the conjugated diene.
When the amount is less than 0.1 mol, the double bond formation of the cyclic bond is not promoted and the cyclic compound remains as it is, or a hydroxy olefin represented by the following general formula (V) is produced, A compound having almost no polymerization performance is produced.
In the following general formula (V), R 1 to R 6 are the same as the above general formulas (I) to (III). On the other hand, if it exceeds 10 moles, there is a large amount of unreacted alkali, and the purity of the product is reduced, which is not preferable. At the time of double-bonding the cyclic intermediate, the basic compound can be used in the form of an aqueous solution, or can be used by dissolving it in an organic solvent inert to the basic compound.

【0016】この有機溶媒としては、前記各種の有機溶
媒のほか、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの方向族
炭化水素化合物;メタノール、エタノール、プロパノー
ル、イソプロパノール、エチレングリコールなどのアル
コール類などが挙げられる。これらの溶媒は、適宜、2
種以上混合して使用することができる。塩基性化合物を
水溶液または有機溶媒溶液として使用する場合には、塩
基性化合物濃度は、通常、1〜70重量%、好ましくは
10〜50重量%程度である。
Examples of the organic solvent include, in addition to the above various organic solvents, directional hydrocarbon compounds such as benzene, toluene and xylene; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol and ethylene glycol. These solvents may be 2
A mixture of two or more species can be used. When the basic compound is used as an aqueous solution or an organic solvent solution, the concentration of the basic compound is usually 1 to 70% by weight, preferably 10 to 50% by weight.

【0017】また、二重結合化の反応温度は、通常、−
30〜150℃、好ましくは−10〜70℃、より好ま
しくは0〜50℃で行われ、また常圧、減圧あるいは加
圧下の何れでも実施することができる。さらに、二重結
合化の反応時間は、通常、0.1〜24時間、好ましく
は0.5〜5時間である。また、この二重結合化に際し
ては、環状中間体に水あるいはアルコールを加えたの
ち、脱水反応や脱アルコール反応によっても、目的とす
る一般式(IV)で表されるスルホン化物が得られる。
The reaction temperature for double bond formation is usually-
It is carried out at 30 to 150 ° C., preferably −10 to 70 ° C., more preferably 0 to 50 ° C., and can be carried out under any conditions of normal pressure, reduced pressure or elevated pressure. Furthermore, the reaction time for double bond formation is usually 0.1 to 24 hours, preferably 0.5 to 5 hours. In addition, upon the formation of this double bond, the desired sulfonated compound represented by the general formula (IV) can be obtained also by adding water or alcohol to the cyclic intermediate and then performing a dehydration reaction or dealcoholization reaction.

【0018】なお、このようにして得られるスルホン化
物のカチオン種は、特に限定されるものでないが、水溶
性にするためには、水素、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、アンモニウム、アミンなどが好ましい。前記アル
カリ金属としては、ナトリウム、カリウムなどを、アミ
ンとしてはメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミ
ン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミ
ン、ブチルアミンジブチルアミン、トリブチルアミンな
どのアルキルアミン、エチレンジアミン、ジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアミン、
モルホリン、ピペリジンなどを、アルカリ土類金属とし
てはカルシウム、マグネシウムなどを例示することがで
きる。また、これらのカチオン種は、種々のイオン交換
技法により他種のカチオン種と相互に交換することが可
能である。
The cation species of the sulfonated product thus obtained are not particularly limited, but hydrogen, alkali metal, alkaline earth metal, ammonium, amine and the like are preferable in order to make them water-soluble. . Examples of the alkali metal include sodium and potassium, and examples of the amine include alkylamine such as methylamine, ethylamine, propylamine, dimethylamine, diethylamine, triethylamine, butylamine dibutylamine and tributylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine and triethylenetetramine. Polyamines,
Examples thereof include morpholine and piperidine, and examples of the alkaline earth metal include calcium and magnesium. These cation species can be exchanged with other cation species by various ion exchange techniques.

