JPH0859714A - スチレン系重合体の製造方法 - Google Patents

スチレン系重合体の製造方法

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JPH0859714A
JPH0859714A JP22395094A JP22395094A JPH0859714A JP H0859714 A JPH0859714 A JP H0859714A JP 22395094 A JP22395094 A JP 22395094A JP 22395094 A JP22395094 A JP 22395094A JP H0859714 A JPH0859714 A JP H0859714A
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JP
Japan
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styrene
polymer
polybutadiene
hydrogenated
polymerization
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JP22395094A
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English (en)
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Shuji Suyama
修治 須山
Hideyo Ishigaki
秀世 石垣
Hiroshi Okada
博 岡田
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NOF Corp
Original Assignee
Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】成形性が良く破断伸びおよび衝撃強度の大きい
スチレン系重合体の製造方法。 【構成】下記の一般式(1) 【化1】 の存在下でスチレン単独あるいはそれと共重合可能なビ
ニル単量体を重合させることを特徴とするスチレン系重
合体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度で成形性の良好
なスチレン系重合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スチレン重合体は、透明性、成形性、剛
性が優れた樹脂であるところから、以前から家庭用品、
電気製品などの成形材料として広く用いられている。そ
して、スチレン重合体の耐衝撃性、成形性、耐熱性等
の、さらなる物性改良が要望されている。これまで、塊
状重合又は溶液重合によりスチレン重合体を製造する場
合に、耐衝撃強度の大きいスチレン重合体を得るために
は、平均分子量を大きくすればよいことが知られてい
る。特開昭56−167706号公報には、重合開始剤
として多官能ペルオキシドを用いて高分子量のスチレン
重合体を得る製造方法が開示されている。また特開平3
−174460号公報には特定のポリメリックペルオキ
シドを重合開始剤として用い、さらに特定の重合条件を
用いることにより、高強度で成形性の良いスチレン系重
合体を得る製造方法を開示している。また同公報には、
衝撃強度の大きいスチレン系重合体を得るために引っ張
り試験における応力−歪み曲線が降伏点を有するものが
良いことを開示している。また、科学と工業、第63
巻、第9号、379〜381ページにはスチレン系重合
体にポリブタジエンを導入することにより、スチレン系
重合体の引張試験において、破壊時の伸びが増加できる
ことが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開昭56−1677
06号公報の製造方法は、高分子量化により相対的にス
チレン系重合体の溶融粘度が増大し成形性が低下するた
め好ましくない。成形性を向上させるため可塑剤等の添
加剤を添加する方法も知られているが、スチレン重合体
の耐熱性が低下するという問題がある。成形性及び耐熱
性を低下させることなく、また特殊な重合開始剤を用い
ずに、高強度で成形性の良好なスチレン系重合体の製造
方法が要望されている。また特開平3−174460号
公報の製造方法は、重合開始剤であるポリメリックペル
オキシドの炭化水素骨格をスチレン系重合体内部に導入
するものであるが、重合速度およびスチレン系重合体の
分子量が重合開始剤の添加量に影響されることから、そ
の添加量には制限があり、耐衝撃性の改良が十分ではな
かった。また特殊な開始剤を用いるため経済的に不利で
あった。また科学と工業、第63巻、第9号、379〜
381ページに記載の製造方法は、得られたスチレン系
重合体の強度が低下し、破断時の伸びの増加が小さいと
いう問題があった。その理由は、ポリブタジエン末端に
アゾ基を導入し、それを重合開始剤としてスチレンの重
合を行っているが、通常アゾ系重合開始剤の重合開始効
率は0.5程度であるため、ポリブタジエンがスチレン
系重合体の末端にしか存在しないためと考えられる。ま
たポリブタジエンにアゾ基を導入するにはアゾ基含有酸