【0019】本発明の共役ジエンスルホン化物重合体
は、以上の一般式(IV)で表されるスルホン化物を重合す
ることにより得られるが、この重合に際してはスルホン
化物のほかに、これと共重合可能な他の単量体(以下
「他の単量体」という)を99重量%以下、好ましくは
1〜98重量%、さらに好ましくは10〜90重量%程
度共重合することも可能である。この共重合可能な他の
単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン、p−メチルスチレンなどの芳香族化合物;
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチ
ル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキ
シエチルメタクリルなどのアクリル酸あるいはメタクリ
ル酸のアルキルエステル類;アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イトコン酸な
どのモノもしくはジカルボン酸またはジカルボン酸の無
水物;ブタジエン、イソプレン、2−クロル−1,3−
ブタジエン、1−クロル−1,3−ブタジエンなどの脂
肪族共役ジエン;アクリロニトリル、メタアクリロニト
リルなどのビニルシアン化合物;塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、ビニルメチルエチルケトン、ビニルメチルエー
テル、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、アリルアセテート、メ
タアリルアセテート、アクリルアミド、メタアクリルア
ミド、N−メチロールアクリルアミド、アクリル酸グリ
シジル、メタクリル酸グリシジル、アクロレイン、アリ
ルアルコールなどが使用されるが、好ましくはメタクリ
ル酸、アクリル酸、アクリルアミドおよびスチレンスル
ホン酸ナトリウムの群から選ばれた少なくとも1種の単
量体である。
The conjugated diene sulfonated polymer of the present invention can be obtained by polymerizing the sulfonated compound represented by the above general formula (IV). In this polymerization, in addition to the sulfonated compound, it is copolymerized therewith. It is also possible to copolymerize other possible monomers (hereinafter referred to as “other monomers”) in an amount of 99% by weight or less, preferably 1 to 98% by weight, more preferably 10 to 90% by weight. As the other copolymerizable monomer, aromatic compounds such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and p-methylstyrene;
Acrylic acid or alkyl esters of methacrylic acid such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacryl; acrylic acid, methacrylic acid , Crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, anhydrides of monocarboxylic or dicarboxylic acids such as itconic acid; butadiene, isoprene, 2-chloro-1,3-
Aliphatic conjugated dienes such as butadiene and 1-chloro-1,3-butadiene; vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl methyl ethyl ketone, vinyl methyl ether, vinyl acetate, vinyl formate, allyl acetate, Methallyl acetate, acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, acrolein, allyl alcohol and the like are used, but preferably from the group of methacrylic acid, acrylic acid, acrylamide and sodium styrene sulfonate. It is at least one selected monomer.

【0020】本発明の共役ジエンスルホン化物重合体
は、前記一般式(IV)で表されるスルホン化物、さらに必
要に応じてこれと共重合可能な他の単量体とを、例えば
水あるいは有機溶媒などの重合用溶媒の存在下に、ラジ
カル重合開始剤、連鎖移動剤などを使用してラジカル重
合する。ここで、ラジカル重合に使用される重合用有機
溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプ
ロパノールなどのアルコール類;キシレン、トルエン、
ベンゼンなどの芳香族炭化水素;ブタン、ペンタン、ヘ
キサン、シクロヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水
素を挙げることができる。これらの重合用溶媒のなかで
は、水またはメタノールが好ましい。ラジカル重合開始
剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫
酸アンモニウムなどの過硫酸塩系開始剤;過酸化水素な
どの無機系開始剤;クメンハイドロパーオキサイド、イ
ソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメン
タンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイ
ドなどの有機過酸化物;あるいはアゾビスイソブチロニ
トリルなどのアゾ系開始剤で代表される有機系開始剤を
挙げることができる。
The conjugated diene sulfonated polymer of the present invention contains the sulfonated compound represented by the above general formula (IV) and, if necessary, another monomer copolymerizable therewith, such as water or an organic compound. In the presence of a solvent for polymerization such as a solvent, radical polymerization is performed using a radical polymerization initiator, a chain transfer agent, or the like. Here, examples of the organic solvent for polymerization used for radical polymerization include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; xylene, toluene,
Examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene; and aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, cyclohexane and heptane. Of these polymerization solvents, water or methanol is preferable. Radical polymerization initiators include persulfate initiators such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate; inorganic initiators such as hydrogen peroxide; cumene hydroperoxide, isopropylbenzene hydroperoxide, paramenthan hydro Examples thereof include organic peroxides such as peroxides and benzoyl peroxide; and organic initiators represented by azo initiators such as azobisisobutyronitrile.

【0021】このラジカル重合開始剤の使用量は、単量
体の総計量100重量部に対して、好ましくは0.01
〜10重量部、特に好ましくは0.1〜5重量部であ
る。連鎖移動剤としては、t−ドデシルメルカプタン、
オクチルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタ
ン、オクチルメルカプタン、t−ヘキシルメルカプタ
ン、n−ヘキシルメルカプタンなどのメルカプタン類;
四塩化炭素、臭化エチレンなどのハロゲン系化合物が、
通常、単量体の総計量100重量部に対して0.001
〜10重量部程度使用される。なお、ラジカル重合を促
進させるために、例えばピロ重亜硫酸ナトリウム、亜硫
酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄、グ
ルコース、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレー
ト、L−アスコルビン酸およびその塩、亜硫酸水素ナト
リウムなどの還元剤;グリシン、アラニン、エチレンジ
アミン四酢酸ナトリウムなどのキレート剤を併用するこ
ともできる。
The amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.01 based on 100 parts by weight of the total amount of the monomers.
10 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 5 parts by weight. As the chain transfer agent, t-dodecyl mercaptan,
Mercaptans such as octyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, octyl mercaptan, t-hexyl mercaptan and n-hexyl mercaptan;
Halogen compounds such as carbon tetrachloride and ethylene bromide
Usually 0.001 per 100 parts by weight of total monomer
About 10 to 10 parts by weight is used. In order to accelerate radical polymerization, for example, sodium pyrobisulfite, sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, ferrous sulfate, glucose, formaldehyde sodium sulfoxylate, L-ascorbic acid and its salt, reduction of sodium hydrogen sulfite, etc. Agents; chelating agents such as glycine, alanine, and sodium ethylenediaminetetraacetate can also be used in combination.

【0022】ラジカル重合に際しては、前記ラジカル開
始剤、連鎖移動剤などのほかに、必要に応じて各種電解
質、pH調整剤などを併用し、単量体の総計量で100
重量部に対して水50〜1,000重量部、あるいは有
機溶媒50〜1,000重量部と、前記ラジカル開始
剤、連鎖移動剤などを前記範囲内の量で使用して、重合
温度−50〜200℃、好ましくは0〜150℃、特に
好ましくは5〜80℃、重合時間0.1〜40時間の重
合条件下でラジカル重合される。前記スルホン化物を主
成分とする単量体の添加方法は特に制限されるものでは
なく、一括添加法、連続添加法あるいは分割添加法など
の任意の方法が採用される。なお、得られるスルホン化
物重合体の最終的な重合転化率は、10%以上、特に3
0%以上であることが好ましい。また、本発明の重合方
法は、前述のラジカル重合に限定されるものではなく、
従来公知のアニオン重合によっても、目的とするスルホ
ン化物重合体を得ることができる。
In radical polymerization, in addition to the above-mentioned radical initiator, chain transfer agent, etc., various electrolytes, pH adjusters, etc. may be used in combination if necessary, and the total amount of monomers may be 100%.
50 to 1,000 parts by weight of water, or 50 to 1,000 parts by weight of organic solvent, and the radical initiator, chain transfer agent, etc., in an amount within the above range, to obtain a polymerization temperature of -50. The radical polymerization is carried out under the polymerization conditions of ˜200 ° C., preferably 0˜150 ° C., particularly preferably 5˜80 ° C. and a polymerization time of 0.1˜40 hours. The method of adding the monomer containing the sulfonate as a main component is not particularly limited, and any method such as a batch addition method, a continuous addition method or a divided addition method may be employed. The final polymerization conversion rate of the obtained sulfonated polymer is 10% or more, especially 3%.
It is preferably 0% or more. Further, the polymerization method of the present invention is not limited to the radical polymerization described above,
The target sulfonated polymer can also be obtained by conventionally known anionic polymerization.

【0023】このようにして得られるスルホン化物重合
体は、下記一般式(I)、一般式(II) および/または
一般式(III) で表される繰り返し構造単位を有する。
The sulfonated polymer thus obtained has a repeating structural unit represented by the following general formula (I), general formula (II) and / or general formula (III).

【0024】[0024]

【化7】 [Chemical 7]

【化8】 Embedded image

【化9】 [Chemical 9]

【0025】〔一般式(I)〜(III) において、R1
6 は、上記に同じ。〕 このようにして得られるスルホン化物重合体のポリスチ
レンスルホン酸ナトリウム換算重量平均分子量は、用い
られる用途によって一義的に決めることはできないが、
通常、500〜5,000,000、好ましくは1,0
00〜500,000である。
[In the general formulas (I) to (III), R 1 to
R 6 is the same as above. The sodium sulfonate-converted weight average molecular weight of the sulfonated polymer thus obtained cannot be uniquely determined depending on the intended use,
Usually 500 to 5,000,000, preferably 1,0
It is from 00 to 500,000.

【0026】本発明の共役ジエンスルホン化物重合体
は、イオン交換法あるいは中和反応などにより酸型また
はアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、ア
ミンなどの塩に相互に交換することができる。また、本
発明の共役ジエンスルホン化物重合体は、重合に先立
ち、スルホン化物に塩が形成されていない場合には、次
いで水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水
などのごときアルカリ水溶液中で中和され、ここでスル
ホン基の少なくとも一部が塩を形成している水溶性また
は親水性の重合体の塩が得られる。ここで、スルホン化
物重合体のスルホン基に塩を形成させるためのカチオン
種、すなわちスルホン化物のカチオン種は、特に限定さ
れるものでないが、水溶性にするためには、前述の水素
原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウ
ム、アミンなどが好ましい。また、これらのカチオン種
は、種々のイオン交換技法により他種のカチオン種と相
互に交換することが可能である。
The conjugated diene sulfonated polymer of the present invention can be mutually exchanged with an acid type or a salt of an alkali metal, an alkaline earth metal, ammonium, an amine by an ion exchange method or a neutralization reaction. Further, the conjugated diene sulfonated polymer of the present invention is neutralized in an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or aqueous ammonia, when a salt is not formed in the sulfonated compound prior to polymerization. Thus, a salt of a water-soluble or hydrophilic polymer in which at least a part of sulfone groups forms a salt is obtained. Here, the cation species for forming a salt on the sulfone group of the sulfonated polymer, that is, the cation species of the sulfonate is not particularly limited, but in order to make it water-soluble, the aforementioned hydrogen atom, alkali Metals, alkaline earth metals, ammonium, amines and the like are preferred. These cation species can be exchanged with other cation species by various ion exchange techniques.