クロライドを反応させる方法で合成されるが、特殊な原
料を使用するため、経済的に不利であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
法の問題点を長期にわたって研究した結果、特定の化合
物の存在下で重合をさせることにより、上記の問題点を
解決し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明
は、一般式(1)
【化2】 の存在下でスチレン単独あるいはそれと共重合可能なビ
ニル単量体を重合させることを特徴とするスチレン系重
合体の製造方法に関する。
【0005】上記一般式(1)は両末端メルカプト基含
有ポリブタジエンあるいはその水素添加物であり、メル
カプト基は、スチレン系モノマーへの連鎖移動定数が大
きく、また再開始効率がほぼ1である。その結果得られ
るスチレン系重合体は、主に2つのスチレン系重合体の
中心にポリブタジエン骨格を保有しているものであり、
重合体の破断において、軟質成分であるポリブタジエン
骨格が有効に働くことができる。
【0006】本発明において用いられる一般式(1)で
示される化合物としては具体的には例えば、水素添加し
た、あるいは水素添加してない両末端ヒドロキシルポリ
ブタジエンとβ−メルカプトプロピオン酸またはα−メ
ルカプト酢酸とのエステル化縮合物、または水素添加し
た、あるいは水素添加してない両末端カルボキシポリブ
タジエンとβ−メルカプトエタノールとのエステル化縮
合物が挙げられる。上記の水素添加した両末端ヒドロキ
シルポリブタジエンとしては、三菱化成(株)製の商品
名ポリテール等が用いられる。また、水素添加してない
両末端ヒドロキシルポリブタジエン及び水素添加してな
い両末端カルボキシルポリブタジエンとしては、日本曹
達(株)製の商品名NissoPB、出光石油化学
(株)製の商品名Poly−bd、宇部興産(株)製の
商品名HycarRLP、Thiokol(株)社製の
HC−polymer,General Tire
(株)製のTelagen、Phillps Petr
oleum(株)製のButaretz等が用いられ
る。またエステル化は、特開平6−9720号公報に記
載されているように、p−トルエンスルホン酸、硫酸、
燐酸等の酸触媒を用いて反応させることができる。
【0007】本発明においてスチレンと共重合可能なビ
ニル単量体としては、例えばアクリロニトリル、α−メ
チルスチレン、メチルメタクリレート等が挙げられる。
共重合においてはスチレンが50重量%以上であること
が得られる物性の点から好ましい。本発明において一般
式(1)で示される化合物の使用量は、スチレン及びス
チレンと共重合可能なビニル単量体との総量100重量
部に対して通常0.01〜5重量部好ましくは0.1〜
3重量部が用いられる。0.01重量部未満では、重合
物の衝撃強度向上の効果が少なく、また5重量部を超え
ると重合物の引張り破壊強度が低下するため何れも好ま
しくない。
【0008】本発明において、重合方法は熱重合または
重合開始剤による重合が用いられる。重合開始剤として
は、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ヘキシル
ペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシアセテ
ート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエー
ト等のペルオキシエステル、t−ブチルペルオキシイソ
プロピルカーボネート、t−ヘキシルペルオキシイソプ
ロピルカーボネート等のペルオキシカーボネート、ジ−
t−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、t−
ブチルクミルペルオキシド等のジアルキルペルオキシ
ド、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキサ
ン、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,3,5−
トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルペ
ルオキシ−2−メチルシクロヘキサン、2,2−t−ブ
チルペルオキシブタン等のペルオキシケタール、ベンゾ
イルペルオキシド等のジアシルペルオキシド等が用いら
れる。重合開始剤の使用量は通常最大1重量%以下が用
いられる。1重量%を超えると得られるスチレン系重合
体の分子量が低下し好ましくない。
【0009】本発明において、用いられる重合形式はバ
ルク重合、溶液重合、懸濁重合が用いられる。またそれ
らの工程は連続式、バッチ式が用いられる。バッチ式反
応ではメルカプト基含有(水添)ポリブタジエンが早期
に反応してしまうのを防止するため、重合系にメルカプ
ト基含有(水添)ポリブタジエンを分割添加しながら重
合させる必要がある。連続式では均一にメルカプト基含
有(水添)ポリブタジエンが取り込まれるため特に好ま
しい。また重合温度は通常80〜180℃が用いられ
る。80℃未満ではスチレン系重合体の分子量が低下す
るため、得られるスチレン系重合体の機械強度が低下
し、また180℃を越える温度でも連鎖移動のためスチ