【0027】かくして水溶性(共)重合体塩の水溶液が
調製されるが、本発明においては、必要に応じて水溶液
からこれらの塩を分離乾燥することによって固形の水溶
性(共)重合体塩を得ることができる。なお、スルホン
基の中和の度合は、(共)重合体塩が水溶性または水分
散性となる範囲内で適宜選択すればよく、さらにスルホ
ン基がそれぞれ異なった塩を形成していてもよい。
Thus, an aqueous solution of a water-soluble (co) polymer salt is prepared. In the present invention, a solid water-soluble (co) polymer salt is separated from the aqueous solution by drying if necessary. Can be obtained. The degree of neutralization of the sulfone groups may be appropriately selected within a range where the (co) polymer salt becomes water-soluble or water-dispersible, and the sulfone groups may form different salts. .

【0028】本発明に使用されるスルホン化物、あるい
はこれから得られる本発明の共役ジエンスルホン化物重
合体の構造は、赤外線吸収スペクトルによってスルホン
基の吸収より確認でき、これらの組成比は電位差、電導
度などの酸・アルカリ滴定により知ることができる。ま
た、核磁気共鳴スペクトルによりアルキル基やオレフィ
ン性水素などの存在によってその構造を確認することが
できる。
The structure of the sulfonated compound used in the present invention or the conjugated diene sulfonated polymer of the present invention obtained therefrom can be confirmed from the absorption of the sulfonic group by infrared absorption spectrum. It can be known by titration with acid or alkali. The structure can be confirmed by the presence of an alkyl group or olefinic hydrogen by nuclear magnetic resonance spectrum.

【0029】本発明の共役ジエンスルホン化物重合体
は、セメント分散剤、コンクリート分散剤、炭酸カルシ
ウム分散剤、石炭分散剤、石膏分散剤、ピグメント分散
剤、石油・石炭混合物分散剤などの分散剤;炭酸カルシ
ウム、リン酸カルシウム、シリカなどのスケール防止
剤、防蝕剤などの水処理剤;吸水ゲル;反応性乳化剤、
繊維染色剤などに使用することができる。また、本発明
の共役ジエンスルホン化物重合体は、単独重合体または
他の単量体との共重合体とすることによって親水性を高
めた樹脂、ゴムの帯電防止、繊維の着色性改良などの多
くの用途に使用することが可能である。
The conjugated diene sulfonated polymer of the present invention is a dispersant such as a cement dispersant, a concrete dispersant, a calcium carbonate dispersant, a coal dispersant, a gypsum dispersant, a pigment dispersant and a petroleum / coal mixture dispersant; Scale inhibitors such as calcium carbonate, calcium phosphate and silica, water treatment agents such as anticorrosion agents; water absorbing gels; reactive emulsifiers,
It can be used as a fiber dyeing agent. Further, the conjugated diene sulfonated polymer of the present invention is a homopolymer or a copolymer with another monomer to increase hydrophilicity, antistatic property of rubber, improvement of coloring property of fiber, etc. It can be used for many purposes.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例を挙げ本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。また、実施例中、%および部は、特に断らない
限り重量基準である。 実施例1 内容積1リットルの四つ口フラスコをチッ素置換したの
ち、あらかじめ脱水、脱酸素処理を施した塩化メチレン
400mlを入れ、次に脱水、脱酸素処理を施したジオ
キサン31mlを加え撹拌しながら5〜10℃に冷却し
た。次に、三酸化イオウ15ml(28.8g=0.3
6モル)を滴下し、三酸化イオウとジオキサンの錯体を
形成させた。さらに、15分間反応させた。この溶液に
イソプレン(2−メチル−1,3−ブタジエン)24.
5g(0.36モル)を溶かした塩化メチレン溶液15
0mlを1時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに30
分間撹拌を続けた。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the examples,% and parts are based on weight unless otherwise specified. Example 1 A four-necked flask having an internal volume of 1 liter was replaced with nitrogen, 400 ml of methylene chloride that had been dehydrated and deoxygenated in advance was added, and then 31 ml of dioxane that had been dehydrated and deoxygenated was added and stirred. While cooling to 5-10 ° C. Next, 15 ml of sulfur trioxide (28.8 g = 0.3
6 mol) was added dropwise to form a complex of sulfur trioxide and dioxane. Furthermore, it was made to react for 15 minutes. Isoprene (2-methyl-1,3-butadiene) 24.
Methylene chloride solution in which 5 g (0.36 mol) was dissolved 15
0 ml was added dropwise over 1 hour, and after the addition was completed, another 30
Stirring was continued for a minute.