レン系重合体の分子量が低下し、何れも好ましくない。
溶液重合の溶媒としては例えばエチルベンゼン、キシレ
ン等が用いられる。また懸濁重合では、第三燐酸カルシ
ウム等の無機化合物、界面活性剤、ポリビニルアルコー
ル等を分散安定剤に用い、メルカプト基含有(水添)ポ
リブタジエンを系内に分割添加しながらスチレン系単量
体を重合させる方法が用いられる。
【0010】
【発明の効果】本発明で得られるスチレン系重合体は、
従来のスチレン系重合体と比較して、成形性を低下させ
ることなく、引張試験にいて、破断強度と破断伸びが大
きく且つ衝撃強度が大きい。また本発明で使用されるメ
ルカプト基含有ポリブタジエンを製造する際の原料のメ
ルカプト化合物は汎用に市販されている化合物であり、
エステル化反応も容易な反応であるため、安価であり、
非常に経済的である。
【0011】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。また例中の略号は以下の化合物を示す。 BuZ :t−ブチルペルオキシベンゾエート Bu3M:1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,
3,5−トリメチルシクロヘキサン BPO :ベンゾイルペルオキシド
【0012】参考例1;末端メルカプト含有水添ポリブ
タジエン(A)の合成 コンデンサー、エステルアダプター、温度計を付けた1
000mlフラスコに三菱化成(株)社製の商品名ポリ
テールHA500g、β−メルカプトプロピオン酸47
g、トルエン300gおよびp−トルエンスルホン酸2
gを入れ、マントルヒーターで加熱した。トルエンを還
流させながら生成する水をエステルアダプターで除去し
た。3時間還流を続け、生成水8.0gを除去し、反応
を終了した。ついで反応物を取り出し、50〜60℃に
冷却後、無水炭酸ソーダ20gを加えて30分間攪拌
後、ろ過した。これをロータリーエバポレーターで減圧
下でトルエンを除去した。粘調液体530gを得た。得
られた粘調液体は比重0.875、粘度830ポイズ
(30℃)であった。LC分析によりβ−メルカプトプ
ロピオン酸が粘調液体に含まれていないことを確認し
た。またマクロモレキュラー・ケミストリー、第194
巻、175−185ページ、1993年(Makrom
il.Chem.V.194,175−185(199
3))に記載されたヨウド滴定法により、末端SH基の
含有量がポリマー1g当たり0.00080モルである
ことを確認した。
【0013】参考例2;末端メルカプト基含有ポリブタ
ジエン(B)の合成 参考例1と同じ装置を用い、宇部興産(株)製、商品名
Hycar RLP500g、β−メルカプトエタノー
ル20g、トルエン300gおよびp−トルエンスルホ
ン酸2gを入れ、マントルヒーターで加熱した。トルエ
ンを還流させながら生成する水をエステルアダプターで
除去した。5時間還流を続け、生成水4.3gを除去
し、反応を終了した。ついで反応物を取り出し、50〜
60℃に冷却後、無水炭酸ソーダ20gを加えて30分
間攪拌後、ろ過した。これをロータリーエバポレーター
で減圧下でトルエンを除去した。粘調液体510gを得
た。得られた粘調液体は比重0.950、粘度680ポ
イズ(30℃)であった。GLC分析によりβ−メルカ
プトエタノールが粘調液体に含まれていないことを確認
した。また末端SH基の含有量がポリマー1g当たり
0.00045モルであることを確認した。
【0014】実施例1 内容量5000mlの攪拌機を有する連続反応器にスチ
レン(St)1000g当たりBuZ 0.3gおよび
参考例1で得た末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)10gを溶かしたものを連続的に供給し、各重合
槽の平均滞留時間を2時間、重合温度150℃に調節し
ながら連続重合した。連続重合開始後3時間以降に採取
した重合物を、温度240℃、圧力50mmHgに設定
した脱モノマー装置を通して未反応スチレンを除去し
た。第2段目から得られた重合物をサンプリングし、ガ
スクロマトグラフ(GLC)及びゲルパーミネーション
クロマトグラフ(GPC)により重合転化率と分子量を
測定した。得られた重合物の溶融粘度(MFR)はJI
S K7210(200℃,5kg)で測定した。また
引張試験はASTM D638(厚さ3mm)で測定し
た。また成形温度220℃、金型温度60℃の条件で5
cm×8.8cm×2mmの試験片を射出成形し、半径
6.35mm,150gのミサイルを10cmの高さか
ら試験片の中心に落下させ、クラック発生までの回数を
数え、繰り返し衝撃強度を測定した。その結果を表1に
示す。また成形物は無色透明であった。
【0015】実施例2 実施例1において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)の使用量を0.5gに変えた以外は実施例1に準
じて実施した。その結果は表1のとおりであった。また
成形物は無色透明であった。
【0016】実施例3 実施例1において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)の代わりに、参考例2で得た末端SH基含有ポリ