【0031】次に、水酸化ナトリウム14.4gを溶解
させた水溶液100mlを加え、フラスコ内圧を減圧に
し、徐々にウォーターバスで加熱し、溶媒およびジオキ
サンを留出させ、除去し、乾固させることによって、生
成物(粗2−メチル−1,3−ブタジエン−1−スルホ
ン酸ナトリウム)50.2gを得た。この生成物を30
0ccの水に溶解させたのち、トルエン200ccを加
え激しく振とうし、トルエン可溶分を抽出し、水溶液を
乾固した。
Next, 100 ml of an aqueous solution in which 14.4 g of sodium hydroxide was dissolved was added, the internal pressure of the flask was reduced, and the mixture was gradually heated in a water bath to distill and remove the solvent and dioxane, and then to dryness. This gave 50.2 g of the product (crude sodium 2-methyl-1,3-butadiene-1-sulfonate). 30 of this product
After dissolving in 0 cc of water, 200 cc of toluene was added and shaken vigorously to extract a toluene-soluble component, and the aqueous solution was dried to dryness.

【0032】次に、このようにして得られた2−メチル
−1,3−ブタジエン−1−スルホン酸ナトリウム(以
下「MBSN」という)2gを、30mlの耐圧ビンに
入れ、チッ素置換したのち、過硫酸ナトリウム0.06
gを加え、70℃の回転重合槽で2時間重合を行った。
重合体の重合転化率は65%であり、ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー(GPC)分析の結果、ポリス
チレンスルホン酸ナトリウム換算重量平均分子量(以下
「重量平均分子量」という)は20,000であり、ま
たスルホン酸基を滴定により定量したところ5.5ミリ
当量/gであった。得られた重合体の核磁気共鳴スペク
トル( 1H−NMR)を図1に、また赤外吸収スペクト
ルを図2に示す。図1〜2より、本実施例の重合体は、
下記の繰り返し構造単位を主成分にしていることが判明
した。 (式中、m、nは、重量平均分子量に対応する繰り返し
構造単位数を表し、核磁気共鳴スペクトルにより、m:
nの比は約54:46であることが判明した。)
Next, 2 g of sodium 2-methyl-1,3-butadiene-1-sulfonate (hereinafter referred to as "MBSN") thus obtained was placed in a 30 ml pressure resistant bottle and subjected to nitrogen substitution. , Sodium persulfate 0.06
g was added and polymerization was carried out for 2 hours in a rotary polymerization tank at 70 ° C.
The polymerization conversion rate of the polymer was 65%, and as a result of gel permeation chromatography (GPC) analysis, the weight average molecular weight in terms of sodium polystyrene sulfonate (hereinafter referred to as “weight average molecular weight”) was 20,000, and The acid group was determined by titration to be 5.5 meq / g. The nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) of the obtained polymer is shown in FIG. 1, and the infrared absorption spectrum is shown in FIG. 1 and 2, the polymer of this example is
It was found that the following repeating structural units were the main components. (In the formula, m and n represent the number of repeating structural units corresponding to the weight average molecular weight, and by the nuclear magnetic resonance spectrum, m:
The ratio of n was found to be about 54:46. )

【0033】実施例2 実施例1で合成したMBSNとメタクリル酸との共重合
を実施した。すなわち、MBSN13g(0.076モ
ル)と、メタクリル酸6.5g(0.076モル)と
を、100mlの耐圧ビンに入れ、水58.5gおよび
過硫酸カリウム0.20gを加えたのち、打栓し、70
℃で5時間重合を行った。重合体の重合転化率は74%
であり、重量平均分子量は28,500であった。得ら
れた重合体をセルロースチューブで透析し、低分子量分
を除去したのち、核磁気共鳴スペクトル( 1H−NM
R、図3)および赤外吸収スペクトル(図4)を測定し
た。図3の核磁気共鳴スペクトルより、両者の共重合組
成比を求めたところ、MBSN/メタクリル酸(モル
比)=29/71であった。
Example 2 The copolymerization of MBSN synthesized in Example 1 and methacrylic acid was carried out. That is, 13 g (0.076 mol) of MBSN and 6.5 g (0.076 mol) of methacrylic acid were placed in a 100 ml pressure bottle, 58.5 g of water and 0.20 g of potassium persulfate were added, and then the stopper was placed. Then 70
Polymerization was carried out at ℃ for 5 hours. Polymerization conversion is 74%
And the weight average molecular weight was 28,500. The obtained polymer was dialyzed with a cellulose tube to remove low molecular weight components, and then the nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NM
R, FIG. 3) and infrared absorption spectrum (FIG. 4) were measured. When the copolymerization composition ratio of the two was determined from the nuclear magnetic resonance spectrum of FIG. 3, MBSN / methacrylic acid (molar ratio) = 29/71.

【0034】実施例3〜5 実施例2のメタクリル酸の代わりに、アクリル酸、アク
リルアミドおよびスチレンスルホン酸ナトリウムを用
い、実施例2と同様に共重合を実施した。結果を表1〜
2に示す。
Examples 3 to 5 Acrylic acid, acrylamide and sodium styrenesulfonate were used instead of methacrylic acid in Example 2 and copolymerization was carried out in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 1
It is shown in FIG.

【0035】実施例2〜5および図3〜10から明らか
なように、核磁気共鳴スペクトル( 1H−NMR)およ
び赤外吸収スペクトルにおいて、スルホン化物(MBS
N)と他の単量体との重合体の吸収が認められる。ま
た、実施例1のMBSN単独重合体と実施例5のスチレ
ンスルホン酸ナトリウムの共重合体のGPCチャートを
図11に示す。図11から明らかなように、MBSNの
単独重合体は赤外吸収スペクトル(RI)の検出器によ
って検出されるが、紫外線吸収スペクトル(UV、波長
254nm)の検出器では検出されないことが分かる。
一方、実施例5のMBSNとスチレンスルホン酸ナトリ
ウムとの共重合体は、RIとUVとで検出され、相似形
をしている。このことは、単独重合体の混合物であれば
UV検出器においてMBSNの単独重合体が検出され
ず、スチレンスルホン酸ナトリウムの単独重合体のみが
検出されるためRIとUVでは、全く違った形となる。
このように、本発明である実施例5のGPCチャートに
おいて、RIとUVで検出されたものが相似形をしてい
るという事実は、共重合体であることを示すものであ
る。
Obvious from Examples 2-5 and FIGS. 3-10
Thus, the nuclear magnetic resonance spectrum ( 1H-NMR) and
And infrared absorption spectrum, sulfonate (MBS
Absorption of a polymer of N) and another monomer is observed. Well
In addition, the MBSN homopolymer of Example 1 and the polystyrene of Example 5 were used.
GPC chart of sodium sulfonate copolymer
It shows in FIG. As is clear from FIG. 11, the MBSN
The homopolymer is detected by infrared absorption spectrum (RI) detector.
UV absorption spectrum (UV, wavelength
It can be seen that it is not detected by the detector of 254 nm).
On the other hand, MBSN of Example 5 and sodium styrenesulfonate
Copolymer with um was detected by RI and UV
Are doing This means that if it is a mixture of homopolymers
MBSN homopolymer was detected in the UV detector
No, only the homopolymer of sodium styrene sulfonate
Since it is detected, RI and UV have completely different shapes.
Thus, according to the GPC chart of Example 5 of the present invention,
In addition, the ones detected by RI and UV have similar shapes.
The fact that it is a copolymer indicates that it is a copolymer.
It

【0036】比較例1 市販試薬であるビニルスルホン酸ナトリウムを用い、実
施例1と同様に重合を行った。重合体の重合転化率は3
2%、重合体の重量平均分子量は約1,000であっ
た。
Comparative Example 1 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using sodium vinyl sulfonate which was a commercially available reagent. Polymerization conversion is 3
2%, the weight average molecular weight of the polymer was about 1,000.

【0037】比較例2 市販試薬であるアリルスルホン酸ナトリウムを用い、実
施例1と同様に重合を行った。重合体の重合転化率は4
7%、重合体の重量平均分子量は約400であった。実
施例1と比較例1〜2の対比から明らかなように、本発
明で使用される単量体(スルホン化物)は、重合転化率
が高く、かつ得られる重合体の分子量が高いという特徴
を有し、従来公知のビニルスルホン酸ナトリウムやアリ
ルスルホン酸ナトリウムなどに比較して工業原料として
優れていることが分かる。
Comparative Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using sodium allyl sulfonate which was a commercially available reagent. Polymerization conversion is 4
7%, the weight average molecular weight of the polymer was about 400. As is clear from the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the monomer (sulfonated product) used in the present invention is characterized by a high polymerization conversion rate and a high molecular weight of the obtained polymer. It can be seen that it is superior as an industrial raw material in comparison with conventionally known sodium vinyl sulfonate, sodium allyl sulfonate and the like.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】実施例6 実施例1の塩化メチレン400mlの代わりに、ジオキ
サン400mlを用い、20℃にて三酸化イオウと反応
させて錯体を形成させた。次に、この溶液にイソプレン
24.5g(0.36モル)を溶かしたジオキサン溶液
150mlを1時間かけて滴下した。滴下終了後、さら
に30分間撹拌を続けた。次に、1.6モル/lの濃度
のn−ブチルリチウムのヘキサン溶液を30分間かけて
滴下し、さらに30℃にて12時間反応させた。反応終
了後、メタノール300mlを加えたのち、溶媒を除去
し、乾固させ、生成物(2−メチル−1,3−ブタジエ
ン−1−スルホン酸リチウム)45.1gを得た。この
生成物を、実施例1と同様に重合を行ったところ、重合
転化率は9.8%であり、GPC分析の結果、重量平均
分子量は9,000であった。
Example 6 Instead of 400 ml of methylene chloride used in Example 1, 400 ml of dioxane was used and reacted with sulfur trioxide at 20 ° C. to form a complex. Next, 150 ml of a dioxane solution in which 24.5 g (0.36 mol) of isoprene was dissolved was added dropwise to this solution over 1 hour. After completion of dropping, stirring was continued for another 30 minutes. Then, a hexane solution of n-butyllithium having a concentration of 1.6 mol / l was added dropwise over 30 minutes, and further reacted at 30 ° C. for 12 hours. After completion of the reaction, 300 ml of methanol was added, the solvent was removed, and the mixture was dried to give 45.1 g of a product (lithium 2-methyl-1,3-butadiene-1-sulfonate). When this product was polymerized in the same manner as in Example 1, the polymerization conversion rate was 9.8%, and the GPC analysis revealed that the weight average molecular weight was 9,000.