ブタジエン(B)を使用した以外は実施例1に準じて実
施した。その結果は表1のとおりであった。また成形物
は無色透明であった。
【0017】比較例1 実施例1において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)を用いない以外は実施例1に準じて実施した。そ
の結果は表1のとおりであった。
【0018】比較例2 実施例1において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)の代わりにポリテールHAを用いた以外は実施例
1に準じて実施した。その結果は表1のとおりであっ
た。また成形物は白濁し不透明であった。実施例1,2
と比較例1より分子量をほぼ一定に調節したとき、MF
Rはほぼ同等であるが、末端SH基含有水添ポリブタジ
エンを用いた重合体は、破断伸びが大きく、繰り返し衝
撃強度が大きいことが判る。また、実施例3の末端SH
基含有ポリブタジエンを用いたものも同様の効果を有す
ることが判る。また比較例2より末端にSH基を有しな
い水添ポリブタジエンを用いるとポリスチレンと化学的
に結合しないため成形物が不透明になることが判る。
【0019】実施例4 実施例1においてスチレンの代わりにスチレン/アクリ
ロニトリル(St/AN)(70/30重量比)混合物
を用い、BuZの代わりにBu3Mをビニル単量体10
00g当たり0.5gを用い、更にt−ドデシルメルカ
プタン2gを用い、重合温度を120℃に変えた以外は
実施例1に準じて実施した。その結果は表1のとおりで
あった。また成形物は無色透明であった。
【0020】実施例5 実施例4において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)の代わりに、末端SH基含有ポリブタジエン
(B)を使用した以外は実施例4に準じて実施した。そ
の結果は表1のとおりであった。また成形物は無色透明
であった。
【0021】比較例3 実施例4において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)を用いない以外は実施例4に準じて実施した。そ
の結果は表1のとおりであった。実施例4、5および比
較例3よりスチレン/アクリロニトリル共重合体でも前
記と同様の効果があることが判る。
【0022】実施例6 実施例1においてスチレン/アクリロニトリル混合物の
代わりにスチレン/メチルメタクリレート(St/MM
A)(80/20重量比)を用いた以外は実施例1に準
じて実施した。その結果は表1のとおりであった。
【0023】比較例4 実施例6において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)を用いない以外は実施例6に準じて実施した。そ
の結果は表1のとおりであった。実施例6および比較例
4よりスチレン/メチルメタクリレート共重合体でも前
記と同様の効果があることが判る。
【0024】
【表1】
【0025】実施例7 10Lステンレス反応器にイオン交換水5L、第三リン
酸カルシウム50g,ドデシルベンゼンスルホン酸ソー
ダ(日本油脂(株)製、商品名ニュ−レックスR)0.
5g、BPO 30g,スチレン3000gを入れ、空
間部を窒素置換した後、末端SH基含有水添ポリブタジ
エン(A)60gを均一速度で添加しながら80℃で1
0時間重合させた。その後90℃に昇温し3時間重合さ
せた。冷却後、内容物を取り出し、塩酸で洗浄し、水
洗、乾燥した。得られた重合物を用いて分子量、溶融粘
度および繰り返し衝撃強度を測定した。その結果Mn1
37000,Mw266000,MFR3.5,引張強
度533kg/cm2,破断伸び4.3%,繰り返し衝
撃強度230回であった。また成形物は無色透明であっ
た。
【0026】比較例5 実施例7において末端SH基含有水添ポリブタジエン
(A)を用いない以外は実施例7に準じて実施した。そ
の結果Mn139000,Mw272000,MFR
3.3,引張強度524kg/cm2,破断伸び2.3
%,繰り返し衝撃強度41回であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 の存在下でスチレン単独あるいはそれと共重合可能なビ
    ニル単量体を重合させることを特徴とするスチレン系重
    合体の製造方法。
JP22395094A 1994-08-26 1994-08-26 スチレン系重合体の製造方法 Pending JPH0859714A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012177225A1 (en) * 2011-06-20 2012-12-27 Thai Abs Company Limited Styrene - acrylonitrile resin with enhanced transparency properties and manufacturing method therefor
CN112646350A (zh) * 2019-10-11 2021-04-13 台光电子材料(昆山)有限公司 一种树脂组合物及其制品

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