【0041】実施例7 実施例1の水酸化ナトリウムの濃度を50%水溶液に変
えた。水酸化ナトリウム水溶液を加えたのち、40℃に
て5時間撹拌した。生成した沈澱をろ過し、沈澱を真空
乾燥することによって無色粉末62.5gを得た。この
スルホン化物の核磁気共鳴スペクトル( 1H−NMRお
よび13C−NMR)を図12〜13に、同赤外吸収スペ
クトルを図14に、さらに同DSCチャートを図15に
それぞれ示す。このスルホン化物を用いて、実施例1と
同様に重合を行ったところ、重合転化率は71%、重量
平均分子量41,000の重合体を得た。
Example 7 The concentration of sodium hydroxide in Example 1 was changed to a 50% aqueous solution. After adding a sodium hydroxide aqueous solution, the mixture was stirred at 40 ° C. for 5 hours. The formed precipitate was filtered and the precipitate was dried under vacuum to obtain 62.5 g of colorless powder. The nuclear magnetic resonance spectra ( 1 H-NMR and 13 C-NMR) of this sulfonate are shown in FIGS. 12 to 13, the infrared absorption spectrum is shown in FIG. 14, and the DSC chart is shown in FIG. Polymerization was performed using this sulfonated compound in the same manner as in Example 1. As a result, a polymer having a polymerization conversion rate of 71% and a weight average molecular weight of 41,000 was obtained.

【0042】実施例8 実施例7と同様に、反応器中に水酸化ナトリウム水溶液
を加えたのち、図16に示した装置を取りつけ、反応系
に存在する水を塩化メチレンとともに共沸させ、冷却し
たのち、塩化メチレンのみ反応系に戻す操作を24時間
繰り返したところ、反応系より取り出される水の量は一
定になった。生成した沈澱を真空乾燥することによっ
て、無色粉末65.7gを得た。実施例1と同様に重合
を行い、重合転化率75%、重量平均分子量40,00
0の重合体を得た。
Example 8 As in Example 7, after adding an aqueous sodium hydroxide solution to the reactor, the apparatus shown in FIG. 16 was attached, and water present in the reaction system was azeotroped with methylene chloride and cooled. After that, when the operation of returning only methylene chloride to the reaction system was repeated for 24 hours, the amount of water taken out from the reaction system became constant. The formed precipitate was vacuum dried to obtain 65.7 g of a colorless powder. Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a polymerization conversion rate of 75% and a weight average molecular weight of 40,00.
0 polymer was obtained.

【0043】比較例3 実施例1の水酸化ナトリウム水溶液の代わりに、蒸溜水
500mlを加え、40℃にて5時間撹拌したのち、−
600mmHgに減圧し、加熱することによって有機溶
媒を全て除去し、総量200gの水溶液まで濃縮した。
この水溶液中の固形分は22.6%であった。この溶液
に固形分100部に対し、3部に相当する過硫酸カリウ
ムを加え、実施例1と同様に重合を行ったが、重合体は
全く得られなかった。Izuvest.Akad.Na
uk.SSSR,Ser,Khim.1327(197
9)に記載されているように、水単独では2−メチル−
4−ヒドロキシ−2−ブテン−1−スルホン酸が生じ、
目的とする共役ジエンのスルホン化物が得られないため
と推定される。
Comparative Example 3 Instead of the aqueous sodium hydroxide solution of Example 1, 500 ml of distilled water was added, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 5 hours.
The pressure was reduced to 600 mmHg and heating was performed to remove all organic solvents, and the solution was concentrated to a total amount of 200 g of aqueous solution.
The solid content in this aqueous solution was 22.6%. To this solution, potassium persulfate corresponding to 3 parts was added to 100 parts of solid content, and polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, but no polymer was obtained at all. Izuvest. Akad. Na
uk. SSSR, Ser, Khim. 1327 (197
As described in 9), water alone produces 2-methyl-
4-hydroxy-2-butene-1-sulfonic acid is produced,
It is presumed that the intended sulfonated diene cannot be obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の共役ジエンスルホン化物重合体
は、強酸性を示すスルホニル基を有し、イオン交換容量
が多く、かつ高分子量の重合体を容易に製造することが
できる。従って、本発明の共役ジエンスルホン化物重合
体は、各種の分散剤、乳化剤、水処理剤などに有用であ
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The conjugated diene sulfonated polymer of the present invention has a sulfonyl group exhibiting strong acidity, has a large ion exchange capacity, and can easily produce a high molecular weight polymer. Therefore, the conjugated diene sulfonated polymer of the present invention is useful as various dispersants, emulsifiers, water treatment agents and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】スルホン化物重合体の核磁気共鳴スペクトル(
1H−NMR)である。
FIG. 1 is a nuclear magnetic resonance spectrum of a sulfonated polymer (
1 H-NMR).

【図2】スルホン化物重合体の赤外吸収スペクトルであ
る。
FIG. 2 is an infrared absorption spectrum of a sulfonated polymer.

【図3】スルホン化物共重合体の核磁気共鳴スペクトル
1H−NMR)である。
FIG. 3 is a nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) of a sulfonated copolymer.

【図4】スルホン化物共重合体の赤外吸収スペクトルで
ある。
FIG. 4 is an infrared absorption spectrum of a sulfonated copolymer.

【図5】スルホン化物共重合体の核磁気共鳴スペクトル
1H−NMR)である。
FIG. 5 is a nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) of a sulfonated copolymer.

【図6】スルホン化物共重合体の赤外吸収スペクトルで
ある。
FIG. 6 is an infrared absorption spectrum of a sulfonated copolymer.

【図7】スルホン化物共重合体の核磁気共鳴スペクトル
1H−NMR)である。
FIG. 7 is a nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) of a sulfonated copolymer.

【図8】スルホン化物共重合体の赤外吸収スペクトルで
ある。
FIG. 8 is an infrared absorption spectrum of a sulfonated copolymer.

【図9】スルホン化物共重合体の核磁気共鳴スペクトル
1H−NMR)である。
FIG. 9 is a nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) of a sulfonated copolymer.

【図10】スルホン化物共重合体の赤外吸収スペクトル
である。
FIG. 10 is an infrared absorption spectrum of a sulfonated copolymer.

【図11】スルホン化物(共)重合体のGPCチャート
である。
FIG. 11 is a GPC chart of a sulfonated (co) polymer.

【図12】共役ジエンのスルホン化物の核磁気共鳴スペ
クトル( 1H−NMR)である。
FIG. 12 is a nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) of a sulfonated product of a conjugated diene.

【図13】共役ジエンのスルホン化物の核磁気共鳴スペ
クトル(13C−NMR)である。
FIG. 13 is a nuclear magnetic resonance spectrum ( 13 C-NMR) of a sulfonated product of a conjugated diene.

【図14】共役ジエンのスルホン化物の赤外吸収スペク
トルである。
FIG. 14 is an infrared absorption spectrum of a sulfonated product of a conjugated diene.

【図15】共役ジエンのスルホン化物のDSCチャート
である。
FIG. 15 is a DSC chart of a sulfonated product of a conjugated diene.

【図16】本発明に使用される反応装置の概略図であ
る。
FIG. 16 is a schematic view of a reaction apparatus used in the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 克廣 東京都中央区築地二丁目11番24号 日本合 成ゴム株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued front page (72) Inventor Katsuhiro Ishikawa 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(I)〜(III) で表される群
から選ばれた少なくとも1種の繰り返し構造単位を主体
とし、重量平均分子量が500〜5,000,000で
ある共役ジエンスルホン化物重合体。 【化1】 【化2】 【化3】 (式中、R1 〜R6 は、水素原子、炭素数1〜8のアル
キル基、炭素数6〜20のアリール基、または−SO3
Xであり、ここでXは水素原子、アルカリ金属原子、ア
ルカリ土類金属原子、アンモニウム基もしくはアミノ基
であり、R1 〜R6 の少なくとも1つは−SO3 Xであ
る。)
1. A conjugated diene mainly composed of at least one repeating structural unit selected from the group represented by the following general formulas (I) to (III) and having a weight average molecular weight of 500 to 5,000,000. Sulfonated polymer. Embedded image Embedded image Embedded image (In the formula, R 1 to R 6 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or —SO 3
X is a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, an ammonium group or an amino group, and at least one of R 1 to R 6 is —SO 3 X. )
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